宇宙的未来..ppt

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1、v曲突徙薪曲突徙薪 v把烟囱改建成弯的，把灶旁的柴草搬把烟囱改建成弯的，把灶旁的柴草搬走。比喻事先采取措施，才能防止灾走。比喻事先采取措施，才能防止灾祸。祸。v以邻为壑以邻为壑 v拿邻国当做大水坑，把本国的洪水排拿邻国当做大水坑，把本国的洪水排泄到那里去。比喻只图自己一方的利泄到那里去。比喻只图自己一方的利益，把困难或祸害转嫁给别人益，把困难或祸害转嫁给别人。宇宙的未来宇宙的未来 史蒂芬史蒂芬霍金霍金 史蒂芬史蒂芬霍金是英国物理霍金是英国物理学家学家，本世纪享有国际盛誉的，本世纪享有国际盛誉的伟人之一。伟人之一。19421942年出生，年出生，剑桥剑桥大学应用数学及理论物理学系大学应用数学及理

2、论物理学系教授，当代最重要的广义相对教授，当代最重要的广义相对论和宇宙论家。论和宇宙论家。他用毕生精力他用毕生精力研究黑洞普通物理学定理不再研究黑洞普通物理学定理不再适用的时空领域适用的时空领域)和宇宙起源大和宇宙起源大爆炸原理。他提出黑洞能发射爆炸原理。他提出黑洞能发射辐射辐射(现在叫霍金辐射现在叫霍金辐射)的预言的预言现在已是一个公认的假说。他现在已是一个公认的假说。他的研究工作在科学界远不及他的研究工作在科学界远不及他的畅销书的畅销书时间简史时间简史出名。出名。他这本销售量达他这本销售量达2,5002,500万份的畅万份的畅销书对量子物理学和相对论作销书对量子物理学和相对论作了大量介绍。

3、了大量介绍。作者简介作者简介 宇宙的未来宇宙的未来是是霍金霍金19911991年年1 1月在月在剑桥大学的一次讲演剑桥大学的一次讲演录。这篇讲演，从录。这篇讲演，从古代巫师的预言，谈到近代宗教预言，古代巫师的预言，谈到近代宗教预言，再过渡到对宇宙未来的讨论，主要探讨再过渡到对宇宙未来的讨论，主要探讨了宇宙未来的两种命运：一是继续膨胀了宇宙未来的两种命运：一是继续膨胀下去，一是收缩以至于坍缩成一个点。下去，一是收缩以至于坍缩成一个点。膨胀还是收缩，取决于宇宙的平均密度。膨胀还是收缩，取决于宇宙的平均密度。运用天体物理学理论，对宇宙的未来作运用天体物理学理论，对宇宙的未来作出科学的论断，这是科学家

4、与巫师不同出科学的论断，这是科学家与巫师不同之处之处 .1.1.浏览全文，然后简要地说出浏览全文，然后简要地说出本文的主要内容本文的主要内容2.2.给课文分段，并总结要点。给课文分段，并总结要点。科科技论文阅读方法：技论文阅读方法：1 1、阅读时，采用两步走：第一步泛读，即、阅读时，采用两步走：第一步泛读，即知其大意，不求甚解。第二步精读。知其大意，不求甚解。第二步精读。2 2、边读边画出结构上起过渡、连接作用的、边读边画出结构上起过渡、连接作用的词、句子、段落。词、句子、段落。3 3、画出段落的中心句，尤其要注意段首、画出段落的中心句，尤其要注意段首、段尾段尾句。句。4 4、画出文中的关键词

5、句，如：也许、左右、画出文中的关键词句，如：也许、左右、可能、似乎、大概等模棱两可的词语。可能、似乎、大概等模棱两可的词语。5 5、提取作者观点时、提取作者观点时,或摘录文中语句，或用或摘录文中语句，或用自己的语言组织。自己的语言组织。时间尺度时间尺度（temporal scaletemporal scale）完成）完成某一种物理过程所花费时间的平均度某一种物理过程所花费时间的平均度量。一般来讲，物理过程的演变越慢，量。一般来讲，物理过程的演变越慢，其时间尺度越长，物理过程涉及的空其时间尺度越长，物理过程涉及的空间范围越大，其时间尺度也越长。间范围越大，其时间尺度也越长。宇宙微波背景辐射宇宙微

6、波背景辐射（又称（又称3K3K背景辐射）背景辐射）是一种充满整个宇宙的电磁辐射。频率是一种充满整个宇宙的电磁辐射。频率属于微波范围。宇宙微波背景辐射产生属于微波范围。宇宙微波背景辐射产生于大爆炸后的三十万年。于大爆炸后的三十万年。暗物质暗物质在宇宙学中，暗物质是指那在宇宙学中，暗物质是指那些自身不发射些自身不发射电磁辐射电磁辐射，也不与电，也不与电磁波相互作用的一种物质。磁波相互作用的一种物质。临界质量临界质量临界质量是指维持核子连锁临界质量是指维持核子连锁反应所需的裂变材料质量。不同的可裂反应所需的裂变材料质量。不同的可裂变材料，会有不同的临界质量变材料，会有不同的临界质量 简并态简并态简并

7、态是一种高密度的物质状态。简并态是一种高密度的物质状态。视界视界定义一：一个事件刚好能被观定义一：一个事件刚好能被观察到的那个时空界面称为视界引。譬察到的那个时空界面称为视界引。譬如，发生在黑洞里的事件不会被黑洞如，发生在黑洞里的事件不会被黑洞外的人所观察到，因此我们可以称黑外的人所观察到，因此我们可以称黑洞的界面为一个视界。洞的界面为一个视界。定义二：黑定义二：黑洞的边界称为视界。洞的边界称为视界。引力坍缩引力坍缩（gravitational gravitational collapsecollapse）是指恒星演化到晚期在引力）是指恒星演化到晚期在引力作用下，天体向中心猛烈下落的现象或作用

8、下，天体向中心猛烈下落的现象或过程。过程。混沌现象混沌现象混沌现象是指发生在确定性混沌现象是指发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动，一个系统中的貌似随机的不规则运动，一个确定性理论描述的系统，其行为却表现确定性理论描述的系统，其行为却表现为不确定性一不可重复、不可预测为不确定性一不可重复、不可预测 .v初值敏感性初值敏感性在一个动力系统中，在一个动力系统中，初始条件下微小的变化能带动整个初始条件下微小的变化能带动整个系统的长期的巨大的连锁反应系统的长期的巨大的连锁反应1.1.本文讲的是宇宙的未来问题，本文讲的是宇宙的未来问题，作者预测了两种结局：或膨胀，作者预测了两种结局：或膨胀，或收缩。

9、或收缩。v2.2.全文分为六个层次：全文分为六个层次：（1).1).科学家有信心预言未来。科学家有信心预言未来。（2-52-5）.巫师的预言模棱两可，宗教的预言屡测巫师的预言模棱两可，宗教的预言屡测屡败。屡败。（6-136-13）.物理方程、制约大脑的方程具有混沌物理方程、制约大脑的方程具有混沌性，因此我们不能预言人类；而宇宙的行为在非性，因此我们不能预言人类；而宇宙的行为在非常大尺度下却是简单的，而不是混沌的，因此我常大尺度下却是简单的，而不是混沌的，因此我们可以预言宇宙遥远的未来。们可以预言宇宙遥远的未来。（14-1614-16）.宇宙的未来有两种可能，一是继续膨宇宙的未来有两种可能，一是

10、继续膨胀下去，二是收缩以至坍缩成一个点。是膨胀还胀下去，二是收缩以至坍缩成一个点。是膨胀还是坍缩，取决于宇宙的平均密度。是坍缩，取决于宇宙的平均密度。（17-25)17-25)宇宙现在的密度非常接近于把坍缩和膨宇宙现在的密度非常接近于把坍缩和膨胀区分开来的临界点上，所以两种可能都会发生。胀区分开来的临界点上，所以两种可能都会发生。(26)(26)全文总结全文总结1 1、霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点？、霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点？2 2、文章内容是谈对宇宙未来的预测，为什么开、文章内容是谈对宇宙未来的预测，为什么开篇却谈篇却谈巫师预言的尴尬、宗教预言的失败巫师预言的尴尬、宗教预言的

11、失败?3 3、为什么科学为什么科学“不能预言人类社会的未来不能预言人类社会的未来”，却却“可以预言宇宙遥远的未来可以预言宇宙遥远的未来”?4 4、作者对宇宙的未来的预言与巫师、宗教预作者对宇宙的未来的预言与巫师、宗教预言家对人类社会未来的预言有何不同言家对人类社会未来的预言有何不同?5 5、对宇宙未来的预言，关键是要弄清宇宙的什、对宇宙未来的预言，关键是要弄清宇宙的什么问题么问题?作者认为宇宙的未来会是怎样的作者认为宇宙的未来会是怎样的?6 6、体会这篇演讲词的语言特点是什么？、体会这篇演讲词的语言特点是什么？在课文中寻找下列问题答案在课文中寻找下列问题答案1.1.霍金对宇宙未来的预言主要霍金

12、对宇宙未来的预言主要有以下一些观点：有以下一些观点：（1 1）宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密度有关，如果平均密度小）宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密度有关，如果平均密度小于某个临界值，它就会永远膨胀。如果平均密度大于临界值，宇宙于某个临界值，它就会永远膨胀。如果平均密度大于临界值，宇宙就会坍缩，时间本身就会终结。就会坍缩，时间本身就会终结。（2 2）在螺旋星系和星系团中应该存在有某种看不见的暗物质，它）在螺旋星系和星系团中应该存在有某种看不见的暗物质，它的引力吸引足以把高速旋转的星系牢牢抓住，不至于使这些星系或的引力吸引足以把高速旋转的星系牢牢抓住，不至于使这些星系或星系团飞散开去。星系团飞散开

13、去。（3 3）如果宇宙继续膨胀下去，五十亿年后，太阳将耗尽它的核燃）如果宇宙继续膨胀下去，五十亿年后，太阳将耗尽它的核燃料，变成一颗白矮星。在大约一百亿年后，具有太阳质量的恒星将料，变成一颗白矮星。在大约一百亿年后，具有太阳质量的恒星将变成白矮星或中子星，具有更大质量的恒星会变成黑洞。变成白矮星或中子星，具有更大质量的恒星会变成黑洞。（4 4）黑洞中粒子的速度有可能超过光速逃出黑洞，只要有足够长）黑洞中粒子的速度有可能超过光速逃出黑洞，只要有足够长的时间，巨大的黑洞也可以的时间，巨大的黑洞也可以“蒸发蒸发”掉。掉。（5 5）在星系或星系团之外，应该存在有足够的暗物质，这些暗物）在星系或星系团之

14、外，应该存在有足够的暗物质，这些暗物质能使密度达到临界值，从而可能会使宇宙最终坍缩。但这个时间质能使密度达到临界值，从而可能会使宇宙最终坍缩。但这个时间肯定在一百五十亿年之后。肯定在一百五十亿年之后。2 2、文章内容是谈对宇宙未来的预测，为什、文章内容是谈对宇宙未来的预测，为什么开篇却谈巫师预言的尴尬、宗教预言的么开篇却谈巫师预言的尴尬、宗教预言的失败失败?作者先从古代的巫术和近代的宗教预言谈起，作者先从古代的巫术和近代的宗教预言谈起，是为了是为了引出话题引出话题，说明从科学的角度谈论宇宙，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的未来是非常严肃的事，科学有别于宗教的地

15、方是它的求实精神，方是它的求实精神，前者是有科学根据的，是前者是有科学根据的，是运用天体物理学理论进行的科学推测，科学预运用天体物理学理论进行的科学推测，科学预言；而后者是没有科学根据可言的。言；而后者是没有科学根据可言的。其实，其实，从上面的题目就可知道，人类社会的未来根本从上面的题目就可知道，人类社会的未来根本就是无法预言的，因为方程是混沌的，所以巫就是无法预言的，因为方程是混沌的，所以巫师、宗教预言家对人类社会的预言注定就是荒师、宗教预言家对人类社会的预言注定就是荒唐的。唐的。3.3.为什么科学为什么科学“不能预言人类社会不能预言人类社会的未来的未来”，却，却“可以预言宇宙遥远的可以预言

16、宇宙遥远的未来未来”?因为前者是混沌的，不确定的；而因为前者是混沌的，不确定的；而“宇宙的行为在非常大尺度下是简单的，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而不是混沌的，因此我们可以预言宇宙遥远的未来遥远的未来”。4.4.对宇宙未来的预言，关键是对宇宙未来的预言，关键是要弄清宇宙的什么问题要弄清宇宙的什么问题?作者认作者认为宇宙的未来会是怎样的为宇宙的未来会是怎样的?对宇宙未来的预言，其关键问题在于：对宇宙未来的预言，其关键问题在于：平均密度是多少。平均密度是多少。会有两种可能：会有两种可能：“如果它比临界值小，如果它比临界值小，宇宙就将永远膨胀，但是如果它比临宇

17、宙就将永远膨胀，但是如果它比临界值大，宇宙就会坍缩。界值大，宇宙就会坍缩。”5.5.作者对宇宙的未来的预言与巫师、作者对宇宙的未来的预言与巫师、宗教预言家对人类社会未来的预言有宗教预言家对人类社会未来的预言有何不同何不同?前者是有科学根据的，是运用天体物理学理前者是有科学根据的，是运用天体物理学理论进行的科学推测，科学预言；而后者是没论进行的科学推测，科学预言；而后者是没有科学根据可言的。有科学根据可言的。其实，从上面的题其实，从上面的题目就可知道，人类社会的未来根本就是无法目就可知道，人类社会的未来根本就是无法预言的，因为方程是混沌的，所以巫师、宗预言的，因为方程是混沌的，所以巫师、宗教预言

18、家对人类社会的预言注定就是荒唐的。教预言家对人类社会的预言注定就是荒唐的。6 6、体会这篇演讲词的语言特点是什么？、体会这篇演讲词的语言特点是什么？v1 1生动的导引生动的导引v2 2严谨的推理严谨的推理v3 3幽默的语言幽默的语言v作为一篇关于宇宙未来的演讲词，本文的大量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，运用了好多专业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。但是霍金的聪明之术语，容易使人感到沉闷。但是霍金的聪明之处在于他运用了许多幽默风趣的语言，使得这处在于他运用了许多幽默风趣的语言，使得这样一篇旨在说明科学道理的学术演讲，让人能样一篇

19、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认真听下去。够在一种轻松愉快的气氛中认真听下去。1.1.“例如，如果你稍微改变了一下你例如，如果你稍微改变了一下你旋转轮赌盘的方式，就会改变出来的旋转轮赌盘的方式，就会改变出来的数字。你实际上不可能预言出来的数数字。你实际上不可能预言出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。发财。”用这个比喻说明了我们目前还不知道用这个比喻说明了我们目前还不知道“制约宇宙的有关定律制约宇宙的有关定律”。即使知道。即使知道了，它的了，它的“物理方程的解物理方程的解”也会出现也会出现混沌性质，不可能有确解。作者之所混沌性

20、质，不可能有确解。作者之所以这么说一是说明自己恰好也有两种以这么说一是说明自己恰好也有两种预测，二是对文中提到的巫师等讽刺。预测，二是对文中提到的巫师等讽刺。2.2.“据说，据说，18441844年是第二次回归的开始，年是第二次回归的开始，但是首先要数出获救者名单。只有数完了但是首先要数出获救者名单。只有数完了名单，审判日才降临到那些不列在名单上名单，审判日才降临到那些不列在名单上的人。幸运的是，数人名看来要花很长的的人。幸运的是，数人名看来要花很长的时间。时间。”这句话幽默中含着揶揄和讽刺，揭露了宗教这句话幽默中含着揶揄和讽刺，揭露了宗教预言师的荒谬，表现了对方屡测屡败却又想预言师的荒谬，表

21、现了对方屡测屡败却又想方设法自圆其说的尴尬与可笑。方设法自圆其说的尴尬与可笑。讲演是面对面的交流，这种交流又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。这篇讲术，就达不到最佳的表达效果。这篇讲演，有演，有生动的导引，严谨的推理，幽默生动的导引，严谨的推理，幽默的语言。的语言。语言幽默是其突出的特点。幽语言幽默是其突出的特点。幽默的语言创造出一种轻松愉快的气氛，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更具有亲和力，使所阐发的事理更容易为听众接受。为听众接受。宇宙是无穷的，知识也是无穷的。

22、宇宙是无穷的，知识也是无穷的。这是美国这是美国宇航局海宇航局海盗号环绕盗号环绕器拍摄的器拍摄的火星全球火星全球照片。图照片。图中可以清中可以清晰地看到晰地看到巨大的巨大的“水手谷水手谷”。水手谷长水手谷长约约40004000公公里，深度里，深度约约8 8公里公里火星表面的景色。这是由着陆在火星表面火星表面的景色。这是由着陆在火星表面的探路者号探测器拍摄的。远处可见名为的探路者号探测器拍摄的。远处可见名为“双子峰双子峰”的火星山峰的火星山峰这是位于北天天龙星座的行星状星云这是位于北天天龙星座的行星状星云 NGC NGC 65436543，俗称，俗称“猫眼星云猫眼星云”。距地球约。距地球约3000

23、3000光光年年沙漏星沙漏星云云”MyCnMyCn1818距地距地球约球约80008000光光年。它年。它是一个是一个年轻的年轻的行星状行星状星云星云这是著名的这是著名的“指环星云指环星云”M57M57。这个行星状星。这个行星状星云的直径约是云的直径约是1 1光年，距地球约光年，距地球约10001000光年，位光年，位于天琴座于天琴座这是距地球约这是距地球约30003000光年的光年的“蛋形星蛋形星云云”。其中。其中央的恒星与太阳类似，它成为一颗红巨星还不央的恒星与太阳类似，它成为一颗红巨星还不到一百年到一百年这是著名的这是著名的“蟹状星云蟹状星云”。“蟹状星云蟹状星云”是一是一颗颗10541054年爆发的超新星的遗迹，距地球约年爆发的超新星的遗迹，距地球约65006500光年光年