太陽系的教案
發表時間：2025-05-13太陽系的教案。
太陽系的教案 篇1
教學要求：
1、認識本課15個生字，會寫6個生字；
2、正確流利地朗讀課文，注意長句子中逗號的停頓；
3、初步了解太陽系中八大行星各自的特點；
4、會運用文中介紹行星的句式；
教學重點：學習生字、朗讀課文；
教學難點：
1、正確書寫“兄、弟、住”；
2、讀通課文；
課時劃分：兩課時；
第一課時
教學目標：
1、認識本課的生字，會寫田字格里的生字。
2、能夠流利的朗讀出課文。
3、學習畫自然段序號。
教學過程：
一、揭題導入
1、出示文中插圖，找到太陽和地球，談話導入。
2、師板書課題，讀準生詞：兄弟。理解“兄弟”一詞的意思：哥哥和弟弟。
3、指名讀課題，齊讀課題。
4、引導質疑：讀了課題，你們想知道些什么？地球的七個兄弟是誰？為什么題目說它們是地球的兄弟？
二、初讀指導
1、借助拼音自由讀課文，標出自然段的序號，圈出生字詞，讀準字音，讀通課文。
2、檢查自讀情況。
（1）出示生字詞，指名認讀，正音。
兄弟住著呼啦圈天王星行星太陽系
晴朗溫度淡藍色不停繞著
（2）去掉拼音讀。
（3）指名讀長句子，注意停頓。
地球／是我們的美麗家園。它和兄弟們／不停地繞著太陽轉，是太陽系中的八個行星。
（4）指名分自然段讀課文，正音，理清文章脈絡。
三、學習第一自然段
1、自由讀第一自然段，思考：太陽系是個怎樣的地方？
2、出示圖片，學生介紹課前搜集的資料。教師補充介紹，引導學生想象宇宙的浩瀚，激發探究興趣。
3、討論：地球和它的七個兄弟與太陽系有何關系？
引導學生從“太陽系里、住著”等詞語體會地球和它的七個兄弟住在太陽系中。
4、比較句子：
（1）太陽系里，住著地球和它的七個兄弟。
（2）太陽系里，住著地球和其他七個行星。指名讀，比較兩句話的表達效果。學生練習用擬人的方法說話。
5、齊讀第一自然段。
四、識記部分生字字形，指導書寫
1、出示生字：兄、弟、住，組詞，理解字義。
2、指導書寫，范寫。
（1）兄：引導學生觀察字形，上下結構，上面的口要寫得小巧，下面的兒要寫舒展，使得整個字重心平穩。
書寫要點：上小下大，彎圓底平。
（2）弟：獨體字。借助字謎記憶字形：頭戴兔兒帽，身穿弓字衣，腳板站得直，一腳向左踢。
重點讓學生觀察筆順，指導“弓”字寫得較扁，橫畫間隔勻稱，豎畫寫在豎中線上。
（3）住：形聲字，左右結構，左窄右寬。
書寫要點：右邊的主三橫間隔勻稱，后一橫稍長。
3、學生描紅、臨寫生字詞，反饋評價。
五、布置作業
1、朗讀課文。
2、抄寫生字詞
第二課時
教學目標：
1、學習課文，初步了解太陽系里八大行星各自的特點。理解詞語“兄弟”、“家園”、“太陽系”。
2、流利的朗讀出課文，注意長句子中逗號的停頓。
3、會運用文中介紹行星的句式。
教學重點：
注意長句子中逗號的停頓。
教學難點：
了解太陽系里八大行星各自的特點。
教學過程：
一、復習導入
1、齊讀課題。
2、出示詞語，開火車讀。
兄弟住著呼啦圈天王星行星太陽系
晴朗溫度淡藍色不停繞著
3、齊讀第一自然段。
二、精讀課文
1、學習第二自然段。
（1）自由讀第二自然段，找出這段話描寫了哪幾種行星。
（2）交流后板書：金星、木星、水星、火星、土星、天王星、海王星。
（3）思考：這些行星分別有什么特點呢？學生自讀圈畫相關語句。討論，相機板書：
金星：亮
木星：大
水星：小
火星：離地球近
土星：轉著呼啦圈
天王星：溫度低
海王星：淡藍色
（4）出示圖片，圖文對照，理解文中詞語，如“轉著呼啦圈”是指土星周圍有一圈壯觀的光環。
（5）指名讀，齊讀第二自然段。
拓展：你能用句中的句式介紹一下家庭成員嗎？
2、學習第三自然段。
（1）指名讀。思考：地球有什么特點？（板書：地球美麗家園）
（2）欣賞地球圖片，討論：為什么說地球是我們的美麗家園？
（3）地球和兄弟們的運行有什么規律？
（4）指名讀，齊讀第三自然段。
三、總結全文，拓展延伸
1、齊讀全文。
2、角色扮演：說說地球的七個兄弟各有什么特點？
3、想一想：有什么好辦法來記住它們？
四、識記部分生字字形，指導書寫
1、出示生字：呼、王、行，組詞，理解字義。
2、指導書寫，范寫。
（1）呼：左右結構，左窄右寬，口字旁稍稍靠上寫。
（2）王：從字源入手，感受字形的演變。
書寫要點：橫畫間隔勻稱，豎畫居中，底橫長而平。
（3）行：觀察兩撇，一撇短，一撇長，起筆對齊，方向一致。書寫要點：左右結構，為避讓右邊的長橫，雙人旁的位置稍高，整個字的上部呈現出明顯的左高右低之勢。
3、學生描紅，臨寫生字詞，反饋評價。
五、布置作業
1、朗讀課文。
2、綜合實踐活動：小組合作，每組搜集一種行星的資料，準備在活動課上向大家作介紹。
太陽系的教案 篇2
本課是一篇科普說明文，用擬人的手法介紹了太陽系的“八個行星”即地球和它的七個兄弟：金星，木星，水星，火星，土星，天王星和海王星。還介紹了它們不同的特點和它們圍繞太陽轉的運行規律。
課文的插圖和課文第二段內容相呼應。教學時，我充分地運用了這幅圖，認識這八大行星的樣子，激發學生對星球，宇宙的好奇和熱愛，幫助讀有關的語句，感受比喻句的生動形象。如“轉著呼啦圈的土星”，我結合觀察土星的圖片，感受呼啦圈式的光環形狀，轉著則寫出了光環移動的樣子，非常傳神。
在教學后一段時，我引導學生做動作，演一演來感受“繞，轉”這兩個動詞的異同。八大行星中，地球是我們美麗家園，教學時，我結合學生的旅游經歷i感受地球的美麗，結合他們的衣食住行都離不開地球來理解家園，滲透環保意識。
太陽系的教案 篇3
我索取榮譽的對象不應該是太空，而應該是我的靈魂。假如我擁有一切，我就無所用心。好大喜功則為宇宙汪洋所吞沒，開動腦筋則領悟世界。
——布菜斯?始斯卡《感想錄》
已知的事物是有限的，未知的事物是無窮的；我站立在茫茫無邊神秘莫測的汪洋中的一個小島上。繼續開拓是我們每一代人的職責。
——T.H.赫胥黎
宇宙現在是這樣，過去是這樣，將來也永遠是這樣。只要一想起宇宙，我們就難以平靜——我們心情激動，感嘆不己，如同回憶起許久以前的懸崖失足那樣令人暈眩顫栗。我們知道我們在探索深奧的秘密。
宇宙的大小和年齡不是一般人所能理解的。我們的小小行星只不過是無限永恒的時空中的一個有限世界。從宏觀來看，大多數人類所關心的問題都可以說是無關緊要的，甚至是微不足道的。但是，我們人類朝氣蓬勃、勇敢好學、前途無量。幾千年來，我們對宇宙及我們在宇宙中所處的地位作出了驚人的和出乎意料的發現。人類對宇宙的探索，回想起來是很令人興奮的。這些探索活動提醒我們：好奇是人類的習性，理解是一種樂趣，知識是生存的先決條件。因為我們在這個宇宙中只不過是晨空中飛揚的一粒塵埃，所以，我們認為，人類的未來取決于我們對這個宇宙的了解程度。
我們探索宇宙的時候，既要勇于懷疑，又要富于想象。想象經常能夠把我們帶領到嶄新的境界，沒有想象，我們就到處碰壁。懷疑可以使我們擺脫幻想，還可以檢驗我們的推測。宇宙神奧非凡，它有典雅的事實，錯綜的關系，微妙的機制。
地球的表面就是宇宙汪洋之濱。我們現有的知識大部分是從地球上獲得的。近來，我們已經開始向大海涉足，當然，海水才剛剛沒及我們的腳趾，充其量也只不過濺濕我們的踝節。海水是迷人的。大海在向我們召喚。我們的本能告訴我們，我們是在這個大海里誕生的。我們還鄉心切。雖然我們的夙望可能會冒犯“天神”，但是我相信我們并不是在做無謂的空想。
因為宇宙遼闊無垠，所以那些我們所熟悉的適用于地球的量度單位——米、英里等等已經沒有意義。我們用光速來量度距離。一束光每秒鐘傳播18.6萬英里，約30萬公里，也就是7倍于地球的周長。一束光從太陽傳播到地球用8分鐘的時間，因此我們可以說，太陽離我們8光分。一束光在一年之內約穿過10萬億公里(相當于6萬億英里)的空間，這個長度單位——光在一年里所通過的距離——稱為一光年。光年不是度量時間的單位，而是度量距離的極大單位。
地球是宇宙中的一個地方，但決不是的地方，也不是一個典型的地方。任何行星、恒星或星系都不可能是典型的，因為宇宙中的大部分是空的。典型的地方在廣袤、寒冷的宇宙真空之中，在星際空間永恒的黑夜里。那是一個奇特而荒蕪的地方。相比之下，行星、恒星和星系就顯得特別稀罕而珍貴。假如我們被隨意擱置在宇宙之中，我們附著或旁落在一個行星上的機會只有1033分之一①。(1033，在10之后接33個0)。在日常生活當中，這樣的機會是“令人羨慕的”。可見天體是多么寶貴。
從一個星系際的優越地位上，我們可以看到無數模糊纖細的光須象海水的泡沫一樣遍布在空間的浪濤上，這些光須就是星系。其中有些是孤獨的徘徊者，大部分則群集在一起，擠作一團，在大宇宙的黑夜里不停地飄蕩。展現在我們面前的就是我們所見到的極其宏偉壯觀的宇宙。我們隸屬于這些星云，我們所見到的星云離地球80億光年，處在已知宇宙的中心。
星系是由氣體、塵埃和恒星群(上千億個恒星)組成的，每個恒星對某人來說都可能是一個太陽。在星系里有恒星、行星，也可能有生物、智能生命和宇宙間的文明。但是從遠處著眼，星系更多地讓人想起一堆動人的發現物——貝殼，或許是珊瑚——大自然在宇宙的汪洋里創造的永恒的產物。
宇宙間有若干千億個星系。每個星系平均由1000億個恒星組成。在所有星系里，行星的數量跟恒星的總數大概一樣多，即1011*1011=1022。在這樣龐大的數量里，難道只有一個普通的恒星——太陽——是被有人居住的行星伴隨著嗎？為什么我們這些隱藏在宇宙中某個被遺忘角落里的人類就這樣幸運呢？我認為，宇宙里很可能到處都充滿著生命，只是我們人類尚未發現而已。我們的探索才剛剛開始。80億光年以外嵌著銀河系的星系團催迫著我們去探索。探索太陽和地球就更不用說了。我們確信，有人居住的這個行星只不過是一丁點兒的巖石和金屬，它靠著反射太陽光而發出微光。在這樣的大距離里，它已經消失得無影無蹤。
但是，這個時候，我們的旅程只到達地球上的天文學所通稱的“本星系群”。本星系群寬達數百萬光年，大約由20個子星系組成，是一個稀疏、模糊而又實實在在的星系團。其中的一個星系是M31，從地球上看，這個星系位于仙女星座。跟其他旋渦星系一樣，它是一個由恒星、氣體和塵埃組成的巨大火輪。M31有兩個衛星，它通過引力——跟使我呆在坐椅上相同的物理學定律——將矮橢圓星系束縛在一起。整個宇畝中的自然法則都是一樣的。我們現在離地球200萬光年。
M31
以外是另一個非常相似的星系，也就是我們自已的星系。它的旋渦臂緩慢地轉動著——每2億5千萬年旋轉一周?，F在，我們離地球4萬光年，我們正處于密集的銀河中心。但是，
假如我們希望找到地球的話，就必須將方向扭轉到銀河系的邊遠地帶，扭轉到接近遙遠的旋渦臂邊緣的模糊的地方。
我們印象深刻的是，恒星即使在兩個旋臂之間，也像流水一樣漂浮在我們的四周——氣勢磅礴的自身發光的星球，有些雖然象肥皂泡一樣脆弱，卻又大得可以容得下1萬個太陽或1萬億個地球；有些小如一座城池，但密度卻比鉛大100萬億倍。有些恒星跟太陽一樣是孤獨的；多數恒星有伴侶，通常是成雙成對，互相環繞。但是那些星團不斷地從三星系逐漸轉化成由數十個恒星組成的松散的星團，再轉化成由百萬個恒星組成的璀璨奪目的大球狀星團。有些雙星緊靠在一起，星體物質在他們之間川流不息，多數雙星都象木星與太陽一樣分離開來。有些恒星——超新星——的亮度跟它們所在的整個星系的亮度一樣；有些恒星——黑洞——在幾公里以外就看不見了。有些恒星的光彩長年不減；有些恒星閃爍不定，或以勻稱的節奏閃爍著。有些恒星穩重端莊地轉動著，有些恒星狂熱地旋轉著，弄得自己面貌全非，成了扁圓形。多數恒星主要是以可見光成紅外光放出光芒；其他恒星也是X光或射電波的光源。發藍光的恒星是年青的星，會發熱；發黃光的恒星是常見的星，它們已經到了中年；發紅光的恒星常常是垂亡的老年星；而發白光或黑光的恒星則已奄奄一息。銀河里大約有4千億個各種各樣的恒星，它們的運轉既復雜又巧妙。對于所有這些恒星，地球上的居民到目前為止比較了解的卻只有一個。
每個星系都是太空中的一個島嶼，它們與其鄰居隔光年之距遙遙相望，我可以想象，在無數星球上的生物對宇宙的模糊認識是如何產生的：他們在開始的時候都以為，除了他們自己小小的行星以及他們周圍的那些區區可數的恒星以外，再也沒有其他的星星了。我們是在與世隔絕的情況下成長起來的，我們對宇宙的正確認識是逐漸形成的。
有些恒星可能被數百萬個沒有生物的由巖石構成的小星球所包圍，這些小星球是在它們演化的某個初級階段凍結而成的行星系。大概許多恒星郡有跟我們類似的行星系：在外圍具有由大氣環所包圍的行星和冰凍衛星，而在接近中心處則有溫熱的、天藍色的、覆蓋著云的小星球。在一些行星上可能已經有高級動物，他們也許正在從事某種巨大的工程建設來改造他們的行星世界，他們是我們宇宙中的兄弟姐妹。他們跟我們的差別很大嗎？他們的形狀、生物化學、神經生態、歷史、政治、科學、技術、藝術、音樂、宗教、哲學等方面的情況如何？也許有一天我們會知道的。
我們現在已經回到了我們的后院——離地球1光年的地方。包圍著我們的太陽的是一群巨大的雪球，這些雪球由冰塊、巖石和有機分子組成：它們就是彗核。每當恒星經過的時候都對它們產生一定的引力作用，后迫使它們當中的一個雪球傾倒到內太陽系。由于太陽熱的作用，冰塊被蒸發，于是就出現了美麗的彗尾。
我們現在來到我們星系的行星上。這些星球相當之大，它們都是太陽的俘獲物。由于重力作用，它們*作近似圓周運動。它們的熱量主要來自太陽。冥王星覆蓋著甲烷冰，它的伙伴是它的巨大衛星卡戎。冥王星是被太陽照亮的，因為太陽離它很遠，從漆黑的天空中看上去，太陽只不過是一個明亮的光點。巨大的氣體星球海王星、天王星、土星——太陽系的寶石——和木星部分別有一個冰凍衛星作伴相隨（這些行星近年均被發現有更多的衛星甚至衛星群相伴隨?！幹Ｔ跉怏w行星及其冰凍衛星的內側就是充滿巖石的溫暖的內太陽系。例如，在那里有紅色行星——火星。在火星上有高聳的火山、巨大的裂谷、席卷火星的大沙暴，并且，完全可能還有一些初級形態的生物。所有太陽系的行星都繞著太陽運轉。太陽是離我們近的一個恒星，它是一個令人恐怖的氫氣和氦氣的熱核反應爐，它的強光照耀著整個太陽系。
經過一番漫游之后，我們終于回到了我們這個弱小的淺藍色星球。宇宙汪洋茫無際涯，范圍之大，難以想象，而這個星球僅是其中之一，完全淹沒于宇宙汪洋之中，它的存在可能僅僅對我們有意義。地球是我們的家，我們的母親。人類是在這里誕生和成長的，是在這里成熟起來的。正是在這個星球上，我們激發了探索宇畝的熱情。也正是在這里，我們正在痛苦和不安之中掌握我們自己的命運。
人類有幸來到地球這個行星上。這里有充滿氮氣的藍天，有碧波蕩漾的海洋，有涼爽的森林，還有柔軟的草地。這無疑是一個生機勃勃的星球。從整個宇宙來看，它不但景色迷人，天下稀有，而且到目前為止，在我們的行程所經歷過的所有時空當中，只有這個行星上的人類開始對宇宙進行探索。必定有許多這樣的星球散布在整個宇宙空間里，但是，我們對它們的探索從這里開始。我們有人類百萬年來用巨大的代價積累起來的豐富知識。我們這個世界人才濟濟，人們勤學好問。我們的時代以知識為榮。我們是很幸運的。人類是宇宙的產物，現在暫時居住在叫做“地球”的星球上。人類返回家園的長途旅行已經開始。
太陽系的教案 篇4
【作者簡介】
卡爾·薩根(CarlSagan，1934—1996)，美國人，曾任美國康奈爾大學行星研究中心主任，被稱為“大眾天文學家”和“公眾科學家”。他以對科學的熱忱和個人巨大的影響力，引導幾代年輕人走上探索科學之路。他對人類將無人航天器發送到太空起過重要的作用，在行星科學、生命的起源、外星智能的探索方面也有諸多成就。他主持過電視科學節目，出版了大量科普文章和書籍，其《伊甸園的飛龍》曾獲得普利策獎，電視系列節目《宇宙》在全世界取得熱烈反響。主要作品還有《宇宙聯接》《宇宙》《布魯卡的腦》《被遺忘前輩的陰影》《暗淡藍點》《數以十億計的星球》等。
【宇宙日歷(卡爾·薩根)】
你在過去幽暗的時光深淵里，還看得見其余的影子嗎?
威廉·莎士比亞
《暴風雨》
地球形成的年代是很悠久的，而人類出現的時間還不算長。每個人生活中的重大事件以年、月、日計算，我們的一生以數十年記載，我們的家譜以世紀劃分，而整個有記載的歷史則用千年來計量。在人類出現以前已有了相當長的一段歷史，這段歷史時期延續了幾個紀代，而我們對這段歷史的了解可以說是寥寥無幾。產生這種情況，一方面是由于沒有文字記載，另一方面則因了解這個無限遙遠的歷史時期有著一定的實際困難。
遠古時期某些事件的年代，現在我們已經能夠測定了。利用地質分層和使用放射性元素可以確定考古學、古生物學和地質學上發生的重要事件的年代。天體物理學的理論為確定行星表面、星體和銀河系的年代提供了數據。同時也能估測出非常事件(即大爆炸)到現在的大略時間。大爆炸可能是宇宙的開端?，F代宇宙的所有物質和能量都陷入了這場大爆炸。我們也可以說，這是一場大中斷，就在這場間斷中，有關宇宙早期歷史資料全被毀滅了，但大爆炸確實是我們有記載的早的大事件。
據我所知，表達宇宙年表有效的方法，是設想把宇宙的150億年時間(或者至少是自大爆炸后的具體時間)壓縮成一年的時間。這樣地球歷的每十億年，就相當于這種宇宙年的24天左右，宇宙年的每秒鐘表示地球繞太陽運行475公轉。我這里介紹三種宇宙年表：12月份前的日期表，12月份的月歷和新年除夕夜晚的明細考察表。按這個換算法，現代和歷代史書上的大事件都必須一秒鐘一秒鐘地列舉記載。這樣就能把我們學過的時間間隔較長的歷史大事件表列出來。在人類生活，有許多重要事件可能發生在不同的時期，正如一種同樣瑰麗的地毯，可能是在不同時期織成一樣，如在4月6日或9月16日的上午10點零2分和10點零3分之間。但我們這里詳細記載的只是宇宙年后一天的日志，于是就不會發生時間重疊的情況了。這個年代和當前通用的史料相符，但某些內容還不完全可靠。例如，假若終證實了植物原是在奧陶紀而不是在志留紀移植陸地，或者證實環節蠕蟲的出現早于表中所說的前寒武紀，這完全可能，不足為奇。
此外，很明顯要在表3中，于宇宙年后十秒鐘時間內，把所有重大事件逐一列進去也是不可能的。我沒有詳盡地提到美國、法國、*和中國的革命，以及其他重大歷史事件，關于這一點，我希望能夠得到諒解。
可以意料，這樣的年表、月歷和日志的設計仍很簡陋。在此宇宙年里，9月初地球還沒從星際物質中冷凝形成，恐龍僅出現在圣誕節前夜，開花植物首次出現在12月28日，男人和女人的起源發生在除夕晚上十點半。所有人類有記載的歷史都排在12月31日的后十秒鐘內。從中世紀的衰落到現在僅是一秒多時間。可正是由于我這樣精心的安排，第一個宇宙年恰好結束。雖然人類在宇宙年里所占的時間短暫，但意義非凡。當然，在第二宇宙年的開端，地球上或其附近將要發生什么變化，這完全取決于人類的科學水平以及人的智慧聰穎的頭腦了。
①森林古猿：古生物學上把歐洲和非洲發現的古猿化石定名為槲猿，過去譯為“森林古猿”。本書中全用過去譯名。
②拉瑪猿(Ramapithecus)：在印度發現的一種古猿化石。現在較普遍的看法，認為拉瑪猿是人類的早期祖先;森林古猿是繼續向猿方向發展的類型。
③城市國家：公元前3000年代前半期，在蘇美爾地區形成的一些奴隸制國家。
④希伯來人：即*人。
⑤阿卡德帝國：公元前3000年代初，游牧的塞姆人部落建立的阿卡德王國(約公元前2371～2191年)。
⑥邁錫尼文化：邁錫尼是古代南希臘的一個重要文化中心。邁錫尼人從北部進入希臘半島，在這兒建立了自己的奴隸制國家和創立了邁錫尼文化。邁錫尼文化的一個重大創造就是發明了自己的文字。
⑦特洛伊戰爭：古希臘人與特洛伊人之間的十年戰爭。
⑧哈拉帕文化：近五十年來在印度河流域發現很多城市文化遺址，稱為哈拉帕文化。
【宇宙誕生之爭(蒂姆·雷德福)】
當今世界上兩位研究宇宙的大師在時間的開始與延續問題上相持不下。數學家和物理學家們正在閱讀兩篇論文，這兩篇論文在為什么宇宙可能永遠沒有終點的問題上各執一詞。
一方是坐在輪椅上的宇宙學家斯蒂芬·霍金(他可能是仍然在世的的科學家)及其劍橋大學的同事尼爾·圖羅克，他們在將由《物理快報》發表的論文中提出的論點是初萬萬萬億分之一秒時間里發生的一切可能決定了宇宙永恒不滅的本質。
另一方是俄羅斯物理學家安德烈·林德(他是膨脹理論的泰斗之一，試圖解釋在初的一剎那時間里發生的事情)，他在已發表的論文中說，霍金和圖羅克理解錯了，因為類似于我們所處的這個砰然一聲就誕生的宇宙時時刻刻都在出現，因此試圖找到時間的開始或終止是毫無意義的。
這一爭論的實質是個重大問題。所有證據都表明我們的宇宙有一個開始，而且這種開始包括空間和時間這兩方面。我們的宇宙150億年來一直在膨脹。那么，存在著早于我們的宇宙誕生時刻“之前”的宇宙嗎?宇宙膨脹會終止嗎?
天文學家們一再提出的假設認為，我們的宇宙密度還不足以使其自身的擴張停下來。再過數十億年之后，所有星系都將會衰頹，但是尚有余燼的星系殘骸還將永恒飄蕩，彼此間的距離越來越遠?；艚鹪谄湫聦懢偷恼撐闹袡z驗了愛因斯坦的某些思想，并利用純理論得出同樣的結論：我們宇宙的未來是由其誕生時的條件決定的。
天文學家馬丁·里斯教授近說：“他們聲稱以某種比其他關于這些問題的設想更自然的方式建立了低密度宇宙理論的模型。這是一個變異理論，利用了霍金早些時候提出的某些思想。”他還說，林德認為霍金和圖羅克的理論模型沒有給出正確的宇宙密度?！八麄兊睦碚撘咽艿教煳膶W泰斗林德的抨擊”。
這兩種論點都以名為宇宙膨脹的瞬間為論據。在宇宙膨脹的瞬間，宇宙砰地一聲從無到有誕生了，并以比光速快得多的速度自我膨脹。這種膨脹是一種反引力。但是這種論點認為，由于引力是負能量，所以這種反引力肯定代表正能量。愛因斯坦的理論認為，物質只不過是凍結的能量，因此，所有恒星及星系在這種膨脹瞬間都因為其固有的能量而出現塌縮。
宇宙膨脹問題已經讓天文學家們著迷了17年之久。它會形成一個在擴張和崩潰之間實現臨界平衡的宇宙嗎?或者會形成一個具有“負曲線”和無限未來的宇宙嗎?馬丁·里斯教授說：“這正是林德以及霍金和圖羅克試圖要弄明白的問題。他們都在想方設法得出不同的膨脹結果，使我們能夠推導出終統一的但是擁有負曲線的宇宙?；艚鹨粓D羅克論文中的新東西將證明，你也能夠更自然地做到這一點。”
霍金提出的新論點，意味著哲學家現在不得不考慮時間有始無終的問題。這可能是更令人頭痛的問題。
馬丁·里斯教授說：“林德對他所稱的永恒膨脹篤信不疑。一旦某個宇宙運轉起來，它就會持續膨脹，并不斷滋生新的大爆炸。林德提出的反對意見之一是，他認為霍金所說的起源大爆炸根本就不存在。如果發生大爆炸，那么就會引發無數次大爆炸。如果是這種情況的話，霍金所關心的初始條件就會消失在比我們所能料想到的更深的宇宙史迷霧中?！?/p>
──選自《大家知識隨筆》，李紹明譯，中國文學出版社2000年版
【《宇宙的邊疆》后半部分】
跟許多其他的發現一樣，人類發現了地球是一個小星球。那是在古代的近東地區，在被一些人稱為公元前3世紀的時代，在當時大的城市──埃及的亞歷山大發現的。在這個城市里住著一個名叫埃拉托斯尼的人，當時一個羨慕他的人稱他“貝塔(β)”──希臘文的第二個字母。這是因為，他說埃拉托斯尼是世界上第一個無所不知的人。但是埃拉托斯尼顯然幾乎在所有的領域里都是“阿爾法(α)”(希臘文的第一個字母)。他是一個天文學家、歷史學家、地理學家、哲學家、詩人、戲劇批評家和數學家。他的著作從《天文學》到《痛解論》，樣樣都有。他還是亞歷山大市圖書館的館長。有一天，他從該館的一本手抄本里讀到下面一段話：在南部邊疆西因前哨靠近尼羅河第一大瀑布的地方，在6月21日正午，直立的長竿在地面上沒有投下陰影。在夏至那天──一年當中白晝長的一天，接近中午的時候，圣堂圓柱的陰影越來越短，后在正午消失掉。這時太陽從頭頂上直射下來，在一口深井的井水里可以看到太陽的倒影。
上述的觀察是很容易為人們所忽略的。長竿、陰影、井里的倒影、太陽的位置──日常生活中這樣簡單的事情有什么重要的意義呢?但埃拉托斯尼是一個科學家，他當即想到做一個實驗，實地觀察一下亞歷山大的直立長竿是否在6月21日正午會在地面上投下陰影。結果他們的實驗證實：長竿在地面上投下了陰影。
埃拉托斯尼自我思忖：為什么在西因的長竿不投下陰影，而同一時刻在北邊的亞歷山大的長竿卻投下明顯的陰影呢?假設在一幅古埃及的地圖上有兩根等長的垂竿，一根直立在亞歷山大，另一根直立在西因。假定在某一個特定的時刻兩根長竿都沒有在地面上投下陰影，這一點很容易理解──只要地球是扁平的。這時候，太陽在頭頂上直射。如果兩根長竿在地面上投下等長的陰影的話，在扁平的地球上也說得通：這個時候太陽光線以同樣的角度斜射在這兩根長竿上。但是在同一時刻，在西因沒有陰影，而在亞歷山大卻有明顯的陰影，這究竟是怎么一回事呢?
埃拉托斯尼的工具是長竿、眼睛、腳和頭腦，再加上對實驗的興趣。憑著這些東西，他推斷出地球的圓周長度，誤差只有百分之幾，這在2200年前是一個非凡的成就。他是第一個精確地測量出一個行星的大小的人。
他認為可能的答案是：地球的表面是弧形的，而且弧度越大，陰影長度的差別就越大。因為太陽離我們如此之遠，所以陽光照射到地球的時候是平行的。長竿與太陽光線的夾角不同，它們在地面上投下陰影的長度也就不同。就投在地面上的陰影長度的差別而言，亞歷山大和西因之間的距離必定是它們在地面上的偏差角──約7度。也就是說，假如將長竿插入地心，它們就會在那里相交成7度角。7度相當于整個地球圓周360度的1/50。埃拉托斯尼知道亞歷山大和西因之間的距離約800公里，因為他雇人步測過。800公里乘50等于4萬公里：這就是地球的圓周長度如果改用英里作量度單位，亞歷山大和西因之間的距離約等于500英里，那么地球周長即為：500英里×50=25000英里。
根據亞歷山大城陰影的長度，可以測出角A的度數。根據簡單的幾何公式(“兩平行直線被第三條直線所截，內錯角相等”)，角B等于角A。于是，在測出亞歷山大城陰影的長度后，埃拉托尼推算出亞歷山大城和西因城在地球表面的距離(偏差角──譯注)是：∠A=∠B=7°這個答案是正確的。
那時的地中海以航海業馳名，亞歷山大是當時我們這顆行星上大的海港。當你知道地球是一個直徑不太大的星球時，難道你不想出海去探索嗎?難道你不想去探索那些未被發現的國土，甚至去做環球航行嗎?比埃拉托斯尼早400年的時候，一支腓尼基艦隊受雇于埃及法老尼科，曾經環繞非洲一周。他們從紅海起航(很可能是乘沒有甲板的敞口船)，順著非洲東岸南下，再從大西洋北上，后從地中海返航。這次史詩般的旅程花了三年的時間，相當于現代“旅行者”號宇宙飛船從地球飛往土星所需的時間。
在埃拉托斯尼的發現之后，勇敢而好冒險的水手多次進行過偉大的航海嘗試。他們的船只很小，他們的航海儀器很不完善，他們僅根據測程儀和羅盤推算船位，并且盡可能沿著海岸航行。在陌生的大海里，他們雖然能夠通過一夜又一夜地觀察星座與地平線的相對位置來測定船只的緯度，但卻不能夠測定船只的經度。熟悉的星座對在陌生大海里的人一定是一個極大的安慰。星星是探索者的朋友，在當時就是地球遠洋航船的朋友，而現在則是太空宇宙飛船的朋友。埃拉托斯尼算出地球的圓周長度之后，有些人可能嘗試過環球航行，但是在麥哲倫以前，沒有人獲得成功。勇敢和冒險的故事在早期一定被說成是水手和航海家──世界上講究實際的人──拿他們的生命跟亞歷山大的一個科學家的數字打賭!
在埃拉托斯尼時代，人們造出了地球儀，用以表示從空間看到的地球。這種地球儀在他們了如指掌的地中海地區基本上還是切合實際的，但是離開他們家鄉越遠，這種地球儀就變得越不符合實際。我們現在對宇宙的認識也難免遇到這種不愉快的情況。在第一世紀，亞歷山大的地理學家斯特拉博寫道：
那些試圖環球航行的人，返回的時候并沒有說他們曾經受到大陸的阻礙，因為大海始終是敞開的。他們之所以返回，是因為信心不足、缺乏糧食……埃拉托斯尼說過，如果廣袤的大西洋不是一個障礙的話，我們可以很容易地通過海路從伊比利亞抵達印度……在溫帶完全有可能有一兩個可居住的陸地……當然，如果(我們星球的另一部分)有人居住的話，住在那里的人跟我們是不同的，所以我們要把那里看成是另一個世界。
人類就是這樣開始千方百計地探索其他世界的。
后來對地球的探索是全球性的，有到中國和波利尼西亞去的，也有從中國和波利尼西亞出發的。當然，克里斯托弗·哥倫布發現美洲及隨后幾個世紀的歷程算是達到了*，因為到那個時候，從地理上探索地球的任務已告結束。哥倫布的第航行與埃拉托斯尼的計算直接相關。哥倫布對自己的“印度群島冒險計劃”簡直著了迷，他不打算順著非洲海岸航行，然后向東駛抵日本、中國和印度，他決心闖入陌生的西部海洋──即像埃拉托斯尼所大膽預見的那樣，“通過海路從伊比利亞抵達印度”。
哥倫布曾經是舊地圖的行商，也是古代地理學家──其中包括埃拉托斯尼、斯特拉博和普圖利米──的著作和關于他們的著作的熱心讀者。但是，為了推行“印度群島冒險計劃”，為了使船只和船員能夠在長途航行中生存下來，地球必須比埃拉托斯尼所說的小，所以，哥倫布在計算的時候耍了個花招。正如薩拉羅卡大學的考察人員準確無誤地指出的那樣，從哥倫布能找到的所有書本上，他采用了小的地球圓周長度和大的亞洲東延范圍，甚至還再加以夸大。假如哥倫布在旅途中沒有遇到美洲的話，他的探險就會徹底失敗。
現在地球已經經過徹底的探索，再也不可能發現什么新大陸或失落的土地。但是，過去我們用來探索并定居在地球遙遠的地區的技術，現在可以用來飛離我們這個行星，去進行宇宙探險，去發現其他星球的秘密。飛離地球使我們能夠居高臨下地對它進行觀測，能夠看到埃拉托斯尼測量出來的整個地球的球體及其大陸的輪廓，從而證實古代許多制圖家有卓越的才華。埃拉托斯尼和亞歷山大其他地理學家看到這些該會有多么高興啊?
從某種意義上說，人類大約在公元前300年之后的600年時間里，在亞歷山大這個城市開始了智力的冒險，這種冒險把我們引導到宇宙的海岸。但是，關于這個大理石般的光榮城市的形狀以及人們的感覺，卻沒有任何記載可查，壓制和懼怕已使人們幾乎把古亞歷山大遺忘得一干二凈。它的居民形形色色，簡直不可思議，既有馬其頓和后來的羅馬士兵、埃及的祭司、希臘的貴族、腓尼基的水手、*商人，也有來自印度和撒哈拉沙漠南部非洲的訪問者。在亞歷山大興盛的大部分時期內，除了大量的奴隸以外，人們都和睦相處，互相尊重。
這座城市是亞歷山大大帝創建并由他從前的一個侍衛建成的。亞歷山大鼓勵重視外來文化，提倡虛心求知。根據傳說──這種傳說是否真實無關宏旨──他是在紅海中世界上第一個鐘形潛水器里降生的。他鼓勵他的將士們與波斯和印度的女子通婚，他尊重其他國家崇拜的神，他搜集異國的生物(包括替他的老師亞里士多德搜集的一頭象)。為了把他的城市建成世界貿易、文化和知識的中心，他不惜工本。這座城市因為有以下這些名勝而光彩奪目：30米寬的林蔭大道，優雅的建筑和雕像，亞歷山大陵，還有那座大燈塔──古代世界七大奇跡之一。
然而，亞歷山大大的奇跡是它的圖書館及其附屬的博物館(實際上是一個紀念九位文藝女神的公共場所)。在這個傳奇般的圖書館里，至今殘存多的是圖書館附屬建筑“塞里皮恩”里的那個一度被人遺忘的陰濕的地下室。它的殘物可能就是幾個腐朽的書架，但是，這個地方曾經是我們這個行星上偉大城市的智囊和榮譽，它是世界歷第一個真正的科學研究所。該圖書館里的學者對整個宇宙進行了研究?！坝钪妗?cosmos)這個詞來自希臘語，意思是“天地萬物，井然有序”，從某種意義上說，它是“混沌”(chaos)的反義詞。它暗示了天地萬物之間的相互聯系，表明了人類對錯綜微妙的宇宙機制的敬畏。這是一個學者云集的地方，他們在這里研究物理學、文學、醫學、天文學、地理學、哲學、數學、生物學和工程學。科學和學識發展了，天才在那里茁壯成長。亞歷山大圖書館是我們人類先系統而認真地搜集世界知識的地方。
除了埃拉托斯尼之外，還有天文學家希帕恰斯，他繪制了星座圖并估算了恒星的亮度;歐幾里得，他以卓越的才能將幾何學進行系統的分類，并對正在費力地解一道數學難題的國王說：“通往幾何學的道路中可沒有為皇家鋪設的康莊大道”;色雷斯的狄俄尼斯，他給詞類作了定義，他對語言學的貢獻，就像歐幾里得對幾何學的貢獻一樣;赫羅菲勒斯，生理學家，他確證智力活動的中心是在腦部而不是在心臟;亞歷山大的赫倫，齒輪火車和蒸汽機的發明者，《自動裝置》──第一本論述機器人的專著──的作者;佩爾加的阿波洛尼厄斯，數學家，他論證了圓錐曲線的各種形式之所以稱為圓錐曲線是因為它們是以不同的角度從圓錐體上切割而成的，18個世紀之后，阿波洛尼厄斯論圓錐曲線的著作終于被約翰尼斯·開普勒首次用來理解行星的運動。──橢圓、拋物線和雙曲線──(我們現在知道)這些曲線是行星、彗星和恒星的運行軌跡;阿基米德，列昂那多·達·芬奇之前偉大的力學天才;還有天文學家和地理學家托勒密，他編著了我們今天稱為假科學的星占學：他的地心說統治了1500年。這個事實說明智慧并不能保證不犯大錯誤。在那些偉大的男子之外，還有一位偉大的女性──海帕希爾，她是數學家和天文學家，是這所圖書館后一個名人，她的殉難與該館建成七個世紀后的毀滅有密切關系。關于這個故事，我們后面還會談到。
在亞歷山大大帝之后的那些統治埃及的希臘國王們很重視學問，在幾個世紀的時間里，他們始終扶植科研工作，并在圖書館里為時代的精萃保持良好的工作環境。該館有10個研究大樓──分別用于不同學科的研究，許多噴泉和柱廊，幾個植物園，一個動物園，幾個解剖室，一個天文臺，還有一個大餐廳。閑暇的時候，人們在廳里討論問題。
這個圖書館的心臟是它的藏書。圖書管理員到處搜羅世界各國的文化和文字，他們派人到國外盡可能買進圖書資料。停泊在亞歷山大的商船受到警察的搜查──搜查的目標不是走私貨，而是圖書。他們借來古書卷，謄抄之后再還給主人。雖然該館的精確藏書數難以估計，但是收藏50萬卷是完全可能的，而且全部都是紙莎草紙的手抄本。這些書都到哪里去了呢?創造這些書卷的古典文明崩潰了，連圖書館也被蓄意摧毀了。只有一小部分作品幸存下來，剩下的就是一些可憐的零零星星的碎片。這些可望而不可即的殘片是多么令人心焦啊!例如，我們知道這個圖書館的書架上有一本薩摩斯天文學家阿里斯塔恰斯的著作，他論證說地球是行星之一，也是繞太陽運轉的，他還論證說恒星離我們極為遙遠。這些結論都是完全正確的，但是我們卻等到將近2000年后才重新發現這些真理。我們對阿里斯塔恰斯這本著作損失的認識要提高10萬倍，才能理解古典文明的偉大成就及其毀滅的悲劇性。
我們今天的科學已經遠遠地超過了古代科學，但是我們對歷史的認識還存在著不可彌補的缺陷。試想一想，多少歷的謎只要用亞歷山大圖書館的一張借書證就可以得到解答。我們知道有一套三卷的世界史現在丟失了，作者是一個名叫彼羅薩斯的巴比倫祭司。該書第一卷論述從“創世”到“大洪水”時期，他認為這個時期是43、2萬年，也就是說比《舊約全書》的年代紀還要長100倍。我很想知道書里到底寫了些什么。
古人懂得宇宙的歷史已經很長了，他們試圖了解它的遙遠的過去。我們現在知道宇宙遠比我們所想像的要古老得多，我們已經考察了宇宙空間，知道我們住在一個模糊星系的遙遠的角落里，住在一粒環繞著一顆平凡的恒星的塵埃上。如果我們是無限的空間里的一小點的話，我們在無限的時間里也占據了一瞬間。我們現在知道我們的宇宙──或者至少它的近的化身──大約有150億年或200億年的歷史了。這就是所謂的“大爆炸”以來的時間。在宇宙的開初是不存在星系、恒星或行星的。也沒有生命或文明。當時的宇宙只不過是一個充滿整個太空的均勻的輻射火球。從大爆炸時的混沌過渡到我們現在開始認識的宇宙，是我們有幸瞥見的物質和能量的可怕的轉化。在我們發現其他更聰明的智能生物之前，我們現在的人類就是引人注目的轉化結果──大爆炸的遠代子孫。我們的使命是了解并進一步轉化誕生我們的宇宙。
──選自《宇宙》，周秋麟、吳依俤等譯，李元校，吉林人民出版社1998年版
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