《宇宙的未來》PPT教學課件

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第一部分內容：目標定位

1了解文章的背景知識和內容要點；理解文中關鍵字的意思。

2概括文章的內容，提煉要點，增強分析、概括、判斷能力；了解掌握本文的說明方法及語言特色。

3了解史蒂芬‧霍金的生平，學習霍金面對人生挫折不屈不撓的奮鬥精神；理解文章中表現出來的嚴謹求實的科學精神。

宇宙的未來PPT，第二部內容：文本導讀

一、作家簡介

史蒂芬·霍金是繼阿爾伯特·愛因斯坦之後最傑出的物理學家。霍金1942年出生於英國牛津，先後就讀牛津大學和劍橋大學，學習數學、物理學和宇宙學。 1963年，霍金經診斷了肌肉萎縮性側索硬化症，醫生告訴霍金他最多只能活兩年。在經歷了一段短暫的失望和沮喪後，霍金又開始了他的宇宙學研究，在相對論、「大爆炸」和黑洞等領域取得了突出的研究成果。 1988年出版的宇宙學著作《時間簡史：從大爆炸到黑洞》，是一部里程碑式的暢銷書。霍金確診已三十多年，但他仍孜孜於宇宙起源的理論研究，仍在為大統一理論而耕耘不已。

二、作家作品

本文是霍金1991年1月在劍橋大學的演講。在這篇講演錄中，作者從古代巫師的預言，談到近代宗教預言，再過渡到對宇宙未來的討論，運用天文物理學理論，對宇宙的未來做了兩種預測：一是繼續膨脹下去，二是收縮以至坍縮成一個點。探討宇宙是繼續膨脹還是有可能收縮是這篇講演的主體部分，計算宇宙的密度又是這一主體部分的關鍵，有關宇宙中物質密度臨界值的探討，則把問題引向深入。最後，介紹兩種新的理論──人擇原理和暴漲理論，體現了科學界最新的探索。

三、背景概覽

中國古代的宇宙論有多種，有渾天說、蓋天說、宣夜說等。在西方，古希臘人也有多種宇宙論。現代宇宙學最有影響的學說是大爆炸宇宙學，宇宙大爆炸學說是逐漸形成的。 20世紀初，愛因斯坦的相對論改變了科學家研究宇宙的方法。 1927年，比利時天文學家勒梅特第一個提出了動態宇宙模型，認為宇宙是從一個「原始原子」不斷分裂、膨脹形成的。 1948年。出生於俄國的美籍物理學家伽莫夫發展了這個理論，提出了「大爆炸」理論。 《宇宙的未來》是史蒂芬‧霍金1991年在劍橋大學的一次講演錄，是他對宇宙的未來所做的科學預言。

宇宙的未來PPT，第三部分內容：探究與點撥

一、主題概括

文章從古代的巫術和近代的宗教預言談起，主要探討了宇宙未來的兩種命運：繼續膨脹或坍縮，論述了決定這種命運的宇宙密度問題。所以，科學家在沒有稱算出宇宙的重量之前，不得不承認“宇宙實際上是處在刀鋒上”，所以要繼承巫師或預言家的傳統：“兩方下賭注，以保萬無一失。”

二、結構圖示

三、文本探究

1．作者認為科學家可以預言宇宙未來的依據是什麼？

答：一、我們觀察到的從外空間各個方向來的微波輻射背景的溫度極為接近。這顯示宇宙的膨脹是平滑而非混沌的。二、根據地球在太陽系中的地位以及太陽在其所屬的星系中的地位，可以推斷出任何其他星系的任何方向的背景也是相同的，由此可以確定宇宙的行為在非常大的尺度下是簡單的，而不是混綺摹

2．作者認為科學家預言宇宙的未來必須擺脫哪些思想限制？

答：思想局限有四個面向：第一方面是認為我們只了解正常情況下物體的科學定律，不知道製約在極端條件下物體的精確的定律；第二方面是認為我們受到時間尺度的限制；第三方面是認為我們毀壞和消滅環境能力的成長比利用這種能力的智慧成長快得太多了；第四方面是認為我們不能肯定星球在軌道上的微小擾動長期積累會產生怎樣的變化。

四、技巧總結

1．生動的導引。

這篇科技論文是演講辭，具有演講的特色。預言宇宙的未來，雖然是個嚴肅的科學話題。但如果就事論事，很容易枯燥乏味。演講需要激起聽眾的興趣，作者從古代的巫術和近代的宗教預言談起，既增加了趣味性，又深化了講演的主題——在與巫術的對比中，更顯出了科學的求實精神。

2．嚴謹的推理。

作為一篇科學演講，其最終目的是讓人信服。本文嚴謹的推理，增強了說服力。宇宙雖然複雜，但它在大尺度上又是可以描述的。宇宙的密度是決定其命運的關鍵，然而，確定這一點非常不易，演講者把問題講得透徹明白。沒有作出明確的預言，也說明了演講者嚴謹的科學態度。

3．幽默的語言。

演講是面對面的交流，這種交流是單向的，如果不注意演講的語言藝術，就達不到最佳的表達效果。這篇演講語言幽默，創造出一種輕鬆愉快的氣氛，使所論述的問題更易於為聽眾接受。 「我預料那時自己不會留在世上被證明是錯的。」以揭示自己「自私」的心理表示幽默，同時傳達出重要的訊息：宇宙「至少在一百億年內不會停止膨脹」。

五、重點突破

1．文章內容是談宇宙未來的預測，為什麼開篇卻談巫師預言的尷尬、宗教預言的失敗？

答:作者先從古代的巫術和近代的宗教預言談起，是為了引出話題，說明從科學的角度談論宇宙的未來是非常嚴肅的事，科學有別於宗教的地方是它的求實精神，前者是有科學根據的，是運用天文物理學理論進行的科學推測、科學預言；而後者是沒有科學根據可言的。

2．霍金對宇宙未來的預言主要有哪些觀點？

答：霍金對宇宙未來的預言是：宇宙密度似乎非常接近把坍縮和膨脹區分開來的臨界密度，所以未來的宇宙可能會坍縮，也可能繼續永遠膨脹下去。

這預言是建立在以下主要觀點上的：

①宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關，如果平均密度小於某個臨界值，它就會永遠膨脹。如果平均密度大於臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會結束。

②在螺旋星系和星系團中應該存在有某種看不見的暗物質，它的引力吸引足以把高速旋轉的星繫牢牢抓住，不至於使這些星系或星系團飛散開去。

③如果宇宙繼續膨脹下去，五十億年後，太陽將耗盡它的核燃料，變成一顆白矮星。大約一百億年後，具有太陽質量的恆星將變成白矮星或中子星，具有更大質量的恆星會變成黑洞。

④黑洞中粒子的速度有可能超過光速逃出黑洞，只要有足夠長的時間，巨大的黑洞也可以「蒸發」掉。

⑤在星系或星系團之外，應該存在有足夠的暗物質。這些暗物質能使密度達到臨界值，從而可能會使宇宙最終坍縮，但這個時間肯定在一百五十億年後。

3．作者認為宇宙的未來會是怎麼樣的？

答：歸根到底，宇宙的未來只有兩種命運：繼續膨脹，或可能收縮。這取決於宇宙現有的密度，所以，科學家在沒有算出宇宙的重量之前，不得不承認“宇宙實際上是處在刀鋒上”，所以要繼承巫師或預言家的傳統：“兩方下賭注，以保萬無一失。”

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