课件59张PPT。第13课
宇宙的未来作者：史蒂芬·霍金2走进神秘的宇宙2012/6/16 酒泉“神舟九号”“火星全球”可以看到“水手谷”约4000公里，深度约8 公里火星表面火星表面的景色，远处可见名为“双子峰”火星的山峰俗称“猫眼星云”距地球约3000光年沙漏星云” 距地球约8000光年。它是一个年轻的行星状星云“指环星云”“蛋形星云”。其中央的恒星与太阳类似，它成为一颗“红巨星”还不到一百年。“蟹状星云”神秘 魔幻 璀灿的宇宙 我们家园传 奇 作 者⊙称誉：“轮椅上的传奇科学家”和“继爱因斯坦之后最杰出的物理学家”“引力物理科学巨人”
⊙生平：1942年，牛津，“牛津大学”和“剑桥大学”
⊙ 病症：“肌萎缩性侧索硬化症”和“肺炎（穿气管手术）”
⊙理论：“黑洞蒸发理论”和“量子宇宙论”
⊙目标:“第一推力”
⊙著作：《时间简史》
⊙职位：卢卡逊数学讲座最高教授之职
⊙精神：不向厄运低头的精神霍金2002/8江泽民会见霍金总结霍金科学家、物理学家，不仅敬重理论物理方面的贡献，更在于他在身患绝症、全身瘫痪的情况下所作出的贡献。从“身残志不残”的霍金身上,能感受到他高尚的人格魅力，战胜自我、挑战极限、追求科学的顽强品质。
字词过关模棱两可尴尬混沌衍射隘道坍缩暴涨迄今恍惚（léng）（ài）（tān）（qì）（gān gà）（hùn dùn）（yǎn）（bào zhǎng）（huǎng hū）告罄(qìng)
第一部分（1）：说明本文主题，强调科学家对预言宇宙未来充满信心。
内容探究波希战争第2段：巫师们的模棱两可而真正技巧在于解释。
第3段：预言家对自己预言的失败。
第4、5段：近代末日预言者不设定日期，为失败找借口。第二部分（2-5）：述说古代巫师的预言模棱两可，技巧在于解释，为后文作铺垫。这篇讲演的主题是预言宇宙的未来,为什么开
篇（1-5）先罗列了一些巫师们预言屡屡失败
的尴尬的事件？通过对比说明巫师们的预言缺乏科学根据，
只是一些模棱两可的判断，而真正的技巧
在于解释。这与科学家的预言有很大的区别。
科学并非都可预言，但是在大尺度下，可以预言宇宙的未来。第三部分（6）第7段：科学定律不影响宇宙的未来演化。
第8段：宇宙会呈现出混沌的性质 。
第9段：在不稳定或混沌系统中，一般存在一个时间尺度 。
第10段：对大脑的预言、对社会生活的预言是很难的，因其具有混沌行为 。
第四部分（7-10）：地球上的科学会呈现混沌性质，有很多方面无法预言。第11段：宇宙正在膨胀，星系间的距离随时间在增加，所们预言的误差越来越大。
第12段：宇宙的膨胀是平滑而非混沌的。
第13段：宇宙的行为在非常大尺度下是简单的，表明我们可以预言宇宙遥远的未来。 第五部分（11——13）：论证宇宙的行为在大尺度下是简单的，因此我们可以预言宇宙的未来。第14段：宇宙平均密度 〉临界值
第15段：宇宙平均密度〈 临界值
第16段：宇宙的未来，关键在于：平均密度是多少?第六部分（14-16）：对于宇宙的未来关键在于：平均密度是多少? 这是本文探讨的核心。 第17段：什么是暗物质？暗物质的一个证据来自螺旋星系 。
第18段：暗物质另一个证据来自星系团。
第七部分（17——18）：宇宙中存在许多暗物质，因此不能根据可见天体的质量判断宇宙的平均密度。红巨星白矮星第19段：
太阳的未来：
太阳——红巨星——白矮星 中子星黑洞银河系第20段：黑洞的形成（恒星—黑洞）暗物质恒星被黑洞吞噬黑洞吞噬恒星宇宙膨胀第21段：粒子逃离黑洞，宇宙如果膨胀，
黑洞最终会蒸发。粒子 第八部分（19——21）
依观测可预言宇宙会无限膨胀第九部分（22-23）：论述也许存在足够的暗物
质，那么宇宙就会坍缩。第22段：还有未被我们探测到的暗物质 第23段：也许存在足够的暗物质，使宇宙坍缩。宇宙收缩第十部分（24-25）： 介绍宇宙必须刚好具有
临界密度的两种解释 第24段：人择原理第25段：暴涨理论第十一部分（26段） 总结全文，再次阐明对宇宙未来
的观点——宇宙的未来可能继续
膨胀也可能开始收缩。 整体感知然后请用一句话 简要地概括出本文的主要内容是什么？本文要讲的是宇宙的未来问题，作者预测了宇宙的两种结局：或者永远膨胀，或者停止膨胀开始收缩，并最终坍缩成一点。霍金对预言宇宙未来的主要观点？
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，宇宙就会
坍缩，时间本身就会终结。（16段）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星系团飞散开去。（17段）
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
质量的恒星将变成白矮星或中子星，
具有更大质量的恒星会变成黑洞。
（19——20段） 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“蒸发”掉。（21段）
不是时间在流逝，
而是我们自己在流逝。
——霍 金课件30张PPT。第13课
宇宙的未来作者：史蒂芬·霍金2霍 金宇宙的未来?Z m “宇宙有开端吗？如果有的话，在此之前发生过什么？宇宙从何处来，又往何处去？”
──史蒂芬·霍金
“即便把我关在果壳里，仍然自以为无限空间之王！” ──《哈姆雷特》莎士比亚轮椅上的传奇科学家 史蒂芬·霍金1942年1月8日出生于英国的牛津，这是一个特殊的日子，现代科学的奠基人伽利略正是逝世于300年前的同一天。
霍金在牛津大学毕业后即到剑桥大学读研究生，这时被诊断患了“卢伽雷病”，不久，就完全瘫痪了。1985年，霍金又因肺炎进行了穿气管手术，此后，他完全不能说话，依靠安装在轮椅上的一个小对话机和语言合成器与人进行交谈；看书必须依赖一种翻书页的机器，读文献时需要请人将每一页都摊在大桌子上，然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读……
霍金正是在这种一般人难以置信的艰难中，成为世界公认的引力物理科学巨人。霍金在剑桥大学任牛顿曾担任过的卢卡逊数学讲座教授之职，他的黑洞蒸发理论和量子宇宙论不仅震动了自然科学界，并且对哲学和宗教也有深远影响。
从宇宙大爆炸的奇点到黑洞辐射机制，霍金对量子宇宙论的发展作出了杰出的贡献。他的目标是解决从牛顿以来一直困扰人类的“第一推力”问题。他的宇宙模型是一个封闭的无边界的有限的四维时空，宇宙的演化完全取决于物理定律。
霍金坚信，关于宇宙的起源和命运的基本思想可以不用数学来陈述，而且没有受过专业训练的人也能理解。他曾在通俗演讲里，生动地向听众解释“利用光速，从‘黑洞’进去”。
从“‘白洞’到宇宙另一区域去作时空旅行”的设计，是有趣的科学幻想，而现实却是难以做到的简明道理。经过数年的辛勤写作和修改，于1988年4月正式出版宇宙论科普著作《时间简史》。书中引导读者遨游外层空间奇异领域，对遥远星系、黑洞、夸克、大统一理论、“带味”粒子和“自旋”的粒子、反物质、“时间箭头”等进行探索。《时间简史》，已用33种文字发行了550万册，如今在西方，自称受过教育的人若没有读过这本书，会被人看不起。
医生曾诊断身患绝症的霍金只能活两年，他之所以能支持到今天并取得卓越成就，最主要的是他具有强烈的使命感和极其坚强的意志。霍金的一生，是人类意志力的记录，是科学精神创造的奇迹。 走进神秘的宇宙在中文里，“宇”是“上下四方”的意思，表示空间；“宙 ”是“古往今来”的意思，表示时间。宇宙的历史，就是空间在时间上发展的过程，斯蒂芬·霍金以时间为序，研究我们所处的这个宇 宙诞生、发展，以及它将来可能的状况，因此，他把自己的书称作《时间简史》，实际上就是《宇 宙简史》。? 本文重点是谈作者对宇宙的未来作出的科学预言，阅读时要准确地筛选出这些预言的观点和支撑这些观点的材料。同时，还应该体会这篇讲演在语言上的幽默特点。
本文重点阅读文章·赏析归纳（1——6）先表明预言宇宙的信心1.这部分先说明什么？2.这篇讲演的主题是预言宇宙的未来,为什么开篇（1——5）先罗列了一些巫师们预言屡屡失败的尴尬的事件？通过对比说明巫师们的预言缺乏科学根据，只是一些模棱两可的判断，而真正的技巧在于解释。这与科学家的预言有很大的区别。2.作者认为，科学家预言宇宙的未来，必须摆脱哪些思想局限？分析阻碍预言的东西1. 这部分说明什么情况？（7-11）思想局限有四个方面1我们只了解正常情况下物体的科学定律，不知道制约在极端条件下的精确定律，故不能预言宇宙的未来。（7——8）2我们受到时间尺度的制约，故不能预言宇宙的未来。（9）43我们毁坏和消灭环境能力的增长比利用这种能力的智慧的增长快得多，故不能预言宇宙的未来。（10）我们不能肯定星球在轨道上的微小扰动长期积累会产生怎样的变化，故不能预言宇宙的未来。（11）作者认为科学家可以预言宇宙的未来的根据是什么？指出可预言的科学依据（12-13）1.这部分是写什么的？1.我们观察到的从外空间各个方向来的微波幅射背景的温度极其接近，这表明宇宙的膨胀是平滑而非混沌的。（12）2.我们根据地球在太阳系中的地位以及其所属的星系中的地位，推断出任何其他星系的任何背景亦相同，故可确定在大尺度下宇宙的行为是简单的，可以预言。（13）2.作者是如何描绘宇宙未来的样子的呢？（14-21）描绘宇宙未来具体景象1.这一部分如何概括？大爆炸形成宇宙的膨胀。如果宇宙的密度大于某个临界值，吸引力将最终使膨胀停止并使宇宙开始重新收缩，最终宇宙就会坍缩到一个具有无限密度的奇性的大挤压，时间本身就会在大挤压处终结。大挤压之后的存在是不能预言的。在大约100亿年以后，宇宙中大多数恒星都已把燃料耗尽，似太阳质量的恒星，不是变成白矮星就是变成中子星，具有更大质量的恒星会变成黑洞。这些宇宙残留物继续绕着银河系中心每100亿年转一圈，它们互相碰撞，使一些被抛到星系外面去，余下的会渐渐在中心附近稳定下来，最终汇聚在一起，形成一个巨大的黑洞。最后这个黑洞可能在10的90次方年的时间蒸发掉（20——21）。在对宇宙的未来的预言中，存在哪些不确定的因素？（22-25）影响预言的不确定因素1. 这部分说明什么情况？有两个一是可能存在当前我们未知的暗物质，它们会影响大爆炸后一秒钟内宇宙的初始密度，从而影响对宇宙最终坍缩时间的确定（22、23）
二是对宇宙的初始密度的确定有着不同的认识：一是按照人择原理去确定，一是按照暴涨理论去确定。二者有较大差距（24——25）
（26）1.最后一部分做什么？对全文进行小结2.总结的要点是什么？人们可以预言未来，但宇宙的未来是坍缩还是无限膨胀，尚难定论。因为宇宙现有密度似乎非常接近于把坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度。小结全文思路结构1-6：先表明预言宇宙的信心7-11：再分析阻碍预言的东西12-13：指出可预言的科学依据14-21：描绘宇宙未来具体景象22-25：影响预言的不确定因素26：最后对全文进行下小结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，使得这样一篇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。这样的语言是很多的，例如：“幸运的是，数人名看来要花很长的时间。”“你在实际上不可?? 语言艺术风格小结这篇演讲词的语言特点怎样？幽默风趣能预测出来数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。”“即便宇宙将要坍缩，我可以满怀信心地预言，它至少在一百亿年内不会停止膨胀。我预料那时自己不会留在世上被证明是错的。”“如果暴涨理论是正确的，则宇宙实际上是处在刀锋上。所以我正是继承那些巫师或预言者的良好传统，两方下赌注，以保万无一失。”? 这是美国宇航局海盗号环绕器拍摄的火星全球照片。图中可以清晰地看到巨大的“水手谷”。水手谷长约4000公里，深度约8公里
