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1、7.2 一名物理学家的教育历程一名物理学家的教育历程 -加来道雄加来道雄 我没有特殊天赋，我只是极为好奇。我没有特殊天赋，我只是极为好奇。整个科学只不过是每日思考的精练。整个科学只不过是每日思考的精练。我没有什么特别的才能，不过喜欢刨根问底地追我没有什么特别的才能，不过喜欢刨根问底地追究题罢了。究题罢了。在我审视我自己和我的思维方式时，我的结论是：在我审视我自己和我的思维方式时，我的结论是：在吸收有益的知识方面，奇思玄想的天赋对我而言，在吸收有益的知识方面，奇思玄想的天赋对我而言，比我的才能更重要。比我的才能更重要。爱因斯坦爱因斯坦与本课相关的是与本课相关的是“平行宇宙平行宇宙”与与“多维空间
2、多维空间”理论。理论。“平行宇宙平行宇宙”,是指在已知宇宙之外还可能存在的相似的是指在已知宇宙之外还可能存在的相似的其他宇宙。有学者描述平行宇宙时用了这样的比喻其他宇宙。有学者描述平行宇宙时用了这样的比喻:它们可能处于同一空间体系它们可能处于同一空间体系,但时间体系不同但时间体系不同,就好像就好像同在一条铁路线上疾驰的先后两列火车同在一条铁路线上疾驰的先后两列火车;它们有可能它们有可能处于同一时间体系处于同一时间体系,但空间体系不同但空间体系不同,就好像同时行驶就好像同时行驶在立交桥上下两层通道中的小汽车。在立交桥上下两层通道中的小汽车。“多维空间多维空间”理论理论认为认为,我们所认识的世界简
3、单与复杂我们所认识的世界简单与复杂,与我们所选择的与我们所选择的空间维数有关。空间维数有关。作品背景作品背景 在一个一维空间中在一个一维空间中,只能容纳点和线的运动只能容纳点和线的运动;在在一个二维空间中一个二维空间中,已经可以有面的存在已经可以有面的存在;只有三维空只有三维空间间,才允许有运动的立体物。这立体的存在物可以才允许有运动的立体物。这立体的存在物可以是生命体是生命体,也可以是物体。但三维空间并不是可以也可以是物体。但三维空间并不是可以容纳一切的容纳一切的,有些更高的存在很可能不是三维空间有些更高的存在很可能不是三维空间的框架所能容纳的。即使加上时间的框架所能容纳的。即使加上时间,构
4、成四维时空构成四维时空,也还是有一些现象不能说明。也还是有一些现象不能说明。加来道雄，日裔美国理论物理学家，毕业于美国哈佛大学，获得加利福尼亚大学伯克利分校物理学博士学位，纽约市立大学城市学院理论物理学教授。科普作家，超弦理论的专家。他秉持着爱因斯坦的精神：探寻“所有事物的原理”。主要作品有超越爱因斯坦（与特雷纳合著）、量子场论和超弦和M理论导论。作者简介作者简介本文属于人物简介类说明文。“一名物理学家”指作者加来道雄；“历程”指经历的过程，“教育历程”不仅指“教育的过程”，也包括“教育内容”。题目解说题目解说结构图解结构图解 一一.（1 段）段）全文总括：全文总括：记叙了作者在童年的记叙了作
5、者在童年的 两件趣事两件趣事 ，以及作者是如何由这两件，以及作者是如何由这两件趣趣 事来激发事来激发 己的科学兴趣的己的科学兴趣的。二二.（211 段）段）由对鲤鱼世界的遐想，推知由对鲤鱼世界的遐想，推知 人类认人类认 的局限性。的局限性。1.幻想鲤鱼幻想鲤鱼“科学家科学家”研究的局限性。研究的局限性。2.推知人类对多维空间研究的局限性。推知人类对多维空间研究的局限性。三三.（1218 段）段）对爱因斯坦未竟事业的向往对爱因斯坦未竟事业的向往 与学习研究。与学习研究。1.探究爱因斯坦未完成的理论。探究爱因斯坦未完成的理论。2.建立自己的原子对撞机。建立自己的原子对撞机。一、整体感知，梳理思路。
6、一、整体感知，梳理思路。1.本文在结构安排上有何特点？本文在结构安排上有何特点？文章的题目是文章的题目是“一名物理学家的教育历程一名物理学家的教育历程”，因，因此，叙述的顺序主要是历时性的。但是，作者开头就此，叙述的顺序主要是历时性的。但是，作者开头就说说“童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力，童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力，并且引导我走上成为一个理论物理学家的历程。并且引导我走上成为一个理论物理学家的历程。”而而“童年的两件趣事童年的两件趣事”作为文章的主要内容，又是共时作为文章的主要内容，又是共时性的叙述。这样的结构安排，使文章既脉络清楚，又性的叙述。这样的结构安排，使文
7、章既脉络清楚，又重点突出。结构如图：重点突出。结构如图：课堂探究 童年青年（成年）鲤鱼世界的幻想（想象）实验（理论物理学家）爱因斯坦故事（理论）2.通读全文，概括作者的通读全文，概括作者的“教育历程教育历程”和和“教育内容教育内容”。人人都对人人都对自然感到好奇，都以自己喜爱的形式寻求自然的自然感到好奇，都以自己喜爱的形式寻求自然的“谜底谜底”，但是大多数人一般直，但是大多数人一般直接探寻自然本身，而作者却由人的观察角度，反思人类对宇宙的认知。看似作者接探寻自然本身，而作者却由人的观察角度，反思人类对宇宙的认知。看似作者少年时的思维超出同龄人，其实只是他充分发挥了自己的想象力，并且保持了这少年
8、时的思维超出同龄人，其实只是他充分发挥了自己的想象力，并且保持了这样奇特的想象力，由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。样奇特的想象力，由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。作者少年时接触作者少年时接触到爱因斯坦的到爱因斯坦的“未竟事业未竟事业”，激发了他的探究兴趣。他之所以感到，激发了他的探究兴趣。他之所以感到“激动人心激动人心”，是因为他把爱因斯坦的理论当成一个，是因为他把爱因斯坦的理论当成一个“侦探故事侦探故事”来阅读、探究，这非常符合来阅读、探究，这非常符合少年的心理。另外，少年的心理。另外，“我决定要对这一秘密刨根究底我决定要对这一秘密刨根究底”，也表现了他有毅力有恒，也表现了他有毅
9、力有恒心的性格，这是成为科学家的基本素质。心的性格，这是成为科学家的基本素质。高中时代，本应高中时代，本应“在棒球场或篮球场玩耍在棒球场或篮球场玩耍”，享受青春年华，但，享受青春年华，但作者却作者却“找遍周边地区大量的电子仓库，装配必需的硬件设备找遍周边地区大量的电子仓库，装配必需的硬件设备”，在，在“学校的足球场中缠绕学校的足球场中缠绕22英里长的铜线英里长的铜线”，自己动手建设实验室，验，自己动手建设实验室，验证爱因斯坦理论，探究反物质。作者进行这样艰苦枯燥的工作，体现证爱因斯坦理论，探究反物质。作者进行这样艰苦枯燥的工作，体现了他对科学的热爱，以及踏实的性格，显露出成为一个科学工作者的了
10、他对科学的热爱，以及踏实的性格，显露出成为一个科学工作者的潜能。由潜能。由到到，我们可以清楚地看到作者的，我们可以清楚地看到作者的“教育历程教育历程”和和“教教育内容育内容”。本文布局谋篇重点突出，详略得当。本文布局谋篇重点突出，详略得当。（1）在整体上，作者并没有从童年到小学到初中到高中，按时间顺序叙事，）在整体上，作者并没有从童年到小学到初中到高中，按时间顺序叙事，而是通过童年的两件趣事和高中时建立实验室的事例，突出他成长为一名而是通过童年的两件趣事和高中时建立实验室的事例，突出他成长为一名“物理物理学家学家”的的“教育历程教育历程”，并不旁及其他成长的经验。，并不旁及其他成长的经验。（2
11、）在局部上，如高中阶段，作者看了许多统一场理论方面的书，并常常去斯坦）在局部上，如高中阶段，作者看了许多统一场理论方面的书，并常常去斯坦福大学的物理图书馆，相关的理论书籍是怎样启发、引导他研究的，这里肯定有福大学的物理图书馆，相关的理论书籍是怎样启发、引导他研究的，这里肯定有许多精彩的故事，但是作者只是一笔带过，重点放在制造许多精彩的故事，但是作者只是一笔带过，重点放在制造“自己的原子对撞机自己的原子对撞机”上，其中具体的数据叙述得很详尽，让人体会到作者严谨、踏实的性格，以及内上，其中具体的数据叙述得很详尽，让人体会到作者严谨、踏实的性格，以及内在的成为物理学家所需要的基本素质。在的成为物理学
12、家所需要的基本素质。3.本文在材料处理上有什么特点？4.本文并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵，本文并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵，可以从中看到哪些方面的可以从中看到哪些方面的“教育教育”对成为优秀科学家最为重要对成为优秀科学家最为重要?（1 1）想象力：）想象力：）想象力：）想象力：科学是需要想象力的，想象力能带来创造力。作科学是需要想象力的，想象力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想象中，认识到人类观察空间的局限性，间接者正是从对鲤鱼世界的想象中，认识到人类观察空间的局限性，间接感悟到高维空间存在的可能。由感性的想象上升到理性的创造，体现感悟到
13、高维空间存在的可能。由感性的想象上升到理性的创造，体现了作者的创新意识和探索精神。了作者的创新意识和探索精神。（2 2）乐趣：）乐趣：）乐趣：）乐趣：科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的。探科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的。探寻自然的奥秘，对真正的科学工作者来说，是和自然做的近似于捉寻自然的奥秘，对真正的科学工作者来说，是和自然做的近似于捉迷藏的迷藏的“游戏游戏”，也是人生的，也是人生的“境界境界”。“游戏游戏”使他们乐此不疲，使他们乐此不疲，充满激情，不受外界的诱惑和干扰；而充满激情，不受外界的诱惑和干扰；而“境界境界”使他们不顾功利，使他们不顾功利，不畏强权，只求真理。不畏强权，只
14、求真理。（3 3）实验精神：丁肇中说过：）实验精神：丁肇中说过：“现代学术的基础就是实地的探现代学术的基础就是实地的探察，就是我们现在所谓的实验。察，就是我们现在所谓的实验。”“科学发展的历史告诉我们，新的知识只能通过实地实验而得到，不是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的。”（应有格物致知精神）有了想象力，有了乐趣，那只是成为科学家的最基础的因素，不去踏踏实实地做实验，就不能得到基本数据，假说就不能确立。一味地空想，不去做基础工作，不可能达到真理的彼岸。主要有以下几点：（主要有以下几点：（1）“水池之外看不见的世界没有科学意义。水池之外看不见的世界没有科学意义。”（2）“它们为睡莲自己能够运动而
15、困惑不解它们为睡莲自己能够运动而困惑不解”它们以神秘的它们以神秘的“力力”来掩盖自己的无知。（来掩盖自己的无知。（3）“鲤鱼科学家鲤鱼科学家”的的“消失消失”和和“重重现现”它们认为是它们认为是“奇迹奇迹”，是，是“可怖的事情可怖的事情”，而不肯去探究，而不肯去探究原因。原因。（4）“鲤鱼科学家鲤鱼科学家”的的“传奇故事传奇故事”，真实地证明另一个世，真实地证明另一个世界的存在，而它们却认为界的存在，而它们却认为“胡说八道胡说八道”，荒谬绝伦，违背它们的，荒谬绝伦，违背它们的“自然规律自然规律”。二、疑难探究1.“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相
16、似之处。（1）人类“一生就在我们自己的池子里度过”，只要“超出我们的理解力”的自然存在，他们就“拒绝承认”。（2）“科学家发明像力这样一些概念”，是因为他们只愿意承认“那些看得见摸得着的事物”，不肯改变思考问题的方式。（3）“不能在实验室里便利地验证”的理论，他们就加以“鄙视”，表现出思想上的保守和固执 2.作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明么？3.文中对鲤鱼“科学家们”的描述采用了什么样的手法？作者借助于想象，采用了拟人化笔法，让鲤鱼“科学家们”会看会想，会提出问题会说话，这样就使深奥的科学道理变得浅显易懂。如第9段中：“它说：突然之间，不知怎的我就被拉出了咱们的宇宙(池水)随后，我发现自己突然又被扔回了咱们的世界。”4.课文中的阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容，课文中的阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容，对对“教育历程教育历程”的叙述有什么作用？的叙述有什么作用？（1）课文的重点是童年的两件趣事和建立实验室，这三个事）课文的重点是童年的两件趣事和建立实验室，这三个事例已经把例已经把“教育历程教育历程”完整地勾画出来。而夹杂在其中的两个小事完整地勾画出
