1、宇宙的未来预习案编号：040【学习目标】1. 品味本文生动、幽默的演讲风格，体会语言的亲和力和轻松感。2.养成科学精神，提高科学素养和科学思辨能力。【学习重点】反复诵读，体会语言的亲和力和轻松感。【学习难点】精读文本，提高科学素养和科学思辨能力。【学习方法】自学法 品读法 讨论法、探究法【预习内容】（40分钟）一、【知识储备】（认真阅读相关材料，提取重要信息并牢固识记）（一）文学常识1.了解作者斯蒂芬.霍金，是本世纪享有国际盛誉的伟人之一，现年60多岁，出生于伽利略逝世周年纪念日，剑桥大学应用数学及理论物理学系教授，当代最重要的广义相对论和宇宙论家。70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理，
2、为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家”。他还证明了黑洞的面积定理。他担任的职务是剑桥大学有史以来最为崇高的教授职务，那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡逊数学教授。他拥有几个荣誉学位，是皇家学会会员。他因患卢伽雷氏症（肌萎缩性侧索硬化症），禁锢在一张轮椅上达20年之久，他却身残志不残，使之化为优势，克服了残废之患而成为国际物理界的超新星。他不能写，甚至口齿不清，但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞”。尽管他那么无助地坐在轮椅上，他的思想却出色地遨游到广袤的时空，解开了宇宙之谜。 霍金教授也是现
3、代科普小说家，他的代表作是1988年撰写的时间简史，这是一篇优秀的天文科普小说。作者想象丰富，构思奇妙，语言优美，字字珠玑，更让人咋惊世界之外，未来之变，是这样的神奇和美妙。这本书至今累计发行量已达2500万册，被译成近40种语言。1992年耗资350万英镑的同名电影问世。霍金坚信关于宇宙的起源和生命的基本理念可以不用数学来表达，世人应当可以通过电影这一视听媒介来了解他那深奥莫测的学说。本书是关于探索时间本质和宇宙最前沿的通俗读物，是一本当代有关宇宙科学思想最重要的经典著作，它改变了人类对宇宙的观念。本书一出版即在全世界引起巨大反响。时间简史对我们这些喜用言语表达甚于方程表达的读者而言是一本里
4、程碑式的佳书。它长于一个对人类思想有接触贡献者之手，这是一本对知识无限追求之作，是对时空本质之谜不懈探讨之作。2. 中西古代对宇宙的关注与研究中国古代的宇宙学说，有浑天说、盖天说、宣夜说等。浑天说认为，“浑天如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡子中黄，孤居于天内，天大而地小。天表里有水，天之包地，犹壳之裹黄。天地各乘气而立，载水而浮。”(张衡浑仪注)盖天说认为，“天似盖笠，地法覆盘”(晋书天文志)，天地都是穹形的，如同一个同心的球穹，相距八万里。宣夜说认为，“天了无质，仰而瞻之，高远无极，眼瞀精绝，故苍苍然也。”(晋书天文志)就是说“天”不是一个固体的“天穹”，不过充满了无边无际的气体，日月星辰都在这
5、气体中浮动。 在西方，古希腊人也有多种宇宙学说。公元前600年左右，住在米利都的古希腊哲学家泰利斯认为地球是一个圆盘，漂浮在一片汪洋中。他的弟子阿那克西曼德认为天空是包围地球的一个球层，恒星在内层，太阳和月亮在外层。毕达哥拉斯认为，地球、月亮、太阳、行星和恒星都在一个同心球上围绕中央作为旋转。托勒密总结了古希腊的天文学成就，著天文学大成，认为地为球形，静止不动，处于宇宙的中心，其他天体围绕地球运行，创立了“地心说”，统治西方天文学界一千四百多年，直到波兰天文学家哥白尼在16世纪发表天体运行论，创立日心说。17世纪，意大利物理学家和天文学家伽利略亲手制造天文望远镜，开拓了人们的天文视野。德国天文
6、学家开普勒提出了行星运动的三大定律，英国物理学家牛顿用力学的引力原理解释开普勒的行星运动定律，创立了天体力学。3.宇宙大爆炸理论简介： 现代宇宙学最有影响的学说是大爆炸宇宙学。大爆炸宇宙学认为，宇宙早期温度极高(在100亿度以上)，物质密度极大。在那里，物质被压缩成一个奇点，时间和空间都毫无意义。大约200亿年前，发生“爆炸”，温度逐渐冷却，形成各种各样的恒星体系，也就是我们今天所能观测到的宇宙。宇宙大爆炸学说是逐渐形成的。20世纪初，爱因斯坦的相对论改变了科学家研究宇宙的方法。1927年，比利时天文学家勒梅特第一个提出了动态宇宙模型，认为宇宙是从一种“原始原子”不断分裂、膨胀形成的。他推测：
7、如果宇宙中物质的质量小于某个临界值，宇宙就会继续膨胀下去，成为“开放的宇宙”；反之，就会坍缩，成为“闭合的宇宙”。1948年，出生在俄国的美籍物理学家伽莫夫发展了这一理论，提出了“大爆炸”学说。 大爆炸学说得到了以下天文观测的支持。(1)河外星系有系统地谱线红移(课文中涉及到)。1917年，美国天文学家斯里弗发现河外星系谱线有系统地向红端移动，表明这些遥远的天体正在离我们远去。1929年，美国天文学家哈勃发现，几乎所有的星系都有红移现象。星系距离越远，红移越大。这种红移与距离之间的线性关系，称为哈勃定律。(2)在各种不同的天体上，氦的密度相近，大都是30%。根据大爆炸理论，早期宇宙温度很高，所
8、以产生氦的效率也很高。(3)测定各种天体的年龄，均小于200亿年。(4)宇宙微波背景辐射的发现(课文中涉及到)。4.什么叫黑洞？ 究竟什么是黑洞?黑洞是由具有极大质量的超巨星在塌陷时所形成的，恒星的核心在本身重量的影响下非常快速的收缩，并释放出强劲的暴发能量，如果核心物质大得使塌陷无限地继续下去，便产生了黑洞，在重力巨大的挤压下，所留下的物质有难以想像的高密度。由于黑洞的质量非常大，使得它们具有强大的重力场，这些力量大的连光线也无法逃出它的手掌心，这也就是为什么它要叫做黑洞的原因了，在它的边界內你看不到任何东西。 “黑洞”，顾名思义就是一个漆黑的洞。因其引力过强，以至于连自己发出的光线都无法由
9、其中逃脫而出。就连光线由外射入，也像射入无底洞。然而大质量塌缩的恒星是如何到达此情境的呢?试想一物体于一塌缩星的表面，随著恒星塌落而凝缩，不停的靠向中心，重力愈来愈强。(天体的重力离中心愈近愈大)而恒星愈收缩，要离开它的表面速度要求愈大。当恒星塌缩到到光速时，已几乎无任何物体可逃脫而出。而塌缩到光速都无法逃出时，任何物体都不可能再从黑洞中出来。当恒星塌缩到此一境界时，这时黑洞所呈现的半径就称为史瓦西半径。假设地球也做如此的塌缩，那此时地球的史瓦西半径就为一厘米宽。但恒星并非一定凝缩到此程度才形成不可逃脫的表面。质量愈大，其史瓦西半径內的物质密度愈小。如质量是太阳一亿倍的，缩到水的密度便达到史瓦
10、西半径了。黑洞是一去不复返的深渊，但在靠近黑洞时，由于时间的延滞，会发生许多奇妙的事。黑洞旅行者穿越事界，按他的计时系统来說，只是很短的时间，但对远方的观测者来說，其结果却是恰恰相反。他看见愈近事界，宇航员的身影愈薄，接近事界愈缓慢。火箭无限靠近事界，但总不能到达。外界的人看事界亦为如此，也是越塌缩越缓慢，形状也越朦胧，塌缩星就像是渐渐凝住了，所以以前把这现象叫做塌缩星凝止。凝止的界面就称为凝止界面(Staticlimit)。而当塌缩接近事界时，星光迅速黯淡。对于是太阳质量十倍的星，就在凝止那一剎那，在百万分之四秒內全部化为乌有。所以我们无从得知黑洞是如何形成的。然而黑洞周围的时空弯曲的性质，
11、对人的寿命有特殊影响。它周围的时间进度缓慢，也许这可以做为一种变时机制，勇敢涉足于事界边缘也许可以不老不死。但在黑洞的边缘要求很大的加速度。愈靠近黑洞，要求的加速度越大，时间延滞也越厉害。 理论上，黑洞的质量并没有多大或多小的限制。任何大小的质量如果被压缩到足够高的密度，在理论上都有可能形成黑洞。我们认为大多数实际存在的黑洞是有大质量的恒星死亡后产生的，所以我们认为那些黑洞和那些大质量的恒星一样重。一个恒星级黑洞的典型质量差不多是太阳的十倍，或者说是10(30)千克。天文学家们也认为许多星系的中心都有质量巨大的黑洞。它们的质量大约是太阳的一百万倍，或者说是10(36)千克。（二）文本助读这篇演
12、讲稿的特色：1.生动的导引这篇科技论文是演讲辞，具有演讲的特点。预言宇宙的未来，虽然是一个严肃的科学话题。但如果就事论事，很容易枯燥乏味。演讲需要激起听众的兴趣。演讲者从古代的巫术和近代的宗教预言谈起，既增加了趣味性，又深化了讲演的主题在与巫术的对比中，更显出了科学的求实精神。2.严谨的推理作为一篇科学演讲，其最终目的是让人信服。本文严谨的推理，增强了说服力。宇宙虽然复杂，但它在大尺度上又是可以描述的。宇宙的密度是决定其命运的关键，然而，确定这一点非常不易。演讲者从可见物质谈到暗物质，从成熟的理论谈到科学假说，把问题讲得透彻明白。没有作出一个明确的预言，也说明了演讲者严谨的科学态度。3.幽默的
13、语言演讲是面对面的交流，这种交流是单向的，如果不注意演讲的语言艺术，就达不到最佳的表达效果。这篇演讲语言幽默，创造出一种轻松愉快的气氛，使所论述的问题更易于为听众接受。如，文中有一段话说：“我比其他的末日预言者更占便宜。即使宇宙将要坍缩，我可以满怀信心地预言，它至少在一百亿年内不会停止膨胀。我预料那时自己不会留在世上被证明是错的。”以揭示自己“自私”的心理表示幽默，同时传达出重要的信息：宇宙“至少在一百亿年内不会停止膨胀”。二、【自我达成】1.下列词语的注音、解释全正确的一项是（ ）A 混沌（hndn）：我国传说中指宇宙形成以前模糊一团的景象。 尴尬（gng）：神色、态度）不自然。B 诘问（j
14、iwn）：反问 倚重（yzhng)：倚靠，器重。C 三昧（snwi）：指心神专注而不散乱。 比萨（bsh）：一种意大利式馅饼。D告罄（goxng）：指能源枯竭。 黑洞（hidng）：一种特殊的天体。2.下列词语中没有错别字的一组是（ ）A 别出心裁 映入眼帘 赞叹不已 如烟似雾 B 明察秋毫 幅圆广阔 轻而易举 瞬息万变C 瞻养父母 归根到底 晶莹透明 模棱两可D 推陈出新 疏疏朗朗 因地治宜 臭名昭著3.作者及其相关内容：霍金，英国 学家。其作品 在全世界行销千万册，本文是霍金在1991年1月在 的一次演讲。4.下列句中括号内的成语，不能用句后括号中的熟语替换的一项是（）情况十分紧急，险情就
15、是命令，李刚（当机立断），顾不上向上级汇报，就跳进了汹涌的江水里。(不管三七二十一)B两个单位有点矛盾，可以坐下来心平气和地交换意见，总这么（针锋相对）的，对哪方都没有好处。(针尖对麦芒)办事情要有个轻重缓急，有的事虽然是好事，但是时机不对，只凭（一厢情愿），即使办成了，也会招来不少意见。(剃头挑子一头热)D张主任本以为问题不大，调解一下就可以解决了，谁知道他们两个（各执一词），怎么也谈不拢。(公说公有理，婆说婆有理)5.依次填入下列两句中括号内的语句，与上下文语意连贯的一组是（）（1）泉上有桥泉边有楼，桥是竹桥，楼是木楼，（），竹与竹撞击，发出萧萧瑟瑟的声音。（2）我认为，一切已经成功的企业
16、和成功的人士，都是创业者努力“颠覆”的目标，因此，要鼓励大家去（），而不是去敬仰和朝圣。海风从山隙处吹过来，楼前植竹楼前植竹，海风从山隙处吹过来挑战微软、挑战联想、挑战海尔挑战海尔、挑战联想、挑战微软 ABCD6.依次填入下面语段括号内的词语，最恰当的一组是()半个世纪以来，党的三代领导集体对南水北调工程十分关心、高度重视，南水北调工程的建设，（）了新中国几代工程技术人员的心血和智慧。“神舟”四号在辽阔的宇宙空间遨游了六天零十八小时，（）了大量珍贵的科学数据。于2003年1月15日晚7时多内蒙古中部成功着陆。据有关人士_（），在双方签定的合约中，阿里哈恩必须率领中国人杀进2006年世界杯决赛圈。A凝结搜集透露B凝聚收集透露C凝聚搜集披露D凝结收集披露7.这篇演讲稿的结构思路怎样？8.霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点？三、【自学反馈】将自己完不成或完成较困难的地方写在下面