作者：賈陽（“天問一號”火星探測器副總設(shè)計師）

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)

我覺得科普活動有幾個不同的層次。舉例說明：

第一，傳遞知識：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：明白這三個速度與哪些參數(shù)相關(guān)，前兩個速度的計算過程經(jīng)常被科普活動選用，第三個有點麻煩，即使是航天業(yè)內(nèi)人士，也不見得都能自己推導(dǎo)出來，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，這三個速度有什么用處。也許讀者朋友有疑問，不就是環(huán)繞地球，離開地球引力場，離開太陽系所需要的最小速度嗎？是的，但這個結(jié)論其實是有條件的。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，降低對火箭速度的需求。從火星發(fā)射探測器，這些速度數(shù)值又會發(fā)生什么變化？火星的第一宇宙速度和第二宇宙速度均會變小，但是兩者之間的比值仍是0.707，這就是一個更本質(zhì)的與具體行星無關(guān)的規(guī)律。

第四，嘗試應(yīng)用：在具體的科研活動背景下，使用學(xué)習(xí)到的知識和規(guī)律，解決現(xiàn)實問題，實現(xiàn)對知識的運用，了解知識的用處，甚至掌握科研活動的基礎(chǔ)方法。

傳遞知識，講清道理，都是學(xué)校老師的強項；理解規(guī)律，嘗試運用，則需要科研人員、教師和社會機構(gòu)共同努力，才能更好地帶領(lǐng)孩子們踏入探索的大門。

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)合我國天問一號火星探測任務(wù)，提出分析不同大氣條件下直射光、散射光對太陽能電池發(fā)電貢獻這一研究課題，這在行業(yè)內(nèi)部也不是一個有明確結(jié)論的研究課題。筆者帶領(lǐng)同學(xué)們設(shè)計實驗方案，制造簡單的實驗裝置，測量不同大氣條件、每天不同的太陽高度條件下，直射的陽光與大氣散射光分別貢獻出了多少電能，總結(jié)出規(guī)律，最后服務(wù)于火星車的設(shè)計。

通過這個小項目，同學(xué)們了解了學(xué)到的知識到底有什么用，增強了動手實踐的能力，對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程中，提出自己的疑問，經(jīng)過分析、研究把疑問解決了，體會到了科研活動的成就感。

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

例如：航天+歷史。中國古代有著輝煌的天文發(fā)展成就，史書上記載的很多天象觀測記錄早于其他文明，通過對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)展過程，與航天結(jié)合，可以形成一個探索性研究項目——為火星移民創(chuàng)造一部歷法?；鹦侨艘灰写汗?jié)，一年幾個月，一月多少天，一天對應(yīng)多長時間，是不是也要有閏月，等等。

這是一個開放式的題目，本來就沒有定論。類似的問題還有很多，比如去火星探索需要六名航天員組成一個乘組，這六個人的年齡、職業(yè)、性別、種族如何選擇，是不是需要一個醫(yī)生，特別是心理醫(yī)生？有一次與同學(xué)們討論這個問題，讓我沒想到的是，同學(xué)們一致推薦把他們的校長送往火星，問他們原因，他們只是不停地笑。

與航天結(jié)合更緊密的學(xué)科無疑是物理，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)的知識與月球探測相結(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)原理儲存能量，同時產(chǎn)生人造磁場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，與潛在的科研應(yīng)用場景結(jié)合起來，強化了同學(xué)們探索的興趣。

總結(jié)這些實踐，筆者提出一個想法：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相結(jié)合都可以產(chǎn)生有趣的探索活動。

比如，請學(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，看誰做得更圓。之后用火星圖案的包裝紙包起來，欣賞完之后，請小朋友吃掉它；針對小學(xué)生，可以選擇精美的火星地貌圖片以及探測器圖片，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；針對初中生，可以引導(dǎo)其用樂高積木制作火星車，裝上電池可以前后運動，通過拼裝了解火星車的內(nèi)部組成及工作原理；針對高中生，可以設(shè)計火星體育用品，討論在火星環(huán)境下進行體育比賽時，體育器材需要進行怎樣的調(diào)整；針對大學(xué)生，可討論移民火星會誕生哪些新的職業(yè)、工種，進而展開暢想，比如：對火星導(dǎo)游的要求與地球?qū)в蔚囊笥惺裁床顒e？還可請編程能力強的同學(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)青少年增強好奇心，主動學(xué)習(xí)知識，并將這些知識應(yīng)用到解決問題的過程中，體會到探索的樂趣。

關(guān)于科普活動中的不足與教訓(xùn)，我覺得，對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有很好效果；動手活動的吸引力遠遠高于講述，即使是講述也不建議在臺上放一張桌子，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，科普工作者對于這點一定要釋然。

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

《光明日報》（ 2022年09月27日?14版）