名物理学家的教育历程
一名物理学家的教育历程
【背景资料 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》 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
【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 )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 简单的报,也都是靠经验来推测的。现在有了气象卫星,从太空这样 维甪庋观察地球,在地面上看来神秘莫测的风暴被看得一清二楚,可以精 准地狈报风暴的动向。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) 高维室间理论认为,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
（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
理学家的教育历程 教育目杉 出发,了解科学、认识科学 引导学生 历程”为重点,探讨其中表现的思想内涵 引导学生体会科学精 重点、难点及解决办法 通人来说,是很难想像的。所以,教学重点是文章内容 知识。相关知识教师有所了解,能帮助教学课文 教授给 课时安扌
• 一名物理学家的教育历程 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
步骡 入新课 成为 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 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 明确目标 从生活出发,了解科学、认识科 之2:,引导学生以“教育历程”为重点,探讨其中表现的 眼内涵
• 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 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