普高語文必修3《一名物理學(xué)家的教育歷程》課文解讀
普高語文必修3《一名物理學(xué)家的教育歷程》課文解讀
《一名物理學(xué)家的教育歷程》是必修3第四單元的一篇科普文章，下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)淼钠崭哒Z文必修3《一名物理學(xué)家的教育歷程》課文解讀，希望對你有幫助。
語文必修3《一名物理學(xué)家的教育歷程》課文解讀
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)我走上成為一個理論物理學(xué)家的歷程。
這是課文第一段，也是課文的第一部分，開門見山，直接點題，同時概括中心，領(lǐng)起全文。它告訴我們，本文敘述的內(nèi)容是童年的兩件趣事;敘述的目的是為了說明它怎樣地“豐富了我對世界的理解力”，“引導(dǎo)我走上理論物理學(xué)家的歷程”。由此讀者自然會想，這是兩件什么樣的動人心魄的趣事?為什么對作者的一生能產(chǎn)生如此巨大的影響?
記得那時我的父母親不時帶我去舊金山游覽著名的日本茶園。我蹲在那里的一個小池邊，為慢慢暢游在水底睡蓮之中五彩斑斕的鯉魚所陶醉。這是我最快樂的童年記憶之一。[讀完此段文字，禁不住頓生疑竇：蹲在池邊觀看水中游魚，誰沒有經(jīng)歷過?這極其平常的過目即忘的小游戲，“樂趣”在何處?怎么會令作者“陶醉”，以至成為他“最快樂的記憶”?這與他成為“理論物理學(xué)家”又有什么必然的關(guān)聯(lián)呢?這一連串的問號，吸引著讀者急欲閱讀下文。這篇文章，沒有任何夸飾的語言，全用平實的文字激起讀者閱讀的興致，這大巧若拙的筆法，正如王安石所說：“看似尋常最奇崛、成如容易卻艱辛。”]
在那靜靜的時刻，我充滿了無限的遐想。我常常給自己提出一些只有小孩兒才問的傻乎乎的問題，比如水池中的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![這真是一個奇妙無比的問題!創(chuàng)造性的思維就在這種奇思妙想之中。讀著這篇文章，不能不激起我們的反思，我們蹲在池邊，有過類似的遐想嗎?有沒有提出過類似的問題呢?由此也更深刻地體會到古人說過的一句話：學(xué)貴有疑。疑，是學(xué)之始，思之端。于不疑處見疑，方是進焉。]
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”就由陰暗的池水和睡蓮構(gòu)成。它們大部分時間在池底漫游，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。我喜歡坐在距離鯉魚僅僅幾厘米的地方，然而，我們之間卻如距深淵。鯉魚和我生活在兩個截然不同的宇宙之中，從不進入對方的世界，我們之間被水面這一薄薄的“柵欄”分隔開來。[在這段文字里，作者具體敘述自己遐想著“鯉魚怎樣觀察它們周圍的世界”，說明鯉魚生活的局限性。在鯉魚面前客觀上存在著兩個互相隔絕的世界，但是鯉魚只能生存在水池中的世界，不能進入“我”(即人類)所生存的世界。]
我曾想：在水底的魚群中可能有一些鯉魚“科學(xué)家”。我想這些鯉魚“科學(xué)家”會對那些提出在睡蓮之外還存在有另外一個平行世界的魚冷嘲熱諷。他們認為，惟一真實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。[作者想象鯉魚由于生存環(huán)境的局限而帶來的認識上的局限，只承認那個“看得見摸得著”的水池中的世界，不承認那個“看不見”的“另外一個平行世界”。]
有一次.我遇到了一場暴雨。我注意到成千上萬的小雨滴轟擊在池水的表面。池水表面變得混亂，水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，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動，沒有任何東西沖刷它們。因為就像我們看不見我們周圍的空氣和空間一樣，鯉魚們也看不見它們賴以生存的水，它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\動而困惑不解。[這段文字進一步說明，鯉魚不僅看不見“另外一個平行世界”，即便對水池中的世界也有許多的東西看不見，例如“就像我們看不見我們周圍的空氣和空間一樣，鯉魚們也看不見它們賴以生存的水”;因此對水池世界中的許多現(xiàn)象就無法作出合理的解釋，例如為什么“睡蓮自己能夠運動”?它們對此會“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結(jié)論：睡蓮之所以能夠不被觸摸而運動，是因為有一種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高深莫測的名稱(如超距作用，或沒有任何接觸睡蓮即會運動的能力)。[這段文字說明，鯉魚看不見另外的一個平行世界，看不見水池世界中的水，因而對水池世界中發(fā)生的許多現(xiàn)象，例如睡蓮的運動，就會由于“無知”而故弄高深，作出荒謬的解釋。]
我曾想，如果從池水中抓出一個鯉魚“科學(xué)家”，事情將會怎么樣呢?[以上的文字敘述了作者遐想鯉魚怎樣觀察它們賴以生存的水池世界;從這一段開始，作者又突發(fā)奇想，如果讓鯉魚來到“另一個平行的世界”，即人類生存的世界，它們又會怎樣地觀察這個新奇的世界呢?]放回池水之前，它可能隨著我的察看而狂亂掙扎。那么別的鯉魚又將怎樣看待這件事呢?對于它們而言，這確實是一件可怖的事情。它們第一次意識到有一位鯉魚“科學(xué)家”從它們的字宙中消失了。就那么簡簡單單，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，這真是一個奇跡。[這段文字向我們暗示了兩點：一是鯉魚對“另一個平行世界”都持有一種恐懼的態(tài)度，二是鯉魚創(chuàng)造了從“另一個世界”生還的奇跡，說明“另一個世界”的確存在，而且并不可怕。]
待神志鎮(zhèn)定之后，這位鯉魚‘科學(xué)家”就會講述一個真正令它們驚詫不己的傳奇故事。它說：“突然之間，不知怎的我就被拉出了咱們的宇宙(池水)，投進了一個冥冥世界，那里有令人目眩的強光和我從未見過的奇形怪狀的物體。最奇怪的是那個抓住我的生物竟然一點也不像魚。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動。我感覺到熟悉的自然規(guī)律不再適合于這個冥冥世界。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)魚都認為這完全是胡說八道。)[讀這段文字要抓住它的中心句：“我感覺到熟悉的自然規(guī)律不再適合于這個冥冥世界”。這說明適合這個宇宙的規(guī)律將不適合另一個宇宙。括弧內(nèi)的文字強調(diào)了要鯉魚們突破常規(guī)思維的模式，接受和承認存在“另一個世界”的理論是很困難的。]
以上文字作者敘述了他兒時在水池邊的遐想。這番遐想的要點是：一、對鯉魚來說存在著兩個平行的宇宙，一個宇宙中的自然規(guī)律不適合于另一個宇宙。但是，這兩個宇宙不是孤立的，“我”生存的宇宙發(fā)生的事情有可能影響鯉魚生存的宇宙。而且當(dāng)我抓起鯉魚的時候，鯉魚也可以從它生存的宇宙來到“我”生存的宇宙。二、鯉魚只承認它“看得見摸得著”的宇宙，不承認它“看不見”的另一個宇宙，而且即便對自身賴以生存的宇宙，也有許多的東西鯉魚是“看不見”，因而也是不會承認的，由于這種“無知”，所以鯉魚對世界的認識有很大的局限，對許多現(xiàn)象的解釋是荒謬的杜撰的。作者的上述遐想，的確新穎奇特，生動有趣，令人“快樂”而且“陶醉”，但是，又怎么能“極大地豐富”他“對世界的理解力”，引導(dǎo)他“走上成為一個理論物理學(xué)家的歷程”呢?你如果想要“打破沙鍋問到底”，那就請繼續(xù)閱讀下文。
我常想，我們就像自鳴得意地在池中游動的鯉魚。[作者由魚及人，展開相似聯(lián)想。]我們的一生就在我們自己的“池子”里度過，以為我們宇宙只包含那些看得見摸得著的事物。就像鯉魚一樣，我們認為宇宙之中只包含有熟悉可見的東西。我們自以為是地拒絕承認就在我們的宇宙跟前存在有別的平行宇宙或多維空間①，而這些都超出了我們的理解力。(①多維空間：一般認為我們所處的宇宙是由長、高、寬三維空間加上時間，即四維空間?，F(xiàn)在理論物理學(xué)界有人認為，我們宇宙的空間超過四維，如十維空間、十二維空間等，其他多出的維蜷縮得微小，以現(xiàn)有的科學(xué)手段觀察不到。統(tǒng)一場理論數(shù)學(xué)模式支持高維空間。)[作者從兩個方面揭示人對宇宙的理解和鯉魚極其相似。鯉魚只承認自己賴以生存的宇宙，拒絕“存在有別的平行宇宙”，人也是這樣，“自以為是地拒絕承認就在我們的宇宙跟前存在有別的平行宇宙或多維空間”;鯉魚認為自己的宇宙中只包含“那些看得見摸得著的事物”，人也是這樣，“認為宇宙之中只包含有熟悉可見的東西”。]如果我們的科學(xué)家發(fā)明像力這樣一些概念，那僅僅是因為他們不能用眼檢驗出充滿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①，是因為他們不能在實驗室里便利地驗證它。(①更高維數(shù)世界的說法：現(xiàn)代理論物理學(xué)認為，統(tǒng)一四種力即引力、電磁力、強核力、弱核力的前景，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，什么時候襲來，什么時候結(jié)束，他們是一無所知的，因為他們生活在平坦的大地上，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，也都是靠經(jīng)驗來推測的?，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，可以精準地預(yù)報風(fēng)暴的動向。同樣，理論物理學(xué)家認為，傳統(tǒng)的四維理論太“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中尋求統(tǒng)一這四種力時，就能得到一種簡單、漂亮的解決模型，科學(xué)家認為宇宙應(yīng)該是簡單、和諧的。高維空間理論認為，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驗室中得到證實，因為要模擬當(dāng)時的環(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”。)[由于人與鯉魚一樣只相信一個“看得見摸得著”的宇宙，所以人類的認識也就有很大的局限：科學(xué)家相信力的科學(xué)概念，但是它無法解釋“不可看見的各種振動”(暗物質(zhì));科學(xué)家堅持用實驗來驗證科學(xué)結(jié)論，但是更高維數(shù)世界無法用實驗來驗證。]
作者在這段文字通過相似聯(lián)想告訴我們，原來童年的遐想中，蘊含了現(xiàn)代物理學(xué)中一門很深奧的學(xué)問，即高維空間或者統(tǒng)一場的理論。這便揭示了童年的遐想與后來“成為一個理論物理學(xué)家”的某種內(nèi)在的聯(lián)系。
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故事，其中講述的是時間旅行者進入別的多維空間，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①神秘消失的船只進入了一個空間漏洞，我對阿西莫夫的《基地》系列②驚嘆不已，書中超維空間旅行的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了一個銀河帝國的興起。(①百慕大三角：亦稱魔鬼三角區(qū)和喪命地獄。指北起百慕大，西到美國佛羅里達州的邁阿密，南至波多黎各的一個三角形海域，面積約40萬平方英里。從1945年開始，據(jù)說已有50多只船和20多架飛機在此處神秘失蹤。②《基地》系列，阿西莫夫所著描寫銀河帝國興衰的科幻小說系列，包括前傳《基地前奏》《邁向基地》，三部曲《基地》《基地與帝國》《第二基地》，續(xù)集《基地邊緣》《基地與地球》。)[這段文字寫由于童年的遐想而激發(fā)起來的對科幻小說的極大興趣。]
以上是課文的第二部分，寫童年的遐想。作者在童年總愛“提出一些只有小孩兒才問的傻乎乎的問題”，而這“傻乎乎的問題”中，其實蘊含著現(xiàn)代物理科學(xué)中最深奧的課題，正是這些問題吸引著自己對于高維空間及相關(guān)科幻小說的濃厚興趣。讀完這一部分，我們在開頭提出的疑問終于冰釋，明白了作者童年在水池邊觀賞游魚與他后來成為理論物理學(xué)家之間的某種內(nèi)在的聯(lián)系。但是，我們?nèi)匀粫岢鲂碌囊蓡枺甑腻谙雽θ说囊簧m然有著重大的影響，但它畢竟是天真的、幼稚的，與現(xiàn)實存在著很大的差距。是什么使作者將童年的遐想變?yōu)榱爽F(xiàn)實，從而最終地引導(dǎo)他“走上成為一個理論物理學(xué)家的歷程”呢?為此，作者又向我們講述他童年的第二件趣事。
童年時的第二件事也給我留下深刻的印象。我八歲時曾聽過一個故事，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已故偉大科學(xué)家的故事。他們極其崇敬地講到他，稱他是整個人類歷史上最偉大的科學(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，但是最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理論，但是他死之后，他的未完成的論文仍然擺放在自己的辦公桌上。[從下文知道這個偉大的科學(xué)家就是愛因斯坦，“他的未完成的論文”就是關(guān)于統(tǒng)一場論的論文。]
我被這個故事迷住了。對于一個孩子，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的未完成的理論。我記得，我花了好多時間靜靜閱讀我能夠找到的關(guān)于這個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。不久我就知道這個故事比任何的神秘謀殺故事更加激動人心，也比我曾想像的任何事情都重要。我決定要對這一秘密刨根究底，縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭。[這段文字說明促成自己最終走上成為一個理論物理學(xué)家的歷程的是愛因斯坦，是愛因斯坦的對科學(xué)的執(zhí)著的探索精神和崇高的獻身精神。理論物理學(xué)家的工作是抽象、枯燥的，受實驗條件的限制，自己的學(xué)說很難得到實驗的證明，甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必須耐得住寂寞，耐得住名利的誘惑，必須有奉獻精神。那些急功近利的科學(xué)家是不屑于從事這一工作的;但是，作者在愛因斯坦的感召之下，決心對這一“神秘”理論“刨根究底”，即使一輩子事業(yè)無成、功名無望，也義無反顧，“在所不辭”。這“在所不辭”四個字力如千鈞，表明了作者堅定不移的決心。]
不久，我就知道愛因斯坦桌上未完成的論文就是他企圖構(gòu)造的所謂的統(tǒng)一場論①。(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、強核力和弱核力。愛因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統(tǒng)一，建立一個大一統(tǒng)的理論，最終也沒有實現(xiàn)?，F(xiàn)在，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，運用量子力學(xué)，已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來，被稱為“標準模型”。但是這一理論因為計算繁復(fù)無比而讓人頭疼，引力仍然游離在外。)這個理論能解釋所有的自然規(guī)律，從細小的原子到浩瀚的星系。然而，作為一個孩子，我卻不能理解，暢游在茶園池水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)鍵這一點我不理解。[作者用這段文字歸結(jié)了對童年兩件趣事的敘述。]
以上是文章的第三部分寫童年的第二件趣事，即愛因斯坦對自己的深刻影響，促成自己決心成為一名理論物理學(xué)家。童年的兩件趣事，說明了自己為什么會成為一名理論物理學(xué)家，那么作者這一人生的歷程是怎樣走過來的呢?請你繼續(xù)閱讀下文。
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之為反物質(zhì)①的新型物質(zhì)成為可能。(①反物質(zhì)：由粒子組成的稱為物質(zhì)，由反粒子組成的稱為反物質(zhì)。愛因斯坦曾經(jīng)根據(jù)相對論預(yù)言過反物質(zhì)的存在：“對于一個質(zhì)量為m，所帶電荷為e的物質(zhì)，一定存在一個質(zhì)量為m，所帶電荷為-e的物質(zhì)(即反物質(zhì))”。)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①，并且猛然釋放出能量。(①湮沒：當(dāng)一種基本粒子和它的反粒子相遇時，兩個粒子一起消失而轉(zhuǎn)化為他種基本粒子的現(xiàn)象。正因為如此，所以在地球上很難發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)。)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①”，這種儀器可以在實驗室里產(chǎn)生微量的這種奇異物質(zhì)，即反物質(zhì)。(①原子對撞機：1931年，英國物理學(xué)家約翰·考克羅夫特和歐內(nèi)斯特·沃耳頓發(fā)明了一種叫靜電加速器的裝置。這種裝置能夠產(chǎn)生越來越高的電壓，借此把巨大的能量傳遞給質(zhì)子。他們用帶有數(shù)百萬電子伏的中子，成功地分裂了鋰原子核。這個靜電加速器便是最先的原子對撞機。后來美國加利福尼亞大學(xué)物理學(xué)家歐內(nèi)斯特·O·芳倫斯研制出更強大的回旋加速器。)[高中階段時作者即意識到，研究統(tǒng)一場理論必須有“原子對撞機”，以找到“反物質(zhì)”。]
年輕人的一個優(yōu)點就是不會由于世俗的約束而畏葸①不前。(①畏葸：畏懼。葸，xǐ。)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。我一直研究科學(xué)文獻，最后我確信能夠建造一臺所謂的電子感應(yīng)加速器，這種加速器能把電子加速到數(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)。[此段寫作者打破迷信，克服困難，著手建立自己的原子對撞機。]
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)。然后我建造了一個云室①，在云室中可以看到亞原子粒子②留下的蹤跡。(①云室：原子核物理或基本粒子研究中觀察微觀粒子徑跡的儀器。②亞原子粒子：原子層次下的質(zhì)子、中子等粒子。)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，裝配必需的硬件設(shè)備，包括好幾百磅(1磅=454 克)重的廢品處理鋼，在我的車間建造一個2.3 百萬電子伏特的電子感應(yīng)加速器，這個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學(xué)校的足球場中纏繞22 英里(l 英里=1. 61 千米)長的銅線。我們把整整一個圣誕假日花費在這條50 碼(l 碼=0.91米)長的線路上，纏繞和安裝笨重的線圈，這種線圈將使高能電子的運動路徑發(fā)生彎曲。[此段具體敘述自己建立原子對撞機所經(jīng)過的艱難歷程。]
當(dāng)最后建成時，這個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)生的每一點能量。當(dāng)我接通它后，通?？偸菬龜嗝恳桓ｋU絲，屋子變得漆黑一團。在屋子周期性陷入黑暗的同時，媽媽常常在搖頭。(我想，媽媽對于她不能有一個在棒球場或籃球場玩要、反而有一個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，儀器成功產(chǎn)生了比地磁場強2 萬多倍的磁場，而這正是加速一束電子所必需的。[最后寫自己取得的成果。文章用“媽媽搖頭”這一細節(jié)，暗示自己這項科研成果的深遠意義不易為常人所理解。]
課文第四部分敘述了作者作為一個理論物理學(xué)家所邁出的第一步歷程，具體來說就是他建立原子對撞機的艱難過程。作者不受世俗的約束而畏葸不前，敢于超越常規(guī)的思維模式，克服各種困難，因陋就簡，終于取得成功。作者的成功之路無一不處處體現(xiàn)了愛因斯坦的探索精神和奉獻精神，無一不處處體現(xiàn)了童年趣事對他的深遠影響。
語文必修3課文解讀相關(guān)文章：