老師在距離學(xué)生３００公里的太空中，課堂人數(shù)超過６０００萬人，這個(gè)世界上最大的課堂出現(xiàn)在人類航天時(shí)代的最開端。
科幻作家劉慈欣說：“這堂課最偉大的地方不在于簡(jiǎn)單展示了幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)，而是像一支畫筆一樣，為孩子們描述了一個(gè)與地球重力世界不同的太空世界。”
劉慈欣守在電視機(jī)前認(rèn)真上完了這堂近一個(gè)小時(shí)的太空物理課。與此同時(shí)，他的女兒也在山西一所中學(xué)的課堂里，成為了爸爸的“同學(xué)”。
五個(gè)實(shí)驗(yàn)展示了足夠震撼的新世界
“課堂展示了另一個(gè)世界，物理規(guī)律與地面一樣，但因?yàn)槭チ酥亓�，這個(gè)世界的運(yùn)行方式與地面是完全不同的。它會(huì)很大地啟發(fā)和開闊孩子們的思想、視野。”劉慈欣認(rèn)為，那是一個(gè)新世界，雖然在圖像上看來很狹窄，但完全不同于日常狀態(tài)。對(duì)學(xué)生們來說，這已經(jīng)足夠震撼。
�。常窔q的上海延安初級(jí)中學(xué)物理教師解進(jìn)和初二年級(jí)一個(gè)班的３０多名學(xué)生一起觀看了直播。在直播過程中，解老師沒有插話講解，而是讓孩子們自己去體會(huì)。
解老師說，這堂課包含的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)超過了數(shù)十個(gè)教學(xué)，“耳聽為虛、眼見為實(shí)”，普通教師很難在地球上創(chuàng)造相同環(huán)境。實(shí)驗(yàn)的核心問題是比較地球和太空兩個(gè)環(huán)境下“有重力”和“無重力”的不同。
第一個(gè)實(shí)驗(yàn)其實(shí)是區(qū)別質(zhì)量和重量。平時(shí)稱量體重，測(cè)得的重量并不是質(zhì)量。而王亞平操作的儀器測(cè)得的是聶海勝撞向一個(gè)平面時(shí)的速度，儀器又記錄下了時(shí)間，因此儀器根據(jù)Ｖ＝ＡＴ計(jì)算出了聶海勝的加速度，再根據(jù)已知的太空秤的彈簧回復(fù)力，根據(jù)Ｆ＝ＭＡ，最終可以精確計(jì)算出聶海勝的質(zhì)量。
中國(guó)科技館的副研究員趙洋說，這個(gè)實(shí)驗(yàn)利用了牛頓第二定律，而這個(gè)定律在太空中有很強(qiáng)的應(yīng)用性。這位中國(guó)科學(xué)院科學(xué)技術(shù)史博士舉例說，美國(guó)有一次航天器對(duì)接時(shí)，需要對(duì)接力度恰到好處，這兩個(gè)航天器質(zhì)量一致，又可以控制速度，力度得到了很好的控制。
第二個(gè)單擺實(shí)驗(yàn)，也與地心引力有關(guān)。解老師說，在地球上的課本教學(xué)中，教給孩子們的是，小球的機(jī)械能等于動(dòng)能加勢(shì)能，小球在單擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)換，但太空中就不一樣了，小球只受到了王亞平給出的初始動(dòng)能，不能擺起，因?yàn)閯?shì)能不存在。同樣因?yàn)樯舷伦笥业母拍畈淮嬖冢∏虺尸F(xiàn)的圓周運(yùn)動(dòng)，其實(shí)是在太空中任何一個(gè)平面上的圓周運(yùn)動(dòng)。
第三個(gè)陀螺實(shí)驗(yàn)，是所有實(shí)驗(yàn)中，受到重力影響最小的一個(gè)。高速旋轉(zhuǎn)的陀螺在太空受到外界其他力的干擾幾乎為零，因此在初始狀態(tài)下，陀螺可以始終指向指定的方向，起到導(dǎo)航作用。
趙洋說，這里面包含了角動(dòng)量守恒原理，實(shí)際應(yīng)用已經(jīng)有很多，例如很多通信衛(wèi)星，為保證天線對(duì)準(zhǔn)地面，就通過陀螺高速自轉(zhuǎn)達(dá)到穩(wěn)定。
最令趙洋驚喜的實(shí)驗(yàn)是第四個(gè)水膜實(shí)驗(yàn)。他說，他猜到了大部分實(shí)驗(yàn)，而親眼看到水膜變水球的情景令他感到很奇妙。“就像是升維，從二維水膜逐漸變成了三維水球。”
解老師認(rèn)為，從表面看是水的張力問題，其實(shí)也是重力問題，太空不受重力影響，“水膜自然就ＨＯＬＤ住了！”解老師說。
中國(guó)科學(xué)院理論物理學(xué)家李淼提到，水的受力主要是無數(shù)個(gè)水分子之間的引力，向水膜不斷注水，形成的是水球。由于張力，水的表面積有很多能量，在體積一定的情況下，會(huì)盡量使表面積最小，而球面的表面積最小。
第五個(gè)是水球?qū)嶒?yàn)。地球上，在不同的水的深度，物體受到的壓力不同，氣泡受到的壓力上小下大，因而自然向上。太空中的氣泡在水中受力是均勻的，除非有外力干擾，氣泡會(huì)安靜地呆在水球中。
趙洋說，太空旅行時(shí)會(huì)用到液體燃料，了解氣泡在液體中的狀態(tài)，會(huì)非常有助于消除氣泡，保證燃料在管道中的順暢運(yùn)行。