宇宙的未来教案

宇宙的未来教案,标签：高二语文教学设计案例,http://www.5ijcw.com
    宇宙中的局部运动也许会出现混沌状态,但宇宙在大尺度上是可以预测的。宇宙正在高速膨胀,其他星系正在飞速离我们远去。宇宙微波背景辐射证明了宇宙的膨胀大体上"是平滑的而非混沌的",因为如果宇宙的膨胀率和平均密度不均匀,来自宇宙各个方向的宇宙微波背景辐射温度就不会如此一致。"这表明,宇宙的行为在非常大尺度下是简单的,而不是混沌的。因此我们可以预言宇宙遥远的未来。"
    从目前的情况看,宇宙中星系之间的距离在增大,但是星系之间的引力吸引有可能降低膨胀率。"如果宇宙的密度大于某个临界值,引力吸引将最终使膨胀停止并使宇宙开始重新收缩。宇宙就会坍缩到一个大挤压。""大挤压"和"大爆炸"前的状态相似,"具有无限密度","物理定律在这种状态下失效"。
    这样,预言宇宙的未来,"关键问题在于:平均密度是多少?如果它比临界值小,宇宙就将永远膨胀。但是如果它比临界值大,宇宙就会坍缩"。
    但是,计算宇宙的平均密度并不容易。把我们现在能看到的恒星质量加起来,还不到临界值的百分之一;即使加上"气体云的质量",最多达到临界值的百分之一。但是,我们能不能据此得出宇宙将永远膨胀下去的结论呢?还不能。因为宇宙中还存在许多暗物质,这些暗物质我们肉眼看不见,不能直接观测到。黑洞就是这类暗物质,它是超大恒星死亡的产物。霍金对黑洞的解释是:"空间一时间的一个区域,因为那儿的引力是如此之强,以至于任何东西甚至光都不能从该处逃逸出来。"(见《时间简史》一书所附《小辞典》)我们虽然看不见黑洞的存在,但可以通过观察螺旋星系和星系团来判断它们的存在:能使大质量的星系或星系团绕之旋转的东西,其质量一定比这些星系和星系团大得多。

www.5ijcw.com     作者指出,根据现在的观测研究,将这些暗物质估算在内,"仍然只达到要使宇宙重新坍缩的临界质量的百分之十左右"。于是有人择原理和暴涨理论为之说,前者假设有多个宇宙共存,而我们所能理解的只是身处其中的一个;后者认为宇宙可能采取一种非常规的方式突变,从一个微小的尺度很快达到临界状态。
    归根到底,宇宙的未来只有两种命运:继续膨胀,或可能收缩。这取决于宇宙现有的密度,所以,科学家在没有称算出宇宙的重量之前,不得不承认"宇宙实际上是处在刀锋上",所以要继承巫师或预言家的传统:"两方下赌注,以保万无一失。"
    2.研读课文,讨论问题。
    (1)作者是怎样探讨"宇宙的未来"的?
    【明确】作者先从古代的巫术和近代的宗教预言谈起,引出话题,说明从科学的角度谈论宇宙的未来是非常严肃的事,科学有别于宗教的地方是它的求实精神。探讨宇宙是继续膨胀还是有可能收缩是这篇讲演的主体部分,计算宇宙的密度又是这一主体部分的关键,有关宇宙中物质密度临界值的探讨,则把问题引向深入。最后,介绍两种新的理论--人择原理和暴涨理论,则体现了科学界最新的探索。作者从可见物质谈到暗物质,从成熟的理论谈到科学的假说,把问题讲得透彻明白。最后没有做出一个明确的预言,恰恰说明了他严谨的科学态度。
    (2)怎样理解本文的一些相关论述?
    【明确】这是一篇科学讲演,涉及较为复杂的背景知识。这些知识和讲演的主题是密切相关的,如果不作必要的交待,讲演的内容就会显得抽象和单薄。如,谈到天气预报、大脑工作原理都具有混沌性质,来反衬宇宙在大尺度上是"平滑而非混沌"的;如,谈到恒星的死亡(归宿)引出黑洞,为宇宙中暗物质的存在寻找理论支持;如,谈到现存宇宙对初始密度的极度敏感,引出了"人择原理"等等。这些相关的论述,或从对立面凸显观点,或从纵深面强化观点,使论证丰富多彩。
    (3)这篇讲演在语言上具有怎样的特点?
    【明确】讲演是面对面的交流,这种交流又是单向度的,如果不注意讲演的语言艺术,就达不到最佳的表达效果。这篇讲演,除了推理严谨外,语言幽默也是其突出的特点。幽默的语言创造出一种轻松愉快的气氛,更具有亲和力,使所阐发的事理更容易为听众接受。如,谈到轮赌盘的旋转具有混沌性质,作者说即使是物理学家也不能计算出它"出来的数字,否则的话,物理学家就会在赌场发财",这就生动地说明了什么是混沌现象;如,文章最后一句话:"所以我正是继承那些巫师或预言者的良好传统,两方下赌注,以保万无一失。"兼有讽刺与幽默,对宇宙未来命运的判断采取了审慎态度。
    四、布置作业
    完成"研讨与练习一、二"。

上一页  [1] [2] 

上一篇：作为生物的社会教案