人教版高中語(yǔ)文《宇宙的未來(lái)》導(dǎo)學(xué)案

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1、 13 宇宙的未來(lái) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、學(xué)習(xí)本文生動(dòng)、幽默的演講風(fēng)格，感受語(yǔ)言的幽默生動(dòng)帶來(lái)的親和力和輕松感。 2、感受科學(xué)精神，增進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)科學(xué)思辨能力和愛(ài)科學(xué)、用科學(xué)的熱情。 學(xué)習(xí)重點(diǎn) 學(xué)習(xí)本文生動(dòng)、幽默的演講風(fēng)格，感受語(yǔ)言的幽默生動(dòng)帶來(lái)的親和力和輕松感。 學(xué)習(xí)難點(diǎn) 準(zhǔn)確地感知和理解文中重要語(yǔ)句。 學(xué)習(xí)課時(shí) 一課時(shí) 學(xué)習(xí)方法 自主、合作、探究 知識(shí)鏈接： 1、關(guān)于作者 斯蒂芬.霍金，是本世紀(jì)享有國(guó)際盛譽(yù)的偉人之一，現(xiàn)年60多歲，出生于伽利略逝世周年紀(jì)念日，劍橋大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)及理論物理學(xué)系教授，當(dāng)代最重要的廣義相對(duì)論和宇宙論家。70年代他與彭羅斯一道證明了著名的奇

2、性定理，為此他們共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎(jiǎng)。他因此被譽(yù)為繼愛(ài)因斯坦之后世界上最著名的科學(xué)思想家和最杰出的理論物理學(xué)家”。他還證明了黑洞的面積定理。他擔(dān)任的職務(wù)是劍橋大學(xué)有史以來(lái)最為崇高的教授職務(wù)，那是牛頓和狄拉克擔(dān)任過(guò)的盧卡遜數(shù)學(xué)教授。他擁有幾個(gè)榮譽(yù)學(xué)位，是皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。他因患盧伽雷氏癥（肌萎縮性側(cè)索硬化癥），禁錮在一張輪椅上達(dá)20年之久，他卻身殘志不殘，使之化為優(yōu)勢(shì)，克服了殘廢之患而成為國(guó)際物理界的超新星。他不能寫(xiě)，甚至口齒不清，但他超越了相對(duì)論、量子力學(xué)、大爆炸等理論而邁入創(chuàng)造宇宙的“幾何之舞”。盡管他那么無(wú)助地坐在輪椅上，他的思想?yún)s出色地遨游到廣袤的時(shí)空，解開(kāi)了宇宙之謎。 霍金

3、教授也是現(xiàn)代科普小說(shuō)家，他的代表作是1988年撰寫(xiě)的《時(shí)間簡(jiǎn)史》，這是一篇優(yōu)秀的天文科普小說(shuō)。作者想象豐富，構(gòu)思奇妙，語(yǔ)言?xún)?yōu)美，字字珠璣，更讓人咋驚世界之外，未來(lái)之變，是這樣的神奇和美妙。這本書(shū)至今累計(jì)發(fā)行量已達(dá)2500萬(wàn)冊(cè)，被譯成近40種語(yǔ)言。1992年耗資350萬(wàn)英鎊的同名電影問(wèn)世。霍金堅(jiān)信關(guān)于宇宙的起源和生命的基本理念可以不用數(shù)學(xué)來(lái)表達(dá)，世人應(yīng)當(dāng)可以通過(guò)電影——這一視聽(tīng)媒介來(lái)了解他那深?yuàn)W莫測(cè)的學(xué)說(shuō)。本書(shū)是關(guān)于探索時(shí)間本質(zhì)和宇宙最前沿的通俗讀物，是一本當(dāng)代有關(guān)宇宙科學(xué)思想最重要的經(jīng)典著作，它改變了人類(lèi)對(duì)宇宙的觀念。本書(shū)一出版即在全世界引起巨大反響?！稌r(shí)間簡(jiǎn)史》對(duì)我們這些喜用言語(yǔ)表達(dá)甚于方程

4、表達(dá)的讀者而言是一本里程碑式的佳書(shū)。它長(zhǎng)于一個(gè)對(duì)人類(lèi)思想有接觸貢獻(xiàn)者之手，這是一本對(duì)知識(shí)無(wú)限追求之作，是對(duì)時(shí)空本質(zhì)之謎不懈探討之作。 2、中西古代對(duì)宇宙的關(guān)注與研究 中國(guó)古代的宇宙學(xué)說(shuō)，有渾天說(shuō)、蓋天說(shuō)、宣夜說(shuō)等。渾天說(shuō)認(rèn)為，“渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞子中黃，孤居于天內(nèi)，天大而地小。天表里有水，天之包地，猶殼之裹黃。天地各乘氣而立，載水而浮?！?《張衡渾儀注》)蓋天說(shuō)認(rèn)為，“天似蓋笠，地法覆盤(pán)”(《晉書(shū)?天文志》)，天地都是穹形的，如同一個(gè)同心的球穹，相距八萬(wàn)里。宣夜說(shuō)認(rèn)為，“天了無(wú)質(zhì)，仰而瞻之，高遠(yuǎn)無(wú)極，眼瞀精絕，故蒼蒼然也?！?《晉書(shū)?天文志》)就是說(shuō)“天”不是一個(gè)固體的“天穹

5、”，不過(guò)充滿(mǎn)了無(wú)邊無(wú)際的氣體，日月星辰都在這氣體中浮動(dòng)。 在西方，古希臘人也有多種宇宙學(xué)說(shuō)。公元前600年左右，住在米利都的古希臘哲學(xué)家泰利斯認(rèn)為地球是一個(gè)圓盤(pán)，漂浮在一片汪洋中。他的弟子阿那克西曼德認(rèn)為天空是包圍地球的一個(gè)球?qū)?，恒星在?nèi)層，太陽(yáng)和月亮在外層。畢達(dá)哥拉斯認(rèn)為，地球、月亮、太陽(yáng)、行星和恒星都在一個(gè)同心球上圍繞中央作為旋轉(zhuǎn)。托勒密總結(jié)了古希臘的天文學(xué)成就，著《天文學(xué)大成》，認(rèn)為地為球形，靜止不動(dòng)，處于宇宙的中心，其他天體圍繞地球運(yùn)行，創(chuàng)立了“地心說(shuō)”，統(tǒng)治西方天文學(xué)界一千四百多年，直到波蘭天文學(xué)家哥白尼在16世紀(jì)發(fā)表《天體運(yùn)行論》，創(chuàng)立日心說(shuō)。17世紀(jì)，意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家伽

6、利略親手制造天文望遠(yuǎn)鏡，開(kāi)拓了人們的天文視野。德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒提出了行星運(yùn)動(dòng)的三大定律，英國(guó)物理學(xué)家牛頓用力學(xué)的引力原理解釋開(kāi)普勒的行星運(yùn)動(dòng)定律，創(chuàng)立了天體力學(xué)。 3、宇宙大爆炸理論簡(jiǎn)介： 現(xiàn)代宇宙學(xué)最有影響的學(xué)說(shuō)是大爆炸宇宙學(xué)。大爆炸宇宙學(xué)認(rèn)為，宇宙早期溫度極高(在100億度以上)，物質(zhì)密度極大。在那里，物質(zhì)被壓縮成一個(gè)奇點(diǎn)，時(shí)間和空間都毫無(wú)意義。大約200億年前，發(fā)生“爆炸”，溫度逐漸冷卻，形成各種各樣的恒星體系，也就是我們今天所能觀測(cè)到的宇宙。 宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)是逐漸形成的。20世紀(jì)初，愛(ài)因斯坦的相對(duì)論改變了科學(xué)家研究宇宙的方法。1927年，比利時(shí)天文學(xué)家勒梅特第一個(gè)提出了動(dòng)態(tài)宇宙

7、模型，認(rèn)為宇宙是從一種“原始原子”不斷分裂、膨脹形成的。他推測(cè)：如果宇宙中物質(zhì)的質(zhì)量小于某個(gè)臨界值，宇宙就會(huì)繼續(xù)膨脹下去，成為“開(kāi)放的宇宙”；反之，就會(huì)坍縮，成為“閉合的宇宙”。1948年，出生在俄國(guó)的美籍物理學(xué)家伽莫夫發(fā)展了這一理論，提出了“大爆炸”學(xué)說(shuō)。 大爆炸學(xué)說(shuō)得到了以下天文觀測(cè)的支持。(1)河外星系有系統(tǒng)地譜線(xiàn)紅移(課文中涉及到)。1917年，美國(guó)天文學(xué)家斯里弗發(fā)現(xiàn)河外星系譜線(xiàn)有系統(tǒng)地向紅端移動(dòng)，表明這些遙遠(yuǎn)的天體正在離我們遠(yuǎn)去。1929年，美國(guó)天文學(xué)家哈勃發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的星系都有紅移現(xiàn)象。星系距離越遠(yuǎn)，紅移越大。這種紅移與距離之間的線(xiàn)性關(guān)系，稱(chēng)為哈勃定律。(2)在各種不同的天體上

8、，氦的密度相近，大都是30%。根據(jù)大爆炸理論，早期宇宙溫度很高，所以產(chǎn)生氦的效率也很高。(3)測(cè)定各種天體的年齡，均小于200億年。(4)宇宙微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)(課文中涉及到)。 4、黑洞解答 究竟什么是黑洞?黑洞是由具有極大質(zhì)量的超巨星在塌陷時(shí)所形成的，恒星的核心在本身重量的影響下非?？焖俚氖湛s，并釋放出強(qiáng)勁的暴發(fā)能量，如果核心物質(zhì)大得使塌陷無(wú)限地繼續(xù)下去，便產(chǎn)生了黑洞，在重力巨大的擠壓下，所留下的物質(zhì)有難以想像的高密度。由于黑洞的質(zhì)量非常大，使得它們具有強(qiáng)大的重力場(chǎng)，這些力量大的連光線(xiàn)也無(wú)法逃出它的手掌心，這也就是為什么它要叫做黑洞的原因了，在它的邊界內(nèi)你看不到任何東西。 “黑洞”，

9、顧名思義就是一個(gè)漆黑的洞。因其引力過(guò)強(qiáng)，以至于連自己發(fā)出的光線(xiàn)都無(wú)法由其中逃脫而出。就連光線(xiàn)由外射入，也像射入無(wú)底洞。然而大質(zhì)量塌縮的恒星是如何到達(dá)此情境的呢?試想一物體于一塌縮星的表面，隨著恒星塌落而凝縮，不停的靠向中心，重力愈來(lái)愈強(qiáng)。(天體的重力離中心愈近愈大)而恒星愈收縮，要離開(kāi)它的表面速度要求愈大。當(dāng)恒星塌縮到到光速時(shí)，已幾乎無(wú)任何物體可逃脫而出。而塌縮到光速都無(wú)法逃出時(shí)，任何物體都不可能再?gòu)暮诙粗谐鰜?lái)。當(dāng)恒星塌縮到此一境界時(shí)，這時(shí)黑洞所呈現(xiàn)的半徑就稱(chēng)為「史瓦西半徑」。假設(shè)地球也做如此的塌縮，那此時(shí)地球的史瓦西半徑就為一厘米寬。但恒星并非一定凝縮到此程度才形成不可逃脫的表面。質(zhì)量愈大，

10、其史瓦西半徑內(nèi)的物質(zhì)密度愈小。如質(zhì)量是太陽(yáng)一億倍的，縮到水的密度便達(dá)到史瓦西半徑了。 　　黑洞是一去不復(fù)返的深淵，但在靠近黑洞時(shí)，由于時(shí)間的延滯，會(huì)發(fā)生許多奇妙的事。黑洞旅行者穿越事界，按他的計(jì)時(shí)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，只是很短的時(shí)間，但對(duì)遠(yuǎn)方的觀測(cè)者來(lái)說(shuō)，其結(jié)果卻是恰恰相反。他看見(jiàn)愈近事界，宇航員的身影愈薄，接近事界愈緩慢?；鸺裏o(wú)限靠近事界，但總不能到達(dá)。外界的人看事界亦為如此，也是越塌縮越緩慢，形狀也越朦朧，塌縮星就像是漸漸凝住了，所以以前把這現(xiàn)象叫做「塌縮星凝止」。凝止的界面就稱(chēng)為「凝止界面」(Staticlimit)。而當(dāng)塌縮接近事界時(shí)，星光迅速黯淡。對(duì)于是太陽(yáng)質(zhì)量十倍的星，就在凝止那一剎那，在百

11、萬(wàn)分之四秒內(nèi)全部化為烏有。所以我們無(wú)從得知黑洞是如何形成的。然而黑洞周?chē)臅r(shí)空彎曲的性質(zhì)，對(duì)人的壽命有特殊影響。它周?chē)臅r(shí)間進(jìn)度緩慢，也許這可以做為一種變時(shí)機(jī)制，勇敢涉足于事界邊緣也許可以不老不死。但在黑洞的邊緣要求很大的加速度。愈靠近黑洞，要求的加速度越大，時(shí)間延滯也越厲害。 理論上，黑洞的質(zhì)量并沒(méi)有多大或多小的限制。任何大小的質(zhì)量如果被壓縮到足夠高的密度，在理論上都有可能形成黑洞。我們認(rèn)為大多數(shù)實(shí)際存在的黑洞是有大質(zhì)量的恒星死亡后產(chǎn)生的，所以我們認(rèn)為那些黑洞和那些大質(zhì)量的恒星一樣重。一個(gè)恒星級(jí)黑洞的典型質(zhì)量差不多是太陽(yáng)的十倍，或者說(shuō)是10^(30)千克。天文學(xué)家們也認(rèn)為許多星系的中心都有

12、質(zhì)量巨大的黑洞。它們的質(zhì)量大約是太陽(yáng)的一百萬(wàn)倍，或者說(shuō)是10^(36)千克。 預(yù)習(xí)檢測(cè)： 1、注音 恍惚 混飩 迄今 告罄 臭名昭著 模棱兩可 2作者及其相關(guān)內(nèi)容： 霍金，英國(guó) 學(xué)家。其作品《 》在全世界行銷(xiāo)千萬(wàn)冊(cè)，本文是霍金在1991年1月在 的一次演講。 學(xué)習(xí)內(nèi)容： 1、課文談的內(nèi)容要點(diǎn)是什么？ 2、這篇演講稿的結(jié)構(gòu)思路怎樣？ 質(zhì)疑探究 1.根據(jù)作者的論述，我們目前所能看到的宇宙物質(zhì)最多是“臨界值”的百分之一，似乎

13、不足以使宇宙坍縮。然而作者又指出，“也許存在足夠的暗物質(zhì)，使宇宙最終坍縮”。宇宙中存在暗物質(zhì)的證據(jù)是什么?作者又舉了哪兩種假說(shuō)，說(shuō)明現(xiàn)在的宇宙密度可能就在臨界狀態(tài)? 2.試舉出三個(gè)例子，分析本文演講語(yǔ)言的表達(dá)效果。 3、霍金對(duì)宇宙未來(lái)的預(yù)言主要有哪些觀點(diǎn)？ 課堂精煉 1、作者在第一段中為什么說(shuō)“即便我們知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)フZ(yǔ)言遙遠(yuǎn)的未來(lái)”？原因分析錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（ ） A.物理方程的解會(huì)呈現(xiàn)出一種稱(chēng)作混沌的性質(zhì)。 B.方程可能是不穩(wěn)定的。 C.制約大腦的方程幾乎肯定具有混沌行為，初始態(tài)的非常

14、小的改變會(huì)導(dǎo)致非常不同的結(jié)果。 D.我們只是對(duì)宇宙的有關(guān)定律有所了解，缺乏深入的研究。 2、為什么科學(xué)“不能預(yù)言人類(lèi)社會(huì)的未來(lái)”，卻“可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來(lái)”（ ） A.因?yàn)榍罢呤腔煦绲?，不確定的；而“宇宙的行為在非常大尺度下是簡(jiǎn)單的，而不是混沌的。因此我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來(lái)”。 B.人類(lèi)社會(huì)的未來(lái)是復(fù)雜的，而宇宙的行為在非常大尺度下是混沌的。 C.因?yàn)榍罢呤谴_定的，所以預(yù)言困難；而“宇宙的行為在非常大尺度下是混沌的，因此我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來(lái)”。 D.人來(lái)社會(huì)的未來(lái)根本就無(wú)法語(yǔ)言的，因?yàn)榉匠淌俏ㄒ坏模钪娴男袨樵诜浅４蟪叨认率怯幸?guī)律的，因此我們可以預(yù)言宇宙

15、遙遠(yuǎn)的未來(lái)。 3、下列對(duì)作者對(duì)宇宙的未來(lái)的預(yù)言與巫師、宗教預(yù)言家對(duì)人類(lèi)社會(huì)未來(lái)的預(yù)言的說(shuō)法錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（ ） A.作者的預(yù)言是有科學(xué)根據(jù)的，是運(yùn)用天體物理學(xué)理論進(jìn)行的科學(xué)推測(cè)、科學(xué)預(yù)言。 B.巫師、宗教預(yù)言家的預(yù)言是沒(méi)有科學(xué)根據(jù)可言的。 C.因?yàn)橹萍s大腦的方程式混沌的，所以.巫師、宗教預(yù)言家對(duì)人類(lèi)社會(huì)的預(yù)言注定就是荒唐的。 D.作者對(duì)宇宙的未來(lái)的預(yù)言與巫師、宗教預(yù)言家對(duì)人類(lèi)社會(huì)未來(lái)的預(yù)言，就本質(zhì)來(lái)說(shuō)，沒(méi)有區(qū)別，因?yàn)槿祟?lèi)社會(huì)的未來(lái)根本就是無(wú)法預(yù)言的。 4、本文在論述過(guò)程中，常常用一些生動(dòng)的修辭方法來(lái)說(shuō)明事理。對(duì)此，下列說(shuō)法不正確的一項(xiàng)是（ ） A.“例如，如果你稍

16、微改變一下你旋轉(zhuǎn)輪賭盤(pán)的方式，就會(huì)改變出來(lái)的數(shù)字。你在實(shí)際上不可能預(yù)言出來(lái)的數(shù)字，否則的話(huà)，物理學(xué)家就會(huì)在賭場(chǎng)發(fā)財(cái)?！边@個(gè)比喻生動(dòng)地說(shuō)明了“即便我們知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來(lái)”。 B.“這有一點(diǎn)像是再投胎。如果有人聲稱(chēng)一個(gè)新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒(méi)從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱(chēng)有什么意義呢？人們可以同樣地講，它是完全不同的個(gè)體?！庇眠@個(gè)比喻形象地說(shuō)明宇宙在大擠壓處終結(jié)后，并不是任何發(fā)生在“之后”的事件都是另一個(gè)相分離的宇宙的部分。 C.“宇宙的其他地方對(duì)于地球上發(fā)生的任何事物根本不在乎。”用擬人的手法說(shuō)明在一段時(shí)間之后，就不

17、可能預(yù)言運(yùn)動(dòng)的細(xì)節(jié)。 D.“在地球大氣的情形下，這個(gè)時(shí)間尺度是五天的數(shù)量級(jí)，大約為空氣繞地球吹一圈的時(shí)間。”用擬人的手法形象地說(shuō)明人們沒(méi)有辦法對(duì)具體的天氣情況作出準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)。 5、這篇文章語(yǔ)言幽默風(fēng)趣，在說(shuō)明科學(xué)道理的同時(shí)，創(chuàng)造出一種輕松愉快的氣氛，體現(xiàn)了演講詞的特點(diǎn)。試舉出例子，分析其表達(dá)效果。 拓展延伸 閱讀與作者有關(guān)的短文，然后思考問(wèn)題。 霍金是一位偉大的科學(xué)家。人們對(duì)他的敬重，不僅在于他在理論物理方面的巨大貢獻(xiàn)，還在于他對(duì)人類(lèi)的這些貢獻(xiàn)，是在身患絕癥、全身癱瘓的情況下作出來(lái)的。一見(jiàn)到霍金的名字，不禁使人想到了高士其。 對(duì)于現(xiàn)在的青少年來(lái)說(shuō)，高士其的名字很可能

18、是陌生的，但對(duì)于上世紀(jì)五六十年代的青少年來(lái)說(shuō)，高士其可是一個(gè)響當(dāng)當(dāng)?shù)拿??！案呤科洹比齻€(gè)字頻頻出現(xiàn)在報(bào)刊電臺(tái)和中小學(xué)的課本上，如果要說(shuō)偶像，高士其可是那個(gè)時(shí)代許多青少年心目中的偶像。 霍金與高士其，兩人何其相似乃爾！ 其一，他們都是科學(xué)家。 其二，他們都是身患絕癥，全身癱瘓的科學(xué)家。 1927年，高士其入芝加哥大學(xué)醫(yī)學(xué)研究院攻讀細(xì)菌學(xué)，次年，在實(shí)驗(yàn)時(shí)不慎，受甲型腦炎病毒感染，留下嚴(yán)重后遺癥，后來(lái)病情不斷加重，造成全身癱瘓。那一年，高士其23歲。 1962年，霍金從英國(guó)牛津大學(xué)畢業(yè)到劍橋大學(xué)讀研究生，也是在“次年”，體檢時(shí)，被確診患上了 “肌萎縮性脊髓索硬化”這一無(wú)法治愈的疾病，后來(lái)，

19、身體每況愈下，以致全身癱瘓。那一年，霍金才21歲。 其三，他們的科學(xué)研究，都是在身體致殘以后，在常人難以想象的極為艱難的情況進(jìn)行的。 高士其致殘后，他仍以超人的毅力，堅(jiān)持學(xué)完了細(xì)菌學(xué)博士研究生的全部課程。回國(guó)后，他的工作的重心轉(zhuǎn)到了科普創(chuàng)作上。他的手癱瘓后，筆握不住了，甚至連說(shuō)話(huà)也困難，即使在這種情況下，他仍然堅(jiān)持創(chuàng)作。他先打好腹稿，然后艱難地發(fā)出模糊的喉音‘嗯嗯、喔喔’，一個(gè)字一個(gè)字地口述，由秘書(shū)、妻子和護(hù)士記錄整理。有時(shí)為了弄清一個(gè)字，往往要反復(fù)哼二十幾遍，記下一段話(huà)，要用半天時(shí)間…… 霍金致殘并癱瘓后，再也無(wú)法用自己的聲音表述他的思想，只能借助3個(gè)手指操縱按鈕輸入要說(shuō)的話(huà)，再經(jīng)由語(yǔ)

20、言合成器發(fā)出聲音，他的演講，就是采用這樣一種常人無(wú)法想象的困難方式進(jìn)行的。平常，霍金看書(shū)必須依賴(lài)翻書(shū)頁(yè)的機(jī)器，讀文獻(xiàn)時(shí)需要請(qǐng)人將每一頁(yè)都攤在大桌子上，然后驅(qū)動(dòng)輪椅如蠶吃桑葉般地逐頁(yè)閱讀；寫(xiě)作則是以平均一分鐘輸入10個(gè)單詞的“慢”速度進(jìn)行…… 最終，他們都取得了令人矚目的成就。 (1)從這兩人身上，你看到了什么精神品質(zhì)？ 答： （2）從這兩人的故事中，你受到什么啟發(fā)？ 答： 學(xué)習(xí)小結(jié) 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 閱讀下面的文字，完成后面題目。 觀測(cè)宇宙的新窗口 人類(lèi)最早用眼睛觀察宇宙，后來(lái)出現(xiàn)了光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，增加了觀測(cè)的距離，射電、紅外、紫外、X—射線(xiàn)、γ射線(xiàn)等望

21、遠(yuǎn)鏡的出現(xiàn)，擴(kuò)展了觀測(cè)宇宙的視野、然而，所有這些觀測(cè)手段的基礎(chǔ)，都是接受來(lái)自天體的電磁輻射，對(duì)于某些缺乏電磁輻射的“暗”天體，我們就會(huì)視而不見(jiàn)，引力波探測(cè)可以彌補(bǔ)這一缺陷。由于天體都具有質(zhì)量，因而只要探測(cè)器足夠靈敏。它們的運(yùn)動(dòng)都可由于輻射引力波而被檢測(cè)。預(yù)期中的黑洞就是一個(gè)例子。黑洞不輻射電磁波，而它們的產(chǎn)生和碰撞都將輻射出強(qiáng)烈的引力波。歷史上每一新的探測(cè)工具的使用，都伴隨著重大的天文學(xué)發(fā)現(xiàn)，如射電望遠(yuǎn)鏡“看”到了中子星，宇宙微波背景觀測(cè)發(fā)現(xiàn)3K宇宙背景輻射。可以預(yù)測(cè)，由于引力波攜帶著天體運(yùn)動(dòng)的大量原始信息，引力波探測(cè)也將在宇宙觀測(cè)上有新的發(fā)觀，引力波探測(cè)器將成為研究天然物理學(xué)的有力工具。這一

22、前景激發(fā)了天體引力波源的研究熱潮，極大地推動(dòng)了天文學(xué)和天體物理學(xué)的進(jìn)展。1992年物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)得主是美國(guó)的J. Taylor和R. Hulse，得獎(jiǎng)原因是他們對(duì)脈沖雙星PSRl913+16的發(fā)現(xiàn)和研究。這是一個(gè)罕見(jiàn)的雙脈沖系統(tǒng)，距離地球1. 5萬(wàn)光年，軌道偏心率大(～0. 6)，由于不對(duì)稱(chēng)性和高速的軌道運(yùn)動(dòng)而有強(qiáng)烈的引力輻射，輻射的能量損失使軌道周期變短. 從1974年開(kāi)始，經(jīng)過(guò)十多年觀測(cè)，得出軌道周期率為(-2. 45210)-1288-1。相當(dāng)于每年變化0.7秒。這與根據(jù)廣義相對(duì)論引力輻射理論的預(yù)期十分準(zhǔn)確地符合。這一觀測(cè)，成為存在引力輻射的第一間接觀測(cè)證據(jù)。 人們對(duì)引力波探測(cè)的興趣，

23、還在于這一探測(cè)對(duì)人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的重要作用。從物理學(xué)角度看，既然各種引力理論都預(yù)言了引力波的存在，并賦予它們以不同的特征(如傳播速度，偏震，能量輻射方式等)。引力波探測(cè)的結(jié)果將有助于區(qū)分理論的正確與否，從而推動(dòng)理論研究的進(jìn)展，對(duì)引力波性質(zhì)的深入了解，有助于引力場(chǎng)量子化學(xué)的理論研究，從而為大統(tǒng)一理論做出貢獻(xiàn)。 由于引力波探測(cè)需要大量高精儀器和技術(shù)，探測(cè)的要求將促進(jìn)這些技術(shù)的發(fā)展，超導(dǎo)量子干涉器(SQUID)和大功率釔鋁石榴激光器(Nd：YAG)就是例子。 …… 經(jīng)過(guò)20世紀(jì)前40年的努力，以愛(ài)因斯坦為代表的學(xué)術(shù)先驅(qū)建立了引力波的理論體系；以韋伯為代表的科技界從60年代開(kāi)始了引力波的實(shí)驗(yàn)探測(cè)，達(dá)

24、到理論上檢驗(yàn)靈敏度要求的引力波探測(cè)器可望在20世紀(jì)末建成。將近百年的不懈努力，反映了人們追求真知的熱忱。人們期望20世紀(jì)末建成的激光引力波探測(cè)器，在21世紀(jì)的頭十年取得突破，在地球上首次測(cè)到引力波訊號(hào)。 更多的引力波訊號(hào)的獲得將極大地開(kāi)闊人類(lèi)的宇宙視野，對(duì)獲得的引力波訊號(hào)特性的分析將促進(jìn)人類(lèi)對(duì)引力本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。有人認(rèn)為，人類(lèi)一旦掌握了引力波，所導(dǎo)致的社會(huì)效應(yīng)將可與人類(lèi)掌握電磁波相類(lèi)比。由于引力波具有極強(qiáng)的穿透力，作為宇宙間的通訊工具將具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。 也許最新的探測(cè)器仍未能發(fā)現(xiàn)引力波的“芳蹤”。那么，這將是對(duì)現(xiàn)有引力理論，特別是廣義相對(duì)論的極大挑戰(zhàn)，新的理論必將出現(xiàn)。作為近代科技前沿研究

25、的引力波探測(cè)熱潮，在世紀(jì)之交的時(shí)刻，由于面臨突破而更加“熱”了。近百年的努力使人們充分認(rèn)識(shí)到這一任務(wù)的艱巨性，需要各國(guó)科學(xué)家的共同努力?？茖W(xué)家們?cè)谶@方面已建立起良好的合作關(guān)系，新的突破，將是共同努力的結(jié)晶，這也是引力波探測(cè)的一個(gè)特點(diǎn)。 (節(jié)選自胡斯科《引力波探測(cè)》) 1、根據(jù)文意，下列對(duì)引力波探測(cè)器的說(shuō)明，錯(cuò)誤的一項(xiàng)是( ) A. 歷史上每一新的探測(cè)工具的使用，都伴隨著重大的天文學(xué)發(fā)現(xiàn)?？梢灶A(yù)測(cè)，由于引力波攜帶著天體運(yùn)動(dòng)的大量原始信息，引力波探測(cè)也將在宇宙觀測(cè)上有新的發(fā)現(xiàn)，引力波探測(cè)器將成為研究天體物理學(xué)的有力工具。 B. 達(dá)到理論上檢驗(yàn)靈敏度要求的引力波探測(cè)器已經(jīng)在20世紀(jì)末建成

26、。 C. 人們期望20世紀(jì)末建成的激光引力波探測(cè)器在21世紀(jì)的頭十年取得突破，使在地球上首次測(cè)到引力波的訊號(hào)成為可能。 D. 有可能最新的探測(cè)器即引力波探測(cè)器仍未能發(fā)現(xiàn)引力波的“芳蹤”。 2、根據(jù)文意，關(guān)于引力波探測(cè)的說(shuō)明，正確的一項(xiàng)是( ) A. 人們對(duì)引力波探測(cè)的興趣，關(guān)鍵在于這一探測(cè)對(duì)人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的重要作用。 B. 引力波探測(cè)的實(shí)施將有助于區(qū)分理論的正確與否，從而推動(dòng)理論研究的進(jìn)展。 C. 對(duì)引力波性質(zhì)的深入了解，有助于引力場(chǎng)量子化學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究，從而為大統(tǒng)一理論做出貢獻(xiàn)。 D. 引力波探測(cè)可以彌補(bǔ)我們對(duì)于某些缺乏電磁輻射的“暗”天體視而不見(jiàn)這一缺陷。 3、下列理解符

27、合原文意思的一項(xiàng)是( ) A. 引力波的理論體系的建立，是在經(jīng)過(guò)20世紀(jì)前40年的努力，由以愛(ài)因斯坦為代表的學(xué)術(shù)先驅(qū)完成的。 B. 在地球上首次測(cè)到引力波的訊號(hào)的時(shí)間在21世紀(jì)的頭十年。 C. 宇宙間的通訊工具中具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)的就是具有極強(qiáng)的穿透力的引力波探測(cè)器。 D. 作為近代科技前沿研究的引力波探測(cè)熱潮，在世紀(jì)之交的時(shí)刻，由于更加“熱”了而面臨突破。 4、根據(jù)本文提供的信息，以下推斷錯(cuò)誤的一項(xiàng)是( ) A. 與增加了觀測(cè)距離的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，擴(kuò)展了觀測(cè)宇宙的視野的射電、紅外、紫外、X—射線(xiàn)、γ射線(xiàn)等望遠(yuǎn)鏡相比，引力波探測(cè)器將成為觀測(cè)宇宙的新工具，并將為人們提供觀測(cè)宇

28、宙的新窗口。 B. 美國(guó)的J. Taylor和R. Hulse發(fā)現(xiàn)并研究了脈沖雙星PSRl913+16這個(gè)罕見(jiàn)的雙脈沖系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)十多年觀測(cè)，得出軌道周期率為(-2. 45210)-1288-1，相當(dāng)于每年變化0. 7秒，這一觀測(cè)，成為存在引力輻射的第一間接觀測(cè)證據(jù)。這也表明，目前還沒(méi)有證明引力輻射的直接觀測(cè)證據(jù)。 C.從物理學(xué)角度看，既然各種引力理論都預(yù)言了引力波的存在，并賦予它們以不同的特征(如傳播速度，偏震，能量輻射方式等)，引力波探測(cè)的結(jié)果將有助于區(qū)分理論的正確與否，從而推動(dòng)理論研究的進(jìn)展，對(duì)引力波性質(zhì)的深入了解，有助于引力場(chǎng)量子化學(xué)的理論研究，從而為各種假想理論的統(tǒng)一做出貢獻(xiàn)。 D. 如果最新的探測(cè)器仍未能發(fā)現(xiàn)引力波的“芳蹤”，那么，這將是對(duì)現(xiàn)有引力理論，特別中廣義相對(duì)論的極大挑戰(zhàn)；如果這個(gè)挑戰(zhàn)成功，新的理論必將出現(xiàn)。 15