作者：賈陽(yáng)（“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器副總設(shè)計(jì)師）

科研之余，我從事科普工作已經(jīng)二十年了。

(資料圖片僅供參考)

我覺(jué)得科普活動(dòng)有幾個(gè)不同的層次。舉例說(shuō)明：

第一，傳遞知識(shí)：第一宇宙速度為7.9千米每秒，第二宇宙速度為11.2千米每秒，第三宇宙速度是16.7千米每秒。

第二，講清道理：明白這三個(gè)速度與哪些參數(shù)相關(guān)，前兩個(gè)速度的計(jì)算過(guò)程經(jīng)常被科普活動(dòng)選用，第三個(gè)有點(diǎn)麻煩，即使是航天業(yè)內(nèi)人士，也不見(jiàn)得都能自己推導(dǎo)出來(lái)，但是參加物理奧賽的高中選手應(yīng)該都可以。

第三，理解規(guī)律：明白行星際航行中，這三個(gè)速度有什么用處。也許讀者朋友有疑問(wèn)，不就是環(huán)繞地球，離開(kāi)地球引力場(chǎng)，離開(kāi)太陽(yáng)系所需要的最小速度嗎？是的，但這個(gè)結(jié)論其實(shí)是有條件的。比如：從地球的南北極發(fā)射與從赤道發(fā)射航天器會(huì)導(dǎo)致什么區(qū)別？選擇好火箭的飛行方向，在赤道上可以更好地利用地球自轉(zhuǎn)的線速度，降低對(duì)火箭速度的需求。從火星發(fā)射探測(cè)器，這些速度數(shù)值又會(huì)發(fā)生什么變化？火星的第一宇宙速度和第二宇宙速度均會(huì)變小，但是兩者之間的比值仍是0.707，這就是一個(gè)更本質(zhì)的與具體行星無(wú)關(guān)的規(guī)律。

第四，嘗試應(yīng)用：在具體的科研活動(dòng)背景下，使用學(xué)習(xí)到的知識(shí)和規(guī)律，解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的運(yùn)用，了解知識(shí)的用處，甚至掌握科研活動(dòng)的基礎(chǔ)方法。

傳遞知識(shí)，講清道理，都是學(xué)校老師的強(qiáng)項(xiàng)；理解規(guī)律，嘗試運(yùn)用，則需要科研人員、教師和社會(huì)機(jī)構(gòu)共同努力，才能更好地帶領(lǐng)孩子們踏入探索的大門(mén)。

科研人員了解學(xué)科發(fā)展的前沿，可以結(jié)合科研與工程項(xiàng)目，提出適合不同年齡段探索的題目。例如，筆者曾經(jīng)結(jié)合我國(guó)天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)任務(wù)，提出分析不同大氣條件下直射光、散射光對(duì)太陽(yáng)能電池發(fā)電貢獻(xiàn)這一研究課題，這在行業(yè)內(nèi)部也不是一個(gè)有明確結(jié)論的研究課題。筆者帶領(lǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，制造簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)量不同大氣條件、每天不同的太陽(yáng)高度條件下，直射的陽(yáng)光與大氣散射光分別貢獻(xiàn)出了多少電能，總結(jié)出規(guī)律，最后服務(wù)于火星車(chē)的設(shè)計(jì)。

通過(guò)這個(gè)小項(xiàng)目，同學(xué)們了解了學(xué)到的知識(shí)到底有什么用，增強(qiáng)了動(dòng)手實(shí)踐的能力，對(duì)科研工作的方法也有了一定程度的了解，更重要的是在探索的過(guò)程中，提出自己的疑問(wèn)，經(jīng)過(guò)分析、研究把疑問(wèn)解決了，體會(huì)到了科研活動(dòng)的成就感。

為了征集適合的科研項(xiàng)目，筆者嘗試提出了一種方法：A+B。在兩個(gè)不同學(xué)科領(lǐng)域的交集中，探索適合同學(xué)們研究的項(xiàng)目。

例如：航天+歷史。中國(guó)古代有著輝煌的天文發(fā)展成就，史書(shū)上記載的很多天象觀測(cè)記錄早于其他文明，通過(guò)對(duì)天象的觀察更是形成了至今仍在使用的具有中華特色的歷法。了解古代歷法的發(fā)展過(guò)程，與航天結(jié)合，可以形成一個(gè)探索性研究項(xiàng)目——為火星移民創(chuàng)造一部歷法?；鹦侨艘灰写汗?jié)，一年幾個(gè)月，一月多少天，一天對(duì)應(yīng)多長(zhǎng)時(shí)間，是不是也要有閏月，等等。

這是一個(gè)開(kāi)放式的題目，本來(lái)就沒(méi)有定論。類(lèi)似的問(wèn)題還有很多，比如去火星探索需要六名航天員組成一個(gè)乘組，這六個(gè)人的年齡、職業(yè)、性別、種族如何選擇，是不是需要一個(gè)醫(yī)生，特別是心理醫(yī)生？有一次與同學(xué)們討論這個(gè)問(wèn)題，讓我沒(méi)想到的是，同學(xué)們一致推薦把他們的校長(zhǎng)送往火星，問(wèn)他們?cè)?，他們只是不停地笑?/p>

與航天結(jié)合更緊密的學(xué)科無(wú)疑是物理，筆者曾經(jīng)嘗試把物理中同學(xué)們剛剛學(xué)到的有關(guān)超導(dǎo)的知識(shí)與月球探測(cè)相結(jié)合，提出了月球城堡的設(shè)想。在月球的南極永久陰影區(qū)，溫度很低，天然具備了一些材料產(chǎn)生超導(dǎo)特性的條件，那么月球的城堡是不是可以建在南極，利用超導(dǎo)原理儲(chǔ)存能量，同時(shí)產(chǎn)生人造磁場(chǎng)防御太空中的帶電粒子？這就把同學(xué)們學(xué)習(xí)到的知識(shí)，與潛在的科研應(yīng)用場(chǎng)景結(jié)合起來(lái)，強(qiáng)化了同學(xué)們探索的興趣。

總結(jié)這些實(shí)踐，筆者提出一個(gè)想法：不同的年齡，不同的火星。從幼兒園到大學(xué)研究生，在不同的教育階段與火星探測(cè)相結(jié)合都可以產(chǎn)生有趣的探索活動(dòng)。

比如，請(qǐng)學(xué)齡前小朋友用勺子多次挖取暗紅色的冰激凌，逐步挖出球形，看誰(shuí)做得更圓。之后用火星圖案的包裝紙包起來(lái)，欣賞完之后，請(qǐng)小朋友吃掉它；針對(duì)小學(xué)生，可以選擇精美的火星地貌圖片以及探測(cè)器圖片，切割成不同數(shù)量的小塊，制作成火星圖片拼圖，一起玩拼圖游戲；針對(duì)初中生，可以引導(dǎo)其用樂(lè)高積木制作火星車(chē)，裝上電池可以前后運(yùn)動(dòng)，通過(guò)拼裝了解火星車(chē)的內(nèi)部組成及工作原理；針對(duì)高中生，可以設(shè)計(jì)火星體育用品，討論在火星環(huán)境下進(jìn)行體育比賽時(shí)，體育器材需要進(jìn)行怎樣的調(diào)整；針對(duì)大學(xué)生，可討論移民火星會(huì)誕生哪些新的職業(yè)、工種，進(jìn)而展開(kāi)暢想，比如：對(duì)火星導(dǎo)游的要求與地球?qū)в蔚囊笥惺裁床顒e？還可請(qǐng)編程能力強(qiáng)的同學(xué)分析火星表面能看到哪些地球上看不到的天象奇觀，等等。

總之，科普的初衷就在于引導(dǎo)青少年增強(qiáng)好奇心，主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)，并將這些知識(shí)應(yīng)用到解決問(wèn)題的過(guò)程中，體會(huì)到探索的樂(lè)趣。

關(guān)于科普活動(dòng)中的不足與教訓(xùn)，我覺(jué)得，對(duì)不同的受眾一定要有不同的表述方式，不考慮受眾的通用科普一般不會(huì)有很好效果；動(dòng)手活動(dòng)的吸引力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于講述，即使是講述也不建議在臺(tái)上放一張桌子，桌子可能是科研與科普之間存在障礙的一個(gè)象征。當(dāng)然，即使是最好的科普，也很難吸引所有孩子的關(guān)注，科普工作者對(duì)于這點(diǎn)一定要釋然。

火星只是一個(gè)例子。廣大科研工作者留心從自己的科研活動(dòng)中提煉話題，與教育界有興趣的人士共同探討，就會(huì)在基礎(chǔ)教育和高等教育中形成眾多的探索性項(xiàng)目，提升科普活動(dòng)的效果，讓更多孩子瞪大明亮的眼睛，和我們一起去探索這個(gè)神奇的世界。

《光明日?qǐng)?bào)》（ 2022年09月27日?14版）