宇宙的邊疆
【背景資料】
一、作者簡(jiǎn)介
卡爾薩根（Carl Sagan，1934-1996），美國人，曾任美國康奈爾大學(xué)行星研究中心主任，被稱為“大眾天文學(xué)家”和“公眾科學(xué)家”。他以對(duì)科學(xué)的熱忱和個(gè)人巨大的影響力，引導(dǎo)幾代年輕人走上探索科學(xué)之路。他對(duì)人類將無人航天器發(fā)送到太空起過重要的作用，在行星科學(xué)、生命的起源、外星智能的探索方面也有諸多成就。他主持過電視科學(xué)節(jié)目，出版了大量科普文章和書籍，其《伊甸園的飛龍》曾獲得普里策獎(jiǎng)，電視系列節(jié)目《宇宙》在全世界取得熱烈反響。主要作品還有《宇宙聯(lián)結(jié)》《宇宙》《布盧卡的腦》《被遺忘前輩的陰影》《暗淡藍(lán)點(diǎn)》《數(shù)以十億計(jì)的星球》等。
二、宇宙誕生之爭(zhēng)（蒂姆雷德福）
當(dāng)今世界上兩位研究宇宙的大師在時(shí)間的開始與延續(xù)問題上相持不下。數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家們正在閱讀兩篇論文，這兩篇論文在為什么宇宙可能永遠(yuǎn)沒有終點(diǎn)的問題上各執(zhí)一詞。
一方是坐在輪椅上的宇宙學(xué)家斯蒂芬霍金（他可能是仍然在世的最著名的科學(xué)家）及其劍橋大學(xué)的同事尼爾圖羅克，他們?cè)趯⒂伞段锢砜靾?bào)》發(fā)表的論文中提出的論點(diǎn)是最初萬萬萬億分之一秒時(shí)間里發(fā)生的一切可能決定了宇宙永恒不滅的本質(zhì)。
另一方是俄羅斯物理學(xué)家安德烈林德（他是膨脹理論的泰斗之一，試圖解釋在最初的一剎那時(shí)間里發(fā)生的事情），他在已發(fā)表的論文中說，霍金和圖羅克理解錯(cuò)了，因?yàn)轭愃朴谖覀兯幍倪@個(gè)砰然一聲就誕生的宇宙時(shí)時(shí)刻刻都在出現(xiàn)，因此試圖找到時(shí)間的開始或終止是毫無意義的。
這一爭(zhēng)論的實(shí)質(zhì)是個(gè)重大問題。所有證據(jù)都表明我們的宇宙有一個(gè)開始，而且這種開始包括空間和時(shí)間這兩方面。我們的宇宙150億年來一直在膨脹。那么，存在著早于我們的宇宙誕生時(shí)刻“之前”的宇宙嗎？宇宙膨脹會(huì)終止嗎？
天文學(xué)家們一再提出的假設(shè)認(rèn)為，我們的宇宙密度還不足以使其自身的擴(kuò)張停下來。再過數(shù)十億年之后，所有星系都將會(huì)衰頹，但是尚有余燼的星系殘骸還將永恒飄蕩，彼此間的距離越來越遠(yuǎn)。霍金在其最新寫就的論文中檢驗(yàn)了愛因斯坦的某些思想，并利用純理論得出同樣的結(jié)論：我們宇宙的未來是由其誕生時(shí)的條件決定的。
天文學(xué)家馬丁里斯教授最近說：“他們聲稱以某種比其他關(guān)于這些問題的設(shè)想更自然的方式建立了低密度宇宙理論的模型。這是一個(gè)變異理論，利用了霍金早些時(shí)候提出的某些思想。”他還說，林德認(rèn)為霍金和圖羅克的理論模型沒有給出正確的宇宙密度。“他們的理論已受到天文學(xué)泰斗林德的抨擊”。
這兩種論點(diǎn)都以名為宇宙膨脹的瞬間為論據(jù)。在宇宙膨脹的瞬間，宇宙砰地一聲從無到有誕生了，并以比光速快得多的速度自我膨脹。這種膨脹是一種反引力。但是這種論點(diǎn)認(rèn)為，由于引力是負(fù)能量，所以這種反引力肯定代表正能量。愛因斯坦的理論認(rèn)為，物質(zhì)只不過是凍結(jié)的能量，因此，所有恒星及星系在這種膨脹瞬間都因?yàn)槠涔逃械哪芰慷霈F(xiàn)塌縮。
宇宙膨脹問題已經(jīng)讓天文學(xué)家們著迷了17年之久。它會(huì)形成一個(gè)在擴(kuò)張和崩潰之間實(shí)現(xiàn)臨界平衡的宇宙嗎？或者會(huì)形成一個(gè)具有“負(fù)曲線”和無限未來的宇宙嗎？馬丁里斯教授說：“這正是林德以及霍金和圖羅克試圖要弄明白的問題。他們都在想方設(shè)法得出不同的膨脹結(jié)果，使我們能夠推導(dǎo)出最終統(tǒng)一的但是擁有負(fù)曲線的宇宙。霍金一圖羅克論文中的新東西將證明，你也能夠更自然地做到這一點(diǎn)。”
霍金提出的新論點(diǎn)，意味著哲學(xué)家現(xiàn)在不得不考慮時(shí)間有始無終的問題。這可能是更令人頭痛的問題。
馬丁里斯教授說：“林德對(duì)他所稱的永恒膨脹篤信不疑。一旦某個(gè)宇宙運(yùn)轉(zhuǎn)起來、它就會(huì)持續(xù)膨脹，并不斷滋生新的大爆炸。林德提出的反對(duì)意見之一是，他認(rèn)為霍金所說的起源大爆炸根本就不存在。如果發(fā)生一次大爆炸，那么就會(huì)引發(fā)無數(shù)次大爆炸。如果是這種情況的話，霍金所關(guān)心的初始條件就會(huì)消失在比我們所能料想到的更深的宇宙史迷霧中。”
（選自《大家知識(shí)隨筆》，李紹明譯，中國文學(xué)出版社2000年版）
【示范教案】
宇宙的邊疆
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)教育目標(biāo)
1．引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，了解解說詞的特點(diǎn)。
2．引導(dǎo)學(xué)生了解一些有關(guān)宇宙的基礎(chǔ)知識(shí)。
二、能力培養(yǎng)目標(biāo)
1．引導(dǎo)學(xué)生借助文中精辟的議論和熱烈的情感抒發(fā)，了解作者對(duì)宇宙和人類的思考，并引發(fā)自己的思考。
2．?dāng)U展學(xué)生的思維層次和文化素養(yǎng)。
三、德育滲透目標(biāo)
激發(fā)學(xué)生的求知欲和探索精神。
重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法
1．引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，了解解說詞的特點(diǎn)。
2．引導(dǎo)學(xué)生借助文中精辟的議論和熱烈的情感抒發(fā)，了解作者對(duì)宇宙和人類的思考，并引發(fā)自己的思考。
學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)
1．閱讀分析全文結(jié)構(gòu)。
2．引導(dǎo)學(xué)生借助文中精辟的議論和熱烈的情感抒發(fā)，了解作者對(duì)宇宙和人類的思考，并引發(fā)自己的思考。
教學(xué)步驟
一、導(dǎo)入新課
浩瀚的宇宙無邊無際，自古以來人們對(duì)宇宙產(chǎn)生了無窮無盡的遐想，自從科學(xué)產(chǎn)生以來，人們對(duì)宇宙的探索就沒有停止過。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹碓狡惹械叵肓私庥钪娴膴W秘。
（板書）宇宙的邊疆
二、明確目標(biāo)
1．引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，了解解說詞的特點(diǎn)。
2．引導(dǎo)學(xué)生借助文中精辟的議論和熱烈的情感抒發(fā)，了解作者對(duì)宇宙和人類的思考，并引發(fā)自己的思考。
三、整體感知
1．作者簡(jiǎn)介
卡爾薩根（Carl Sagan，1934-1996），美國人，曾任美國康奈爾大學(xué)行星研究中心主任，被稱為“大眾天文學(xué)家”和“公眾科學(xué)家”。他以對(duì)科學(xué)的熱忱和個(gè)人巨大的影響力，引導(dǎo)幾代年輕人走上探索科學(xué)之路。他對(duì)人類將無人航天器發(fā)送到太空起過重要的作用，在行星科學(xué)、生命的起源、外星智能的探索方面也有諸多成就。他主持過電視科學(xué)節(jié)目，出版了大量科普文章和書籍，其《伊甸園的飛龍》曾獲得普里策獎(jiǎng)，電視系列節(jié)目《宇宙》在全世界取得熱烈反響。主要作品還有《宇宙聯(lián)結(jié)》《宇宙》《布盧卡的腦》《被遺忘前輩的陰影》《暗淡藍(lán)點(diǎn)》《數(shù)以十億計(jì)的星球》等。
2．解說詞的文體特點(diǎn)
課文是一部電視片的解說詞，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
（1）解說詞要根據(jù)解說對(duì)象的特點(diǎn)，有明確的主題和說明重點(diǎn)，不能面面俱到，要突出事物的主要方面，抓住事物的關(guān)鍵，即使是拓展性內(nèi)容，也不能游離解說的主題。如課文解說的對(duì)象是宇宙，那么就要緊扣宇宙的組成來介紹，不能隨意生發(fā)其他問題。
（2）解說詞補(bǔ)充和增加解說對(duì)象的相關(guān)信息，主要是知識(shí)和情理的擴(kuò)展，使讀者接受到畫面和實(shí)物本身無法傳遞和難以表達(dá)的涵義。如課文中對(duì)光年基本概念的介紹（知識(shí)擴(kuò)展），將宇宙比做大海，激發(fā)讀者對(duì)宇宙的想像（情理擴(kuò)展）。
（3）解說詞是一個(gè)有機(jī)的整體，但各個(gè)部分又有相對(duì)的獨(dú)立性。課文從宇宙整體到星系的組成再到太陽系，雖然每個(gè)部分緊密相聯(lián)，但又各有側(cè)重，各有中心。
3．本文的說明順序
解說詞具有一定的視覺性，隨著攝影鏡頭由大尺度空間到小尺度空間，緩緩?fù)七M(jìn)。就我們的閱讀來說，課文已經(jīng)脫離了電視視覺畫面（還能感覺到電視畫面對(duì)文字的影響，如“我們現(xiàn)在已經(jīng)回到了我們的后院”等介紹性詞語），獨(dú)立成篇，從說明順序上看，采取的是空間順序：
宇宙吟星系（星系群、子星系） 恒星 太陽系 行星
這樣的說明順序，好處在于：
（1）雖然我們生活在宇宙中，但是我們跳出宇宙之外，將它作為純客觀的說明對(duì)象來解說，這樣能夠更清晰、直觀地介紹。
（2）空間尺度由大到小，讓讀者從整體上有所了解之后，再深入局部了解細(xì)微，這樣順序清楚，層次分明，符合讀者的思維習(xí)慣。
（3）由廣闊的宇宙，穿過無盡的空間，最終回到人類的家園，這是探索和發(fā)現(xiàn)的過程，表現(xiàn)了人類對(duì)宇宙的敬仰和“掌握我們自己的命運(yùn)”的熱情。“人類的未來取決于我們對(duì)這個(gè)宇宙的了解程度”，由宇宙再反觀地球，就是人類的未來之路，說明的順序和作者的思想達(dá)到某種契合。
四、重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程
1．【提問】本文運(yùn)用了大量的議論與抒情，有什么作用？
【明確】課文補(bǔ)充了許多相關(guān)知識(shí)，但是更突出的，是作者抒發(fā)自己的思想感情，其中有大段的議論和抒情。如開始的三段文字和結(jié)尾的兩段文字，強(qiáng)烈的議論和抒情色彩，融說理和抒情為一體，而且和說明性的文字配合自然，傳達(dá)了作者對(duì)宇宙和人類的認(rèn)識(shí)。語段中的議論和抒情也是隨處可見的，如“假如我們被隨意擱置在宇宙之中，我們附著或旁落在一個(gè)行星上的機(jī)會(huì)只有1033分之一。在日常生活當(dāng)中，這樣的機(jī)會(huì)是‘令人羨慕的’。可見天體是多么寶貴”等。
2．【提問】人類認(rèn)識(shí)宇宙，是從地球開始的，為什么作者的解說，不沿著人類認(rèn)識(shí)發(fā)展的軌跡進(jìn)行呢？
【明確】當(dāng)然，按人類對(duì)宇宙認(rèn)識(shí)的歷程來介紹，也未嘗不可。課文的介紹順序，是符合宇宙演化規(guī)律的，先有宇宙，次有星系，再有恒星，再有行星，這樣介紹便于知識(shí)的梳理；其二，這是電視片的解說詞，由攝影的角度來看，先整體后局部便于把握，而先局部后整體，表述上容易混亂，視覺畫面也不好協(xié)調(diào)。
3．【提問】作者對(duì)宇宙有怎樣的認(rèn)識(shí)？
【明確】宇宙遼闊無垠，神秘莫測(cè)。而人類生活的地球，只是宇宙中的滄海一粟，“它的存在可能僅僅對(duì)我們有意義”。宇宙不因?yàn)榈厍蚣吧钤诘厍蛏系娜祟惗嬖冢祟惖奈磥恚瑓s取決于對(duì)宇宙的了解程度。
4．【提問】作者對(duì)人類有怎樣的認(rèn)識(shí)?
【明確】人類在宇宙中是渺小的，“只不過是晨窗中飛揚(yáng)的一粒塵埃”；人類關(guān)心的大多數(shù)問題，對(duì)宇宙來說更是微不足道、毫無意義；但是人類又是勇敢、光榮的，他們以渺小的身軀，來探索廣闊的宇宙，人類在渺小之中進(jìn)發(fā)出宇宙般的偉大。
5．【提問】課文中有大段的議論和抒情，是否干擾了對(duì)宇宙的說明？
【明確】作為電視片的解說詞，不僅要讓觀眾了解宇宙的客觀構(gòu)成和相關(guān)知識(shí)，還要表達(dá)人類對(duì)宇宙的主觀認(rèn)識(shí)和人類探索宇宙的意義，這樣才能感染觀眾，激發(fā)他們對(duì)宇宙的興趣。所以，議論和抒情不僅沒有干擾介紹，反而使介紹更具科學(xué)意蘊(yùn)和人文內(nèi)涵。
布置作業(yè)
完成“研討與練習(xí)一、二”。
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