7.2《一名物理学家的教育历程》课件(共54张PPT)统编版高中语文必修下册

(课件网) 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！ 一名物理学家的教育历程 教学目标与核心素养 教学目标 1. 了解科学、认识科学，体会科学研究的艰辛。 2. 以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。 3. 感受科学家在探求真理中所表现的人格魅力，探索科学发现的乐趣。 知人论世 一 作者简介 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。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》。 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》、《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。 理论物理学家vs实验物理学家 在一个物理学家更偏重理论的情况下，他（她）被称为理论物理学家。 而如果偏重实验，则称为实验物理学家。 理论物理学的常用方法是理想实验，就是在脑子里做实验。 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 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 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 ... ...