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【树人论坛】第12期 《思想勾勒宇宙,灵魂抵抗命运--走进霍金》
发布时间:2018/4/29 23:11:36 浏览次数:1390次 【

主讲人简介:孙煌,中共党员,运城盐化中学青年教师党员先锋岗成员,毕业于陕西师范大学物理学与信息技术学院,多次获得校优秀党员、优秀教师、优秀班主任称号。


大家好,我今天所讲的题目是《思想勾勒宇宙,灵魂抵抗命运-走进霍金》。前段时间有则新闻头条,伟大的理论物理学家史蒂芬·霍金不幸去世。就在当天这个新闻也是刷爆了朋友圈。大家都纷纷缅怀这位传奇人物。一谈到霍金,大家对霍金的第一印象可能都是坐在轮椅上的物理学家。
确实,霍金21岁被查出患有肌肉萎缩症,俗称“渐冻症”,当时,医生曾诊断身患绝症的他只能活两年,然而他一直坚强地活了到了76岁。而且把自己21岁之后的人生看成是一种生命的恩赐。即使最后病情恶化到全身瘫痪,也不能说话,唯一能动的地方也只有两只眼睛和3根手指。他还是享受着活着的每一天。那么在这55年的时间里霍金到底留给了我们什么了?就让我带大家一起走进霍金。
首先,霍金是一位被誉为继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家之一。然而,我们反问霍金的科研学术贡献是什么?可能非物理专业的人会一脸茫然,好像除了一本《时间简史》和黑洞也不知道他都做了些什么贡献。当然作为物理专业的我也只能说出一点皮毛,毕竟霍金的研究是属于非常前沿的领域。接下来我就简单地把霍金的三大学术贡献给大家介绍一下。
在霍金做出的众多贡献中,最主要的是以下三个:一是奇点定理 ,二是霍金辐射、三是宇宙有限无边界模型。那么,在具体介绍每一个研究成果之前,我们必须要先了解一个概念——黑洞。我们知道任何天体对在它的周围的一切物体都有引力的作用,但如果一个物体的速度足够大就会摆脱天体的吸引和束缚。比如我们的火箭发射器在速度足够大的条件下就会摆脱地球的引力束缚,从而将卫星发射到别的星球。然而根据爱因斯坦的广义相对论,人们通过计算发现,宇宙中存在着一种特殊的时空区域,它的质量如此之大,引力是如此之强,甚至于连速度最快的光都跑不出去,因此人类也没办法直接看到它。人们给它起了一个很形象的名字就叫黑洞。不过,凭借间接的观测和计算,科学家们最终还是确认了这个由广义相对论计算出来的东西,的确是真实存在的。下面我们就进入正题。我们的霍金的前两项贡献都和黑洞密切相关。
第一个,奇点定理,(全名彭罗斯-霍金奇性定理)。这个奇点定理主要是霍金通过数学运算证明了,黑洞里必然有一个体积无限小密度无限大的“奇点”。这个奇点,虽然如此的违反直觉和难以理解。但却是霍金通过严密的数学计算得出来的。是一种无法回避的存在。不仅如此,霍金和彭罗斯还进一步推论,我们的宇宙也是从这个奇点开始的,逐渐膨胀为我们现在的宇宙。这也就是我们熟悉的宇宙大爆炸理论。奇点定理,说白了就是霍金从爱因斯坦广义相对论出发进行了一些重要的数学推演。这项研究,对于人类理解黑洞和宇宙有着重要的意义。
霍金的第二个主要贡献就霍金辐射,霍金结合量子力学的相关原理提出了一个惊人的设想。黑洞,这个一毛不拔的、吞噬一切的家伙,其实也在不断向外辐射出粒子。在霍金描绘的图景里,黑洞像是在蒸发一样,一点点损失着能量。所以他在《时间简史》这本书当中,有一章节的题目就是黑洞并不是那么黑。他大胆地将广义相对论和量子力学相结合。通过一系列漂亮的数学证明,从能量的角度,令人信服的完善了黑洞理论。这个理论性预测也因此被命名为“霍金辐射”。
霍金的第三个贡献是宇宙有限无界模型。这实际是爱因斯坦对宇宙模型的阐述,但是霍金推进了这一观点。这个观点可以通俗的用皮球来对比,一个蚂蚁在皮球上爬,永远都看不到这个球的边,因为没有边,而这个球本身的体积,所占空间是有限的。接下来大家再欣赏一段小视频,让大家看看我们宇宙真正的样子。
霍金除了是理论物理学家之外,还是位著名的科普作家。他的著作有很多,比如《时间简史》、《果壳中的宇宙》、《未来的魅力》、《大设计》、《宇宙简史》等等。其中最著名的,也是大家比较熟悉的《时间简史》。这里我就主要介绍一下《时间简史》这本书。
这本书中文主要有两版,一本是普及版,另一本是插图版。我推荐大家可以看看插图版,因为插图版看着更形象一些。《时间简史》主要讲述的是探索时间和空间核心秘密的故事,是关于宇宙本性的最前沿知识。书中包括我们的宇宙图像、空间和时间、黑洞、黑洞不是这么黑、宇宙的起源和命运、虫洞和时间旅行等内容。而且书中的部分理论预言,后来都在实际观测中都得到证实。
自1988年首版以来,《时间简史》已成为全球科普著作的里程碑。它被翻译成40种文字,销售了近1000万册。我在大学时,我什么时候去图书馆这本书总是被借的状态。如果大家有兴趣想更进一步了解我们所处的宇宙到底是个什么样子,大家可以去好好读读这本书。
另外,霍金除了做自己的学术研究外,霍金还是位影视明星。他先后参演了《辛普森一家》、《星际迷航》和《生活大爆炸》等影视剧。其中的美剧《生活大爆炸》中更是霍金本人的本色演出。接下来大家看一段视频,感受一下这个伟大又可爱的科学家。看完视频后,大家有什么感受?是不是霍金老爷子还是挺可爱的?
最后,我觉得霍金还是一位伟大的“生活家”,是一位绝对的生活强者。大家可以想象一下,如果我们自己要在轮椅上生活50多年,是一种什么样的感受?霍金并没有因为是残疾人而放弃对美好生活的追求。比如霍金还是社会活动的常客。2007年,霍金为了激起人们对太空飞行的兴趣以及展现残疾人士的潜能,他亲自参与了零引力飞行实验。还有,2014年举办得轰轰烈烈的冰桶挑战和霍金也有非常大的关系,首先这个冰桶挑战就是为了引起人们对渐冻症患者的关注,并且募集研究资金。而世界上最知名的渐冻症患者就是霍金。他当时义不容辞地接受了冰桶挑战,不过由于他先前曾经患有肺炎,医生认为不应过度考验他身体的适应力,因此他的三个孩子替他接受挑战。总之他用自己一生的行动在实现自己所说的话:“一个人如果身体有了残疾,绝不能让心灵也有残疾”。  
虽然霍金永远离开了我们,但他确实留给了我们很多很多。虽然他的学术理论可能离我们很远,但是他的生活态度值得我们在座的各位深思。希望我们每个人在人生的困难和挫折面前,都能做一名生活的强者。谢谢大家!
最后到了介绍书籍的时间。不知不觉我们在座的不少年轻老师也已经成了上有老下有小的人。所以今天我推荐的书籍是龙应台的人生三书系列之一:《目送》。 《目送》是龙应台写了父亲的逝、母亲的老、儿子的离、朋友的牵挂、兄弟的携手共行,人生的失败和脆弱。其中里面有一句让我印象深刻的话:“我慢慢地了解到,所谓父女母子一场,只不过意味着,你和他的缘分就是今生今世不断地在目送他的背影渐行渐远。你站在小路的这一端,看着他逐渐消失在小路转弯的地方,而且,他用背影默默地告诉你,不必追。”   读完这本书仿佛跟着作者经历了一次她的人生一样,很奇妙。所以把这本书推荐给大家。 我的讲解到此结束,谢谢大家!

论坛结束后,戈芬老师做如下点评:

孙煌老师的讲座深入浅出,既有理论又结合生活。可能以前霍金在我们心中只是一个坐在轮椅上的科学家形象。但今天的讲座让我们进一步了解了他的学术贡献。跟随他的思想把目光转向宇宙,也许宇宙离我们很远。他的理论也很难懂。但他的精神、他的生活态度却给我们很大的震感。最后希望我们大家也都既要脚踏实地,仰望星空。也要坚信艰难困苦,玉汝于成。

最后,教研室王红燕主任先和我们青年教师分享了她在江苏南通的考察心得,提出我们今后也要努力发展和学习集体备课。后又对青年教师提出以下期许:

①希望青年教师们要重视公开课,在讲课之前找师傅进行反复备课和试讲,总结反思之后进行二次备课,将教案、学案、反思送至王主任办公室,同时还要进行答辩过关。
②本学期所有青年教师(包括音体美老师)要进行过关课讲课。希望我们青年教师都要好好重视和准备,只有这样才能成为一名站在三尺讲台的合格老师。
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