2013年6月20日10時(shí)04分至10時(shí)55分,中國神十航天員舉行了一次太空授課。女航天員王亞平主講,聶海勝協(xié)助,張曉光攝像,進(jìn)行了微重力條件下的物理實(shí)驗(yàn)和課程講解。這是中國科學(xué)技術(shù)史里科學(xué)與技術(shù)普及在目前狀況下最好、最成功的案例。
課程內(nèi)容設(shè)計(jì)獨(dú)具匠心,失重(或微重力)環(huán)境中的質(zhì)量測定、單擺、圓周運(yùn)動(dòng)、陀螺運(yùn)動(dòng)、液體表面張力、分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)等基礎(chǔ)物理知識(shí)。這是完完全全的物理基礎(chǔ)知識(shí),以及物理實(shí)驗(yàn)的拓展。這獨(dú)具匠心體現(xiàn)了主辦方中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、國家教育部、中國載人航天工程辦公室、中國航天科技集團(tuán)公司一大批科學(xué)家、教育家的深刻策劃,其用意極為深刻而深遠(yuǎn),只有真正的科學(xué)家、教育家、領(lǐng)導(dǎo)者和決策者有這樣深遠(yuǎn)的考慮和打算,并將其付諸實(shí)現(xiàn)。
通過太空課程對(duì)青少年和民眾加深對(duì)質(zhì)量、重量(力)以及牛頓定律、液體表面張力、分子運(yùn)動(dòng)等基本物理概念的深入理解。
整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程,始終暗含著牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的驗(yàn)證。不知道我們的中學(xué)生和民眾是否看到了這個(gè)現(xiàn)象和過程 (在同一個(gè)參照系里,外力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。沒有受到外力作用的物體將保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。)?物理實(shí)驗(yàn)里控制擾動(dòng)和影響,使擾動(dòng)控制在最小范圍內(nèi)是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵,也是研究的關(guān)鍵。“單擺”小球緩慢的下落,實(shí)質(zhì)就是擾動(dòng)和影響的問題。然而,這樣的“擾動(dòng)和影響”是客觀存在的,在狹小的“天宮”里、在微重力的狀況下是不可避免的。最起碼在“天宮”里的空氣流動(dòng)是需要額外的動(dòng)力驅(qū)使的,這是因?yàn)槲⒅亓Φ沫h(huán)境里空氣的對(duì)流不能形成的。這會(huì)影響航天員的呼吸。再加上航天員手上細(xì)微的動(dòng)作,擾動(dòng)和影響會(huì)比地球環(huán)境里自然放大。這次太空授課不管是成功和“失敗”的,都是成功的科普,都是成功的科學(xué)與技術(shù)的教育。我們中國需要這樣的教育——激勵(lì)思考的教育,拓展思維的教育。如果將有機(jī)液體和無機(jī)液體做實(shí)驗(yàn),不同密度物質(zhì)分子間的擴(kuò)散如何,其結(jié)果也是非常有意義的。
這次太空授課最大的成功之處是一大批科學(xué)家、教育家極有創(chuàng)意的高端策劃和設(shè)計(jì)。他們將初等物理實(shí)驗(yàn)搬到了太空,驗(yàn)證重力環(huán)境中的規(guī)律在微重力環(huán)境里的現(xiàn)象。這是一大批科學(xué)家、教育家的智慧所在。我們中國需要這樣的科學(xué)家和教育家,更需要有智慧的領(lǐng)導(dǎo)者和決策者?茖W(xué)家和教育家的智慧往往不會(huì)得到領(lǐng)導(dǎo)者和決策者的認(rèn)可,不能得到他們的認(rèn)可,再好的策劃和設(shè)計(jì)也不能得到實(shí)現(xiàn)。這正所謂內(nèi)行管內(nèi)行管得最在行,外行管內(nèi)行管得一團(tuán)亂。