普高語(yǔ)文必修3《一名物理學(xué)家的教育歷程》課文解讀
普高語(yǔ)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)?lái)的普高語(yǔ)文必修3《一名物理學(xué)家的教育歷程》課文解讀,希望對(duì)你有幫助。
語(yǔ)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(duì)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。
這是課文第一段,也是課文的第一部分,開(kāi)門(mén)見(jiàn)山,直接點(diǎn)題,同時(shí)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(shuō)明它怎樣地“豐富了我對(duì)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(huì)想,這是兩件什么樣的動(dòng)人心魄的趣事?為什么對(duì)作者的一生能產(chǎn)生如此巨大的影響?
記得那時(shí)我的父母親不時(shí)帶我去舊金山游覽著名的日本茶園。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(yú)所陶醉。這是我最快樂(lè)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(yú),誰(shuí)沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)?這極其平常的過(guò)目即忘的小游戲,“樂(lè)趣”在何處?怎么會(huì)令作者“陶醉”,以至成為他“最快樂(lè)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(wèn)號(hào),吸引著讀者急欲閱讀下文。這篇文章,沒(méi)有任何夸飾的語(yǔ)言,全用平實(shí)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(shuō):“看似尋常最奇崛、成如容易卻艱辛。”]
在那靜靜的時(shí)刻,我充滿了無(wú)限的遐想。我常常給自己提出一些只有小孩兒才問(wèn)的傻乎乎的問(wèn)題,比如水池中的鯉魚(yú)怎樣觀察它們周?chē)氖澜?。我想,它們的世界一定奇妙無(wú)比![這真是一個(gè)奇妙無(wú)比的問(wèn)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(guò)類(lèi)似的遐想嗎?有沒(méi)有提出過(guò)類(lèi)似的問(wèn)題呢?由此也更深刻地體會(huì)到古人說(shuō)過(guò)的一句話:學(xué)貴有疑。疑,是學(xué)之始,思之端。于不疑處見(jiàn)疑,方是進(jìn)焉。]
鯉魚(yú)們的一生就在這淺淺的水池中度過(guò)。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(shí)間在池底漫游,因此它們只模糊地意識(shí)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(guò)了它們的理解能力。我喜歡坐在距離鯉魚(yú)僅僅幾厘米的地方,然而,我們之間卻如距深淵。鯉魚(yú)和我生活在兩個(gè)截然不同的宇宙之中,從不進(jìn)入對(duì)方的世界,我們之間被水面這一薄薄的“柵欄”分隔開(kāi)來(lái)。[在這段文字里,作者具體敘述自己遐想著“鯉魚(yú)怎樣觀察它們周?chē)氖澜?rdquo;,說(shuō)明鯉魚(yú)生活的局限性。在鯉魚(yú)面前客觀上存在著兩個(gè)互相隔絕的世界,但是鯉魚(yú)只能生存在水池中的世界,不能進(jìn)入“我”(即人類(lèi))所生存的世界。]
我曾想:在水底的魚(yú)群中可能有一些鯉魚(yú)“科學(xué)家”。我想這些鯉魚(yú)“科學(xué)家”會(huì)對(duì)那些提出在睡蓮之外還存在有另外一個(gè)平行世界的魚(yú)冷嘲熱諷。他們認(rèn)為,惟一真實(shí)存在的事物就是魚(yú)兒們看得見(jiàn)摸得著的。水池就是一切。水池之外看不見(jiàn)的世界沒(méi)有科學(xué)意義。[作者想象鯉魚(yú)由于生存環(huán)境的局限而帶來(lái)的認(rèn)識(shí)上的局限,只承認(rèn)那個(gè)“看得見(jiàn)摸得著”的水池中的世界,不承認(rèn)那個(gè)“看不見(jiàn)”的“另外一個(gè)平行世界”。]
有一次.我遇到了一場(chǎng)暴雨。我注意到成千上萬(wàn)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(shí),我想弄清楚周?chē)l(fā)生的一切將會(huì)以怎樣的形式呈現(xiàn)在鯉魚(yú)們的眼中。在它們看來(lái),睡蓮似乎是自己在運(yùn)動(dòng),沒(méi)有任何東西沖刷它們。因?yàn)榫拖裎覀兛床灰?jiàn)我們周?chē)目諝夂涂臻g一樣,鯉魚(yú)們也看不見(jiàn)它們賴(lài)以生存的水,它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)動(dòng)而困惑不解。[這段文字進(jìn)一步說(shuō)明,鯉魚(yú)不僅看不見(jiàn)“另外一個(gè)平行世界”,即便對(duì)水池中的世界也有許多的東西看不見(jiàn),例如“就像我們看不見(jiàn)我們周?chē)目諝夂涂臻g一樣,鯉魚(yú)們也看不見(jiàn)它們賴(lài)以生存的水”;因此對(duì)水池世界中的許多現(xiàn)象就無(wú)法作出合理的解釋?zhuān)鐬槭裁?ldquo;睡蓮自己能夠運(yùn)動(dòng)”?它們對(duì)此會(huì)“困惑不解”。]
我想,鯉魚(yú)“科學(xué)家們”將會(huì)聰明地杜撰某種虛構(gòu)的東西── 它被稱(chēng)為“力”,來(lái)掩蓋自己的無(wú)知。由于不能理解在看不見(jiàn)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(dòng),是因?yàn)橛幸环N看不見(jiàn)的神秘力在對(duì)它起作用。它們可能給這種錯(cuò)覺(jué)起一個(gè)高深莫測(cè)的名稱(chēng)(如超距作用,或沒(méi)有任何接觸睡蓮即會(huì)運(yùn)動(dòng)的能力)。[這段文字說(shuō)明,鯉魚(yú)看不見(jiàn)另外的一個(gè)平行世界,看不見(jiàn)水池世界中的水,因而對(duì)水池世界中發(fā)生的許多現(xiàn)象,例如睡蓮的運(yùn)動(dòng),就會(huì)由于“無(wú)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(gè)鯉魚(yú)“科學(xué)家”,事情將會(huì)怎么樣呢?[以上的文字?jǐn)⑹隽俗髡咤谙膈庺~(yú)怎樣觀察它們賴(lài)以生存的水池世界;從這一段開(kāi)始,作者又突發(fā)奇想,如果讓鯉魚(yú)來(lái)到“另一個(gè)平行的世界”,即人類(lèi)生存的世界,它們又會(huì)怎樣地觀察這個(gè)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(yú)又將怎樣看待這件事呢?對(duì)于它們而言,這確實(shí)是一件可怖的事情。它們第一次意識(shí)到有一位鯉魚(yú)“科學(xué)家”從它們的字宙中消失了。就那么簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單,沒(méi)有留下任何蹤跡。不管在它們的宇宙中怎么尋找,就是沒(méi)有這條丟失的鯉魚(yú)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(yú)“科學(xué)家”便突然冒了出來(lái)。對(duì)于別的鯉魚(yú)而言,這真是一個(gè)奇跡。[這段文字向我們暗示了兩點(diǎn):一是鯉魚(yú)對(duì)“另一個(gè)平行世界”都持有一種恐懼的態(tài)度,二是鯉魚(yú)創(chuàng)造了從“另一個(gè)世界”生還的奇跡,說(shuō)明“另一個(gè)世界”的確存在,而且并不可怕。]
待神志鎮(zhèn)定之后,這位鯉魚(yú)‘科學(xué)家”就會(huì)講述一個(gè)真正令它們驚詫不己的傳奇故事。它說(shuō):“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(jiàn)過(guò)的奇形怪狀的物體。最奇怪的是那個(gè)抓住我的生物竟然一點(diǎn)也不像魚(yú)。更使我震驚的是,無(wú)論如何也看不到它的鰭,但是沒(méi)有鰭它還是能夠運(yùn)動(dòng)。我感覺(jué)到熟悉的自然規(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(duì)于鯉魚(yú)是怪誕的,大多數(shù)魚(yú)都認(rèn)為這完全是胡說(shuō)八道。)[讀這段文字要抓住它的中心句:“我感覺(jué)到熟悉的自然規(guī)律不再適合于這個(gè)冥冥世界”。這說(shuō)明適合這個(gè)宇宙的規(guī)律將不適合另一個(gè)宇宙。括弧內(nèi)的文字強(qiáng)調(diào)了要鯉魚(yú)們突破常規(guī)思維的模式,接受和承認(rèn)存在“另一個(gè)世界”的理論是很困難的。]
以上文字作者敘述了他兒時(shí)在水池邊的遐想。這番遐想的要點(diǎn)是:一、對(duì)鯉魚(yú)來(lái)說(shuō)存在著兩個(gè)平行的宇宙,一個(gè)宇宙中的自然規(guī)律不適合于另一個(gè)宇宙。但是,這兩個(gè)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(yú)生存的宇宙。而且當(dāng)我抓起鯉魚(yú)的時(shí)候,鯉魚(yú)也可以從它生存的宇宙來(lái)到“我”生存的宇宙。二、鯉魚(yú)只承認(rèn)它“看得見(jiàn)摸得著”的宇宙,不承認(rèn)它“看不見(jiàn)”的另一個(gè)宇宙,而且即便對(duì)自身賴(lài)以生存的宇宙,也有許多的東西鯉魚(yú)是“看不見(jiàn)”,因而也是不會(huì)承認(rèn)的,由于這種“無(wú)知”,所以鯉魚(yú)對(duì)世界的認(rèn)識(shí)有很大的局限,對(duì)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(dòng)有趣,令人“快樂(lè)”而且“陶醉”,但是,又怎么能“極大地豐富”他“對(duì)世界的理解力”,引導(dǎo)他“走上成為一個(gè)理論物理學(xué)家的歷程”呢?你如果想要“打破沙鍋問(wèn)到底”,那就請(qǐng)繼續(xù)閱讀下文。
我常想,我們就像自鳴得意地在池中游動(dòng)的鯉魚(yú)。[作者由魚(yú)及人,展開(kāi)相似聯(lián)想。]我們的一生就在我們自己的“池子”里度過(guò),以為我們宇宙只包含那些看得見(jiàn)摸得著的事物。就像鯉魚(yú)一樣,我們認(rèn)為宇宙之中只包含有熟悉可見(jiàn)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(rèn)為我們所處的宇宙是由長(zhǎng)、高、寬三維空間加上時(shí)間,即四維空間?,F(xiàn)在理論物理學(xué)界有人認(rèn)為,我們宇宙的空間超過(guò)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(chǎng)理論數(shù)學(xué)模式支持高維空間。)[作者從兩個(gè)方面揭示人對(duì)宇宙的理解和鯉魚(yú)極其相似。鯉魚(yú)只承認(rèn)自己賴(lài)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(rèn)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(yú)認(rèn)為自己的宇宙中只包含“那些看得見(jiàn)摸得著的事物”,人也是這樣,“認(rèn)為宇宙之中只包含有熟悉可見(jiàn)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?yàn)樗麄儾荒苡醚蹤z驗(yàn)出充滿于我們周?chē)臻g的不可看見(jiàn)的各種振動(dòng)。一些科學(xué)家鄙視更高維數(shù)世界的說(shuō)法①,是因?yàn)樗麄儾荒茉趯?shí)驗(yàn)室里便利地驗(yàn)證它。(①更高維數(shù)世界的說(shuō)法:現(xiàn)代理論物理學(xué)認(rèn)為,統(tǒng)一四種力即引力、電磁力、強(qiáng)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(duì)于古人來(lái)講,風(fēng)暴是怎樣產(chǎn)生的,風(fēng)暴會(huì)襲擊什么地方,什么時(shí)候襲來(lái),什么時(shí)候結(jié)束,他們是一無(wú)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(lái)觀察,即使有簡(jiǎn)單的預(yù)報(bào),也都是靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)推測(cè)的。現(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(lái)神秘莫測(cè)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(dòng)向。同樣,理論物理學(xué)家認(rèn)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(shí),就能得到一種簡(jiǎn)單、漂亮的解決模型,科學(xué)家認(rèn)為宇宙應(yīng)該是簡(jiǎn)單、和諧的。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(guò)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(kāi)。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(wú)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(yú)一樣只相信一個(gè)“看得見(jiàn)摸得著”的宇宙,所以人類(lèi)的認(rèn)識(shí)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(wú)法解釋“不可看見(jiàn)的各種振動(dòng)”(暗物質(zhì));科學(xué)家堅(jiān)持用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證科學(xué)結(jié)論,但是更高維數(shù)世界無(wú)法用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。]
作者在這段文字通過(guò)相似聯(lián)想告訴我們,原來(lái)童年的遐想中,蘊(yùn)含了現(xiàn)代物理學(xué)中一門(mén)很深?yuàn)W的學(xué)問(wèn),即高維空間或者統(tǒng)一場(chǎng)的理論。這便揭示了童年的遐想與后來(lái)“成為一個(gè)理論物理學(xué)家”的某種內(nèi)在的聯(lián)系。
此后,我一直對(duì)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(lèi)歷險(xiǎn)故事,其中講述的是時(shí)間旅行者進(jìn)入別的多維空間,探索我們看不見(jiàn)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(zhǎng)大后想知道,是否在百慕大三角①神秘消失的船只進(jìn)入了一個(gè)空間漏洞,我對(duì)阿西莫夫的《基地》系列②驚嘆不已,書(shū)中超維空間旅行的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了一個(gè)銀河帝國(guó)的興起。(①百慕大三角:亦稱(chēng)魔鬼三角區(qū)和喪命地獄。指北起百慕大,西到美國(guó)佛羅里達(dá)州的邁阿密,南至波多黎各的一個(gè)三角形海域,面積約40萬(wàn)平方英里。從1945年開(kāi)始,據(jù)說(shuō)已有50多只船和20多架飛機(jī)在此處神秘失蹤。②《基地》系列,阿西莫夫所著描寫(xiě)銀河帝國(guó)興衰的科幻小說(shuō)系列,包括前傳《基地前奏》《邁向基地》,三部曲《基地》《基地與帝國(guó)》《第二基地》,續(xù)集《基地邊緣》《基地與地球》。)[這段文字寫(xiě)由于童年的遐想而激發(fā)起來(lái)的對(duì)科幻小說(shuō)的極大興趣。]
以上是課文的第二部分,寫(xiě)童年的遐想。作者在童年總愛(ài)“提出一些只有小孩兒才問(wèn)的傻乎乎的問(wèn)題”,而這“傻乎乎的問(wèn)題”中,其實(shí)蘊(yùn)含著現(xiàn)代物理科學(xué)中最深?yuàn)W的課題,正是這些問(wèn)題吸引著自己對(duì)于高維空間及相關(guān)科幻小說(shuō)的濃厚興趣。讀完這一部分,我們?cè)陂_(kāi)頭提出的疑問(wèn)終于冰釋?zhuān)靼琢俗髡咄暝谒剡呌^賞游魚(yú)與他后來(lái)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?huì)提出新的疑問(wèn),童年的遐想對(duì)人的一生雖然有著重大的影響,但它畢竟是天真的、幼稚的,與現(xiàn)實(shí)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(shí),從而最終地引導(dǎo)他“走上成為一個(gè)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(shí)的第二件事也給我留下深刻的印象。我八歲時(shí)曾聽(tīng)過(guò)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。他們極其崇敬地講到他,稱(chēng)他是整個(gè)人類(lèi)歷史上最偉大的科學(xué)家。他們說(shuō)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?chē)囊磺?。我不理解他們想告訴我們的許多東西,但是最使我對(duì)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(shuō)他多年潛心于這個(gè)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(gè)偉大的科學(xué)家就是愛(ài)因斯坦,“他的未完成的論文”就是關(guān)于統(tǒng)一場(chǎng)論的論文。]
我被這個(gè)故事迷住了。對(duì)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(wèn)題可能會(huì)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(ài)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(shí)間靜靜閱讀我能夠找到的關(guān)于這個(gè)偉人和他的理論的每一本書(shū)。這種記憶到現(xiàn)在仍然溫暖如春。我讀完當(dāng)?shù)貓D書(shū)館的書(shū)之后,就開(kāi)始在全市搜尋圖書(shū)館和書(shū)店.急切地查找有關(guān)線索。不久我就知道這個(gè)故事比任何的神秘謀殺故事更加激動(dòng)人心,也比我曾想像的任何事情都重要。我決定要對(duì)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(shuō)明促成自己最終走上成為一個(gè)理論物理學(xué)家的歷程的是愛(ài)因斯坦,是愛(ài)因斯坦的對(duì)科學(xué)的執(zhí)著的探索精神和崇高的獻(xiàn)身精神。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(shuō)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,耐得住名利的誘惑,必須有奉獻(xiàn)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(ài)因斯坦的感召之下,決心對(duì)這一“神秘”理論“刨根究底”,即使一輩子事業(yè)無(wú)成、功名無(wú)望,也義無(wú)反顧,“在所不辭”。這“在所不辭”四個(gè)字力如千鈞,表明了作者堅(jiān)定不移的決心。]
不久,我就知道愛(ài)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(chǎng)論①。(①統(tǒng)一場(chǎng)論:根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)知識(shí),將我們的宇宙結(jié)合起來(lái)的力有四種:引力、電磁力、強(qiáng)核力和弱核力。愛(ài)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,最終也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。現(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(chǎng)理論,運(yùn)用量子力學(xué),已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來(lái),被稱(chēng)為“標(biāo)準(zhǔn)模型”。但是這一理論因?yàn)橛?jì)算繁復(fù)無(wú)比而讓人頭疼,引力仍然游離在外。)這個(gè)理論能解釋所有的自然規(guī)律,從細(xì)小的原子到浩瀚的星系。然而,作為一個(gè)孩子,我卻不能理解,暢游在茶園池水中的鯉魚(yú)和愛(ài)因斯坦桌上未完成的論文可能存在著某種聯(lián)系。對(duì)于用更高的維數(shù)可能是解決統(tǒng)一場(chǎng)論的關(guān)鍵這一點(diǎn)我不理解。[作者用這段文字歸結(jié)了對(duì)童年兩件趣事的敘述。]
以上是文章的第三部分寫(xiě)童年的第二件趣事,即愛(ài)因斯坦對(duì)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(shuō)明了自己為什么會(huì)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(guò)來(lái)的呢?請(qǐng)你繼續(xù)閱讀下文。
后來(lái),在高中階段,我看完了許多地方圖書(shū)館中這方面的書(shū),并且常常造訪斯坦福大學(xué)的物理學(xué)圖書(shū)館。在那里,我發(fā)現(xiàn)愛(ài)因斯坦的工作使一種稱(chēng)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(chēng)為物質(zhì),由反粒子組成的稱(chēng)為反物質(zhì)。愛(ài)因斯坦曾經(jīng)根據(jù)相對(duì)論預(yù)言過(guò)反物質(zhì)的存在:“對(duì)于一個(gè)質(zhì)量為m,所帶電荷為e的物質(zhì),一定存在一個(gè)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(huì)湮沒(méi)①,并且猛然釋放出能量。(①湮沒(méi):當(dāng)一種基本粒子和它的反粒子相遇時(shí),兩個(gè)粒子一起消失而轉(zhuǎn)化為他種基本粒子的現(xiàn)象。正因?yàn)槿绱?,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(shuō)是“原子對(duì)撞機(jī)①”,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)。(①原子對(duì)撞機(jī):1931年,英國(guó)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(lái)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(wàn)電子伏的中子,成功地分裂了鋰原子核。這個(gè)靜電加速器便是最先的原子對(duì)撞機(jī)。后來(lái)美國(guó)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(qiáng)大的回旋加速器。)[高中階段時(shí)作者即意識(shí)到,研究統(tǒng)一場(chǎng)理論必須有“原子對(duì)撞機(jī)”,以找到“反物質(zhì)”。]
年輕人的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是不會(huì)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(duì)于大多數(shù)成年人而言通常似乎又很難超越。沒(méi)有考慮所要涉及的困難,我就開(kāi)始著手建立我自己的原子對(duì)撞機(jī)。我一直研究科學(xué)文獻(xiàn),最后我確信能夠建造一臺(tái)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(wàn)電子伏特(100 萬(wàn)電子伏特是指電子在100 萬(wàn)伏特的電場(chǎng)中被加速后所獲得的能量)。[此段寫(xiě)作者打破迷信,克服困難,著手建立自己的原子對(duì)撞機(jī)。]
首先.我購(gòu)買(mǎi)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?gòu)堄煞次镔|(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(cāng)庫(kù),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(chē)間建造一個(gè)2.3 百萬(wàn)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(chǎng),我說(shuō)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(chǎng)中纏繞22 英里(l 英里=1. 61 千米)長(zhǎng)的銅線。我們把整整一個(gè)圣誕假日花費(fèi)在這條50 碼(l 碼=0.91米)長(zhǎng)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(dòng)路徑發(fā)生彎曲。[此段具體敘述自己建立原子對(duì)撞機(jī)所經(jīng)過(guò)的艱難歷程。]
當(dāng)最后建成時(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(duì)于她不能有一個(gè)在棒球場(chǎng)或籃球場(chǎng)玩要、反而有一個(gè)在汽車(chē)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(chǎng)強(qiáng)2 萬(wàn)多倍的磁場(chǎng),而這正是加速一束電子所必需的。[最后寫(xiě)自己取得的成果。文章用“媽媽搖頭”這一細(xì)節(jié),暗示自己這項(xiàng)科研成果的深遠(yuǎn)意義不易為常人所理解。]
課文第四部分?jǐn)⑹隽俗髡咦鳛橐粋€(gè)理論物理學(xué)家所邁出的第一步歷程,具體來(lái)說(shuō)就是他建立原子對(duì)撞機(jī)的艱難過(guò)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(jiǎn),終于取得成功。作者的成功之路無(wú)一不處處體現(xiàn)了愛(ài)因斯坦的探索精神和奉獻(xiàn)精神,無(wú)一不處處體現(xiàn)了童年趣事對(duì)他的深遠(yuǎn)影響。
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