課文
加來道雄加來道雄，美籍日裔物理學(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》(與特雷納合著)、《量子場論》和《超弦導(dǎo)論》諸書的作者。在過去的10年里，他還是廣播電臺每周一小時(shí)科學(xué)節(jié)目的主持人。
我想知道上帝怎樣創(chuàng)造了這個(gè)世界，對這樣或那樣的具體現(xiàn)象我不太感興趣。我想知道世界的內(nèi)在規(guī)律，其余則是細(xì)枝末節(jié)。
——愛因斯坦
童年的兩件趣事極大地豐富了我對世界的理解力，并且引導(dǎo)我走上成為一個(gè)理論物理學(xué)家的歷程。
記得那時(shí)我的父母不時(shí)帶我去舊金山游覽的日本茶園。我蹲在那里的一個(gè)小池邊，為慢慢暢游在水底睡蓮之中五彩斑斕的鯉魚所陶醉。這是我快樂的童年記憶之一。
在那靜靜的時(shí)刻，我充滿了無限的遐想。我常常給自己提一些只有小孩才問的傻乎乎的問題，比如水池中鯉魚怎樣觀察它們周圍的世界。我想，它們的世界一定奇妙無比!
鯉魚們的一生就在這淺淺的水池中度過。它們相信它們的“宇宙”就有陰暗的池水和睡蓮構(gòu)成。它們大部分時(shí)間在池底漫游，因此它們只模糊地意識到在水面之上存在有另一個(gè)外部世界。我的世界的本質(zhì)超過了它們的理解能力。我喜歡坐在距離利于僅僅幾十厘米的地方，然而，我們之間卻如距深淵。鯉魚和我生活在兩個(gè)截然不同的宇宙之中，從來不進(jìn)入對方的世界，我們之間被水面這一薄薄的“柵欄”分隔開來。
我曾想：在水底的魚群中可能有一些鯉魚“科學(xué)家”。我想這個(gè)鯉魚“科學(xué)家”會對那些提出在睡蓮之外還存在有另外一個(gè)平行世界的魚冷嘲熱諷。他們認(rèn)為，真實(shí)存在的事物就是魚兒們看得見摸得著的。水池就是一切。水池之外看不見的世界沒有科學(xué)意義。
有，我遇到了一場暴雨。我注意到成千上萬的笑語地轟擊在池水的表面。池水變得混亂，誰中的睡蓮在洶涌不息的水波沖刷下?lián)u擺不定。在躲避風(fēng)雨之時(shí)，我想弄清楚周圍發(fā)生的一切將會以怎樣的形式呈現(xiàn)在鯉魚們的眼中。在它們看來，睡蓮似乎是自己在運(yùn)動，沒有任何東西沖刷它們。因?yàn)榫拖裎覀兛床灰娢覀冎車目諝夂涂臻g一樣，鯉魚們也看不見它們賴以生存的水，它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)動而困惑不解。
我想，鯉魚“科學(xué)家們”將會聰明地杜撰某種虛構(gòu)的東西——它被稱為“力”，來掩蓋自己的無知。由于不能理解在看不見的水面上存在的水波，它們將得出這樣一個(gè)結(jié)論：睡蓮之所以能夠不被觸摸而運(yùn)動，是因?yàn)橛幸环N看不見的神秘力在對它起作用。它們可能給這種錯覺起一個(gè)高深莫測的名稱(如超距作用，或沒有任何接觸睡蓮即會運(yùn)動的能力)。
我曾想，如果在池水中抓出一個(gè)鯉魚“科學(xué)家”，事情將會怎么樣呢?放回池水之前，它可能隨著我的查看而狂亂掙扎。那么別的鯉魚又將怎樣看待這件事呢?對于它們而言，這確實(shí)是一件可怖的事情。它們第意識到有一位鯉魚“科學(xué)家”從它們的宇宙中消失了。九那么簡簡單單，沒有留下任何蹤跡。不管在它們的宇宙中怎么尋找，就是沒有這條丟失的鯉魚的蹤影。然而，就那么幾秒鐘，當(dāng)我把它放回池水之后，這位鯉魚“科學(xué)家”便突然冒了出來。對于別的鯉魚而言，這真是一個(gè)奇跡。
待神智鎮(zhèn)定之后，這位鯉魚“科學(xué)家”就會講述一個(gè)真正令它們驚詫不已的傳奇故事。它說：“突然之間，不知怎的我就被拉出了咱們的宇宙(池水)，投進(jìn)了一個(gè)冥冥世界，那里有令人目眩的強(qiáng)光和我從未見過的奇形怪狀的物體。奇怪的是那個(gè)抓住我的生物竟然一點(diǎn)也不像魚。更使我震驚的是，無論如何也看不到它的鰭，但是沒有鰭它還是能夠運(yùn)動。我感覺到熟習(xí)的自然規(guī)律不再適合于這個(gè)冥冥世界。隨后，我發(fā)現(xiàn)自己突然又被扔回了咱們的世界�！�(當(dāng)然，這個(gè)到宇宙之外一游的故事對于鯉魚是怪誕的，大多數(shù)魚都認(rèn)為這完全是胡說八道。)
我常想，我們就像自鳴得意地在池中游動的鯉魚。我們的一生就在我們自己的“池子”里度過，以為我們的宇宙只包含那些看得見摸得著的事物。就像鯉魚一樣，我們認(rèn)為宇宙之中只包含有熟習(xí)可見的東西。我們自以為是地拒絕承認(rèn)就在我們的宇宙跟前存在有別的平行宇宙或*空間，而這些都超出了我們的理解力。如果我們的科學(xué)家發(fā)明像力這樣一些概念，那僅僅是因?yàn)樗麄儾荒苡醚垡娧莩龀錆M于我們周圍空間的不可看見的各種振動。一些科學(xué)家鄙視更高維數(shù)世界的說法，是因?yàn)樗麄儾荒茉趯?shí)驗(yàn)室里便利地驗(yàn)證它。
(我們宇宙或許是無數(shù)個(gè)平行宇宙中的一個(gè)。每一個(gè)宇宙通過無窮多的蛀洞——連通兩個(gè)是空域的隧道——跟其他宇宙相連。在這些蛀洞之間旅行是可能的，但可能性又微乎其微。)
此后，我一直對存在高維世界的可能極感興趣。像許多孩子一樣，我貪婪地閱讀這樣一類歷險(xiǎn)故事，其中講述的是時(shí)間旅行者進(jìn)入別的*空間，探索我們看不見的平行宇宙，在那里能很容易使通常的物理定律不再起作用。我長大后想知道，是否在百慕大三角洲神秘失蹤的船只進(jìn)入了一個(gè)空間漏洞，我對阿西莫夫的《基地》系列驚嘆不已，書中超維空間旅行的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了一個(gè)銀河帝國的興起。
童年時(shí)的第二件事也給我留下深刻的印象。我八歲時(shí)曾聽過一個(gè)故事，此后它一直留在我的腦海里。記得我的中學(xué)老師給班里講了一個(gè)已故偉大科學(xué)家的故事。他們及其崇敬地講到他，稱他是整個(gè)人類歷偉大的科學(xué)家。他們說很少有人能夠理解他的思想，但是他的發(fā)現(xiàn)卻改變了整個(gè)世界和我們周圍的一切。我不理解他們想告訴我們的許多東西，但是使我對此人感興趣的是他未能完成自己的偉大發(fā)現(xiàn)就撒手人寰。他們說他多年潛心于這個(gè)理論，但是他死之后，他的為完成的論文仍然擺放在他自己的辦公桌上。
我被這個(gè)故事迷住了。對于一個(gè)孩子，這是很神秘的。他未完成的工作是什么?他桌上論文的內(nèi)容是什么?什么問題可能會如此難以解決而又非常重要，值得如此偉大的科學(xué)家把他的有生之年花費(fèi)在這種研究之中?由于好奇，我就決定學(xué)習(xí)我能學(xué)到的關(guān)于愛因斯坦的一切以及他未完成的理論。我記得，我花了好多時(shí)間靜靜閱讀我能找到的關(guān)于這個(gè)偉人和他的理論的每一本書。這種記憶到現(xiàn)在仍然溫暖如春。我讀完當(dāng)?shù)貓D書館的書之后，就開始在全市搜尋圖書館和書店，急切地查找有關(guān)線索。不久我就知道這個(gè)故事比任何神秘謀殺故事更加激動人心，也比我想象的任何事情都重要。我決定要對這一秘密刨根究底，縱然因此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭。
不久，我就知道愛因斯坦未完成的論文就是他企圖構(gòu)造的所謂的統(tǒng)一場論。這個(gè)理論能解釋所有的自然規(guī)律，從細(xì)小的院子到浩瀚的星系。然而，作為一個(gè)孩子，我卻不能理解，暢游在茶園池中的鯉魚和愛因斯坦桌上未完成的論文可能存在著某種聯(lián)系。對于用更高的維數(shù)可能是解決統(tǒng)一場論的關(guān)鍵這一點(diǎn)我不理解。
后來，在高中階段，我看完了許多地方圖書館中這方面的書，并且常常造訪斯坦福大學(xué)的物理學(xué)圖書館。在那里，我發(fā)現(xiàn)愛因斯坦的工作使一種稱為反物質(zhì)的新型物質(zhì)稱為可能。這種物質(zhì)的作用形式與普通物質(zhì)一樣，但與普通物質(zhì)接觸之后它們將會湮沒，并且猛然釋放出能量。我也知道科學(xué)家已經(jīng)建造了一些大型儀器，或者說是“原子對撞機(jī)”，這種儀器可以在實(shí)驗(yàn)室里產(chǎn)生微量的這種奇異物質(zhì)，即反物質(zhì)。
年輕人的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是不會由于世俗的約束而畏葸不前，而這種約束對于大多數(shù)成年人而言通常似乎又很難超越。沒有考慮所要涉及的困難，我就開始著手建立我自己的原子對撞機(jī)。我一直研究科學(xué)文獻(xiàn)，后我確信能夠建造一臺所謂的電子感應(yīng)加速器，這種敬愛蘇啟能把電子加速到數(shù)百萬電子伏特(100萬電子伏特是指電子在100萬伏特的電場中被加速后所獲得的能量)。
首先，我購買了少量的鈉22，它是一種能夠自然地放射正電子(電子的反物質(zhì))的放射性物質(zhì)。然后我建造了一個(gè)云室，在云室中可以看到亞原子粒子留下的蹤跡。這樣我就能夠拍下好幾百張由反物質(zhì)留在云室中的精美照片。緊接著，我找遍周邊地區(qū)大量的電子倉庫，裝配必須的硬件設(shè)備，包括好幾百磅(1磅=454克)中的廢品處理鋼，在我的車間建造一個(gè)2.3百萬電子伏特的電子感應(yīng)加速器，這個(gè)加速器完全有能力產(chǎn)生一束反電子。為了產(chǎn)生電子感應(yīng)加速器所必需的巨大磁場，我說服我的父母親讓他們幫助我在我讀高中的那個(gè)學(xué)校的足球場中纏繞22英里(1英里=1.61米)場的銅線。我們把整整一個(gè)圣誕假日花費(fèi)在這條50碼(1碼=0.91米)場的線路上，纏繞和安裝笨重的線圈，這種線圈將使高能電子的運(yùn)動路徑發(fā)生彎曲。
當(dāng)后建成時(shí)，這個(gè)300磅重、6千瓦的電子感應(yīng)加速器耗掉了我屋子中所產(chǎn)生的每一點(diǎn)能量。當(dāng)我接通它后，通�？偸菬龜嗝恳桓ｋU(xiǎn)絲，屋子變得漆黑一團(tuán)。在屋子周期性陷入黑暗的同時(shí)，媽媽常常在搖頭。(我想，媽媽對于他不能由一個(gè)在棒球場或籃球場玩耍、反而有一個(gè)在汽車間建造一架巨大的電子儀器的兒子而困惑不解。)使我感到欣慰的是，一儀器成功產(chǎn)生了比地磁場強(qiáng)兩萬多倍的磁場，而這正是加速一束電子所必需的。
教案
【背景資料】一、作者介紹
加來道雄，美籍日裔物理學(xué)家，畢業(yè)于美國哈佛大學(xué)，獲加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位，后任紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。主要著作有《超越愛因斯坦》(與特雷納合著)《量子場論》《超弦導(dǎo)論》。
二、相關(guān)知識
為了更好地理解課文，我們需要了解一些相關(guān)的理論物理學(xué)知識：
(1)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(qiáng)核力和弱核力。物理學(xué)家運(yùn)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?yàn)橛?jì)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求四種力的統(tǒng)一，建立一個(gè)大一統(tǒng)的理論，終也沒有實(shí)現(xiàn)。
(2)高維空間
現(xiàn)代理論物理學(xué)認(rèn)為，統(tǒng)一四種力的前景，在于高維空間(如十維或更高)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(shí)候襲來，什么時(shí)候結(jié)束，他們是一無所知的，因?yàn)樗麄兩钤谄教沟拇蟮厣�，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(bào)，也都是靠經(jīng)驗(yàn)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(bào)風(fēng)暴的動向。同樣，理論物理學(xué)家認(rèn)為，傳統(tǒng)的四維(空間三維加上時(shí)間)理論太“小”，不能解釋宇宙中的四種力。當(dāng)他們超越四維而在更高維(如十維或更高)中尋求統(tǒng)一這四種力時(shí)，就能得到一種簡單、漂亮的解決模型(科學(xué)家認(rèn)為宇宙應(yīng)該是簡單、合諧的)。
高維空間理論認(rèn)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(shí)驗(yàn)室中得到證實(shí)，因?yàn)橐M當(dāng)時(shí)的環(huán)境，需要的能量太大，根本無法做到，所以現(xiàn)在高維空間理論只能是“理論”。
【示范教案】
一名物理學(xué)家的教育歷程
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識教育目標(biāo)
引導(dǎo)學(xué)生從生活出發(fā)，了解科學(xué)、認(rèn)識科學(xué)。
二、能力培養(yǎng)目標(biāo)
引導(dǎo)學(xué)生以“教育歷程”為重點(diǎn)，探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。
三、德育滲透目標(biāo)
引導(dǎo)學(xué)生體會科學(xué)精神。
【重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法】
高維空間對普通人來說，是很難想像的。所以，教學(xué)重點(diǎn)是文章內(nèi)容，而不是相關(guān)的科學(xué)知識。相關(guān)知識教師有所了解，能幫助教學(xué)課文即可，不必教授給學(xué)生。
【課時(shí)安排】1課時(shí)
【教學(xué)步驟】
一、導(dǎo)入新課
成為一位科學(xué)家是無數(shù)有志青年的夢想，對物理的探究更是許多年輕的學(xué)子孜孜以求的，我們來看一下加來道雄的成長道路，或許能得到一些啟發(fā)。
(板書)一名物理學(xué)家的教育歷程
二、明確目標(biāo)
1.引導(dǎo)學(xué)生從生活出發(fā)，了解科學(xué)、認(rèn)識科學(xué)
2.引導(dǎo)學(xué)生以“教育歷程”為重點(diǎn)，探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。
三、整體感知
1.作者簡介
加來道雄，美籍日裔物理學(xué)家，畢業(yè)于美國哈佛大學(xué)，獲加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位，后任紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。主要著作有《超越愛因斯坦》(與特雷納合著)《量子場論》《超弦導(dǎo)論》。
2.本文的基本結(jié)構(gòu)
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(shí)性的。但是，作者開頭就說“童年的兩件趣事極大地豐富了我對世界的理解力，并且引導(dǎo)我走上成為一個(gè)理論物理學(xué)家的歷程�！倍巴甑膬杉な隆弊鳛槲恼碌闹饕獌�(nèi)容，又是共時(shí)性的敘述。這樣的結(jié)構(gòu)安排，使文章既脈絡(luò)清楚，又重點(diǎn)突出。結(jié)構(gòu)如圖：
童年青年(成年)
鯉魚世界的幻想(想像)
實(shí)驗(yàn)(理論物理學(xué)家)
愛因斯坦故事(理論)
3.本文的基本內(nèi)容
�、偃巳硕紝ψ匀桓械胶闷�，都以自己喜愛的形式尋求自然的“謎底”，但是大多數(shù)人一般直接探尋自然本身，而作者卻由人的觀察角度，反思人類對宇宙的認(rèn)知�？此谱髡呱倌陼r(shí)的思維超出同齡人，其實(shí)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(shí)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?yàn)樗褠垡蛩固沟睦碚摦?dāng)成一個(gè)“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(shí)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(shí)驗(yàn)室，驗(yàn)證愛因斯坦理論，探究反物質(zhì)。作者進(jìn)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(shí)的性格，顯露出一個(gè)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”。
四、重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程
1.【提問】本文在材料處理上有什么特點(diǎn)?
【明確】本文布局謀篇重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)。在整體上，作者并沒有從童年到小學(xué)到初中到高中，按時(shí)間順序敘事，而是通過童年的兩件趣事和高中時(shí)建立實(shí)驗(yàn)室的事例，突出他成長為一名“物理學(xué)家”的“教育歷程”，并不旁及其他成長的經(jīng)驗(yàn);在局部上，如高中階段，作者看了許多統(tǒng)一場理論方面的書，并常常去斯坦福大學(xué)的物理圖書館，相關(guān)的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導(dǎo)他研究的，這里肯定有許多精彩的故事，但是作者只是一筆帶過，重點(diǎn)放在制造“自己的原子對撞機(jī)”上，其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡，讓人體會到作者嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的性格，以及內(nèi)在的成為物理學(xué)家所需要的基本素質(zhì)。
2.【提問】本文體現(xiàn)了怎樣的科學(xué)精神?
【明確】本文三個(gè)主要部分，并不是簡單地?cái)⑹龀砷L的故事，而是具有深刻的科學(xué)精神內(nèi)涵，可以從中看到哪些方面的“教育”對成為優(yōu)秀科學(xué)家為重要。
(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(rèn)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*和干擾;而“境界”使他們不顧功利，不畏強(qiáng)權(quán)，只求真理。
(3)實(shí)驗(yàn)精神：丁肇中說過：“現(xiàn)代學(xué)術(shù)的基礎(chǔ)就是實(shí)地的探察，就是我們現(xiàn)在所謂的實(shí)驗(yàn)�！薄翱茖W(xué)發(fā)展的歷史告訴我們，新的知識只能通過實(shí)地實(shí)驗(yàn)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，有了樂趣，那只是成為科學(xué)家的基礎(chǔ)的因素，不去踏踏實(shí)實(shí)地做實(shí)驗(yàn)，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(dá)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，也不是空想出來的。
3.【提問】“鯉魚科學(xué)家”對“世界”的認(rèn)識是怎樣的?
【明確】主要有以下幾點(diǎn)：(1)“水池之外看不見的世界沒有科學(xué)意義�！�(2)“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)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(rèn)為是“奇跡”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。(4)“鯉魚科學(xué)”的“傳奇故事”，真實(shí)地證明另一個(gè)世界的存在，而它們卻認(rèn)為“胡說八道”，荒謬絕倫，違背它們的“自然規(guī)律”。
4.【提問】作者想通過“鯉魚科學(xué)家”對世界的認(rèn)識說明什么?
【明確】說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學(xué)家”有相似之處。(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(rèn)”。(2)“科學(xué)家發(fā)明像力這樣一些概念……”，是因?yàn)樗麄冎辉敢獬姓J(rèn)“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(shí)驗(yàn)室里便利地驗(yàn)證”的理論，他們就加以“鄙視”，表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。
5.【提問】課文中閱讀*空間歷險(xiǎn)故事和統(tǒng)一場理論書籍兩小段內(nèi)容，對“教育歷程”的敘述有什么作用?
【明確】課文的重點(diǎn)是童年趣事和建立實(shí)驗(yàn)室，這三個(gè)事例已經(jīng)把“教育歷程”完整地勾畫出來。而夾雜在其中的兩個(gè)小事例，主要起補(bǔ)充和銜接的作用。歷險(xiǎn)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(shí)驗(yàn)的探究過程。
6.【提問】作者說“我決定要對這一問題刨根問底，縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭。”在作者心中“理論物理學(xué)家”應(yīng)該是怎樣的人?
【明確】理論物理學(xué)家的工作是抽象、枯燥的，受實(shí)驗(yàn)條件的限制，自己的學(xué)說很難得到實(shí)驗(yàn)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(xiàn)精神�！霸谒晦o”意味著“理論物理學(xué)家”道路的艱辛。
7.【提問】作者建立實(shí)驗(yàn)室的事例，對我們現(xiàn)實(shí)生活有怎樣的意義?
【明確】科學(xué)是建立在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之上的，科學(xué)理論要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)才能得到論證。實(shí)驗(yàn)不是簡單的操作，要有理論指導(dǎo)，要有實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，要有策劃組織能力，要有耐力和恒心等等，實(shí)驗(yàn)考驗(yàn)的是實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，表現(xiàn)為動手能力和實(shí)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(shí)驗(yàn)給我們現(xiàn)實(shí)生活的啟迪。
整體把握
１、文章特點(diǎn)：�、沤Y(jié)構(gòu)：
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(shí)性的。但是，作者開頭就說“童年的兩件趣事極大地豐富了我對世界的理解力，并且引導(dǎo)我走上成為一個(gè)理論物理學(xué)家的歷程”。而“童年的兩件趣事”作為文章的主要內(nèi)容，又是共時(shí)性的敘述。這樣的結(jié)構(gòu)安排，使文章既脈絡(luò)清楚，又重點(diǎn)突出。結(jié)構(gòu)如圖：
⑵內(nèi)容：
�、偃巳硕紝ψ匀桓械胶闷�，都以自己喜愛的形式尋求自然的“謎底”，但是大多數(shù)人一般直接探尋自然本身，而作者卻由人的觀察角度，反思人類對宇宙的認(rèn)知�？此谱髡呱倌陼r(shí)的思維超出同齡人，其實(shí)只是他充分發(fā)揮了自己的想象力，并且保持了這樣奇特的想象力，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(shí)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?yàn)樗褠垡蛩固沟睦碚摦?dāng)成一個(gè)“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(shí)代，本應(yīng)“在棒球場或籃球場玩�！�，享受青春年華，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(shí)驗(yàn)室，驗(yàn)證愛因斯坦理論，探究反物質(zhì)。作者進(jìn)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(shí)的性格，顯露出一個(gè)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”。
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本文布局謀篇重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)。在整體上，作者并沒有從童年到小學(xué)到初中到高中，按時(shí)間順序敘事，而是通過童年的兩件趣事和高中時(shí)建立實(shí)驗(yàn)室的事例，突出他成長為一名“物理學(xué)家”的“教育歷程”，并不旁及其他成長的經(jīng)驗(yàn)；在局部上，如高中階段，作者看了許多統(tǒng)一場理論方面的書，并常常去斯坦福大學(xué)的物理圖書館，相關(guān)的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導(dǎo)他研究的，這里肯定有許多精彩的故事，但是作者只是一筆帶過，重點(diǎn)放在制造“自己的原子對撞機(jī)”上，其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡，讓人體會到作者嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的性格，以及內(nèi)在的成為物理學(xué)家所需要的基本素質(zhì)。
�。�、科學(xué)精神：
本文三個(gè)主要部分，并不是簡單地?cái)⑹龀砷L的故事，而是具有深刻的科學(xué)精神內(nèi)涵，可以從中看到哪些方面的“教育”對成為優(yōu)秀科學(xué)家為重要。
�、畔胂罅Γ嚎茖W(xué)是需要想象力的，想象力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從對鯉魚世界的想象中，認(rèn)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(chuàng)造，體現(xiàn)了創(chuàng)新意識和探索精神。
�、茦啡ぃ嚎茖W(xué)不應(yīng)該是枯燥的，而是應(yīng)該充滿樂趣的。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*和干擾；而“境界”使他們不顧功利，不畏強(qiáng)權(quán)，只求真理。
�、菍�(shí)驗(yàn)精神：丁肇中說過：“現(xiàn)代學(xué)術(shù)的基礎(chǔ)就是實(shí)地的探察，就是我們現(xiàn)在所謂的實(shí)驗(yàn)�！薄翱茖W(xué)發(fā)展的歷史告訴我們，新的知識只能通過實(shí)地實(shí)驗(yàn)而得到，不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的�！保ā稇�(yīng)有格物致知精神》）有了想象力，有了樂趣，那只是成為科學(xué)家的基礎(chǔ)的因素，不去踏踏實(shí)實(shí)地做實(shí)驗(yàn)，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(dá)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，也不是空想出來的。
