白癜风医院有哪些 https://m-mip.39.net/nk/mipso_4679454.html3月14日,史蒂芬·霍金去世。一件事情如果还能以“前几天”来起头,这事就不算晚。晚上,我这样带孩子进入了主题:
我:给你看张照片,你觉得这个人和我们有什么不一样?
娃:他是“奇迹男孩”?(《奇迹男孩》这部电影如果还没有带娃看过,建议把它定为周末计划。)
我:他也是个奇迹男孩,但他要比电影中那个小男孩更艰难,但他很顽强,他去世时,一直是英国剑桥大学的教授。说他更艰难,是因为他生了一种病,叫渐冻症。
娃:什么是渐冻症?(陪娃聊天一定要做好回答各种问题的准备,有时候这是个无底洞,你在给他回答一些发散问题的同时,一定不要忘了适时把他拉回正题中来。)
我:渐冻症就是有一种病让一个人全身不能动,头也不能动,只有眼睛可以转动,但是他的大脑还能够工作,所以,他可以和没生病的时候一样聪明。霍金就是这样一个病人,你看这张照片他像不像被冻住了一样?刚开始,霍金能动的地方是两只眼睛和3根手指,所以,这3根手指帮助他操作电脑,电脑帮他说出他想说的话。但是后来,他的手指也不能动了,科学家就在他眼镜上装了一个探测器(孩子没听懂探测器,我就告诉他装了一个监督他脸部肌肉的小机器人),这个脸部肌肉就代替了他的手,可以从电脑屏幕上选择他要说的词语或者句子。
娃:他也太不容易了吧。
我:对呀。他从20几岁起,也就是比妈妈还小十几岁的时候就开始逐渐被这种病痛折磨,但他没有停止科学研究。你知道他研究什么吗?
娃:不知道。
我:黑洞。(我之所以最先引出霍金对黑洞的研究主要是为了吸引娃的注意力,因为他对黑洞有一知半解。如果有看过我上一篇育儿文章的人都知道,娃用“黑洞”一词来形容她的那些失忆点。)
(如果已经了解了黑洞的娃可以直接跳过1)
1.黑洞:
先给娃看张图片
黑洞大量存在于宇宙之中,就像这样一个点,在这个点的周围,存在巨大的引力,它能把很大的船只、飞机吸进去,就连光线进去也被它完全吞掉,连太阳也可以吞了。正因为此,我们根本不可能像拿着手电去看看它里面有什么,因为光只要进去就出不来了,所以,它里面漆黑一片就叫做“黑洞”(在这里一定要告诉娃,并不是霍金提出宇宙中存在黑洞。只是霍金也认为存在黑洞),并且因为我们无法观察到黑洞里面是什么样子,所以霍金就对黑洞做了大胆推理。
娃:什么是推理?
我:呃。推理就是即使没有任何证据来证明你的观点,但是你可以通过解答一个个的数学题目计算出来你是正确的,这就是伟大的理论。
娃:那黑洞到底是怎么把东西吸进去的?
我:好问题,霍金认为,黑洞就是一个点。这个点是什么呢?
2.黑洞奇点
霍金认为黑洞就是一个点,这个点叫奇点。
?提示:在给娃讲这些猜想的时候,先不要管霍金最后把这个猜想有没有推翻,你现在的目的是让娃了解科学,以及一个伟大的科学家之所以伟大是因为他有大胆的猜测,然后又大胆地去证明或推翻。?
这个奇点很小、有非常强的引力,以至于光线都被吸进去了,无法发射出来,所以,这个点的周围就是漆黑一片。
娃:黑洞既然这么小,怎么能把东西吸进去?
我:黑洞是有边界的,这个边界就叫做“视界”,这个视界的半径就是奇点的引力能发挥作用的距离,也就是靠近黑洞但还能逃脱的半径就是视界半径。记不记得我们在北京天文馆做的那个黑洞模拟实验?(娃5岁多时,喜欢上了天文知识,我曾经三次带她到北京天文馆,她最喜欢看的是地下一层中部宇宙大爆炸的视频以及那个黑洞模拟实验)实验提示只要距离和角度适合,那个小球可以逃离黑洞,对不对?是因为小球如果正好处在视界半径之外,那就不能被吸进去。
娃:那是不是黑洞可以把太阳、地球还有其他星球都吸进去?那我们就完了。
我:你考虑地太正确了。霍金认为现在的宇宙是膨胀后的宇宙,目前彼此的距离都是最适合的距离,所以他们吸引对方的方式只是绕轴旋转,而不会靠对方太近。
娃:那宇宙膨胀之前是什么样子?(看来娃渐入佳境)
我:霍金认为,宇宙最初也是这样一个点,后来大爆炸才形成你生活的地球和看到的星空。
娃:是不是那个点太重了,实在承受不住了,就爆炸了。
我:你觉得呢?(关于这个点为何能爆炸是没有科学定论的,而且很可能无法研究,所以我们不如把问题留给孩子去思考)。基督教的人们认为是上帝推动了这个点的爆炸,而且爆炸的时候上帝设置好了参数,就像我们调好了电视频道一样,然后就出现了人,如果没有这样的调节,就不会出现人。但是霍金不这么认为,他认为不需要上帝调节爆炸的参数,宇宙自己会选择,宇宙选择了这样的形式,碰巧产生了我们人类。如果宇宙在爆炸时选择了其他的参数,你认为会产生什么样的人呢?是不是比我们更坚硬?更长寿?
娃:那我们是不是就和外星人一样了?
我:外星人也在这个宇宙中啊。如果爆炸时选择了不同的参数,将会出现完全不同的宇宙。霍金预言,年人类必须离开地球,年,人类进入外太空,新人种出现,年,地球将面临灾难性毁灭,年,地球变成炽热的“火球”。
娃:啊?那时候我多大了?我最想去火星(可见深受《巴拉巴拉小魔仙》的影响)。在去火星的路上要是碰到黑洞,我进去会是什么样子啊?
我:你自己算算你多大。进入黑洞是什么样子,现在大家有三种说法:一是会变成意大利细面条,二是人体像是被“煎炸”一样,三是以另一个样子存在着,就像跨进了多啦A梦的随意门。
娃:那黑洞里面到底有什么啊?
我:“黑洞无毛”。
娃:哈哈哈,没毛?
3.黑洞无毛
霍金说黑洞并不复杂,他认为黑洞里只存在质量、能量(角动量),或许还有电荷(只能说或许存在,因为霍金辐射只说黑洞边缘存在正反物质,黑洞里面是否存在仍然存疑)。有个术语发明家(就是特别会取好听的名字的人)叫惠勒(J.A.Wheeler)把霍金提出的这个理论叫做“黑洞无毛”。因为黑洞里实在太简单了,比我们人的身体都要简单,没有任何器官,不长任何毛发,是不是很有意思?
不过,给娃讲清楚角动量还是要费些工夫的。所谓角动量就是一种“能量”,这种能量由物体的质量、旋转速度和角度等决定。因为黑洞自身在高速旋转,所以产生了这种能量,就叫角动量。
娃:这太有意思了。那黑洞会不会消失啊?
我:霍金认为会,这就是他提出的霍金辐射。
4.霍金辐射
如果不知道辐射的娃可以给他讲讲太阳对地球的照射,实际上是因为地球吸收了来自太阳所辐射的大量的光子。因为地球吸收了光子的能量,所以才使地球变热,就像人吃了饭身子就会暖和一样,是因为人体增加了能量。
我:黑洞中还存在一种现象,叫“霍金辐射”,因为霍金在研究这种辐射中做出了巨大贡献。
娃:是电磁波辐射?
看看电视还是有好处的,娃说的电磁波辐射是从《黑猫警长——神秘的电磁波》中知道的。
我:没错。黑洞的边缘会产生很多正粒子,也会产生很多反粒子,如果他们正好碰到了一起,就同时湮灭,但如果碰巧反粒子在视界内,正粒子在视界外,正粒子就自由逃离了,这样,就出现了霍金所说的辐射。因为它向外逃逸,所以它带走了一部分黑洞的能量。
那么你想想看,这样,黑洞会越来越小还是越来越大?
娃:越来越小。
我:对,所以,经过这样长时期的辐射,黑洞就蒸发了。
给娃讲理论是很难的,能够讲清楚理论更难。而且这么高大上的理论用庸俗化的语言来解释清楚,在表述中可能有许多地方用词不太准确,实在是限制了我们的想象力。在此,也期待各位聪慧的粑粑麻麻分享自己的经验。
霍金的生日恰好是伽利略的忌日,而霍金去世这天正是爱因斯坦的生日,如果你想以这些伟大科学家的神奇接力为话题展开伽利略和爱因斯坦的理论,那更好。在此也做一些提示:提到“伽利略”这个人的,就在娃们最喜欢的一套书——《不一样的卡梅拉》中《我想有颗星星》这本书里。
那晚,因为我实在没办法讲清楚爱因斯坦的广义相对论,就有意地避开了这个话题,我只告诉他:霍金是一个伟大的科学家。但巧合的是,就在第二天上学的路上,走在我们俩后面的一对父子,爸爸问:你知道霍金吗?儿子:不知道。爸爸:他是继爱因斯坦之后最伟大的科学家。
娃很快就问我:妈妈,你听到后面的哥哥和叔叔的讲话了吗?
我:没听到,说了什么?(其实我听到了,但我故意这么问)
娃:他们说霍金。妈妈,爱因斯坦(娃发音没这么准,但我知道她问的是爱因斯坦)是谁?
我:他也是个非常伟大的科学家,和霍金一样。
无论孩子之前是否了解黑洞,是否了解引力,是否了解这一切,从现在开始,你可以告诉他。即使他现在尚未听懂,但有了一点点的信息储存,总有一天,当他看到相关信息时,他会极力将这有限的知识补充完整。
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