7 青蒿素人类征服疾病的一小步 一名物理学家的教育历程 课件（共62张PPT）

(共62张PPT)
7　青蒿素:人类征服疾病的一小步
*一名物理学家的教育历程
学习任务群 实用性阅读与交流
单元人文主题 探索与创新
认识人类科学探索与创新的意义,发现人类文明演进的足迹,体会人文之美与理性的价值,激发探索意识、创造激情和理性精神。
学科素养目标 1.学习知识性读物的阅读方法,发展科学思维,培养科学精神。
2.把握关键概念和术语,理解主要内容,理清文章思路。
3.分析作者阐释说明、逻辑推理的方法,体会文章语言严谨准确的特点。
4.运用所学知识,探究实际问题,形成自己的见解,学写事理说明文。
青蒿素:人类征服疾病的一小步
*一名物理学家的教育历程
目录索引
复合文本比较鉴赏课
青蒿素:人类征服疾病的一小步
以屠呦呦研究员为代表的一代代中医人才,辛勤耕耘,屡建功勋,为发展中医药事业、造福人类健康作出了重要贡献。
——习近平
学习活动一　知人论世　梳理积累
资源助读
作者简介
一株济世草,一颗报国心——屠呦呦 简介 屠呦呦,女,药学家。1930年生于浙江宁波,1955年毕业于北京医学院(今北京大学医学部)。毕业后曾接受两年半中医培训,并一直在卫生部中医研究院(现为中国中医科学院)工作,其间晋升为硕士生导师、博士生导师。为中国中医科学院首席科学家、终身研究员兼首席研究员,青蒿素研究开发中心主任,2015年诺贝尔生理学或医学奖获得者。
作品背景
发现治疗疟疾的“东方神药”
根据世界卫生组织的统计数据,自2000年起,撒哈拉以南非洲地区约2.4亿人口受益于青蒿素联合疗法,约150万人因该疗法避免了疟疾导致的死亡。因此,很多非洲民众尊称其为“东方神药”。青蒿素曾被世界卫生组织称作是“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”。
2011年,中国科学家屠呦呦获得拉斯克临床医学研究奖。本文根据屠呦呦接受拉斯克奖时的演讲及同年发表于《自然医学》杂志的论文编写而成。
相关常识
拉斯克医学奖
拉斯克医学奖是美国最具声望的生物医学奖项。1946年,由被誉为“现代广告之父”的美国广告经理人、慈善家阿尔伯特·拉斯克(Albert Lasker)及其夫人共同创立,旨在表彰在医学领域作出突出贡献的科学家、医生和公共服务人员。
基础梳理
1.读准字音
suǐ
kuí
nüè
bèi
zhǒu
yǎn
jiǎn
ɡān
zhèng
zhēng
shèng
chéng
shuài
lǜ
zhé
shé
2.写对字形
词　语 易错字 词　语 易错字
nüè疾 青hāo
nüè待 船gāo
胶náng qiǎng基
nǎng日 jìng骨
疟
虐
囊
曩
蒿
篙
羟
胫
pī霜 活血化yū
pí邻 yū泥
福zhǐ 沧海一sù
zhǐ高气扬 火中取lì
砒
毗
祉
趾
栗
瘀
淤
粟
3.掌握词语
(1)精髓:比喻事物最重要、最好的部分。
(2)肆虐:任意残杀或迫害;起破坏作用。
(3)相悖:相违背、相反。
(4)振奋人心:使人们的情绪、精神振作奋发。
(5)福祉:福气,幸福。
4.词语辨析
领悟·感悟
领悟:领会;理解。 感悟:有感触而明白。
相同点:两者都有“理解”“明白”的意思。 不同点:“领悟”一般要接名词;“感悟”可以作不及物动词,后面可以不加名词。“领悟”侧重明白道理,“感悟”侧重感情上的变化。 例句 ①从所有这些观点中我们可以________到他们卓越的思想。 ②这件事给了我深刻的________,让我明白奋斗的意义。 领悟
感悟
繁衍·繁殖
繁衍:使生物数量逐渐增多;某种生命及生命系统的生育、连接和延续过程。 繁殖:生殖,是生物个体产生后代的方式。
相同点:两者都有“生物个体增加”的意思。 不同点:“繁殖”指生物产生新的个体,以传代养殖;“繁衍”指繁殖、衍生,使其逐渐增多增广。“繁殖”是生物学术语,使用不如“繁衍”广。 例句 ③一代代中医人不懈努力,保证了中华民族的________生息。 ④畜牧业的收益主要来源于种群的________。　 繁衍
繁殖
5.成语积累
“药”字一族成语
(1)灵丹妙药:灵验有效、能治百病的奇药。比喻能解决一切问题的有效
方法。
(2)无可救药:病已重到无法用药医治的程度。比喻已经到了无法挽救的
地步。
(3)良药苦口:比喻衷心的劝告,尖锐的批评,听起来觉得不舒服,但对改正缺点错误很有好处。
(4)对症下药:比喻针对具体情况决定解决问题的办法。
(5)采兰赠药:比喻男女互赠礼物,表示相爱。
学习活动二　精读课文　理解鉴赏
文本研读
1.根据文章内容,结合下面的提示,绘制青蒿素发展历程简表。
提示 ①屠呦呦领导抗疟药研究工作　②分离提纯,找到青蒿素(关键)　③确定青蒿素分子立体结构并发表成果　④青蒿素成为一类新药
2.在青蒿素的发现过程中,中国传统医药学起了怎样的作用
提示 从中草药中寻找具有抗疟疗效的成分,是经过各种失败的尝试之后,最终确定的研究思路。在研究陷入困境的时候,葛洪的《肘后备急方》给研究工作提供了转折的契机,正是该书中的一句话,让屠呦呦找到了实验结果很难重复的症结所在,最终得到了具有抗疟效果的青蒿提取物。此外,中药青蒿还为青蒿素的提取提供了原材料。从青蒿提取物到青蒿素的研发历程相当快速,这是运用中医药智慧的结果。
3.文章标题为《青蒿素:人类征服疾病的一小步》,我们知道,青蒿素是人类的一个重大发现,作者为什么说青蒿素的发现只是人类征服疾病的“一
小步”
提示 此处用词准确而严谨。就人类征服疾病的整体而言,这确实是“一小步”,因为这只是解决了众多疾病之一;“一小步”也可见屠呦呦并没有因这个重大发现而骄傲自满,这表现了作者的谦逊品质。
4.请对以下句子中的加点词进行简要分析。
(1)又方,青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之。
提示 “渍”,浸泡的意思,浸泡可以让细胞膨大、吸水,更有利于绞取汁。“绞”,握住条状物的两端同时向相反方向转动,使受到挤压;拧。两个字的运用,体现了用词严谨、准确的特点。
(2)如今,青蒿素联合疗法在全世界广泛应用,这一疗法极大地减轻了疟疾的症状,拯救了许多人的生命,特别是非洲孩子们的生命。
提示 “广泛”表示青蒿素联合疗法在全世界的应用范围之广,也反映了人们对这一疗法的认可程度之大;“减轻”是作者留有余地的说法,避免了说辞的绝对化,这使用词更加准确而严密。
思路整合
*一名物理学家的教育历程
有些人通过个人所得、个人关系或个人经历寻求生命的意义。然而,在我看来,有幸得到能领悟自然最终奥秘的智慧,才赋予生命充分的意义。
——加来道雄
学习活动一　知人论世　梳理积累
资源助读
作者简介
理论物理学家加来道雄 简介 加来道雄,日裔美国理论物理学家。1947年出生于美国加利福尼亚州圣何塞。在超弦理论方面有重大贡献,是其早期奠基人之一。同时是著名的科普作家,曾撰写多部科普作品,并参与多种科学节目的制作。
作品 代表作品有《量子场论现代导引》《不可思议的物理》《超越时空——通过平行宇宙、时间卷曲和第十维度的科学之旅》《爱因斯坦的宇宙》等。
作品背景
多维空间设想
宇宙科学一直吸引着世人的目光。从古希腊到现在,许多科学家进行了有益的探索,也形成了许多关于世界构成的理论。20世纪,爱因斯坦提出相对论,把人类探索世界奥秘的步伐向前推进了一大步,然而他不能解释所有现象。随着科学的快速发展,又产生了解释微观世界规律的量子理论,但量子理论也不能解决宇宙和粒子的组成及运动规律等问题。于是物理学的发展上升到多维空间理论上来,当今科学界把探求“关于一切的理论”作为目标,但还没有真正出现这种理论。然而世界总有其本源,宇宙总有其组成的
最小单位。这强烈地吸引着科学家去不懈追求,甚至穷尽毕生精力试图完成这项最伟大的“工程”,加来道雄就是这样一位理论物理学家。他的《超越时空》一书记述了超空间的早期历史,从理论上探讨通过超空间穿越时空的可能性以及何时方能实际利用超空间理论所具有的潜在威力。本文就选自这部书,通过介绍对自己成长起了重大作用的两件童年趣事,回顾了自己成为“一名物理学家的教育历程”。
相关常识
统一场论
根据现代物理学知识,将我们的宇宙结合起来的力有四种:万有引力、电磁力、强力和弱力。物理学家运用量子力学,已经把后三种力统一起来(物理学家杨振宁和他的学生米尔斯提出杨—米尔斯理论,解决了这一问题,被称为“标准模型”。但是这一理论因为计算繁复无比而让人头疼),但是引力仍然游离在外。爱因斯坦毕终生之力想寻求四种力的统一,建立一个大统一的理论,最终也没有实现。
基础梳理
1.读准字音
zhuàn
zōng
yān
xǐ
zhēng
zhèng
chōng
chòng
páo
bào
liàng
liáng
2.写对字形
词　语 易错字 词　语 易错字
惊chà 怪dàn
叱zhà 垂xián
xiá想 sā手人寰
闲xiá chè换
zhà栏 cí场
蹒shān 鸬cí
鹚
诧
咤
遐
暇
栅
跚
诞
涎
撒
撤
磁
3.掌握词语
(1)杜撰:没有根据地编造;虚构。
(2)畏葸:害怕,畏惧。
(3)截然不同:形容两件事物区别明显,一点相同的地方也没有,完全不一样。
(4)自以为是:认为自己的看法和做法都正确,不接受别人的意见。
(5)刨根究底:比喻追究底细。
(6)在所不辞:决不推辞(多用在冒险、不怕困难方面)。
4.词语辨析
五彩斑斓·五彩缤纷·五光十色
五彩斑斓:形容颜色多,指多种颜色错杂而繁多耀眼。 五彩缤纷:形容色彩繁多而艳丽。 五光十色:形容色彩鲜艳,式样繁多。
相同点:都表示色彩丰富。 不同点:“五彩斑斓”侧重“多而杂”,“五彩缤纷”侧重“多而艳丽”,“五光十色”多用于形容发光的东西。 例句 ①航拍初冬的瘦西湖风景区,五亭桥、白塔等建筑镶嵌在各色花草树木中,与________________的树叶构成了一幅幅美丽的初冬美景,令游人陶醉其中。 ②重庆市南川区山王坪喀斯特国家生态公园内茂盛的森林________________,显得格外壮观。 ③24日晚,长沙梅溪湖________________的灯光映衬着湖面,夜色十分迷人,前来参加会议的嘉宾纷纷拍照留念。 五彩斑斓
五彩缤纷
五光十色
5.成语积累
“研”字一族成语
(1)研核是非:研究考核什么是对,什么是错。
(2)研几析理:研究分析精微的义理。几,细微。
(3)研精覃思:精心研究,深入思考。研,研究;精,细密;覃,深入;思,思考。
(4)研精究微:研究精深微妙之理。
(5)砥志研思:专心致志,深思钻研。
学习活动二　精读课文　理解鉴赏
文本研读
1.“鲤鱼‘科学家’”对“世界”的认识是怎样的
提示 ①“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困惑不解”——它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。③“鲤鱼‘科学家’”的“消失”和“重现”——它们认为是“奇迹”,是“可怖的事情”,而不肯去探究原因。④“鲤鱼‘科学家’”的“传奇故事”,真实地证明另一个世界的存在,而大多数鱼却认为这完全是“胡说八道”,荒谬绝伦,违背它们的“自然规律”。
2.作者讲述“鲤鱼‘科学家’”的故事,意味深长。请根据你的理解,完成下表。
童年趣事 在旧金山日本茶园观察鲤鱼,产生遐想 叙事要素 环境 主人公 情节 池塘 鲤鱼、鲤鱼“科学家” 解释暴雨下睡莲的运动 一个鲤鱼“科学家”被抓出水面又放回
隐喻 ① ③ ⑤ ⑦
科学思考 ② ④ ⑥ ⑧
提示 ①“我们”生活的宇宙(四维空间)　②客观上存在另外一个“宇宙” 　③“我们”(人类及人类中的科学研究者)　④人类认识的局限性 (只承认“看得见摸得着”的世界,不承认“看不见”的世界)　⑤“我们”无法合理解释多维空间的运动而故弄玄虚　⑥已有的一些科学概念和解释或许是荒谬的 　⑦极个别的人认为存在另外的“宇宙”,但不被大多数人承认　⑧这个“宇宙”的规律不适合另一个“宇宙” 不能用实验来验证的世界就不存在
3.课文中讲述的作者阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容,对“教育历程”的叙述有什么作用
提示 课文讲述的重点是童年趣事和建立实验室,这些事例已经把“教育历程”完整地勾画出来。而夹杂在其中的两个小事例,主要起补充和衔接的作用。历险故事加深作者对高维空间的想象,激发兴趣;而阅读统一场理论书籍,既表现高中阶段作者求知的热情,也衔接起由理论到实验的探究过程。
4.作者说:“我决定要对这一秘密刨根究底,纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”在作者心中“理论物理学家”应该是怎样的人
提示 理论物理学家的工作是抽象、枯燥的,受实验条件的限制,自己的学说很难得到实验的证明,甚至可能到死也得不到成就。这样的人必须耐得住寂寞,必须有奉献精神。“在所不辞”意味着“理论物理学家”道路的艰辛。
思路整合
复合文本比较鉴赏课
综合探究
任务探究一　探究科学精神
科学精神是科学的灵魂,以求实和创新为核心诉求,是现实可能性和主观能动性的结合。屠呦呦和她的同事们,达到了这样一个高度:所致力于的本职工作,是能够改变历史的。加来道雄童年时代的“那物”“那人”“那事”,不仅引领他成为著名的理论物理学家,也让我们从“教育历程”中领悟到:想象力、兴趣和实践不仅仅是一名科学家应具备的科学精神,而且也是每一个有志于成为某一研究领域人才的人应具备的最基本的素养。
1.科学工作枯燥,但也有其乐趣。你认为屠呦呦和加来道雄有哪些苦和乐 请完成下表。
人物 科学研究之苦 科学研究之乐 共同点
屠呦呦 ① 屠呦呦热衷于中草药的研究,发现了青蒿素的治疟作用,拯救了成千上万患者,科学研究虽然艰辛,却有一种自豪感和使命感 想象力、
兴趣、
实践精神
加来道雄 高中时代本应享受青春年华的加来道雄,不辞辛劳,冒着风险,自己动手建造电子感应加速器 ② 提示 ①在第一阶段,屠呦呦团队搜集了2 000个方药,挑选出可能具有抗疟作用的640个方药,从其中的200个方药中提取了380余种提取物进行测试,然而进展甚微　②加来道雄贪婪地阅读关于高维世界的历险故事,沉迷于爱因斯坦未完成的理论,痴迷于原子对撞机的建造,从中获得求知和成功的快乐
2.屠呦呦与加来道雄都获得了卓越的科学成就,他们两人为什么能取得科学上的成就呢 他们都有哪些科学思维与科学精神
提示 屠呦呦成功的原因:①热爱中医药;②能运用现代科学技术;③不畏艰辛;④善于发现;⑤借助团队的力量。
加来道雄成功的原因:①具有探索精神;②保持好奇心;③不畏艰辛;④将想法付诸行动,行动能力强。
屠呦呦与加来道雄都具有探索精神,不畏艰辛,不怕失败。屠呦呦有科学的求异思维,加来道雄则能够将想象力与科学结合。
任务探究二　探究文本特色
《青蒿素:人类征服疾病的一小步》和《一名物理学家的教育历程》这两篇具有自传性质的文章,分别记述了作者在科学探索过程中的重要经历,因其写作目的不同,在语言表达、写作手法和文章结构上也呈现出各自的特点。
1.两篇文章各自写了哪些内容 又是如何把这些内容组合起来的 请完成下列表格。
文本 内容要点 组合方式 说理方法和逻辑
《青蒿素:人类征服疾病的一小步》 从获奖感言、青蒿素的发现到中医药学的贡献。小标题即内容。 ① 1.历时性(时间顺序)阐述从“青蒿”到“青蒿素”再到“青蒿素药物”研发的全过程。
2.演讲稿互动性、展望性的表达使阐述、说理不失生动和个人情味。
3.小标题阐述内容。
4.运用第一人称。
5.列数字。
《一名物理学家的教育历程》 ② 以“科学精神”为核心组合 1.运用第一人称,主次得当地阐述自己成为一名物理学家的历程,活泼生动的阐述背后蕴藏着科学探究的严谨。
2.运用想象、类比、比喻等手法,通俗易懂地呈现深奥的物理概念。
3.列数字。
提示 ①按照“事物发展脉络”组合　②两件趣事:观察与猜想。一次实验:加速器实验。
2.两篇文章虽然同为具有自传性质的文章,但在语言上有着明显的不同,请简要概括各自的语言特点,并尝试探究其中的原因。
文本 语言特点 原因探究
《青蒿素:人类征服疾病的一小步》 严谨、朴实、准确 ①
《一名物理学家的教育历程》 ② 文章注重面向大众宣传科学,期望引发大众对科学的兴趣,作者本人又是经历过高等教育的人,思想活跃,常常出现在电视上,所以会有活泼生动的讲故事风格出现。
提示 ①文章是由获奖感言和论文改写的合篇,偏重研究历程内容编选,意在宣传普及屠呦呦探索研究的科学精神(目的);屠呦呦受任于疟疾肆虐之时,一生投身钻研,获奖感言和所选论文都平实谦和。②生动活泼、富有趣味、想象力丰富
主题阅读
从一到无穷大:科学中的事实和臆测
《从一到无穷大:科学中的事实和臆测》是当今世界上有影响力的科普经典名著之一。作品以生动的语言介绍了20世纪以来科学中的一些重大进展。先漫谈一些基本的数学知识,然后用一些有趣的比喻,阐述了爱因斯坦的相对论和四维时空结构,并讨论了人类在认识微观世界(如基本粒子、基因)和宏观世界(如星系等)方面的成就。乔治·伽莫夫(1904—1968,George Gamow)是世界著名物理学家和天文学家,也是一位杰出的科普作家。他兴趣广泛,曾在核物理研究中取得出色成绩,并与勒梅特一起最早提出了天体物理学的“大爆炸”理论,还首先提出了生物学的“遗传密码”理论。
文本阅读
从四维几何学的观点出发,一切运动物体的普遍收缩是很容易解释的:这是时空坐标系的旋转使物体的四维长度在空间坐标上的投影发生了改变。从运动着的系统上观察事件时,一定要用空间轴和时间轴都旋转一定角度的坐标系来描述,旋转角度的大小取决于运动速度。因此,如果说在静止系统中,四维距离是百分之百地投影在空间轴上的,那么,在新的坐标轴上,空间投影就总是要变短一些。
需要记住的一个要点是:长度的缩短仅仅和两个系统的相对运动有关。如果有一个物体相对于第二个系统是静止的,那么,它在新空间轴上的投影是用长度不变的平行线表示的,而它在原空间轴上的投影则缩短同样的
倍数。
因此,判定两个坐标系中哪一个是“真正”在运动的想法,非但是不必要的,也是没有物理意义的,起作用的仅仅是它们在相对运动这一点。所以,如果有两艘属于某“星际交通公司”的载人飞船,以高速在地球和土星间的往返途中相遇,每一艘飞船上的乘客透过舷窗都会看到另一艘飞船的长度显著变短了;而对他们自己乘坐的这一艘,却发觉不出有什么变化。因此,争论哪一艘飞船“真正”缩短是没有用的,事实上,无论哪一艘,在另一艘飞船上的乘客们看来都是缩短了的,而从它自己的乘客的角度来看却是不变的。一切运动物体普遍收缩,运动物体的长度在速度接近光速时才有显著改变。
四维时空的理论还能使我们明白,为什么运动物体的长度在速度接近光速时才有显著改变。这是因为:时空坐标系旋转角度的大小是由运动系统所通过的距离与相应的时间的比值决定的。如果距离用米表示,时间用秒表示,这个比值恰恰就是常用的速度,单位为米/秒。在四维系统中,时间间隔是用常见的时间单位乘以光速,而决定旋转角度大小的比值又是运动速度(米/秒)除以光速(同样的单位),因此,只有当两个系统相对运动的速度接近光速时,旋转角度的变化以及这种变化对距离测量结果的影响才会变得显著。
时空坐标系的旋转,不仅影响了长度,而且改变了时间间隔。可以证明由于四个坐标具有特殊的虚数本质,当空间距离变短的时候,时间间隔会增大。如果在一辆高速行驶的汽车里安放一只钟,它会比安放在地面上的同样一只钟走得慢些,嘀嗒声的间隔会加长。时钟走得慢如同长度的缩短一样,也是一个普遍的效应,只与运动速度有关。因此,最新式的手表也好,你祖父的老式大座钟也好,沙漏也好,只要运动速度相同,它们走得快慢的程度就会一样。这种效应当然并不只限于我们称之为“钟”和“表”的专门机械,实际上,一切物理的、化学的、生理的过程都以同样的程度放慢下来。因此,如果你在快速飞行的飞船上吃早饭,可用不着担心因腕上戴的手表走得太慢而把鸡蛋煮老了,因为鸡蛋内部的变化也相应地变慢了。所以,如果平时你总是吃“五分钟煮蛋”,那么,现在你仍然可以看着表把它煮上五分钟。这里我们有意用飞船而不是用火车餐车作为例子,这是因为时间的伸长也如同空间的收缩一样,只有当运动接近光速时才变得较为明显。
不过有一点不同,这个倍数在时间伸长时是除数,在空间收缩时是乘数。如果一个物体运动得非常之快,其长度减小一半,那么,时间间隔却会延长一倍。
运动系统中时间变慢这个情况,为星际旅行提供了一个有趣的现象。假定你打算到天狼星——距离我们9光年的行星——上去,于是,你坐上了几乎有光速那么快的飞船。你大概会认为,往返一趟至少要18年,因此打算携带大量食物。不过,如果你乘坐的飞船确实有近于光速的速度,那么,这种小心就是完全多余的了。事实上,如果飞船的速度达到光速的99.999 999 99%,你的手表、心脏、呼吸、消化和思维都将减慢7万倍,因此从地球
到天狼星往返一趟所花费的18年(从留在地球上的人看来)在你看来只不过是几小时而已。如果你吃过早饭便从地球出发,那么,当降落在天狼星某一行星的表面上时,正好可以吃午饭。要是你的时间很紧,吃过午饭后马上返航,就可以赶回地球上吃晚饭。不过,如果你忘了相对论原理,那你到家时准得大吃一惊,因为你的亲友会认为你一定还在宇宙空间中的什么地方,因而已经自顾自地吃过6 570顿晚饭了!地球上的18年,对你这个近于光速的旅客来说,只不过是一天而已。
那么,如果运动得比光还快呢 这里又有一首有关相对论的打油诗:
年轻女郎名伯蕾,
神行有术光难追;
爱因斯坦来指点,
今日出游昨夜归。
说真的,如果速度接近光速可使时间变慢,那么超过光速可不就能把时间倒转了吗!还有,由于毕达哥拉斯根式中代数符号的改变,时间坐标会变为实数,这就变成了空间距离;同时在超光速的系统中,所有长度都通过零而变为虚数,这就变成了时间间隔。
如果这些是可能的,那么,那个爱因斯坦变尺为钟的戏法就变成可能发生的事情了。他只要能想办法获得超光速,就可以变这种戏法了。
不过,我们的这个物理世界,虽然是够颠三倒四的,却还不是这种颠倒法。这种魔术式的变化是完全不可能实现的。这可以用一句话简单地加以概括,这就是:没有任何物体能以光速或超光速运动。
这一条基本自然律的物理学基础在于:有大量的直接实验证明,运动物体反抗它本身进一步加速的惯性质量,在运动速度接近光速时会无限增大。因此,如果一颗左轮手枪子弹的速度达到光速的99.999 999 99%,那么它对于进一步加速的阻力(即惯性质量)相当于一枚12英寸的炮弹;如果达到99.999 999 999 999 99%,这颗小子弹的惯性质量就等于一辆满载的卡车。无论再给这颗子弹施加多大的力,也不能征服最后一位小数,使它的速度正好等于光速。光速是宇宙中一切运动速度的上限!
(摘编自乔治·伽莫夫《从一到无穷大:
科学中的事实和臆测》)
阅读思考
1.爱因斯坦提出了“钟慢”和“尺缩”效应,即运动的时钟变慢,运动的尺子变短,请运用本文四维时空的理论知识加以解释。
提示 ①用运动着的系统来观察时钟和尺子,并用空间轴和时间轴都旋转一定角度的坐标系来描述它们。②旋转角度的大小取决于运动速度,在这样的坐标轴上,空间投影就总是要变短一些,即“尺缩”。③时间的坐标轴具有特殊的虚数本质,当空间距离变短时,时间间隔增大,即“钟慢”。④只有当运动接近光速时,这种“钟慢”和“尺缩”的效应才会变得较为明显。
2.作为科普文,这篇文章具有引人入胜的趣味性和深入浅出的通俗性,请结合文本进行分析。
提示 ①采用讲故事的方式说明科学原理。如设想了两艘属于某“星际交通公司”的载人飞船以高速在地球和土星间往返途中相遇的情景,设想了在快速飞行的飞船上煮鸡蛋的故事,设想了坐上几乎以光速飞行的飞船到天狼星的故事,深入浅出,趣味十足。②语言通俗易懂,幽默风趣。如运用作比较和列数字的方法,将四维时空的理论等专业性内容解说得清楚明白。还有关于相对论的打油诗,以及“无论再给这颗子弹施加多大的力,也不能征服最后一位小数”的说法,都让读者感到幽默风趣。
学以致用 创新写作
丰富我们的想象力
《一名物理学家的教育历程》介绍了加来道雄的教育经历,主要是对他成长起了重大作用的两件童年趣事。作者在文章的开头就说“童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解,并且引导我走上成为一个理论物理学家的历程”。这两件趣事,一是遐想鲤鱼如何看待自身以外的世界,由此推知人类认识的局限性;二是对爱因斯坦未竟事业的向往及学习探索。文章通过童年的两件趣事告诉我们:好奇心和遐想在人的教育成长中是何等可贵,由此激发出来的探索精神对一个人的成才是何等重要。
微写作
想象力是美好的,可以来自对科学的质疑,可以来自对艺术美的追求,可以来自对生活现象的仔细观察。请以“仰望星空”为话题,写一段充满想象的文字。
示例 仰望星空,有对瑰丽银河的赞叹,有对未知空间的恐惧,有对未知星球的好奇,也有对征服宇宙的雄心。虽然我们束缚于脚下的重力,但我们的思绪仍然能够腾空万里,在无边的光年里来回穿梭,在神秘的虫洞间碰撞传送,在浩瀚的宇宙中天马行空。
本 课 结 束