在设计师和非常规演示活动的帮助下,一群法国凝聚态物理学家开始致力于去吸引那些从来没有想过自己会对科学感兴趣的人。

  

  对于凝聚态物理学家,2011年是非常特殊的一年。它标志着超导发现100周年,这是量子物理学中最有趣的话题之一,且目前仍是最热门的研究领域之一。当某些特定的材料――例如,铝和铅――被冷却到接近绝对零度时,它们会突然表现出完美的导电性,不存在任何阻力。超导体还能驱赶磁场,这是一种致使磁铁悬浮于超导体之上的属性。更有趣的是,在一定条件下,磁铁变得就像是“钉”在超导体上一样。在这种情况下,磁铁或者悬浮在超导体之上,或者是挂在它的下方。
 
  在非常低的温度下表现出的超导电性于20世纪60年代被约翰·巴丁(John Bardeen)、库珀莱昂(Leon Cooper)和J.罗伯特·施里弗(J.Robert Schrieffer)用现在所谓的BCS模型作出了解释。然而,最近发现的超导体家族能在接近常规金属温度10倍状态下完美导电。BCS模型似乎不适用于那些高温超导体,因此继续研究势在必行。最终,物理学家希望发现一种室温下的超导材料。
 
  作为百年庆典的一部分,法国研究机构CNRS要求该领域的研究人员将超导介绍给更多的公众。我们的热情迅速高涨起来,但也很快想到了两个令人担忧之处:量子物理学会不会因为太复杂而无法向普通公众作出解释?还有,在任何情况下,人们都会真的感兴趣吗?一些公共关系方面的专家告诫我们,基础物理学已经不像过去那样吸引人了。他们说,现在是谈论神经内科或气候的时候。人们在物理学方面的兴趣只与实际应用和新技术有关。
 
  尽管有那些警告,我们还是花了一年的时间在不同的场所,向各类人群――青少年、幼童、学生、家长、艺术家、记者,以及其他更多的人,努力地去展示和解释超导和量子物理学。我们使用了各种手段,包括网站、展览、电影、YouTube、现场演示、会议,以及科学展览。我们发现的结果对我们绝大多数人来说都是一个惊喜。
 

首先是坏消息

  我们得到的一个教训是,如果你坚持使用传统的宣传工具和活动,你将会以传统的宣传受众而结束,也就是说,受众是那些本来就对科学感兴趣并熟悉科学的人。我们开发了教学展览和电影以阐释超导,还有传单、演示,甚至还建了一个网站。这些内容在学术环境中对教师和学生很有用,但面对普通公众时它就不能起到那么好的作用了。我们的上面带有照片和图像的10块展板,在科学博物馆、科技博览会、学校礼堂是一个巨大的装饰,但人们除了看一下导入介绍的展板之外,实际上并不花费时间阅读具体内容。我们的相关信息网站每天吸引了大约300个新的访客,但他们的平均访问时间少于2分钟。我们制作的11分钟的电影对于现在习惯了YouTube视频的人实在是太漫长了。互联网已经深刻改变了人们集中精力,阅读超过一分钟的能力,但我们意识到这一切时,已经太晚了。或许人们长久以来只拥有一个微小的注意力。
 
  坏消息的第二点是宣传会议没有深入接触到广泛的公众。我们有着一批训练有素、热情洋溢的宣讲人,他们使用了巨大的幻灯片,甚至还有现场实验,在整个法国组织了许多会议。房间常常挤满了热情的参与者。但我们发现,观众大多是由宣讲人的同事和他们的家人、工程师、物理专业的学生和已退休的科学家组成――一群具有基本科学素养,已经认同基础物理学重要性的人。
 

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创新宣传 a)从20111018日至30日,游客从投卡侯德广场走向艾菲尔铁塔的时候,可能会遇到一个模型,其中三个塔段的每一层都悬浮在超导陶瓷之上。通过在巴黎的心脏地带的此类展示,法国物理学家希望能够进入不被常规科普活动所吸引的公众领域 b)艺术家和设计师帮助制定了动手实践项目,以引导年轻人进入量子物理学。在一次此类活动中,孩子们制造了一个悬浮于超导体之上的磁场

 

迎来新气象的钟声

  接触更广泛的公众需要运用新的方法,尤其是当我们的主题是量子力学的时候。因此,我们进行了一些新的尝试。我们去过一些新场所:商场、图书馆、餐馆和市中心。例如,艾菲尔铁塔前的投卡侯德广场。在那些地方,我们遇见了各种各样社会背景的人,而并不一定只是那些出席科技馆或科学博览会的人。我们开发了一些新的工具:令人着迷的现场实验和活动,以吸引公众参与。
 
  我们不能自己创造那些新工具。作为科学家,我们倾向于坚持纯粹和简单的科学实验,不带任何娱乐和修饰的成分。因此,我们找到了艺术家和设计师,向他们请求帮助。我们并不仅仅是请他们按照我们的规格建设东西,我们更多的是与他们一起跳出条条框框,联合起来展开思考,并基于我们的物理学和他们的视野之上产生新的体验。
 
  经过共同努力,我们创建了一座艾菲尔铁塔,它的三层各自悬浮于液氮、超导体和磁铁的组合之上;我们在真正的艾菲尔铁塔前展示了我们的创作,见图a。我们还制作了超导游戏、迷宫、雕塑,甚至还有一个马戏,里面的木偶根据磁性和超导规律在一个有趣的环境中悬浮着。未来派的视频展示了磁悬浮、超导珠宝和运动服。平面设计师帮助我们为孩子们开发实践活动――例如,可产生量子波函数(如图b)或一个带有磁力线的悬浮磁体的折叠活动。巴黎大学的同事狄德罗设想了一个可悬浮在磁力铁路上方的超导悬停板;参与者可以在板上“冲浪”,然后还能收到一个“量子悬浮文凭”。
 
  我们的新方法奏效了。我们的演出活动和科幻影片吸引了大量的、多样化的观众。在法国的20多个城市中有超过200万名游客观看了现场演示,他们集中会见了数百名科学家,并聆听了有关量子世界的知识。我们得到了大多数国家电视台、电台、报纸的关注和讨论。
 
  诀窍似乎是开发一个引人入胜的策略,比如“来并在量子冲浪板上悬浮”。一旦把人吸引过来,一切都将变得比我们预期的要容易得多。你就可以轻松地进行下去。人们提出的主要问题不是有关具体应用或环境影响的,而是关于物理学本身以及有关研究人员的。我们不断地被问及类似下列问题:“cold”的含义是什么?超导体如何悬浮于磁铁之上?作为一名研究人员,你在你的工作中实际做了什么?物理学伟大的未解之谜是什么?例如,在我们和一些高中生的后续交流中,大部分发言都与研究人员和演示中的现象有关。特别是由于物理行为中公众的兴趣点所在,宣传演示中研究人员的出席显得尤为重要。他们不一定是物理学的最佳解说者,但他们是讲述现代物理实验室的工作和生活的最合适人选。
 

走向全球化

  我不主张物理就像一种娱乐方式被呈现出来。在我们的活动中,一旦我们聚集了数百人观看悬浮埃菲尔铁塔,我们就会花上15分钟左右的时间告诉他们一些有关量子物理学的东西。此外,我们并不刻意隐藏其中所涉及到的物理学的复杂性。但是,一旦已经发起了一个对话框,人们还是愿意作出必要的努力来掌握一点点有关量子世界的知识。
 
  虽然并非所有参与宣传的物理学家都能够和我们以及其他许多参加的科学家一样收到同样的积极的反馈,但我们相信公众肯定会对量子现象感到好奇,并会热情地走近我们的主题。此外,每当我们闻悉有创新经验的科学家的加入,诸如丹·达尔伯格(Dan Dahlberg)向明尼苏达州的高中生呈现的物理学中的力,或者是在欧洲各地巡回展示的欧洲趣味物理,报告总是积极的,令人振奋的。它们还表明,将一个人的同事拉进来至关重要。这将不仅使得相关经历更加愉快,还将使其说服一个机构参与进来,在职业生涯评价中承认个人的努力为该领域的合法贡献,变得更加容易。
 
  在过去的几年中,为百年校庆而工作的我们以一个有关量子物理学、三维动画、与著名发现有关的动手实践活动等方面的设计项目,持续发展了我们的途径。但我们的工作才刚刚开始。现在,我们希望帮助创建一个国际网络,以共享资源和在对宣传感兴趣的研究人员中便于交流。我们必须得收集并共享。关键的一步就是在一个新兴的《参与科学》上有所创新,该刊物是同行评议的科学期刊,以完善非正式科教领域的工作。
 
  在21世纪,互联网和新媒体已经极大地改变了人们发现、分享和学习的方式。令人惊奇的新工具现已体现出有效性。结果是,物理学家社团需要深刻反思其赢得公众的方式。新人和新思想是受欢迎的!
 
 

资料来源 Physics Today

责任编辑 彦 隐