科学表演及科学实验选题的创新与设计思路

朱永波

这正是科学表演、科学实验的创新点所在，其路径有两条。一是选取前沿科学、未来科技中有利于演示或者趣味性较强的元素着手，切入科学发展的脉络中。比如以“曲速驱动”为选题，引出相对论的解读。二是以新学科的研究成果，重构一些经典表演及实验。比如以脑科学、神经科学对知觉的研究成果，重新设计及解读传统“视错觉”的表演及实验。

关键词：选题、前沿科学、未来科技、重构

在科学中心近年来的科学传播工作中，科学表演及科学实验因为其灵活的表现形式、丰富的科学内容越来越受到观众的喜爱。然而，笔者对近年来公开展演和各类比赛等活动中所展示的科学表演、科学实验进行了梳理，发现它们大都以物理、化学的经典理论和经典现象为基础，虽然常常包装很华丽，但表现的内容趋于同质化。常见的经典现象，如虹吸现象、焰色反应、荧光效应、氦气变声等，常用的经典理论，如伯努利原理、光的折射、光的色散等。

为什么我们的创作总是难以离开这些经典元素呢？原因有三，展示起来比较容易，实验现象大都好看，可借鉴的素材也比较多。对于初次观看科学表演以及科学实验的观众来说，十分吸引人。但是，随着更多观众常态化、跨地域参观科学中心。就会发现大部分科学表演和科学实验所运用的元素的雷同，看多了就不好玩了，没意思了。因此，这就要求我们的表演和实验设计，无论从形式还是内容上都需要创新，才能对观众保持持续的新鲜感和吸引力。

如何在科学表演和科学实验的选题和设计上有所创新呢？笔者认为，前沿科学、未来科技，这些之前少有涉及的领域，正是创新的突破口。实际上，各学科近年来的研究成果十分丰硕，只是随着学科分类的不断细化，许多成果难以让普通公众理解。然而，这正是科学传播工作者应该架在科学家和公众之间的桥梁。汗牛充栋的成果中，必然也不乏一些适合以科学表演、科学实验形式来展现的元素。其实现途径有两条，一是从前沿科学、未来科技中选取有利于演示或者趣味性较强的元素，切入科学发展的脉络中。二是以新学科的研究成果，重构一些经典表演及实验。

先说如何从前沿科学、未来科技中有利于演示或者趣味性较强的元素着手。去年有一部很火的相声叫做《量子力学和广义相对论在相声表演与创作中的指导及应用》，董建春、李丁的表演，可以在网上搜到。虽然没有真正讲相对论和量子力学，但引出其中一些概念，结合传统相声的笑料，创意非常好，用逗乐的方式表现了四维空间是个什么情况。笔者去年创作了一段科学实验剧《曲率驱动》，用一些简单的实验现象和日常物品，来比拟宇宙的时空曲率，以及曲率引擎如何驱动宇宙飞船。当然我们知道，这些实验现象，并不是真正时空弯曲、曲率驱动的证实实验，而只是一种比拟。比如用破坏水的表面张力的方式来推动小船前进，来比拟曲率引擎烫平时空曲率来推动宇宙飞船前进。这与传统的科学实验剧演示经典物理、化学实验不同，但是也一样可以让观众喜欢，让观众理解。再比如，人工智能的元素，可以用人来演智能机器人，通过对他们进行“图灵测试”，来向观众介绍人工智能的发展。

第二条途径，是以新学科的研究成果，重构一些经典表演及实验。换句话说就是旧瓶装新酒，所谓的“旧瓶”就是经典的展示元素，所谓的“新酒”就是近年来新的研究成果或者更深入本质的解释。就好比，题目还是小学奥数题，但是讲解不再用小学奥数思维，而是用中学代数思维，或者大学微积分思维。我们以“视错觉”为例具体说说。

“视错觉”这个元素的应用，无论是作为展品还是科学表演，最常用的主题就是，“眼见不一定为实”。但，笔者以为这是一个很粗浅的角度。还记得2015年春季，一条裙子引发了全世界范围内的争执。那到底是一条蓝黑相间的裙子，还是一条白金相间的裙子？我们如何说谁看到的是“实”，谁看到的是“虚”呢？这其实涉及到“知觉”到底是什么的问题。有两个选项：

A.知觉是原原本本地复制一个外在物理世界在我们的大脑里，让我们看到。

B.知觉是一个对外在世界的猜测、加工、重新解构的过程，我们总是在猜测我们看到了什么。

我们常用来解释“视错觉”现象的根基，是以A为知觉的意义，进而展开的。但实际上，近年来的研究表明，知觉是以B说法来解释的。这就可以讲到认知的神经机制，TED上有一期讲颜色认知的，就是从这个角度。因此，我们在设计表演和实验时，就能以认知的神经机制为理论基础来运用“视错觉”元素。现象还是那个现象，但展示现象的逻辑，比对，以及解释，完全可以进一步深化。解释知觉到底是怎样让我们猜测、加工、重新结构这个世界的。

那么还能不能更进一步呢？还说在“视错觉”中，有一个经典的“月亮幻觉之谜”。就是月亮在地平线上时，看起来比高悬在空中时要大。我们小时候学过一篇文章，孔子东游，见两小儿辩日。说的也是这个事情，孔子承认这个问题他不知道。虽然被两个小孩笑话，但这不就是科学实事求是的精神吗？

现在，我们学过物理学了解一些天文知识，我们知道月亮的大小肯定没有变化，那么是什么原因造成了视觉上的差异？如果单单只用“视错觉”来解释，非常含糊。首先，月亮要反射太阳光，然后反射光要经过大气层最终落在我们的视网膜上，之后我们的大脑加工处理，向我们展示。这涉及了好几个环节。单说“视错觉”，“错”在哪一个环节？看似很简单的事情，其实从亚里士多德到达芬奇、笛卡尔、伽利略和牛顿等都对其进行过思考，一直到现在，依然没有绝对的定论。亚里士多德首先认为是光在传播中出的问题，因为大气折射，产生错觉。托勒密也支持他的观点。到现代，随着认知神经学的发展，"注视角假说"、"大小恒常/艾宾浩斯错觉"、"视距离理论"等等解释层出不穷。但是这些理论后来又发现依然有缺陷。如果我们从科学态度（孔子的实事求是），科学发展（各种理论的发展与解释），科学方法（每一种理论的合理和缺陷），科学精神（科学家不断的探求），这些角度去重新设计和创作传统“视错觉”表演或者实验，是不是就会变成更有新意也更有内涵的科普作品。

无论是途径一，还是途径二，都需要我们创作人员关注当前的科学发展，学习更新的科学知识，这正是创作科学表演和科学实验的取之不尽用之不竭的素材库。

作者简介：朱永波（1983.02出生），男，陕西省临潼人。现任职陕西科学技术馆。