素養(yǎng)提升

作品選讀

【選段一】

從廣義相對論找到一些更合理的時空，它們允許旅行到過去。其中之一即是旋轉(zhuǎn)黑洞的內(nèi)部。另外一種是包含兩根快速相互滑過的宇宙弦的時空。顧名思義，宇宙弦是弦狀的物體，它具有長度，但是截面很微小。實際上，它們更像在巨大張力下的橡皮筋，其張力大約為一億億億噸。把一根宇宙弦系到地球上，就會把地球在三十分之一秒的時間里從每小時0英里加速到每小時60英里。宇宙弦初聽起來像是純粹的科學幻想物，但有理由相信，在早期宇宙中，那種對稱破缺機制可以形成宇宙弦。因為宇宙弦具有巨大的張力，而且可以從任何形態(tài)起始，所以它們一旦伸展開來，就會加速到非常高的速度。

哥德爾解和宇宙弦時空一開始就這么扭曲，使得總能旅行到過去。上帝也許創(chuàng)生過一個如此卷曲的宇宙，但是我們沒有理由相信他會這樣做。微波背景和氫元素豐度的觀測表明，早期宇宙并沒有允許時間旅行所必需的這一類曲率。如果無邊界設想是正確的，從理論的基礎上也能導出這個結(jié)論。這樣問題就變成：如果宇宙初始就沒有時間旅行必需的曲率，我們能否隨后把時空的局部區(qū)域卷曲到這種程度，直至允許時間旅行？

快速恒星際或星系際旅行是一個密切相關(guān)的，也是科學幻想作家關(guān)心的問題。根據(jù)相對論，沒有東西比光運動得更快。因此，如果向我們最近鄰的恒星——半人馬座ɑ——發(fā)送航天飛船，由于它在大約4光年那么遠，所以我們預料至少要等待8年的時間，旅行者們才能回來報告他們的發(fā)現(xiàn)。如果要去銀河系中心探險，那么至少要十萬年才能返回。

（節(jié)選自霍金《時間簡史》，有刪改）

賞析

這一選段從理論探討到實際應用，為讀者介紹了時間旅行和快速太空旅行。作者首先提出了時間旅行的可能性，然后引入了兩種理論上可能允許時間旅行的時空結(jié)構(gòu)：旋轉(zhuǎn)黑洞和包含宇宙弦的時空。接著，解釋了宇宙弦的性質(zhì)和可能的形成機制，然后討論了這些極端條件下時間旅行的理論可能性。最后轉(zhuǎn)向?qū)嶋H問題，探討如何在現(xiàn)實宇宙中實現(xiàn)快速旅行。

文中提到了多個高級物理概念，如“廣義相對論”“旋轉(zhuǎn)黑洞”“宇宙弦”“哥德爾解”“無邊界設想”等，作者將復雜的物理概念以相對易于理解的方式呈現(xiàn)了出來。

【選段二】

說起生命現(xiàn)象，我們想到的通常是一些相對比較大、比較復雜的生命體，比如說一棵樹，一匹馬，或者一個人。但是要想研究生命體的基本性質(zhì)，如果你試圖從這些復雜的有機系統(tǒng)入手，那恐怕會徒勞無功，就像你沒法通過汽車之類的復雜機械研究無機物的結(jié)構(gòu)。

同樣地，分析復雜生命體（例如人體）的時候，我們也必須先將它分解成獨立的器官，例如大腦、心臟和胃，然后再將這些器官拆分成生物性質(zhì)均勻的原材料，這些材料有一個共同的名字：組織。從某種意義上說，各種組織形成復雜生命體的原理類似我們用物理性質(zhì)均勻的各種物質(zhì)制造機械裝置。

所以要解開生命之謎，我們要做的不僅僅是研究組織如何組成復雜生命體，還得進一步探查各種各樣的原子如何形成組織，進而組成每一個活生生的生命。如果你認為生物性質(zhì)均勻的活組織跟其他物理性質(zhì)均勻的普通物質(zhì)差不多，那就錯得太離譜了。事實上，隨便挑一種組織（無論它是皮膚組織、肌肉組織還是腦組織），用顯微鏡觀察一下你就會發(fā)現(xiàn)，每種組織都由大量獨立單位構(gòu)成，這些小單位的性質(zhì)大體上決定了組織的整體特性。這些生命體的基本結(jié)構(gòu)單元通常被稱為“細胞”，你也可以叫它“生物原子”（即“不可分割之物”），因為單個的細胞是保持特定組織特性的最小單位。

比如說，如果將肌肉組織切成只有半個細胞的一小塊，它就會失去肌肉的收縮特性，這就像只剩半個鎂原子的“金屬片”也不再是鎂金屬，其實它已經(jīng)變成了一小塊碳！構(gòu)成組織的細胞尺寸很?。ㄆ骄睆街挥邪俜种缓撩祝Ｎ覀兪煜さ娜魏蝿又参锒加蓸O大量獨立細胞組成。比如說，成年人的身體包含了幾百萬億個細胞！

（節(jié)選自喬治·伽莫夫《從一到無窮大》，有刪改）

賞析

選段以通俗易懂的語言、生動的比喻和嚴謹?shù)倪壿?，有效地普及了生命科學的基礎知識，同時弘揚了探索未知、嚴謹求實的科學精神，對于提升大家的科學素養(yǎng)、激發(fā)對生命科學的興趣具有積極意義。

選段開篇通過對比生命現(xiàn)象與無機物結(jié)構(gòu)的研究難度，巧妙引入主題，使讀者能快速聚焦于生命科學研究的特殊性和挑戰(zhàn)性。作者運用“汽車之類的復雜機械”作為類比，將抽象的科學概念具體化。作者強調(diào)，要解開生命之謎，必須深入到細胞層面，展現(xiàn)出了對科學真理的執(zhí)著追求。

鏈 接

《時間簡史》是一部由英國著名物理學家斯蒂芬·霍金撰寫的科普著作，首次出版于1988年?；艚鹨酝ㄋ滓锥恼Z言、簡潔生動的方式，向讀者介紹了現(xiàn)代物理學中的基本概念和前沿問題。全書分為十二章，涵蓋了從大爆炸理論到黑洞奇點的廣泛話題。

《時間簡史》從宏觀的宇宙大爆炸理論講起，探討了黑洞、時間旅行的可能性等神秘而令人著迷的主題，也從微觀角度闡述了量子力學等理論?；艚鹨云洫毺氐囊暯呛蜕鷦拥恼Z言，使得復雜的物理概念變得易于理解，吸引了大量非專業(yè)讀者的興趣，帶領讀者探索宇宙的奧秘，思考時間和空間的本質(zhì)。此外，書中提出的許多理論和觀點也激發(fā)了科學家們進一步研究的熱情，在科普界產(chǎn)生了深遠的影響。

讀書筆記

時空探秘

李 林

在浩瀚的宇宙中，時間如同一條無形的河流，流淌著無盡的奧秘。斯蒂芬·霍金的《時間簡史》猶如一艘智慧之舟，帶領我穿越了時空的長河，探索那些令人驚嘆的自然法則和宇宙之謎。

作者以通俗易懂的語言，將復雜的物理學概念娓娓道來。從大爆炸到黑洞，從時間的單向性到量子力學的不確定性，我仿佛親眼目睹了宇宙的誕生與演化，感受到了時間的流轉(zhuǎn)。

閱讀過程中，我被作者的深邃思想和嚴謹態(tài)度所折服。他不僅擁有廣博的知識，更有著對科學的無限熱愛和執(zhí)著追求。他用生動的比喻和形象的描述，讓我領略到了科學的魅力。這本書不僅讓我了解了宇宙的奧秘，更激發(fā)了我對人類未來和科學發(fā)展的無限遐想。我相信，在未來的日子里，科學家們會繼續(xù)解開更多的宇宙之謎，為我們揭示更多關(guān)于時間和空間的真相。

讀完《時間簡史》，面對浩瀚的宇宙和無盡的時間，我開始思考生命的意義和價值。我將以更加敬畏的心態(tài)去面對這個世界，珍惜每一刻的時光，努力汲取知識的力量。

【四川瀘縣二中實驗學?！?/p>