作者：賈陽（“天問一號”火星探測器副總設計師）

科研之余，我從事科普工作已經二十年了。

(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相關，前兩個速度的計算過程經常被科普活動選用，第三個有點麻煩，即使是航天業內人士，也不見得都能自己推導出來，但是參加物理奧賽的高中選手應該都可以。

第三，理解規律：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，但這個結論其實是有條件的。比如：從地球的南北極發射與從赤道發射航天器會導致什么區別？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的線速度，降低對火箭速度的需求。從火星發射探測器，這些速度數值又會發生什么變化？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，這就是一個更本質的與具體行星無關的規律。

第四，嘗試應用：在具體的科研活動背景下，使用學習到的知識和規律，解決現實問題，實現對知識的運用，了解知識的用處，甚至掌握科研活動的基礎方法。

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

科研人員了解學科發展的前沿，可以結合科研與工程項目，提出適合不同年齡段探索的題目。例如，筆者曾經結合我國天問一號火星探測任務，提出分析不同大氣條件下直射光、散射光對太陽能電池發電貢獻這一研究課題，這在行業內部也不是一個有明確結論的研究課題。筆者帶領同學們設計實驗方案，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，總結出規律，最后服務于火星車的設計。

通過這個小項目，同學們了解了學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。在兩個不同學科領域的交集中，探索適合同學們研究的項目。

例如：航天+歷史。中國古代有著輝煌的天文發展成就，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。了解古代歷法的發展過程，與航天結合，可以形成一個探索性研究項目——為火星移民創造一部歷法。火星人要不要有春節，一年幾個月，一月多少天，一天對應多長時間，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、性別、種族如何選擇，是不是需要一個醫生，特別是心理醫生？有一次與同學們討論這個問題，讓我沒想到的是，同學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。

與航天結合更緊密的學科無疑是物理，筆者曾經嘗試把物理中同學們剛剛學到的有關超導的知識與月球探測相結合，提出了月球城堡的設想。在月球的南極永久陰影區，溫度很低，天然具備了一些材料產生超導特性的條件，那么月球的城堡是不是可以建在南極，利用超導原理儲存能量，同時產生人造磁場防御太空中的帶電粒子？這就把同學們學習到的知識，與潛在的科研應用場景結合起來，強化了同學們探索的興趣。

總結這些實踐，筆者提出一個想法：不同的年齡，不同的火星。從幼兒園到大學研究生，在不同的教育階段與火星探測相結合都可以產生有趣的探索活動。

比如，請學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部組成及工作原理；針對高中生，可以設計火星體育用品，討論在火星環境下進行體育比賽時，體育器材需要進行怎樣的調整；針對大學生，可討論移民火星會誕生哪些新的職業、工種，進而展開暢想，比如：對火星導游的要求與地球導游的要求有什么差別？還可請編程能力強的同學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青少年增強好奇心，主動學習知識，并將這些知識應用到解決問題的過程中，體會到探索的樂趣。

關于科普活動中的不足與教訓，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。當然，即使是最好的科普，也很難吸引所有孩子的關注，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）