《宇宙的未来》.ppt

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1、宇宙的未来Z m 轮轮椅椅上上的的传传奇奇科科学学家家 史蒂芬史蒂芬.霍金霍金19421942年年1 1月月8 8日出生于英国的牛津，这是一日出生于英国的牛津，这是一个特殊的日子，现代科学的奠个特殊的日子，现代科学的奠基人伽利略正是逝世于基人伽利略正是逝世于300300年年前的同一天。前的同一天。霍金在牛津大学毕业后即霍金在牛津大学毕业后即到剑桥大学读研究生，这时到剑桥大学读研究生，这时被诊断患了被诊断患了“卢伽雷病卢伽雷病”，不久，就，不久，就完全瘫完全瘫痪痪了。了。19851985年，霍金又因肺炎进行了穿气管年，霍金又因肺炎进行了穿气管手术，此后，他手术，此后，他完全不能说话完全不能说话，

2、依靠安装在，依靠安装在轮椅上的一个小对话机和语言合成器与人进轮椅上的一个小对话机和语言合成器与人进行交谈；看书必须依赖一种翻书页的机器，行交谈；看书必须依赖一种翻书页的机器，读文献时需要请人将每一页都摊读文献时需要请人将每一页都摊在大桌子上，然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般在大桌子上，然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读地逐页阅读霍金正是在这种一般人难以置信的艰难霍金正是在这种一般人难以置信的艰难中，中，成为世界公认的引力物理科学巨人成为世界公认的引力物理科学巨人。霍。霍金在剑桥大学任牛顿曾担任过的卢卡逊数学金在剑桥大学任牛顿曾担任过的卢卡逊数学讲座教授之职，他的黑洞蒸发理论和量子宇讲座教授之职，他

3、的黑洞蒸发理论和量子宇宙论不仅宙论不仅震动了自然科学界，并且对哲学和震动了自然科学界，并且对哲学和宗教也有深远影响宗教也有深远影响。从宇宙大爆炸的起点到黑洞辐射机制，从宇宙大爆炸的起点到黑洞辐射机制，霍金对量子宇宙论的发展作出了杰出的贡献。霍金对量子宇宙论的发展作出了杰出的贡献。他的目标是解决从牛顿以来一直困扰人类的他的目标是解决从牛顿以来一直困扰人类的“第一推力第一推力”问题。他的宇宙模型是问题。他的宇宙模型是一个封闭的无边界的有限的四维时空，一个封闭的无边界的有限的四维时空，宇宙的演化完全取决于物理定律。宇宙的演化完全取决于物理定律。霍金坚信，关于宇宙的起源和命运霍金坚信，关于宇宙的起源和

4、命运的基本思想可以不用数学来陈述，而且的基本思想可以不用数学来陈述，而且没有受过专业训练的人也能理解。他曾没有受过专业训练的人也能理解。他曾在通俗演讲里，生动地向听众解释在通俗演讲里，生动地向听众解释“利利用光速，从用光速，从黑洞黑洞进去，进去，从从白洞白洞到宇宙另一区域去作时空旅行到宇宙另一区域去作时空旅行”的设计，是有趣的科学幻想，而现实却的设计，是有趣的科学幻想，而现实却是难以做到的简明道理。是难以做到的简明道理。经过数年的辛勤经过数年的辛勤写作和修改写作和修改，于，于1988年年4月正式出版宇宙月正式出版宇宙论科普著作论科普著作时间简史时间简史。书中引导读者。书中引导读者遨游外层空间奇

5、异领域，对遥远星系、黑遨游外层空间奇异领域，对遥远星系、黑洞、夸克、大统一理论、洞、夸克、大统一理论、“带味带味”粒子和粒子和“自旋自旋”的粒子、反物质、的粒子、反物质、“时间箭头时间箭头”等进行探索。等进行探索。时间简史时间简史，已用，已用33种文种文字发行了字发行了550万册，万册，如今在西方，自称受如今在西方，自称受过教育的人若没有读过这本书，会被人看过教育的人若没有读过这本书，会被人看不起。不起。医生曾诊断身患绝症的霍金医生曾诊断身患绝症的霍金只能活两年只能活两年，他之所以能支持到今天并取得卓越成就，他之所以能支持到今天并取得卓越成就，最主要的是他具有强烈的使命感和极其最主要的是他具有

6、强烈的使命感和极其坚坚强的意志强的意志。霍金的一生，是人类意志力的。霍金的一生，是人类意志力的记录，是科学精神创造的奇迹。记录，是科学精神创造的奇迹。阅读文章阅读文章 赏析归纳赏析归纳（1-61-6）先表明预言宇宙的信心先表明预言宇宙的信心1.这部分先说明什么？这部分先说明什么？2.这篇讲演的主题是预言宇宙的未来这篇讲演的主题是预言宇宙的未来,为什么开篇（为什么开篇（1-5）先罗列了一些巫师）先罗列了一些巫师们预言屡屡失败的尴尬的事件？们预言屡屡失败的尴尬的事件？通过对比说明巫师们的预通过对比说明巫师们的预言缺乏科学根据，只是一些模言缺乏科学根据，只是一些模棱两可的判断，棱两可的判断，而真正的

7、技巧而真正的技巧在于解释。这与科学家的预言在于解释。这与科学家的预言有很大的区别。有很大的区别。2.作者认为，科学家预言宇宙的未作者认为，科学家预言宇宙的未来，必须摆脱哪些思想局限？来，必须摆脱哪些思想局限？分析阻碍预言的东西分析阻碍预言的东西1.这部分说明什么情况？这部分说明什么情况？阅读文章阅读文章 赏析归纳（赏析归纳（7-117-11）思想局限有四个方面思想局限有四个方面1 我们只了解正常情况下物体的我们只了解正常情况下物体的科学定律，不知道制约在极端科学定律，不知道制约在极端条件下的精确定律，故不能预条件下的精确定律，故不能预言宇宙的未来。言宇宙的未来。（7-87-8）2 我们受到时间

8、尺度的制约，故我们受到时间尺度的制约，故不能预言宇宙的未来。不能预言宇宙的未来。（9 9）43我们毁坏和消灭环境能力的增长我们毁坏和消灭环境能力的增长比利用这种能力的智慧的增长快比利用这种能力的智慧的增长快得多，故不能预言宇宙的未来。得多，故不能预言宇宙的未来。（10）我们不能肯定星球在轨道上的微我们不能肯定星球在轨道上的微小扰动长期积累会产生怎样的变小扰动长期积累会产生怎样的变化，故不能预言宇宙的未来化，故不能预言宇宙的未来 （1111）作者认为科学家可以预言宇宙的作者认为科学家可以预言宇宙的未来的根据是什么？未来的根据是什么？指出可预言的科学依据指出可预言的科学依据阅读文章阅读文章 赏析归

9、纳（赏析归纳（12-1312-13）1.这部分是写什么的？这部分是写什么的？1.1.我们观察到的从外空间各个方向来的我们观察到的从外空间各个方向来的微波幅射背景的温度极其接近，这表明宇微波幅射背景的温度极其接近，这表明宇宙的膨胀是平滑而非混沌的。宙的膨胀是平滑而非混沌的。（12）2.2.我们根据地球在太阳系中的地位以我们根据地球在太阳系中的地位以及其所属的星系中的地位，推断出任何及其所属的星系中的地位，推断出任何其他星系的任何背景亦相同，故可确定其他星系的任何背景亦相同，故可确定在大尺度下宇宙的行为是简单的，可以在大尺度下宇宙的行为是简单的，可以预言预言 。（1313）2.2.作者是如何描绘宇

10、宙未来的作者是如何描绘宇宙未来的样子的呢？样子的呢？阅读文章阅读文章 赏析归纳（赏析归纳（14-2114-21）描绘宇宙未来具体景象描绘宇宙未来具体景象1.1.这一部分如何概括？这一部分如何概括？大爆炸形成宇宙的膨胀。如果大爆炸形成宇宙的膨胀。如果宇宙的密度大于某个临界值宇宙的密度大于某个临界值，吸引力将最终使膨胀停止并使吸引力将最终使膨胀停止并使宇宙开始重新收缩，最终宇宙宇宙开始重新收缩，最终宇宙就会坍缩到一个具有无限密度就会坍缩到一个具有无限密度的奇性的大挤压，时间本身就的奇性的大挤压，时间本身就会在大挤压处终结。大挤压之会在大挤压处终结。大挤压之后的存在是不能预言的。后的存在是不能预言的

11、。如如宇宙密度小于该临界值宇宙密度小于该临界值，宇宙，宇宙就不会坍缩，它会继续永远膨胀下去，就不会坍缩，它会继续永远膨胀下去，星系们会继续以恒常速度相互离开。星系们会继续以恒常速度相互离开。现在的宇宙正在膨胀现在的宇宙正在膨胀 ,至少在至少在100100亿年亿年内不会停止。内不会停止。（1419）在大约在大约100100亿年以后，宇宙中大多数亿年以后，宇宙中大多数恒星都已把燃料耗尽，似太阳质量的恒恒星都已把燃料耗尽，似太阳质量的恒星，不是变成白矮星就是星，不是变成白矮星就是变成中子星，变成中子星，具有更大质量的恒星会变成黑洞。这些具有更大质量的恒星会变成黑洞。这些宇宙残留物继续绕着银河系中心每

12、宇宙残留物继续绕着银河系中心每100100亿亿年转一圈，它们互相碰撞，使一些被抛年转一圈，它们互相碰撞，使一些被抛到星系外面去，余下的会渐渐在中心附到星系外面去，余下的会渐渐在中心附近稳定下来，最终汇聚在一起，形成一近稳定下来，最终汇聚在一起，形成一个巨大的黑洞。最后这个黑洞可能在个巨大的黑洞。最后这个黑洞可能在1010的的9090次方年的时间蒸发掉（次方年的时间蒸发掉（202121）。）。在对宇宙的未来的预言中，在对宇宙的未来的预言中，存在哪些不确定的因素？存在哪些不确定的因素？阅读文章阅读文章 赏析归纳赏析归纳（22-2522-25）影响预言的不确定因素影响预言的不确定因素1.这部分说明什

13、么情况？这部分说明什么情况？有两个有两个 一是可能存在当前我们未一是可能存在当前我们未知的暗物质知的暗物质，它们会影响大爆它们会影响大爆炸后一秒钟内宇宙的初始密度，炸后一秒钟内宇宙的初始密度，从而影响对宇宙最终坍缩时间从而影响对宇宙最终坍缩时间的确定（的确定（2222、2323）二是对宇宙的初始密度的二是对宇宙的初始密度的确定有着不同的认识：一是按确定有着不同的认识：一是按照人择原理去确定，一是按照照人择原理去确定，一是按照暴涨理论去确定。二者有较大暴涨理论去确定。二者有较大差距（差距（24-2524-25）阅读文章阅读文章 赏析归纳赏析归纳（2626）1.最后一部分做什么？最后一部分做什么？

14、对全文进行小结对全文进行小结2.总结的要点是什么？总结的要点是什么？人们可以预言未来，但宇宙的未人们可以预言未来，但宇宙的未来是坍缩还是无限膨胀，尚难定论。来是坍缩还是无限膨胀，尚难定论。因为宇宙现有密度似乎非常接近于把因为宇宙现有密度似乎非常接近于把坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度。坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度。小结全文思路结构小结全文思路结构1-61-6：先表明预言宇宙的信心先表明预言宇宙的信心7-117-11：再分析阻碍预言的东西再分析阻碍预言的东西12-1312-13：指出可预言的科学指出可预言的科学依据依据14-2114-21：描绘宇宙未来具体景象描绘宇宙未来具体景象22-252

15、2-25：影响预言的不确定因素影响预言的不确定因素2626：最后对全文进行下小结最后对全文进行下小结 作为一篇关于宇宙未来的演讲词，本文作为一篇关于宇宙未来的演讲词，本文的大量篇幅是较为严肃的科学话题，运用了的大量篇幅是较为严肃的科学话题，运用了好多专业术语，容易使人感到沉闷。好多专业术语，容易使人感到沉闷。但是霍但是霍金的聪明之处在于他运用了许多幽默风趣的金的聪明之处在于他运用了许多幽默风趣的语言语言，使得这样一篇旨在说明科学道理的学，使得这样一篇旨在说明科学道理的学术演讲，让人能够在一种轻松愉快的气氛中术演讲，让人能够在一种轻松愉快的气氛中认真听下去。这样的语言是很多的，例如：认真听下去。

16、这样的语言是很多的，例如：“幸运的是，数人名看来要花幸运的是，数人名看来要花语言艺术风格小结语言艺术风格小结这篇演讲词的语言特点怎样？这篇演讲词的语言特点怎样？幽默风趣很长的时间很长的时间。”“你在实际上不可能预测你在实际上不可能预测出来数字，否则的话，物理学家就会在赌出来数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。场发财。”“即便宇宙将要坍缩，我可以即便宇宙将要坍缩，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会停止膨胀。我预料那时自己不会留在世上被证明是错的。上被证明是错的。”“如果暴涨理论是正如果暴涨理论是正确的，则宇宙实际上是处在刀锋上。所以确的，则宇宙实际上是处在刀锋上。所以我正是继承那些巫师或预言者的良好传统，我正是继承那些巫师或预言者的良好传统，两方下赌注，以保万无一失两方下赌注，以保万无一失。”再见！再见！