一名物理学家的教育历程【学习目标】1.培养筛选整合文章重要信息的能力,学会用结构分析法来快速阅读文章和梳理文章的主旨。2.理解加来道雄所说的怀疑精神、兴趣、毅力等基本精神品质对人成长的作用。3.感受科学家在探求真理中所表现出的人格魅力,激发探求未知世界的兴趣,养成良好的性格品质。【自主认知】一、知识链接1.作者简介加来道雄是当今高能物理和理论物理学中超弦理论的发明者之一。加来道雄博士是国际知名的理论物理学者与环境学者,他秉持着爱因斯坦的精神——探寻“所有事物的原理”。他提出的“超弦理论”,虽然只是短短一个一英寸长的方程式,也许就是解开宇宙之谜的第一把钥匙。加来道雄博士是纽约市立大学的理论物理学教授,著作多达九本,其中包括《穿梭超时空:十度空间科学奇航》以及《 Visions:How Science Will Revolutionize the 21st Century》。他同时也是电视节目的常客,曾为“夜线”“赖利·金脱口秀”与“六十分钟”的座上宾,更数度出现在美国公共电视(PBS)的纪录片中。此外,TLC、BBC、TechTV 和 SciFi Channel 等频道都曾制作过加来道雄博士的专题报道。2.相关知识(1)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:引力、电磁力、强核力和弱核力。物理学家运用量子力学,已经把后三种力统一起来(华裔美国物理学家杨振宁和他的学生米尔斯提出杨—米尔斯场理论,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,建立一个大一统的理论,最终也没有实现。(2)高维空间现代理论物理学认为,统一四种力的前景,在于高维空间(如十维或更高)理论的确立。比如对于古人来讲,风暴是怎样产生的,风暴会袭击什么地方,什么时候袭来,什么时候结束,他们是一无所知的,因为他们生活在平坦的大地上,只能靠肉眼从近似于二维平面的角度来观察,即使有简单的预报,也都是靠经验来推测的。现在有了气象卫星,从太空这样的三维角度观察地球,在地面上看来神秘莫测的风暴被看得一清二楚,可以精准地预报风暴的动向。同样,理论物理学家认为,传统的四维(空间三维加上时间)理论太“小”,不能解释宇宙中的四种力。当他们超越四维而在更高维(如十维或更高)中寻求统一这四种力时,就能得到一种简单、漂亮的解决模型(科学家认为宇宙应该是简单、和谐的)。高维空间理论认为,宇宙大爆炸后 10~43 秒,十维宇宙分解成四维宇宙和六维宇宙,四维宇宙暴胀,经过...
