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1、2022年高中地理地球在宇宙中教案1中图版必修1我国科学家在长城附近采集的矿石标本中，找到了距今14亿年前的海底原始生命的遗迹。专家认为，这一发现对揭示生命起源和探寻外星生物都具有积极意义。北京大学地球与空间研究学院教授李江海日前对记者说，在不久前分析从河北省兴隆县离长城约10千米处带回的硫化物矿石时，他和同事借助电子显微镜发现了“已经成为化石的球状和丝状细菌”。科学家研究后认为，这些细菌化石，存在于14.3亿年前的“海底黑烟囱”（堆积在海底火山附近的硫化物）中。“它们（细菌）不但可以适应高温；高压、没有阳光和缺乏氧气的极端环境，而且可能借助黑烟囱喷发的硫化氢等物质，把对普通生命有毒的气体转化
2、为养分。”李江海表示，此次发现的占细菌遗迹在我国已发现的同类细菌中是最古老的，它不但动摇了“万物生长靠太阳”的传统理论，而且为“地球早期生命起源于海底黑烟囱”的推论提供了地质证据。现在，科学界关于生命起源的普遍疑问是：早期地球大气圈缺乏氧气，也没有臭氧层来抵御能杀死陆地和浅海生物的太阳紫外线，原始生命如何在此条件下生存繁衍。对此，李江海认为长城脚下的发现支持了“海底深处是地球早期生命避难所”的观点。李江海对记者表示，在长城附近的发现“还为人类寻找外星低级生命的努力展现了良好前景”。他说，既然早期地球上曾生存着尤需氧气和阳光的细菌，那么不排除在其他星球上也将找到这种能忍受“极端条件”的低等生命及
3、其化石记录的可能，“因为它们依靠硫化物的化学合成过程就可以生存”。李江海说，目前国际同行大量的研究表明，在与地球早期环境最接近的火星、木星的欧罗巴卫星上很可能发现此类原始生命的痕迹，“因为这些星球早期都可能有过海底黑烟囱的环境，具备早期生命起源和生存的地质条件”。 飞天之路从“神舟”一号到“神舟”五号“神舟”一号飞船。1999年11月20日在酒泉卫星发射中心发射升空，飞船返回舱于次日在内蒙古自治区中部地区成功着陆。这次发射，首次采用了在技术厂房对飞船、火箭联合体垂直总装与测试，整体垂直运输至发射场，进行远距离测试发射控制的新模式。我国在原有的航天测控网基础上新建的符合国际标准体制的陆海基航天测
4、控网，也在这次发射试验中首次投入使用。“神舟”二号飞船。2001年1月10日在酒泉卫星发射中心发射升空，在轨飞行？天后成功返回地面。这是我国第一艘正样无人飞船。飞船上进行了微重力环境下的空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等领域的实验，各种仪器设备性能稳定，工作正常，取得了大量数据。“神舟”三号飞船。2002年3月25日发射。飞船搭载了人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人，能够定量模拟航天员呼吸和血液循环的重要生理活动参数。“神舟”三号轨道舱在太空留轨运行180多天，成功进行了一系列空间科学实验。“神舟”四号飞船。2002年12月30日成功发射，在完成预定空间科学和技术实验任务后，
5、于1月5日在内蒙古中部地区准确着陆。这艘飞船除没有载人外，技术状态与载人飞船完全一致。飞行中，先后进行了对地观测、材料科学、生命科学实验及空间天文和空间环境探测等。“神舟”五号飞船。2003年10月15日9时整，“神舟”五号载人飞船发射成功，将中国第一名航天员送上太空。飞船经过绕地球14圈以后，于16日6时23分在内蒙古阿木古郎草原安全着陆。这次航天飞行任务的顺利完成，标志着我国突破和掌握了载人航天的基本技术，完成和实现了中国载人航天工程第一步的计划和目标，使中国成为世界上第三个，也是发展中国家第一个能够独立开展载人活动的国家！ 人类对宇宙的认识 古人对宇宙的认识古代自然哲学家们对宇宙问题的探
6、讨，大多是在大地和天空的相互关系问题上。随着科学的发展，后来又进入到地球和太阳之间的关系上。中国古代天文中有丰富的关于宇宙结构的设想。远在人类社会的早期，中国古代就逐渐形成“天圆如张盖，地方如棋局”的朴素的直观见解。到了3000年前的西周时代，又逐渐形成了“盖天说”。盖天说认为，大地不是平整方形，而是拱形，天空如一个斗笠，大地犹如一个倒扣的盘子。战国时代的尸佼在尸子一书中对宇宙概念明确写道“四方上下曰宇，往古来今曰宙”。意思是：宇表示东南西北上下六个方向，即表示空间。宙表示过去、现在和将来，即表示时间。东汉著名天文学家张衡在浑天仪图注一书中载有：“浑天如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡中黄，孤居于内
7、，天大而地小，天表里有水，天之包地，犹壳之裹黄。”这里描述的是浑天说。这个学说最大成就是肯定了大地是球形的，同时大地是悬在空间的球体。古代各民族都有自己对宇宙的认识和想象。它们带有深刻的民族特点。比如，古代埃及人认为大地是漂浮在水上的；古希腊人则认为大地下有支柱支撑着；古印度想象大地是驮在大象背上的公元2世纪，古希腊天文学家托勒密在总结前人对宇宙认识的基础上，提出“地球中心说”的宇宙模式。1543年，波兰天文学家哥白尼又建立了“太阳中心说”的宇宙模式。到17世纪，牛顿的万有引力定律，奠定了经典的宇宙学基础。以上这些宇宙观基本上只是局限于太阳系范围，还称不上宇宙结构。现代宇宙学20世纪以来，天文
8、学家们建立起多种宇宙模型。概括起来主要有两大派别：一类叫稳恒态宇宙模型，它认为宇宙在大尺度上的物质分布和物理性质是不随时间变化的，稳恒不变。不仅在空间上是均匀的，各向同性的，而且在时间上也是稳定的。这是1948年英国天文学家邦迪（Hermann Bondi）等人提出的；另一类叫演化态模型，它认为宇宙在大尺度上的物质分布和物理性质是随时间在变化的。这是1922年，苏联数学家弗里德曼（Friedmann）在解爱因斯坦引力场方程时得到的。在众多的宇宙模型中，目前影响较大的是热大爆炸宇宙学说。热大爆炸宇宙学认为，大约在150亿年前，在一个致密炽热的奇点发生了惊人的热大爆炸。这场爆炸后，形成迅速的膨胀，
9、逐渐形成了我们今日可见的宇宙。这就告诉我们，不仅宇宙间的万物在演化，大尺度的宇宙本身也是演化的主体。那么，现在有没有观测到的事实来支持这个观点呢？上面介绍的有关星系的红移现象和哈勃定律等，都支持了宇宙还在膨胀之中的论点。另外，20世纪60年代天文学中的四大发现之一的微波背景辐射认为，星空背景普遍存在着2.7K微波背景辐射，这种辐射在天空中是各向同性的。这同由理论预言的热大爆炸遗留下的余热相符，有利地支持了大爆炸宇宙学的观点。但是，热大爆炸宇宙学也有些根本性问题没解决。如大爆炸前的宇宙是什么样，大爆炸是怎么引起的、宇宙的膨胀未来是什么结局？关于宇宙的问题虽然没有解决，但是，我们可以看到两个伟大的事实：一、人是宇宙物质演化的结果，而人的思维又反过来认识宇宙间的万物，充分体现了人的智慧和力量的伟大；二、人类对宇宙的认识，特别是近几十年来在观测事实和理论分析中都有巨大的飞跃，它预示着未来会有突破性的伟大成就，这是人类社会和科学发展的规律，我们每个人都不是局外人。
