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《一名物理学家的教育历程》逐字稿/教案

【背景资料】

一、作者介绍

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》。

二、相关知识

为了更好地理解课文，我们需要了解一些相关的理论物理学知识：

（1）统一场论

根据现代物理学知识，将我们的宇宙结合起来的力有四种：引力、电磁力、强核

力和弱核力。物理学家运用量子力学，已经把后三种力统一起来（美籍华裔物理学家

杨振宁和他的学生米尔斯提出杨一米尔斯场理论，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，建立一个大一统的理论，最终也没有实现。

（2）高维空间

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

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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、合谐的）。

高维空间理论认为，宇宙大爆炸后10-43秒，十维宇宙分解成四维宇宙和六维宇

宙，四维宇宙暴胀，经过近一百五十亿年，演变成今天我们生活的宇宙。大爆炸后10-

35秒，大统一力分开。但是高维空间理论很难在实验室中得到证实，因为要模拟当时

的环境，需要的能量太大，根本无法做到，所以现在高维空间理论只能是“理论”。

【教学目标】

一、知识教育目标

引导学生从生活出发，了解科学、认识科学。

二、能力培养目标

引导学生以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。

三、德育渗透目标

引导学生体会科学精神。

【重点、难点及解决办法】

高维空间对普通人来说，是很难想像的。所以，教学重点是文章内容，而不是相

关的科学知识。相关知识教师有所了解，能帮助教学课文即可，不必教授给学生。

【课时安排】1课时

【教学步骤】

一、导入新课

成为一位科学家是无数有志青年的梦想，对物理的探究更是许多年轻的学子孜孜

以求的，我们来看一下加来道雄的成长道路，或许能得到一些启发。（板书）一名物

理学家的教育历程

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二、明确目标

1．引导学生从生活出发，了解科学、认识科学

2．引导学生以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。

三、整体感知

1．作者简介（上文有）

2．本文的基本结构

文章的题目是“一名物理学家的教育历程”，因此，叙述的顺序主要是历时性的。

但是，作者开头就说“童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力，并且引导我

走上成为一个理论物理学家的历