*一名物理學家的教育歷程課前

自主學習作者簡介加來道雄，美籍日裔，科學暢銷書作者，美國加州大學伯克利分校物理學博士、紐約城市大學研究生中心理論物理學教授，超弦理論的專家。加來道雄的著作廣受贊譽，《構想未來》《超越愛因斯坦和超空間》《平行宇宙》均被《紐約時報》和《華盛頓郵報》提名為當年的最佳科學讀物之一。[資料助讀]寫作背景在當代物理學中有一些非常重要卻又艱深的思想，往往因為難以形象淺顯地解說而不能為公眾所了解。加來道雄不畏艱難，在《超越時空》一書中用很生動的方式向讀者展示了現代物理前沿之一——超空間理論的來龍去脈。超空間指通過多維度空間，快速地到達宇宙的另一端。加來道雄從小就有著強烈的好奇心，喜歡看魔法、幻想和科幻小說，被時間旅行、力場、平行宇宙等獲得實現的可能性深深吸引。阿爾伯特·愛因斯坦去世時，加來道雄雖然還是個孩子，但他記得人們低聲談論他的生平與死亡。后來，他在報紙上看到一張愛因斯坦書桌的照片，上面擺著愛因斯坦未完成的研究成果的書稿。加來道雄就一直在琢磨著這個耗費愛因斯坦最后30年而未完成的夢想究竟是什么。從此，他就希望能夠為完成愛因斯坦的工作盡一份力，將一切物理定律統一到一個理論中。最終，他也有所成就，成了超弦理論的奠基者之一。知識鏈接統一場論根據現代物理學知識，將宇宙結合起來的力有四種：萬有引力、電磁力、強核力和弱核力。物理學家運用量子力學已把后三種力統一起來(楊振寧和他的學生米爾斯提出楊-米爾斯場理論，解決了這一問題，被稱為“標準模型”。但是這一理論因為計算繁復無比而讓人頭疼)，但是引力仍然游離在外。愛因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統一，建立一個大一統的理論，最終也沒有實現。高維空間現代理論物理學認為，統一四種力的前景，在于高維空間理論的確立。高維空間理論認為，宇宙大爆炸后，十維宇宙分解成四維宇宙和六維宇宙，四維宇宙，經過近一百五十億年的膨脹，演變成今天我們生活的宇宙。但是高維空間理論很難在實驗室中得到證實，因為要模擬當時的環境，需要的能量太大，根本無法做到，所以現在高維空間理論只能是“理論”。詞語積累根據詞語意思，寫出相應的詞語。(1)(

)：形容色彩繁多艷麗，十分好看。(2)(

)：尖刻地嘲笑和譏諷。(3)(

)：形容兩件事物毫無共同之處。(4)(

)：自己表示很得意(多含貶義)。(5)(

)：形容非常少或非常小。五彩斑斕冷嘲熱諷截然不同自鳴得意微乎其微[基礎梳理]詞語辨析選擇正確的詞語填空。湮沒淹沒①他生怕這一承載先民歡樂悲傷的文字，會在時光中________消亡，他四處奔走呼吁，保護鳥蟲篆這一古老而年輕的字體，讓傳承更有序、薪火永不滅。②當地時間2019年11月15日，受極端天氣影響，意大利“水城”威尼斯遭遇嚴重洪災，12日威尼斯最高水位達1.87米，全市約80%區域被水________。湮沒淹沒【解析】湮沒：埋沒。淹沒：(大水)漫過；蓋過?！颁螞]”指名聲和成就被埋沒，常用來修飾虛有的事物。“淹沒”指大水漫過，常用來修飾實在、可感的事物。閱讀下面的文字，完成1～3題。栗子的形狀很奇怪，像一個小刺猬。栗有“斗”，斗外長了長長的硬刺，很扎手。栗子在斗里圍著長了一圈，一顆一顆緊挨著，很團結，當中有一顆是扁的，叫作臍栗。臍栗的味道和其他栗子沒有什么兩樣。堅果的外面大都有保護層，松子有鱗瓣，核桃、白果都有苦澀的外皮，這大概都是為了對付松鼠而長出來的。[堂前小練]新摘的生栗子很好吃，脆嫩，只是殼很不好剝，里面的內皮尤其不好去。把栗子放在竹籃里，掛在通風的地方吹幾天，就成了“風栗子”。風栗子肉微有皺紋，微軟，吃起來更為細膩有韌性，不像吃生栗子會弄得滿嘴都是碎粒，而且更甜。賈寶玉為一件事生了氣，襲人給他打岔，說：“我想吃風栗子了，你給我取去。”怡紅院的檐下是掛了一籃風栗子的。風栗子入《紅樓夢》，身價就高起來了，雅了。這栗子是什么來頭，是賈蓉送來的？劉姥姥送來的？還是寶玉自己在外面買的？不知道，書中并未交代。栗子熟食的較多，我的家鄉原來沒有炒栗子，只是放在火里烤。冬天，生一個銅火盆，丟幾個栗子在通紅的炭火里一會兒，“砰”的一聲，蹦出一個裂了殼的熟栗子。抓起來，在手里來回倒，連連吹氣使冷，剝殼入口，香甜無比。不過烤栗子要小心，弄不好會炸傷眼睛，烤栗子外國也有，西方有“火中取栗”的寓言，這栗子大概是烤的。1．文中加點的“是”與“是可忍孰不可忍”“《蘭亭集序》的作者是王羲之”中的“是”，用法各不相同，請簡要分析。【答案】①文段中的“是”表強調。②“是可忍孰不可忍”的“是”表指代。③“《蘭亭集序》的作者是王羲之”的“是”表判斷。2．育才中學邀請你給學生講解高中語文課文中的成語。請從下列三個成語中任選一個，借鑒對“火中取栗”的講解方法，擬出講解要點。要求闡釋準確，語言流暢。任重道遠游刃有余青出于藍示例：“火中取栗”出自西方寓言《猴子和貓》。原意是說猴子騙貓取火中的栗子，結果取出后被猴子吃了，貓卻因此被燒掉了腳上的毛。后比喻受人利用，冒著危險給別人出力，自己吃了苦頭，卻沒得到好處?！敬鸢浮渴纠唬骸叭沃氐肋h”最早出自先秦孔子弟子及再傳弟子所作《論語·泰伯》。原指擔子很重，路很遠。后多用于比喻肩負的責任重大，并且需要經過長期艱苦的努力。示例二：“游刃有余”最早出自戰國時期的《莊子·養生主》。原指肢解牛體時能對準骨節間的空隙下刀，刀刃運行于空隙之間還有回旋的余地?，F多形容技藝熟練，做事輕松利落。示例三：“青出于藍”最早出自戰國時期的《荀子·勸學》。原義指靛青從藍草中提煉出來，但顏色比藍更深。后比喻學生超過老師或后人勝過前人。3．把畫波浪線句子中的“丟”改成“放”，“蹦”改成“跳”，“倒”改成“換”，是否恰當，為什么？【答案】不恰當，原文幾個動詞更精當。①“丟”寫出扔栗子這一動作的隨意瀟灑；“放”動作普通，表現不出這種獨特的生活情調。②“蹦”形象地寫出栗子從炭火里彈出來的狀態；“跳”雖有擬人化，但與炭火烘烤的情境不吻合，與“‘砰’的一聲”搭配不協調。③“倒”突出栗子很燙手，而“換”則體現不出。閱讀下面的文字，完成4～5題。科技創新、科學普及是實現創新發展的兩翼，同等重要，缺一不可。但現實中，科技創新備受重視，重大成果不斷涌現，①______________。那么，如何才能創造出更多高質量的科普作品呢？要讓更多科技工作者意識到，科普也是科技工作的應盡之責，讓科普成為科技工作者的一種自覺行為?？茖W家是科學規律的發現者和新技術的創造者，他們對本領域有著深刻的理解，而高質量的科普一定是建立在對學科的深入了解之上的。現代科學不斷向縱深發展，很多規律已經超出了人們生活經驗的范疇，既難以理解，②________________________。例如量子力學，物理學家們用數學語言交流起來毫無障礙，可因為其與人們的日常生活經驗不一致，也就很難用語言準確表達。將這些知識“翻譯”成大眾可以理解的語言通俗地表達出來，是一種能力，需要不斷學習和提升。與其他科學研究一樣，③____________________，需要既有科研背景，又能掌握科普規律的專業人士來完成。而且，隨著信息技術的發展，科普形式也越來越多樣，一個好的科普作品需要一支相對穩定的專業隊伍來完成。4．請在文中橫線處補寫恰當的語句，使整段文字語意完整連貫，內容貼切，邏輯嚴密。每處不超過15個字?！敬鸢浮竣俑哔|量的科普作品卻少之又少②也難以表達③科學普及也是一項專業(或：科學普及具有一定的專業性)5．請概括出創造高質量科普作品的三個條件，每句不超過10個字。【答案】①科技工作者主動參與；②提升科普能力(或：提升語言表達能力)；③建立專業的科普隊伍。課堂

思考探究結構圖解[整體感知]作者通過回憶童年的兩件事——對鯉魚世界的觀察遐想和對愛因斯坦未竟事業的向往，展示了自己訓練思維和磨煉心志的教育歷程。這兩件事引導作者走上了科學探索的道路。作者旨在通過這一過程的介紹，讓讀者學會觀察、學會思考，立志為科學獻身，培養良好的科學素養。主旨探微1．敘事寓理，思想深刻本文最大的特點是作者在講述自己的教育歷程的同時，也在講述科學道理，重點講述科學研究的方法。這種結構給人耳目一新的感覺。作者寫了童年的兩件趣事，因為是它們啟迪自己走上科學的道路的，但在行文中卻有對科學思想的探討、科學概念的恰當解釋，如對“反物質”的解釋、對“建造電子感應加速器”的詳細敘述等，無不包含著豐富的科學知識。文本特色2．想象奇特，描述形象本文雖然是一篇科普文章，但很有文采，對作者小時候的大膽想象的內容的描寫更是細致入微，如作者用了幾段文字寫自己“遇到了一場暴雨”時的遐想：一是寫水中鯉魚的困惑反應，睡蓮沒有人搖動怎么會自己動起來呢？二是作者關于“鯉魚‘科學家’的杜撰”的描寫，引人發笑。笑過之后，又不得不佩服作者兒時豐富的想象力。1．文章重點講述了作者在教育歷程中的哪幾件事情？【答案】兩件趣事：一是對鯉魚世界的遐想，二是對愛因斯坦未竟事業的向往。[任務探究]2．“鯉魚科學家”對“世界”的認識是怎樣的？【答案】主要有以下幾點：①“水池之外看不見的世界沒有科學意義”。②“它們為睡蓮自己能夠運動而困惑不解”——它們以神秘的“力”來掩蓋自己的無知。③“鯉魚科學家”的“消失”和“重現”——它們認為是“奇跡”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。④“鯉魚科學家”的“傳奇故事”，真實地證明另一個世界的存在，而它們卻認為這是“胡說八道”，荒謬絕倫，違背了它們的“自然規律”。任務二探究3．從《一名物理學家的教育歷程》中加來道雄成為一名物理學家的過程來看，你認為要成為一名科學家應具備的優秀品質是什么？【答案】①豐富的想象力?？茖W是需要想象力的，想象力能帶來創造力。作者正是從對鯉魚世界的想象中，認識到人類觀察空間的局限性，間接感悟到高維空間存在的可能。由感性的想象上升到理性的創造，體現了創新意識和探索精神。②勤奮和執著的精神。要去踏踏實實地做實驗，才能得到基本數據，假說才能確立。一味地空想，不去做基礎工作，沒有勤奮和執著的精神，就不可能到達真理的彼岸。4．作者讀完能夠找到的所有有關愛因斯坦及其理論的書籍之后，說：“我決定要對這一秘密刨根究底，縱然為此而必須成為一名理論物理學家也在所不辭?！边@句話中的“這一秘密”指什么？“縱然為此而必須成為一名理論物理學家也在所不辭”這句話的深刻內涵是什么？在作者心中，“理論物理學家”應該是怎樣的人？【答案】①“這一秘密”指愛因斯坦一生研究的究竟是什么問題。②這句話表面上看起來是一種幽默：為了弄清自己所想弄清楚的“上帝是怎樣創造了這個世界的”和這個“世界的內在規律”，作者“不得已”要做一名理論物理學家。實際上，作者所要強調的是：要探索宇宙的本質，必須付出艱辛的勞動，而自己為了追求真理，再艱辛也要奮斗下去。這句話表現了一位追求真理的科學家的執著精神和堅強意志。③理論物理學家的工作是抽象、枯燥的，受實驗條件的限制，自己的學說很難得到實驗的證明，甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必須耐得住寂寞，必須有奉獻精神。課后鞏固拓展[素材積累]永不氣餒的屠呦呦1971年10月4日，一雙雙眼睛緊張地盯著191號青蒿提取物樣品抗瘧實驗的最后成果。隨著檢測結果的揭曉，整個實驗室都沸騰了：該樣品對瘧原蟲的抑制率達到了100%!1967年5月23日，我國緊急啟動“瘧疾防治藥物研究工作協作”項目，代號為“523”。項目背后是殘酷的現實：由于惡性瘧原蟲對氯喹為代表的老一代抗瘧藥產生抗藥性，如何發明新藥成為世界性的棘手問題。課內素材臨危受命，屠呦呦被任命為“523”項目中醫研究院科研組長。要在設施簡陋和信息渠道不暢的條件下、短時間內對幾千種中草藥進行篩選，其難度無異于大海撈針。但這些看似難以逾越的阻礙反而激發了她的斗志：通過翻閱歷代本草醫籍，四處走訪老中醫，甚至連群眾來信都沒放過，屠呦呦終于在2000多個方藥中整理出一張含有640多種草藥，包括青蒿在內的《抗瘧單驗方集》。可在最初的動物實驗中，青蒿的效果并不出彩，屠呦呦的尋找也一度陷入僵局。屠呦呦再一次轉向古老中國智慧，重新在經典醫籍中細細翻找，突然，葛洪《肘后備急方》中的幾句話牢牢抓住她的目光：“青蒿一握，