7.2《一名物理学家的教育历程》课件 2025-2026学年统编版高一语文必修下册

新课导入 我要当画家 我要当太空人 我要当哲学家 我要当文学家 我要当科学家 我要当政治家 1 新课导入 小时候，当我们被问到“长大以后想要做什么”的问题时，总有人回答：我要做科学家。但是随着年龄的增长，我们渐渐明白了成为一名科学家不是一件容易的事情，值得我们好好研究一下怎样才能成为一名科学家，坚持儿时的梦想。今天我们就从著名物理学家加来道雄的《一名物理学家的教育历程》中找找灵感吧！ 2 1.了解作者及其科学研究； 2.理清文章结构脉络，梳理人物的教育成长过程； 3.体会科学家“发现”与“创造”背后的科学精神； 学习目标 3 加来道雄，美籍日裔物理学家，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。作为国际知名的物理学家，加来道雄把自己的工作不仅定位在科学研究方面，也重视科学普及。他出版了包括《超越时空》（被称为“20世纪人类的伟大智力壮行”）、《平行宇宙》、《超越爱因斯坦》和《不可思议的物理》等科普书籍，让更多的读者了解并且爱上物理。 走近作者 创作背景 宇宙科学在当今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的相对论，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。本文的作者就是这样一位理论物理学家。 科普文是介绍、普及科学知识的说明文体。科普文章大致可以分为两种。 (1)科学说明文：以传授一般科学知识为目的，要求有很强的科学性，严格遵循科学的原理。 (2)科学小品文：多用文学笔法介绍科学知识和阐述科学道理，在表达上经常借生动的比喻、有趣的联想，寓科学性、知识性、趣味性、娱乐性为一体，使读者在文学欣赏中获得科学知识。内容科学，文笔生动。 科普文的语言特点： （1）准确、简洁、平实是科普文语言的主要特点。 （2）科学小品，讲究趣味性、文艺性，需要作必要的生动、形象的说明：①使用比喻和拟人的修辞方法；②叙述生活感受，使文章在准确性的基础上更添真实性和生活情趣；③适当描写，使被说明事物栩栩如生。 科普文 刨根问底（ ） 撒手人寰（ ） 湮没（ ） 畏葸不前（ ） 鄙视（ ） 冷嘲热讽（ ） 杜撰（ ） 栅栏（ ） 读准字音 páo 　 huán yān 　 xǐ 　 bǐ 　 fěng zhuàn zhà 字词检测 自鸣得意：自以为了不起，表示很得意。鸣：表示，以为。 撒手人寰huán：指离开人间，即死亡。人寰：人间。 刨根究底：比喻追究底细,问事问根本，看事看内在。 在所不辞：决不推辞（多用在冒险犯难）。 畏葸xǐ不前：畏惧退缩，不敢前进。葸：害怕，畏惧。 8 教育历程 一名 物理学家 的 偏正短语 表示数量 加来道雄 点明了作者的身份 童年的两件趣事极大地丰富了他对世界的理解，并引导他走上成为理论物理学家的历程。 通过童年的两件趣事和高中时建立实验室的事例，突出加来道雄成长为一名“物理学家”的“教育历程”。 解题 1.作者经历了怎样的教育历程呢？ 一次对鲤鱼的遐想 一次对爱因斯坦未完成 理论的探索 一次建造电子感应加速 器的实验 整体感知 2.梳理文章 一次对鲤鱼的遐想 一次对爱因斯坦未完成 理论的探索 一次建造电子感应加速 器的实验 2-11段 12-14段 15-18段 两个阶段、三件事情 第一部分 第二部分 第三部分 1段 2-11段 总写童年的两件趣事对“我” 成为理论物理学家有重要的作用。 由对鲤鱼世界的遐想。 12-18段 对爱因斯坦未竟事业的向往与学习研究。 童年 趣事 总叙领起 对鲤鱼世界的遐想 爱因斯坦故事的影响 鲤鱼如何观察 鲤鱼“科学家”的探索 探究爱因斯坦未完成的理论 加来道雄的学习和实验 探索未知领域 力求完成未竟事业 走上科学之路 浏览全文，梳理文章层次，概括各部分大意，并探究作者成为一名物理学家的历程。 第一件趣事 对“鲤鱼世界”的遐想 从常人角度出发，多次蹲在小池旁边，长久看鲤鱼游动这件事情本身有趣吗？ 无趣（至少没有那么有趣） 真正让“我”觉得有趣的是什么？ 我对“鲤鱼世界”的种种猜想 “我想，它们的世界一定奇妙无比。” 童年趣事一 叙事要素 隐喻 科学思考 环境 主人公 情节 在旧金山日本茶园观察鲤鱼，产生遐想 池塘 “我们”生活的宇宙（四维空间） 客观上存在另外一个“宇宙” 鲤鱼； 鲤鱼“科学家” “我们” （人类以及人类中的科学研究者） 人类认识的局限性？（只承认”看得见摸得着“的世界，不承认看不见的世界） 解释暴雨下睡莲的运动 “我们”无法合理解释多维空间的运动而故弄玄虚 一个鲤鱼“科学家”被抓出睡眠又被放回去 已有的一些科学概念和解释或许是荒谬的 极个别的人认为存在另外的”宇宙“，但不被大多数人认可 这个”宇宙”的规律不适用于另一“宇宙”；不能用实验来验证的世界就不存在？ 就如同“鲤鱼的世界”和“人类”世界的关系一样，或许也存在着以我们现有的能力无法验证和呈现的“平行宇宙或多维空间”，我们的宇宙和维度与它们近在咫尺，又如距深渊。 第一件趣事 对“鲤鱼世界”的遐想 作者为什么说“我们之间却如距深渊”？ “我”不能了解鲤鱼的世界，不知它们的世界是不是存在同我们一样的规则。鲤鱼们也不能了解“我”的世界。它们大部分时间在水中漫游，它们相信它们的“宇宙”就由阴暗的池水和睡莲构成，虽然它们模糊地意识到在水面上存在有另一个外部世界，但这个外部世界的本质超过了它们的理解能力。所以“我”说“我们之间却如距深渊”。 “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。” 品读鉴赏 2.“它们为睡莲自己能够运动而困惑不解”——它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。 3.“鲤鱼科学家”的“消失”和“重现”——它们认为是“奇迹”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。 4.“鲤鱼科学”的“传奇故事”，真实地证明另一个世界的存在，而它们却认为“胡说八道”，荒谬绝伦，违背它们的“自然规律”。 16 作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？ “自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。 品读鉴赏 （1）人类“一生就在我们自己的‘池子’里度过”，只要“超出我们的理解力”的自然存在，他们就“拒绝承认”。 （2）“科学家发明像力这样一些概念……”，是因为他们只愿意承认“那些看得见摸得着的事物”，不肯改变思考问题的方式。 （3）“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。 17 明确：有意义。 ①现在无法得到验证，不代表永远无法得到验证，许多前人的理论，都是进行证明或者证伪的； ②思想形成人的伟大，我的身体和头脑确乎像鲤鱼一样，受着“池子”的限制，但是思考却能让我们不断打破现有的“池子”，进入更广阔的的天地； ③对思考的成果而言，能否最后得以证明很重要，但有时候，思考本身以及不断验证和求索的过程，也是一种快乐。 “怕什么真理无穷，进一寸有进一寸的欢喜。——胡适” 探究：既然作者对鲤鱼世界、多维世界的猜想无法得到验证，那这样的思考有意义吗？如果有，又有何意义？请就此谈一谈你的理解和感悟。 作者在这里使用了类比推理方法 思维的局限 我们审视鲤鱼，也许冥冥之中，我们也被谁审视，我们又何尝不像自鸣得意的鲤鱼呢？ 思维的局限 子曰：“君子不器。” ——《论语·为政》 打破思维的局限 思维决定行为，思路决定出路。我们要勇于重新发现自己、思考自己、定位自己。 君子不应像器物一样，只限于特定的形态和功能。强调的是君子的行为和思想不应该被局限在狭窄的范围内，而应该具有开放性和多样性。 打破思维的局限 田忌赛马 司马光砸缸 《田忌赛马》的故事告诉我们：做事情换一种思维，也许会达到意想不到的效果。 群儿戏于庭，一儿登瓮，足跌没水中，众皆弃去。光持石击瓮破之，水迸，儿得活。 精读“鲤鱼科学家”之趣事 童年对鲤鱼世界的遐想培养了作者怎样的科学素质与精神？ “在那静静的时刻，我充满了无限的遐想。” “我常常给自己提出一些只有小孩儿才问的傻乎乎的问题。” “我蹲在那里的一个小池边，为慢慢畅游于睡莲之间的五彩斑斓的鲤鱼所陶醉。这是我最快乐的童年记忆之一。” “我曾想：在水底的鱼群中可能有一些鲤鱼“科学家”。我想这些鲤鱼“科学家”会对那些提出在水池之外还存在有另外一个平行世界的鱼冷嘲热讽。” 03 热爱观察 喜欢遐想 经常质疑 喜欢猜想 精读“鲤鱼科学家”之趣事 童年对鲤鱼世界的遐想培养了作者怎样的科学素质与精神？ “我注意到成千上万的小雨滴轰击池水的表面......我想弄清楚周围发生的一切将会以怎样的形式呈现在鲤鱼们的眼中” “我想，鲤鱼“科学家”们将会聪明地杜撰某种虚构的东西——它被称为“力”——来掩盖自己的无知。” “我曾想，如果从池水中抓出一个鲤鱼“科学家”，事情将会怎么样呢？” 03 充满好奇 热爱思考 鱼的世界 人的世界 科学精神 水池外的世界没有意义 人类拒绝认知理解以外的世界。 对未知领域的 探索精神 对睡莲运动不解， 以神秘力量掩盖无知 只承认看得见摸得着的发明概念，不肯改变思考问题的方式。 对已有认知的超越精神 对鲤鱼科学家消失重现，不解不信。 鄙视不能在实验室验证的理论。 对世界充满敬畏的求知精神。 小结“鲤鱼科学家”的故事 精读“对爱因斯坦未竟事业的向往与学习” 思 考 01 “对爱因斯坦未竟事业的向往与学习”培养了作者怎样的科学素质与精神？ 02 建立实验室这个故事对作者起了怎样的教育作用？培养了作者怎样的科学素质与精神？ 01 “对爱因斯坦未竟事业的向往与学习”培养了作者怎样的科学素质与精神？ “我被这个故事迷住了。对于一个孩子来说这是很神秘的。他未完成的工作是什么？他桌上论文的内容是什么？什么问题可能会如此难以解决而又非常重要，值得如此伟大的科学家把他的有生之年花费在这种研究之中？由于好奇，我就决定学习我能学到的关于爱因斯坦的一切，包括他的未完成的理论。” 精读“对爱因斯坦未竟事业的向往与学习” 强烈的好奇心 01 “对爱因斯坦未竟事业的向往与学习”培养了作者怎样的科学素质与精神？ “我记得，我花了好多时间静静阅读我能够找到的关于这个伟人和他的理论的每一本书。这种记忆到现在仍然温暖如春。我读完我们当地图书馆的书之后，就开始在全市搜寻图书馆和书店，急切地查找有关线索。” 精读“对爱因斯坦未竟事业的向往与学习” 强烈的求知欲 01 “对爱因斯坦未竟事业的向往与学习”培养了作者怎样的科学素质与精神？ “不久我就知道这个故事比任何的神秘谋杀故事都更加激动人心，也比我曾想象的任何事情都重要。我决定要对这一秘密刨根究底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。” “后来，在高中阶段，我看完了许多地方图书馆中这方面的书，并且常常造访斯坦福大学的物理学图书馆。” 精读“对爱因斯坦未竟事业的向往与学习” 强烈的探索欲 建立实验室这个故事对作者起了怎样的教育作用？培养了作者怎样的科学素质与精神？ “年轻人的一个优点就是不会由于世俗的约束而畏葸 不前，而这种约束对于大多数成年人而言通常似乎又很难超越。没有考虑所要遭遇的困难，我就开始着手建立我自己的原子对撞机。我一直研究科学文献，最后我确信能够建造一台所谓的电子感应加速器.” 精读“对爱因斯坦未竟事业的向往与学习” 勇于尝试，不怕困难。 02 建立实验室这个故事对作者起了怎样的教育作用？培养了作者怎样的科学素质与精神？ “然后我建造了一个云室 ，在云室中可以看到亚原子粒子留下的踪迹......紧接着，我找遍周边地区 大量的电子仓库，装配必需的硬件设备，包括好几百磅重的废品处理钢，在我的车间建造一个230万电子伏特的电子感应加速器.......我努力说服父母亲让他们帮助我在我读高中的那个学校的足球场中缠绕 22 英里长的铜线。我们把整整一个圣诞假日花费在这条 50 码 长的线路上，缠绕和安装笨重的线圈，这种线圈将使高能电子的运动路径发生弯曲.” 精读“对爱因斯坦未竟事业的向往与学习” 敢于实践，不畏艰辛。 02 建立实验室这个故事对作者起了怎样的教育作用？培养了作者怎样的科学素质与精神？ “当我接通它后，通常会烧断每一根保险丝，让屋子变得漆黑一团。在屋子周期性陷入黑暗的同时，妈妈常常在摇头。” 精读“对爱因斯坦未竟事业的向往与学习” 不怕失败，具有恒心。 02 作者的探索 体现的素质 科学精神 对爱因斯坦未竟事业的向往与学习 强烈的好奇心、 求知欲、探索欲 对科学的 浓厚兴趣。 建立实验室 勇于尝试、敢于实践、不畏艰辛、 不怕失败、具有恒心 持之以恒的实证精神 小结“对爱因斯坦未竟事业的向往与学习” “我决定要对这一秘密刨根究底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。如何理解这句话？ 表面上，这句话看是一种幽默，为了弄清爱因斯坦所关心的问题，作者“不得已”要做一名理论物理学家。 实际上，作者强调的是探索宇宙的本质必须付出艰辛的劳动，而自己为了追求真理，再艰辛也要奋斗下去。 所以，这句话表现了一位追求真理的科学家的执着精神和坚强意志。 文本解读 作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的启迪？ 科学是建立在实验之上的，科学理论要经过实践的检验才能得到论证。实验不是简单的操作，要有理论的指导，要有实验的设计，要有策划组织能力，要有耐心和恒心等，实验考验的是实验者的综合能力。而我们当前存在的问题是重视理论，轻视实验，表现为动手能力和实践能力差，思想上浮躁，急功近利。对教育而言，重知识、轻能力的现象很普遍。这些都是一名理论物理学家重视实验给我们现实生活的启迪。 阅读作者叙述建造电子感应加速器的部分，圈出其中一系列的数字或者与数字相关的短语。从这些文字中我们能读到什么？ 230万电子伏特的电子感应加速器；22英里长的铜线，整整一个圣诞假日；50码长的线路；300磅重；6千瓦。 一个未来科学家对感兴趣的科学问题的执着，付出的艰辛努力以及宝贵的科学实证精神。 活动：以图表的形式梳理文章展示的科学研究、早期探索的过程，并概括出对科学家的发现有重要启示的节点。 任务单：《一名物理学家的教育历程》 时间历程 童年 童年 高中 高中 科学研究探索过程 重要启示节点 时间历程 童年 童年 高中 高中 科学研究探索过程 对水池中的鲤鱼充满无限遐想 对爱因斯坦未完成的理论感到好奇 大量阅读关于爱因斯坦的书籍，造访物理学图书馆 成功建立自己的原子对撞机 重要启示节点 想象有“看不见的神秘力”，引发对“高维世界”的兴趣。 被老师讲述的神秘故事迷住 科学家已建成“原子对撞机” “反物质”产生 任务单：《一名物理学家的教育历程》 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。 乐趣：科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的。 实验精神：有了想像力，有了乐趣，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。一味地空想，不去做基础工作，不可能达到真理的彼岸。 合作探究 本文三个主要部分，并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵，可以从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要？ 01 02 03 38 加来道雄博士的这些素质与精神是从何而来的呢？他在文章中寄寓的更深层的思想内涵是什么？ 自我教育 榜样的力量 合作探究 写作特点 叙事寓理，思想深刻 本文最大的特点是在讲述自己的教育历程中讲述科学道理，重点讲述科学研究的方法。这种结构给人以耳目一新的感觉。作者写了童年中的两件趣事，是它们启迪自己走上科学道路的，但在行文中却有着科学思想的探讨，对科学概念的恰当解释。如对反物质的解释，对建造电子感应加速器的详细叙述等，无不包含丰富的科学知识。 写作特点 详略得当，重点突出 本文精于布局谋篇，在整体上，作者并没有从童年到小学到初中到高中，按时间顺序叙事，而是通过童年的两件趣事和高中时建立实验室的事例，突出“物理学家”的“教育历程”，并不旁及其他成长的经验；在局部上，重点放在制造“自己的原子对撞机”上，其中具体的数据陈述得很详尽，让人体会到作者严谨、踏实的性格，以及成为物理学家所需要的基础工作的能力。 写作特点 运用想象，形象描述 本文对鲤鱼世界的描述，尤其是对鲤鱼“科学家们”的心理行为等的描述栩栩如生。作者借助了想象，采用了拟人化的笔法，让鲤鱼“科学家们”会看，会想，会说话，会提问题，这样就使深奥的科学道理变得浅显易懂。 其一 其二 其三 筛选整合文章关键信息 用结构分析法来快速阅读文章和梳理文章的主旨 善于发现人物身上的闪光点 其四 学习人物的优秀品质，激发自己的科学兴趣 通过两篇文章学习，你觉得阅读科学类知识性读物文章的阅读应抓住哪些要领？ 43 一名物理学家的教育历程 童年的两件事 高中时的做法 鲤鱼科学家的故事 爱因斯坦未完成的工作 广泛阅读相关书籍 建造原子对撞机 实践操作能力 留心细节，大胆想象 保持初心和好奇心 扎实的理论基础 课堂小结 主题归纳 作者通过对自己童年两件趣事的回忆，用生动、简明的语言介绍了自己成为一名理论物理学家的历程：对鲤鱼世界的遐想和对爱因斯坦未竟事业的向往，启迪作者走上科学探索的道路。这启迪读者：要想在科学事业上获得成功，必须具备富有想象力和实验精神等基本素质。 表达与交流：结合文本和自己的成长经历，谈一谈作者教育历程让你有怎样的思考和感悟？ ①“好之者不如乐之者”，兴趣是最好的老师； ②一花一世界，一叶一菩提，科学存在于生活的方方面面，要善于观察和思考自己所处的世界； ③要有敢想敢做的精神，很多看起来不可能的事，一步一步地去做，坚持下去，就有创造出人意料的成功； ④不要固步自封，每个人都生活在自己的“池子”里，但不要被“池子”困住； ⑤“好的榜样是看得见的哲理”，一个引领我们的榜样，会给人的成长带来巨大的力量... 屠呦呦与加来道雄两人都是科学家，他们身上都有科学家的一股“倔”劲，凭着这股“倔”劲，他们能够在科学探索的道路上披荆斩棘，走向成功，我们的学习不也正是如此，希望同学们也能凭着股“倔”劲，闯出属于自己的未来。 小结 当堂检测 1.根据课文内容，作者成为一名物理学家的教育历程是怎样的？以下分析错误的一项是( ) A.看似作者少年时的思维超出同龄人，其实只是他充分发挥了自己的想象力，并且保持了这样奇特的想象力，由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。 B.他把爱因斯坦的理论当成一个“侦探故事”来阅读、探究，这非常符合少年的心理。另外，“我决定要对这一秘密刨根问底”，也表现了他有毅力、有恒心的性格，这是成为科学家的基本素质。 C.高中时代，本应“在棒球场或篮球场玩耍”，享受青春年华，但作者却“找遍周边地区大量的电子仓库，装配必需的硬件设备”，在“学校的足球场中缠绕22英里长的铜线”，自己动手建设实验室，验证爱因斯坦理论，探究反物质。作者进行这样艰苦枯燥的工作，体现了他对科学的热爱，以及踏实的性格，显露出一个科学工作者的潜能。 D.作者有这个天赋，运气好，而且得到过很多一流科学家的点拨。 解析：A.B.C是对课文的整体把握和纲要式表述，是作者的“教育历程”的重要部分，D项“运气好”表述不正确。 当堂检测 2.文章写到“鲤鱼科学家”对世界的认识，这样写想说明什么？下列选项中分析错误的一项是( ) A.“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是“水池之外看不见的世界没有科学意义”。是有限的，与人类相比是幼稚和低级的。 B.它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。“鲤鱼科学家”的“消失”和“重现”——它们认为是“奇迹”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。 C.作者说明“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“超出我们的理解力”的自然存在，他们就“拒绝承认”。 D.“鲤鱼科学家”的“传奇故事”，真实地证明另一个世界的存在，而它们却认为“胡说八道”，荒谬绝伦，违背它们的“自然规律”。同样，人类“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。 解析：A.“是有限的，与人类相比是幼稚和低级的”错误。作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明：“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。 当堂检测 3.下面句中标点符号使用有误的一项是（ ） A.我想,鲤鱼“科学家们”将会聪明地杜撰某种虚构的东西——它被称为“力”，来掩盖自己的无知。 B.由于不能理解在看不见的水面上存在的水波，它们将得出这样一个结论：睡莲之所以能够不被触摸而运动，是因为有一种看不见的神秘力在对它起作用。 C.他未完成的工作是什么？他桌上论文的内容是什么？什么问题可能会如此难以解决而又非常重要，值得如此伟大的科学家把他的有生之年花费在这种研究之中？ D.我们把整整一个圣诞假日花费在这条50码长的线路上（1码＝0.91米），缠绕和安装笨重的线圈。 解析：D项括号应在“50码”后。 爱因斯坦的主要课题，就是将“广义相对论”和“量子场论”结合起来。但是，爱因斯坦这位大科学家花了40年也没有完成这个工作。 在爱因斯坦的计算中，广义相对论和量子场论互相间并不自洽，所以如果想要统一二者必须要有一个更大的理论框架才行。更多的物理学家沿着爱因斯坦的足迹前行，加来道雄是其中之一。 根据现代物理学知识，将我们的宇宙结合起来的力有四种：万有引力、电磁力、强力和弱力。物理学家运用量子力学，已经把后三种力统一起来(物理学家杨振宁和他的学生米尔斯提出杨—米尔斯理论，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，建立一个大统一的理论，最终也没有实现。 统一场论 知识链接 51 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。 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。 四维空间 知识链接 52 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 知识链接 53 1984年，加来道雄和其他几名科学家提出了“超弦理论”，称“原本我们认为构成物质的粒子并不存在，存在的只是弦在超级空间中的运动。”“各种不同的粒子只不过是弦的不同震动模式而已。”“自然界所发生的一切相互作用包括物质和能量，都可以用弦的分裂和结合来理解。” 超空间理论是一个高度数学化的理论。迄今为止，真实的物理世界的时空被公认为只有四维，而“超越时空”的观点认为宇宙可能存在于高维空间中，或五维，或十维，甚至二十六维。高维空间可生发出千奇百怪的迷人性质。此理论虽然还没有任何实验依据，却能简洁地统一描述所有已知的物理现象。 超空间理论 知识链接 在超弦理论下，爱因斯坦曾经研究的两个课题被结合，整个物理学发生了翻天覆地的变化，我们过去所学到的很多东西变成了错误。加来道雄成了超弦理论的奠基人，更多年轻的物理学家们开始投入到这个新的研究领域中来。 54 拓展延伸 加来道雄划分的三类不可能事物 第一类不可能：现在不可能实现，但它们并不违背已知的物理学理论。它们可能在21世纪或22世纪变成现实，它们是：力场、隐形术、移相器和死星、隐形传送、心灵感应、意志力、机器人、不明飞行物和外星人、星际飞船、反物质和反宇宙。 拓展延伸 第二类不可能：它们是一些位于我们现在了解的物理学领域边缘的技术。人类或许能在一千年或数百万年后真正弄明白它们。这些科技是：比光速更快的旅行、时间旅行和平行宇宙。 第三类不可能：它们是一些违背人们现在已知的物理学理论的技术。如果它们最终被证实有可能实现，这些科技将让我们对物理学的理解发生根本性改变。这些科技是：永动机和预知。 感谢观看！ THANKS $