萌芽說在前

如果孩子對科學(xué)有著藏不住的熱愛，

腦子里裝滿了天馬行空的奇思妙想，

那么這本獲得國家重磅少兒科普期刊獎的《未來科學(xué)家》的征集活動千萬別錯過。把孩子的問題收集起來，就有機會得到中國兩院院士的親自回復(fù)噢。

雜志介紹：

雜志實拍圖

新刊的問題征集方向是：以“春深四月天·共赴新知旅”為脈絡(luò)，緊扣航天逐夢、節(jié)氣探索、閱讀啟智、春日趣享、健康守護(hù)等維度，打造兼具深度、溫度與趣味性的科普盛宴。

• 回望中國航天事業(yè)創(chuàng)建70周年光輝歷程，解鎖航天科技融入日常的奇妙應(yīng)用；

• 跟隨清明、谷雨的節(jié)氣腳步，探尋氣象邏輯、物候奧秘、農(nóng)耕智慧與傳統(tǒng)習(xí)俗；

• 恰逢世界讀書日，解鎖選書、拆書的閱讀實用技巧；

• 還有多學(xué)科實用知識，在融融春意里與你共赴一場知識與探索的美好旅程。

感興趣的話，不妨借此機會，讓孩子好好思考一下，有什么問題想要問的，添加我們的小助手把問題報上，就可以啦。

如果你想讓孩子每個月都能打開科學(xué)眼界，這本獲得國家重磅少兒科普期刊獎的《未來科學(xué)家》，就是2026年最值得入手的科學(xué)好伙伴。雜志下單地址在這里，點擊即可購買。

下面正文開始。

姐妹們，你們知道嗎？

馬斯克又搞了個大新聞。

他宣布啟動一個叫“Terafab”的計劃——史上最大造芯計劃。

目標(biāo)是每年生產(chǎn)1太瓦的AI算力芯片。

這是什么概念？相當(dāng)于現(xiàn)在全球AI算力年產(chǎn)量的50倍！

我把這則新聞和Eric簡單聊了聊，沒想到這孩子淡定地說：“噢，AI是熱門方向嘛?！?/p>

但我緊接著拋出下一句話，孩子瞬間震驚到下巴合不上。

“這些芯片，要部署到太空?！?/p>

馬斯克算了一筆賬：太空沒有大氣層，沒有晝夜交替，太陽能效率是地面的5倍以上。

他的預(yù)測是：2到3年內(nèi)，在太空部署算力的成本，將低于地面。

所以，科幻動畫里那些把“家”搬到太空、在月球基地和火星城市里生活工作的場景，或許真的能實現(xiàn)了。

雖然搬去太空涉及太多學(xué)科的考量，我們沒法給孩子講得面面俱到，但我還是和Eric重溫了一部相隔13年的“神舟十號太空課堂”，一起走近太空。

那是2013年，神舟十號升空時，全國6000萬中小學(xué)生隔著屏幕，向王亞平提出了各種各樣的“太空問題”。

時間過去這么久，可宇宙還是那個宇宙——時間無盡永前、空間無界永在、質(zhì)量無限永有。▼

能成為航天人真正飛向太空，是百萬分之一的概率。但我想讓孩子從小明白：為什么太空空間站對中國如此重要。

在那個神秘又遙遠(yuǎn)的地方，幾代人持續(xù)努力、不懈創(chuàng)造的空間站上，究竟將如何影響和改變我們的生活和未來？

我希望孩子從小種下一顆科研的種子，跟著科學(xué)技術(shù)的腳步，找到屬于自己的未來方向。

（另外，繼2013年“神州十號太空課堂”后，在2021年、2022年相繼出了“天宮課堂”第一課、第二課和第三課，我也一并打包好了，需要的姐妹可以耐心看到文末，保存觀看。）

因為時間有點遠(yuǎn)了，我先跟大家回顧下神舟十號太空授課的背景。

中國是第二個完成太空授課的國家，此前的所有關(guān)于空間站的科普教育課堂，主要都還是美國主導(dǎo)，在它的航天網(wǎng)站上可以看到系列專輯。

在神州十號太空授課時，中國課堂也有自己的風(fēng)格特色，教授的內(nèi)容平易近人，貼近生活，現(xiàn)在仍然有“中華神功”的美譽，主要分為授課項目幾個部分，以及我整理出來的背后物理知識（都是初高中要學(xué)的考點，帶你回顧一下中學(xué)教材）：▼

讓我們一起重溫下13年前的歷史性一刻，重新當(dāng)回中學(xué)生，跟著王亞平老師，走進(jìn)空間站蘊含的科學(xué)奇妙吧！

航天人在第一課的分工

在2013年的太空第一課里，三位宇航員，聶海勝、王亞平、張曉光，其中他們的分工是這樣子的：

• 主講老師：王亞平

• 助講老師兼指令長：聶海勝

• 全程攝像：張曉光

太空懸空打坐

被譽為“中華神功”，起源于王亞平老師和聶海勝老師在課堂上的幽默示范。

首先，聶海勝盤起雙腿，在實驗艙里慢懸浮起來，擺出一個“懸空打坐”的姿勢。▼

王亞平老師輕輕一推，聶海勝就向艙后忽悠悠漂過去，邊飛行邊翻跟頭。▼

和當(dāng)年全國6000萬名中小學(xué)生的反應(yīng)一樣，這個現(xiàn)象當(dāng)然好笑，我家倆孩子看到的時候也樂得不得了。

背后的原因當(dāng)然是因為失重。因為太空失重的環(huán)境，各個宇航員都是“身輕如燕的武林高手”。

別小看這個輕松的開場白，其實已經(jīng)體現(xiàn)了兩個知識點：一個是圓周運動。

是的，空間站飛船正繞著地球做勻速圓周運動，空間站里的任何物體在飛船里都屬于完全失重狀態(tài)。

另一個是牛頓第一運動定律。

如果一個運動物體不受任何阻力，那么它就會以不變的速度一直運動下去。

考考你，還記得伽利略的理想實驗嗎？

失重環(huán)境下稱體重

在失重的太空中，地面測量不再起作用的時候，又如何知道自己是胖了還是瘦了，要怎么稱重量呢？這是王亞平老師提出來的下一個問題。

在課堂上，有一樣專門的“質(zhì)量測量儀”，助教老師聶海勝親自上場示范如何使用。▼

首先需要先將自己固定在支架一段。▼

然后在把連接運動機構(gòu)的彈簧拉到指定的位置。▼

松手，松力就會讓彈簧回到初始位置。▼

這樣子就可以得出聶海勝的重量——74千克。

這里運用的物理學(xué)原理是：牛頓第二運動定律

F（力）= m（質(zhì)量）x a（加速度）

還記不記得高中學(xué)的知識？

小球的單擺運動

接著，王亞平老師又開始講解小球的單擺運動。

她先拿出一個非常常見的支架，然后細(xì)繩上拴上小球，形成了一個單擺裝置。▼

然后把小球拉到一定的高度，提出了一個問題：“如果我把小球放掉，小球會怎么樣呢？”▼

結(jié)果魔法出現(xiàn)了，小球并沒有像地面一樣進(jìn)行快速搖擺，而是緩慢擺動。▼

當(dāng)王亞平老師用手指輕推小球時，小球竟然開始繞著支架軸心進(jìn)行圓周運動，雖然速度極其緩慢。▼?

這里體現(xiàn)了兩個知識點：一個是單擺模型

像小孩子坐秋千、鐘擺擺動，其實背后的原理都是單擺運動。

這是在地球上非常常見的機械運動。蛋白的運動周期與擺的長度、重力、以及加速度是密切相關(guān)的。

但到了太空失重環(huán)境下，因為已經(jīng)沒有了回復(fù)力，所以球就會靜止在原來的地方。

當(dāng)王亞平老師用手去推小球時，有繩子拉著，小球就做圓周運動，繞著支架軸心。

如果沒有繩子拉著，那小球會怎么樣呢？就做勻速直線運動。

但在地球上，因為有空氣的阻力，所以小球就會逐漸緩慢下降，最后停下來。但這個情況，在太空中是不會發(fā)生的。

太空的旋轉(zhuǎn)陀螺

陀螺這個玩意我們想必都很熟悉，前兩天孩子還在家里做了一個電動陀螺，就是只要給它一個初速度，就會圍繞中心不停旋轉(zhuǎn)，很多孩子都很喜歡玩。▼

但當(dāng)王亞平老師拿出陀螺的時候，同樣奇妙的事情發(fā)生了。 在太空失重環(huán)境下，陀螺的特點被更直觀地呈現(xiàn)出來。

將陀螺懸浮放在空中。 用手輕輕推陀螺頂部，陀螺就翻滾著飛向遠(yuǎn)處，再給陀螺一個力，陀螺就會翻滾著飛向遠(yuǎn)處。

這個時候問題來了：如果先將陀螺旋轉(zhuǎn)起來，再給它一個干擾力，陀螺還會跟之前一樣運動嗎？

王亞平老師直接示范，先讓陀螺旋轉(zhuǎn)起來，懸浮在半空中，再用手輕輕一推，旋轉(zhuǎn)的陀螺不再翻滾，而是保持著固定的軸向，向前飛去。▼

這個對比視頻，你會看得更為直觀。▼

這里體現(xiàn)了一個知識點：角動量守恒定律。在不受外界作用時，角動量是守恒的。

高速旋轉(zhuǎn)的陀螺在航天領(lǐng)域的用途是很廣泛的，比如各式各樣的陀螺定向儀，因為有了這個儀器，才可以精準(zhǔn)地判斷航天器的飛行姿態(tài)。

它的工作原理，便是通過角動量守恒來實現(xiàn)?；剞D(zhuǎn)儀的核心區(qū)器件是一個轉(zhuǎn)動慣量較大的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)自一旦轉(zhuǎn)動起來，它的角動量將守恒，即其指向?qū)⒂肋h(yuǎn)不變，就能實現(xiàn)導(dǎo)航作用了。

水膜實驗，水球演示

接下來的實驗是王亞平老師取出一個航天員飲水袋，打開吸水管上的止水夾，沒有水流出來。▼

她又輕輕地擠動水袋，在飲水管端口形成了一顆晶瑩剔透的水珠，微微抖動，水珠便懸浮在空中。▼

?

接著，她拿出金屬圈，把水袋打開，將金屬圈伸進(jìn)水袋里，再輕輕拉出來。▼

這時，一個漂亮的水膜出現(xiàn)了，水膜就像一個氣球，盡管來回?fù)u晃，但是始終不會破裂。▼

接著，王亞平老師往水膜上加水，水膜逐漸加厚，漸漸地變成了一個很大的晶瑩透明的水泡。▼

?然后，她又用注射器往水球中注入空氣，在水球中產(chǎn)生了兩個大小不一的球形氣泡。▼

王老師又將紅色液體用注射器注入水球中，紅色液體慢慢地擴散開來，晶瑩透明的水球變成了粉紅色。▼

我家孩子看到這里，簡直驚呆了。

沒想到在太空失重狀態(tài)下，一點點普通水也能夠輕松形成漂亮的水膜，更沒想到在太空失重狀態(tài)下，兩個氣泡竟然不會融合，而是單獨存在！

這里體現(xiàn)了一個知識點：液體表面張力

液體表面存在一種“表面張力”——就是“水面”有被向內(nèi)拉緊的力量。那“水面”被表面張力拉緊后的結(jié)果是什么呢？那就是水面會變得跟橡皮膜一樣“結(jié)實”。

這樣子的“橡皮膜”，完全是可以放下一個中國結(jié)。▼

諸如此類的發(fā)現(xiàn)看似簡單，但對航天研究意義重大。

我很喜歡王亞平老師說的一段話：

“透過舷窗，我們可以看到美麗的地球，可以看到日月星辰，但到目前為止，我們沒有看到外星人。 由于我們處在大氣層之外，沒有大氣層的阻擋和干擾，所以我們看到的星星格外明亮，但是卻不會閃爍。 同樣，沒有大氣的阻隔，我們看到的天空不是藍(lán)色的，而是黑色的。 另外，告訴大家一個奇妙的現(xiàn)象，我們每天可以看到16次日出。”

我想很多孩子，都曾經(jīng)幻想過成為一名宇航員，我家孩子看完后也跟我說，好想飛上天啊。

但我更想通過這些故事，讓孩子去看看成就宇航員背后的整個科學(xué)家團隊的合力，以及我也希望我的孩子，能保持中國科學(xué)家的意志和信念。

讓孩子從小種下科學(xué)家的夢想。只有記住“人當(dāng)自強自立”，才有擁抱未來的可能。

少年強，則國強！

《未來科學(xué)家》雜志系列STEAM專欄：

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這個神舟十號的太空授課，一共20分鐘，另外還有“天宮課堂”我也一并打包好了，都非常值得和孩子一起好好細(xì)品，在公號后臺的消息框回復(fù)“太空課”，就可以領(lǐng)取資源啦。

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