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“时空穿越”一直是科幻小说、影视作品的热点素材,无论是近年大热的“穿越剧”，还是亚洲第一位获得雨果奖最佳长篇小说奖的作品《三体》，都极大丰富了人们对未知世界的幻想。那么,时空穿越有没有可能呢
一名物理学家的教育历程
加来道雄
教 学 目 标
1. 把握文章按时间顺序安排内容的行文结构。
2. 从作者的成长故事中思考总结成为科学家应具备的科学精神。
3. 从文章的整体布局和局部写作方面，分析文章的谋篇技巧。
一名物理学家的教育历程
聚焦标题，说说这名物理学家是谁？请将你所了解到的关于他的信息向同学们介绍。
活动一
加来道雄
加来道雄
1947年1月24日出生于美国加利福尼亚州圣何塞。美籍日裔理论物理学家，毕业于美国哈佛大学，获加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位，后任纽约市立大学城市学院理论物理学教授。主要著作有《超越爱因斯坦》（与特雷纳合著）《量子场论》《超弦导论》等。
本文就选自加来道雄的《超越时空》一书,其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。著作《超越时空》被称为“20世纪人类的伟大智力壮行”。
写作背景
《一名物理学家的教育历程》：宇宙科学在当令越来越引起世人的关注。从古希腊到20世纪出现了许多关于世界构成的理论。20世纪伟大的物理学家爱因斯坦提出了相对论，把人类探索世界奥秘的步伐向前推进了一大步，他把现实世界的三维扩展到宇宙空间的四维，这是一个了不起的伟大成就。但是它却不能解释所有的现象。
当今世界探索宇宙本源的科学活动逐渐分成两个方向，一是向宏观世界探求宇宙的秘密，一是向微观世界追寻世界的本源。目前，多维空间的研究有了突破性进展，其中超弦理论为人类理解宇宙提供了一条很好的途径，也吸引着许多世界一流的学者。加来道雄就是这样一位理论物理学家。
与本课相关的是“平行宇宙”与“多维空间”理论。
“平行宇宙”,是指在已知宇宙之外还可能存在的相似的其他宇宙。有学者描述平行宇宙时用了这样的比喻:它们可能处于同一空间体系,但时间体系不同,就好像同在一条铁路线上疾驰的先后两列火车;它们有可能处于同一时间体系,但空间体系不同,就好像同时行驶在立交桥上下两层通道中的小汽车。
“多维空间”理论认为,我们所认识的世界简单与复杂,与我们所选择的空间维数有关。
知识链接
多维空间
0 维 ：没有长宽高，单纯的一个点，如奇点。
一维 ：只有长度。
二维 ：平面世界，只有长宽。
三维 ：长宽高，立体世界。我们肉眼亲身感觉到看到的世界。三维空间是点的位置由三个坐标决定的空间。客观存在的现实空间就是三维空间，具有长、宽、高三种度量。数学、物理等学科中引进的多维空间概念，是在三维空间基础上所作的科学抽象。
四维 ：一个时空的概念。日常生活所提及的“四维空间”，大多数都是指阿尔伯特·爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系，是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴，而这条时间的轴是一条虚数值的轴。根据阿尔伯特·爱因斯坦相对论所说：我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。
一维是线，二维是面，三维是静态空间，四维是动态空间。
一名物理学家的教育历程
聚焦标题，说说加来道雄成为物理学家有怎样的人生历程？请细读文本，梳理文章思路并按要求填写表格。
活动二
加来道雄
编写“我”的档案(课前预习)请同学们根据文本内容，展示提前编写的成长档案。
“我”成长档案
编写“我”的档案(课前预习)请同学们根据文本内容，展示编写的成长档案。
“我”成长档案 童年 青少年（高中） 成年
趣事 1:对鲤鱼世界的幻想(想象) 事件3:建造电子感应加速器(实验)
理论物理学家
趣事2:对爱因斯坦未竟事业的好奇(理论)
聚焦标题，精析文本。说说加来道雄教育历程中的两件趣事是怎样影响他成为一名理论物理学家的？
一名物理学家的教育历程
活动三
1.作者幻想鲤鱼们，尤其是鲤鱼“科学家”对世界的认识是怎样的
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,以“神秘力”来掩饰自己的无知。
③鲤鱼“科学家”的“消失”和“重现”被认为是“奇迹”,是“可怖的事情”。
④鲤鱼“科学家”的“传奇故事”,真实地证明了另一个世界的存在,而“鱼类”却认为是胡说八道,荒谬绝伦,违背了它们的“自然规律”。
2.作者想通过鲤鱼“科学家”对世界的认识来说明什么
作者通过这个故事,说明自以为是的人类和鲤鱼“科学家”有相似之处。人类“一生就在我们自己的‘池子’里度过”,只要“超出了我们的理解力”的自然存在,他们就拒绝承认,他们只愿意承认那些看得见摸得着的事物,不肯改变思考问题的方式。“不能在实验室里便利地验证”的理论,他们就加以“鄙视”,表现出思想上的保守和固执。
推知人类认识（观察空间）的局限性。间接地感悟到高维空间存在的可能。
3.对爱因斯坦未竟事业，作者是怎样做的？
①作者接触到爱因斯坦的“未竟事业”，激发了他的探究兴趣。
②学习他的理论，并且“我决定要对这一秘密刨根问底”；
③高中时代,作者建造电子感应加速器，通过实验验证爱因斯坦理论，探究反物质。
4.作者说“我决定要对这一问题刨根问底，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？
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。
通过对文章的梳理和探究，请说说如果想要成为一名优秀的科学家，在加来道雄的身上你能获得哪些启示？(你能发现科学家应具备怎样的科学精神？)
一名物理学家的教育历程
活动四
具有想象力、好奇心、兴趣、探索精神、实验精神......
具有想象力：科学是需要想像力的，想像力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想像中，认识到人类观察空间的局限性，间接感悟到高维空间存在的可能。由感性的想像上升到理性的创造，体现了创新意识和探索精神。
一名物理学家的教育历程
活动四
想
象
力
兴
趣
点
好
奇
心
探
索
劲
想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。
——爱因斯坦
具有好奇心：作者少年时接触到爱因斯坦的“未竟事业”，产生好奇心，激发了他的探究兴趣。
一名物理学家的教育历程
活动四
想
象
力
兴
趣
点
好
奇
心
探
索
劲
我没有特别的才能，只有强烈的好奇心。永远保持好奇心的人是永远进步的人。
——爱因斯坦
寻找兴趣点：因为对科学的浓厚兴趣，作者在年少时就明确了自己的职业方向，他意识到要深入研究高维空间理论，就需要成为一名理论物理学家，并且毫不犹豫地朝着这个目标努力。
一名物理学家的教育历程
活动四
想
象
力
兴
趣
点
好
奇
心
探
索
劲
学问必须合乎自己的兴趣，方可得益。
——莎士比亚
具备探索劲：作者接触到爱因斯坦的“未竟事业”后，将其当作“侦探故事”来探究，这种探索欲望让他决心“对这一秘密刨根究底”，这进一步加深了他对科学的热爱和追求。
一名物理学家的教育历程
活动四
想
象
力
兴
趣
点
好
奇
心
探
索
劲
我之所以能在科学上成功，最重要的一点就是对科学的热爱，坚持长期探索。
——达尔文
具有实验精神。有了想象力,有了兴趣,那只是成为科学家的最基础的因素,不去踏踏实实地做实验,就不能得到基本数据,假说就不能确立。作者叙述自己建造云室、制造电子感应加速器等,都是在向我们说明实验精神的重要性。
一名物理学家的教育历程
活动四
总结
人类发展的历史，便是在漆黑的夜空中，将真与美融化交织，点点光亮，已知的事物是有限的，未知的事物是无穷的；我站在茫茫无边神秘莫测的汪洋的一个小岛上，继续开拓是我们每一代人的职责。
——赫胥黎
作业布置
谈一谈你学习了《一名物理学家的教育历程》后的理解和感受，以及从中学到了些什么？（不得少于500字）

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