2013年6月20日10時04分至10時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,進行了微重力條件下的物理實驗和課程講解。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)計獨具匠心,失重(或微重力)環(huán)境中的質(zhì)量測定、單擺、圓周運動、陀螺運動、液體表面張力、分子擴散運動等基礎(chǔ)物理知識。這是完完全全的物理基礎(chǔ)知識,以及物理實驗的拓展。這獨具匠心體現(xiàn)了主辦方中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會、國家教育部、中國載人航天工程辦公室、中國航天科技集團公司一大批科學(xué)家、教育家的深刻策劃,其用意極為深刻而深遠,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的考慮和打算,并將其付諸實現(xiàn)。
通過太空課程對青少年和民眾加深對質(zhì)量、重量(力)以及牛頓定律、液體表面張力、分子運動等基本物理概念的深入理解。
整個實驗課程,始終暗含著牛頓第一運動定律的驗證。不知道我們的中學(xué)生和民眾是否看到了這個現(xiàn)象和過程 (在同一個參照系里,外力是改變物體運動狀態(tài)的原因。沒有受到外力作用的物體將保持原來的運動狀態(tài)不變。)?物理實驗里控制擾動和影響,使擾動控制在最小范圍內(nèi)是實驗成敗的關(guān)鍵,也是研究的關(guān)鍵。“單擺”小球緩慢的下落,實質(zhì)就是擾動和影響的問題。然而,這樣的“擾動和影響”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”里的空氣流動是需要額外的動力驅(qū)使的,這是因為微重力的環(huán)境里空氣的對流不能形成的。這會影響航天員的呼吸。再加上航天員手上細微的動作,擾動和影響會比地球環(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——激勵思考的教育,拓展思維的教育。如果將有機液體和無機液體做實驗,不同密度物質(zhì)分子間的擴散如何,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。他們將初等物理實驗搬到了太空,驗證重力環(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得到領(lǐng)導(dǎo)者和決策者的認可,不能得到他們的認可,再好的策劃和設(shè)計也不能得到實現(xiàn)。這正所謂內(nèi)行管內(nèi)行管得最在行,外行管內(nèi)行管得一團亂。