一名物理學(xué)家的教育歷程

1、“鞠躬盡瘁，死而后已” “先天下之憂而憂，后天下之樂而樂” “了卻君王天下事，贏得生前身后名” “人生自古誰無死，留取丹心照汗青” “橫眉冷對千夫指，俯首甘為孺子牛”,人生是一種過程，是一種親歷的過程。一切美妙盡在過程之中。,一名物理學(xué)家的教育歷程,

2、加來道雄（人物簡介類說明文）,作者簡介,加來道雄，日裔美籍理論物理學(xué)家，紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。他畢業(yè)于哈佛大學(xué)，獲得加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位。他是《超越愛因斯坦》、《量子場論》和《超弦導(dǎo)論》諸書的作者。,文章的題目是“一名物理學(xué)家的教育歷程”，因此，敘述的順序主要是歷時性的。請根據(jù)歷時性來梳理文章并概括文章內(nèi)容。,明確：本文的基本內(nèi)容 ：①通過對鯉魚世界的遐想，反思人類對宇宙的認知?？此谱髡呱倌陼r

3、的思維超出同齡人，其實只是他充分發(fā)揮了自己的想像力，并且保持了這樣奇特的想像力，由此奠定了他對高維空間理論探究的基礎(chǔ)。②作者少年時接觸到愛因斯坦的“未竟事業(yè)”，激發(fā)了他的探究興趣。他之所以感到“激動人心”，是因為他把愛因斯坦的理論當(dāng)成一個“偵探故事”來閱讀、探究，這非常符合少年的心理。另外，“我決定要對這一秘密刨根問底”，也表現(xiàn)了他有毅力有恒心的性格，這是成為科學(xué)家的基本素質(zhì)。 ③高中時代，本應(yīng)“在棒球場或籃球場玩耍”，享受青春

4、年華，但作者卻“找遍周邊地區(qū)大量的電子倉庫，裝配必需的硬件設(shè)備”，在“學(xué)校的足球場中纏繞22英里長的銅線”，自己動手建設(shè)實驗室，驗證愛因斯坦理論，探究反物質(zhì)。作者進行這樣艱苦枯燥的工作，體現(xiàn)了他對科學(xué)的熱愛，以及踏實的性格，顯露出一個科學(xué)工作者的潛能。由①②到③，我們可以清楚地看到作者的“教育歷程”和“教育內(nèi)容”。,作者對鯉魚世界是怎樣遐想的？在他的遐想中“鯉魚科學(xué)家”對“世界”的是如何認識的？,作者猜測鯉魚是怎樣觀察它們周圍的世界的，

5、在他的遐想中“鯉魚科學(xué)家們”是這樣認識世界的：（1）“水池之外看不見的世界沒有科學(xué)意義?！保?）“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\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(xué)家”的“消失”和“重現(xiàn)”——它們認為是“奇跡”，是“可怖的事情”，但不肯去探究原因。 （ 4）“鯉魚科學(xué)”的“傳奇故事”，真實地證明另一個世界的存在，而它們卻認為“胡說八道”，荒謬絕倫，違背它們的“自然規(guī)律”。,【提問】作者想通過

6、“鯉魚科學(xué)家”對世界的認識說明什么？這種遐想的意義是什么？,說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學(xué)家”有相似之處具體體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）人類“一生就在我們自己的‘池子’里度過”，只要“超出我們的理解力”的自然存在，他們就“拒絕承認”。（2）“科學(xué)家發(fā)明像力這樣一些概念……”，是因為他們只愿意承認“那些看得見摸得著的事物”，不肯改變思考問題的方式。（3）“不能在實驗室里便利地驗證”的理論，他們就加以“鄙視”，表現(xiàn)出思想上的保守和固

7、執(zhí)。 這種遐想給予作者的意義是充分挖掘了他的好奇心和發(fā)揮了想象力，并且他保持了這樣奇特的想像力，也由此奠定了他對高維空間理論探究的基礎(chǔ)。,【提問】作者對愛因斯坦未竟事業(yè)是怎樣看待和怎樣做的？,首先作者接觸到愛因斯坦的“未竟事業(yè)”，激發(fā)了他的探究興趣。其次他把愛因斯坦的理論當(dāng)成一個“偵探故事”來閱讀、探究，并且“我決定要對這一秘密刨根問底”；再次高中時代,本應(yīng)“在棒球場或籃球場玩?！保硎芮啻耗耆A，但作者卻“找遍周邊

8、地區(qū)大量的電子倉庫，裝配必需的硬件設(shè)備”，在“學(xué)校的足球場中纏繞22英里長的銅線”。自己動手建設(shè)實驗室驗證愛因斯坦理論，探究反物質(zhì)。,【提問】由此可見作者對愛因斯坦未完事業(yè)的向往有何意義？,這一過程的意義在于：作者的基本科學(xué)素質(zhì)都得到了培養(yǎng)和鍛煉。例如探究能力，推斷能力，動手實驗?zāi)芰σ约霸谄渲胁豢扇鄙俚牟慌麓煺邸①|(zhì)疑求真的科學(xué)精神，尊重事實和實事求是的科學(xué)態(tài)度等都得到了培養(yǎng)和鍛煉。,課文的重點是童年趣事和建立實驗室，這三個事例已經(jīng)把“教

9、育歷程”完整地勾畫出來。而夾雜在其中的兩個小事例，主要起補充和銜接的作用。歷險故事加深作者對高維空間的想像，激發(fā)興趣；而閱讀統(tǒng)一場理論書籍，既表現(xiàn)高中階段作者求知的熱情，也銜接起由理論到實驗的探究過程。,文章在介紹童年兩件趣事的時候，課文還寫了閱讀多維空間歷險故事和統(tǒng)一場理論書籍這兩件事，那么這兩小段內(nèi)容對“教育歷程”的敘述有什么作用？,【補充材料】,高維空間 ——現(xiàn)代理論物理學(xué)認為，統(tǒng)一四種力的前景，在于高維空間（如十維或更

10、高）理論的確立。比如對于古人來講，風(fēng)暴是怎樣產(chǎn)生的，風(fēng)暴會襲擊什么地方，什么時候襲來，什么時候結(jié)束，他們是一無所知的，因為他們生活在平坦的大地上，只能靠肉眼從近似于二維平面的角度來觀察，即使有簡單的預(yù)報，也都是靠經(jīng)驗來推測的?，F(xiàn)在有了氣象衛(wèi)星，從太空這樣三維角度觀察地球，在地面上看來神秘莫測的風(fēng)暴被看得一清二楚，可以精準(zhǔn)地預(yù)報風(fēng)暴的動向。同樣，理論物理學(xué)家認為，傳統(tǒng)的四維（空間三維加上時間）理論太“小”，不能解釋宇宙中的四種力。當(dāng)他們超

11、越四維而在更高維（如十維或更高）中尋求統(tǒng)一這四種力時，就能得到一種簡單、漂亮的解決模型（科學(xué)家認為宇宙應(yīng)該是簡單、合諧的）。      高維空間理論認為，宇宙大爆炸后10-43秒，十維宇宙分解成四維宇宙和六維宇宙，四維宇宙暴脹，經(jīng)過近一百五十億年，演變成今天我們生活的宇宙。大爆炸后10-35秒，大統(tǒng)一力分開。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(dāng)時的環(huán)境，需要的能量太

12、大，根本無法做到，所以現(xiàn)在高維空間理論只能是“理論”。,【補充材料】,統(tǒng)一場論 ——   根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)知識，將我們的宇宙結(jié)合起來的力有四種：引力、電磁力、強核力和弱核力。物理學(xué)家運用量子力學(xué)，已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來（美籍華裔物理學(xué)家楊振寧和他的學(xué)生米爾斯提出楊一米爾斯場理論，解決了這一問題，被稱為“標(biāo)準(zhǔn)模型”。但是這一理論因為計算繁復(fù)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

13、求四種力的統(tǒng)一，建立一個大一統(tǒng)的理論，最終也沒有實現(xiàn)。,阿爾伯特．愛因斯坦（Albert．Einstein）1897年3月14曰出生在德國西南距離慕尼黑八十五哩的烏耳姆城(Ulm)。父母都是猶太人。這是一個和睦、愉快的家庭。親人們深愛著小愛因斯坦，但都為他的智力發(fā)育感到擔(dān)憂。愛因斯坦小時候并不活潑，三歲多還不會講話，父母很擔(dān)心他是啞巴，帶他去給醫(yī)生檢查。還好小愛因斯坦不是啞巴可是直到九歲時講話還不很通暢，所講的每一句話都必須經(jīng)過吃力但認

14、真的思考。 愛因斯坦家的住房周圍有花園，他經(jīng)常一個人長時間地蹲在花園角落的灌木叢里，用手撫摩著小葉片或者凝視著匆匆跑動的螞蟻。他很小就喜歡冥想，想了解大自然的奧秘。一次，在依薩爾河岸野餐時，一位親戚說，小愛因斯坦很嚴(yán)肅，當(dāng)其他的孩子都在互相玩耍、逗樂時，他卻獨自坐著看湖的對岸。母親玻琳深情的為自己的孩子辯護：“他是沉靜的，因為他在思索。等著吧，總有一天他會成為一個教授！”那位親戚感到可笑，但也理解母親的心情。教授！在人們的心目

15、中，只有那些聰敏的人才有可能得到這個榮譽的稱號，這個連話都說不好的笨孩子能成為一個教授嗎？,【補充材料】,愛因斯坦在念小學(xué)和中學(xué)時，一般功課屬平常，唯有數(shù)學(xué)成績遠在全班同學(xué)之上。由于他舉止緩慢，不愛同人交往，老師和同學(xué)都不喜歡他。教他希臘文和拉丁文的老師對他是那么厭惡，曾經(jīng)公開罵他：“愛因斯坦，你長大后肯定不會成器?！倍乙驗榕滤谡n堂上會影響其他學(xué)生，竟想把他趕出校門。 家里每星期都有一個晚上要邀請來慕尼黑念書的窮

16、學(xué)生吃飯，這樣等于是救濟他們。其中有一對來自立陶宛的猶太兄弟麥克斯和伯納德，喜歡閱讀書籍，興趣廣泛。他們被邀請來愛因斯坦家里吃飯，并和羞答答、長著黑頭發(fā)和棕色眼睛的小愛因斯坦交成了好朋友。 麥克斯可以說是愛因斯坦的“啟蒙老師”，他借了一些通俗的自然科學(xué)普及讀物給他看，看完后就和愛因斯坦討論，并且再繼續(xù)提供給他新的讀物。麥克斯點燃了愛因斯坦自學(xué)的興趣火花，還不斷地輔導(dǎo)他。 麥克斯引導(dǎo)他學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)，十三歲時他已自學(xué)微

17、積分了。當(dāng)他的同班同學(xué)為那些平面幾何簡單問題和循環(huán)分?jǐn)?shù)而皺眉頭時，愛因斯坦靠自學(xué)已經(jīng)進入到無窮級數(shù)這些美麗神奇的“無窮世界”去了。 很快小愛因斯坦的數(shù)學(xué)程度超過了讀大學(xué)的麥克斯，為了以后有共同談話的話題，麥克斯開始借哲學(xué)書給他看，愛因斯坦在十三歲就能看懂康德的《純理性批判》。這是一本對許多成人來說都算是枯燥艱深的書。這時候愛因斯坦閱讀的書就是數(shù)學(xué)、物理和許多哲學(xué)家的書。,【補充材料】,１９０５年，年僅２６歲的愛因斯坦發(fā)表了三篇論文，在物

18、理學(xué)三個不同領(lǐng)域取得了歷史性成就，特別是狹義相對論的提出，使人類對于空間、時間和物質(zhì)運動的認識發(fā)生了革命性變化，標(biāo)志著物理學(xué)新紀(jì)元的到來。 １９１５年，愛因斯坦發(fā)表廣義相對論。這是繼狹義相對論之后，近代科學(xué)的又一個重大成就。１９１９年，英國天文學(xué)家愛丁頓的日全食觀測結(jié)果證實了愛因斯坦所作的光線經(jīng)過太陽引力場會彎曲的預(yù)言。愛因斯坦由此聲名鵲起，相對論成為人們家喻戶曉的名詞。,,【補充材料】,【提問】作者說“我決定要對這一問題刨根問

19、底，縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭?！痹谧髡咝闹小袄碚撐锢韺W(xué)家”應(yīng)該是怎樣的人？,理論物理學(xué)家的工作是抽象、枯燥的，受實驗條件的限制，自己的學(xué)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?！霸谒晦o”意味著“理論物理學(xué)家”道路的艱辛。,【提問】作者建立實驗室的事例，對我們現(xiàn)實生活有怎樣的意義？,科學(xué)是建立在基礎(chǔ)實驗之上的，科學(xué)理論要經(jīng)過實驗的檢驗才能得到論證。實驗不是簡單的操作，要

20、有理論指導(dǎo)，要有實驗的設(shè)計，要有策劃組織能力，要有耐力和恒心等等，實驗考驗的是實驗者的綜合能力。而我們當(dāng)前存在的問題是，重視理論，輕視基礎(chǔ)實驗，表現(xiàn)為動手能力和實踐能力差，思想上浮躁，急功近利。對教育而言，重知識，輕能力的現(xiàn)象很普遍。這些都是一名理論物理學(xué)家重視實驗給我們現(xiàn)實生活的啟迪。,童年,青年,（成年）,鯉魚世界的幻想,愛因斯坦的故事,,實驗,,（理論物理學(xué)家）,文章結(jié)構(gòu)：,敘述的順序主要是歷時性的 ，而“童年的兩件趣事”作為文章

21、的主要內(nèi)容，又是共時性的敘述。,【提問】本文三個主要部分，并不是簡單地敘述成長的故事，而是具有深刻的科學(xué)精神內(nèi)涵，那么從中我們可以看到哪些方面的“教育”對成為優(yōu)秀科學(xué)家最為重要。,（1）想像力：科學(xué)是需要想像力的，想像力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從對鯉魚世界的想像中，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。由感性的想像上升到理性的創(chuàng)造，體現(xiàn)了創(chuàng)新意識和探索精神。 （2）樂趣：科學(xué)不應(yīng)該是枯燥的，而是應(yīng)該充滿樂

22、趣的。探尋自然的奧秘，對真正的科學(xué)工作者來說，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲”，也是人生的“境界”?！坝螒颉笔顾麄儤反瞬黄＃錆M激情，不受外界的誘惑和干擾；而“境界”使他們不顧功利，不畏強權(quán)，只求真理。 （3）實驗精神：丁肇中說過：“現(xiàn)代學(xué)術(shù)的基礎(chǔ)就是實地的探察，就是我們現(xiàn)在所謂的實驗?！薄翱茖W(xué)發(fā)展的歷史告訴我們，新的知識只能通過實地實驗而得到，不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的。”（《應(yīng)有格物致知精神》）有了想像力，

23、有了樂趣，那只是成為科學(xué)家的最基礎(chǔ)的因素，不去踏踏實實地做實驗，就不能得到基本數(shù)據(jù)，假說就不能確立。一味地空想，不去做基礎(chǔ)工作，不可能達到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論，雖然還停留在紙面上，但是科學(xué)家們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實驗工作，努力使理論得到證明。即使如科學(xué)家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論，也要有數(shù)學(xué)和天體物理學(xué)的實驗基礎(chǔ)，也不是空想出來的。,自由討論：,你認為作者能夠成長成才的因素有哪些？,其中你認為最重要的是什么？,聯(lián)系自己生活

24、的實際，從中得到怎樣的人生啟迪。,童年的兩件趣事之所以引導(dǎo)作者走上成為一名理論物理學(xué)家的歷程，是因為作者在這其中的一些基本科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)能力得到了充分地挖掘、培養(yǎng)和鍛煉，它們是：好奇心、想象力、探究能力、實驗?zāi)芰?、不怕挫折，質(zhì)疑求真的科學(xué)精神，尊重事實和實事求是的科學(xué)態(tài)度等。,國外的教育，是先要給孩子一個“獸身”，就是像野獸一樣強健的體魄，再給他們一顆“人心”，告訴他們做人的道理、責(zé)任、義務(wù)等等，使他們有一個積極、健康的人生態(tài)度；最后，

25、才是教給他們必要的知識，使他們對過去、現(xiàn)在、和未來有個足夠的了 解。,而我國的教育，確實存在一些問題。我國的教育，更多給下一代漂亮的臉蛋兒、能歌的喉嚨、善舞的秀腿、纖細的腰肢、善于記憶的大腦，可惜偏偏沒有給他們畫上一個善于獨立思考的大腦，沒有注重道德，個人修養(yǎng)以及危機感和使命感的熏陶。,國內(nèi)外教育的對比,曾經(jīng)流行過這樣一句話：只要你小時候把基礎(chǔ)打好，多用點功，將來你考上了大學(xué)就輕松了。似乎中國的教育就是小時候辛苦，長大后輕松。而國外就剛

26、好相反，他們是小時候輕松，長大后辛苦，他們的理論是：小時候不懂事，應(yīng)該享受屬于自己的童年美好時光，而你長大后，就有責(zé)任去背負自己的學(xué)習(xí)任務(wù)，用功讀書。     韓寒在他的《通稿2003》里面談到中國有一個概念一錯錯了幾十年，那就是“全面發(fā)展學(xué)生”。在學(xué)校里，什么叫“全面發(fā)展學(xué)生”呢？首先你語數(shù)外理化應(yīng)該學(xué)得不錯，然后你的體育也湊合，補考能夠及格，偶爾也有會樂器的（如果口琴，豎笛也算的話）。然后呢

27、？沒有了。其實在全面發(fā)展里，各種學(xué)科只算一項。說好聽點就是“學(xué)科能力”，說難聽點就是“考試能力”。想想這些“全面發(fā)展學(xué)生”也可憐，將來他們參加工作，看到別人什么都會，自己卻一無是處。這也就是為什么那么多大學(xué)生畢業(yè)找不到工作的原因之一吧！ 國外的教育很注重培養(yǎng)素質(zhì)教育的培養(yǎng)，從多方面培養(yǎng)人才，他們開設(shè)了各種各樣的課程學(xué)生可根據(jù)自己的興趣來選擇自己喜歡的課程，從中受益，真正的做到德智體美勞全面發(fā)展。,,而在中國，卻是固定的按照教科書給

28、學(xué)生上課，單調(diào)乏味。國外的教育非?；钴S，常常是布置一兩道沒有固定答案的題自己去查資料，學(xué)生往往是在圖書館里泡幾個小時才能完成作業(yè)。這同時增加了課外閱讀量，使他們的知識面更廣，思維變得活躍。中國學(xué)生的作業(yè)往往是老師費盡心思找到的習(xí)題或者試卷在做，雖然說在一定程度上是有一定效果的，但是這也就是為什么會出現(xiàn)那么多“抄作業(yè)”的現(xiàn)象的重要原因。而且這樣顯得很呆板，不利于學(xué)生的教育成長和智力開發(fā)。有人說，外國的學(xué)生把電腦當(dāng)作工具，而中國的學(xué)生把電

29、腦當(dāng)玩具，這不是沒有道理。,《成長》里有句話很好“如果我們沒有辦法改變教育，那么就改變我們自己對教育的看法”。這個世界上總有這樣那樣令人不滿又無可奈何的事，不過，作為個人，有一件事總是可以做的，提高自己，而且利用一切可利用的機會來提高自己。也許在某個高度，我們會突然發(fā)現(xiàn)有些事情我們可以來著手解決了。這恐怕也是儒家講的修身，齊家，治國，平天下的道理。,認識自己也好,不認識自己也好,只要我們心中有希望,腳下有路,那就走下去吧.為認識自己畢