诺奖得主提问难倒中国学生

本文转自：解放日报

如何把火星改造成“第二个地球”？

诺奖得主提问难倒中国学生

俞陶然

“未来科学家桌布论坛”上，百位“Sci-Ter”在顶尖科学家的指导下共同讨论三大挑战性问题、发表研讨结果，并接受顶尖科学家的点评。 本报记者 俞陶然

如何把火星改造成“第二个地球”？当诺贝尔奖得主等中外科学家与中国青年学子一起讨论这个问题，会碰撞出怎样的思维火花？昨天下午，2023世界顶尖科学家论坛·未来科学家桌布论坛在临港中心举行，来自国内各地的优秀中学生、大学本科生与知名科学家围坐在一起，进行交流。

“我觉得诺奖得主很务实，总是从科学可行性出发向我们提问。”“讨论时很受启发，我领悟了一些科研思维方法。”从与会学生的感言中，听得出他们都获益匪浅。

“很务实”

近年来，改造火星、移民火星成为公众关注的一个话题。对于这个宏大的未来工程，科学家应如何进行工程规划？在未来科学家桌布论坛的讨论环节，诺贝尔物理学奖得主迈克尔·科斯特利茨问了中学生两个问题：如何在火星上制氧？如何把氧气留在火星上？在他看来，这两个问题是最基本的，关乎人类在火星上能否生存。

对于诺奖得主的提问，上海财经大学附属北郊高级中学学生李沁洳等人给出了颇有专业性的回答，如在太阳与火星之间的拉格朗日点上部署一颗“磁极卫星”，它相当于一台大功率磁场发生器，有望使太阳发出的高能粒子偏转，起到保护火星大气层的作用，为氧气释放并留在火星大气层奠定基础。

“这颗‘磁极卫星’需要多大功率，才能使太阳风发生偏转？”听了学生的想法，科斯特利茨提出这个问题，一下子难倒了他们。对于学生设想的其他几个火星改造方案，诺奖得主也提了相关问题。比如有学生说，可以在火星部分区域建立带有防护罩的封闭空间，往里面注入氧气，他立即问：“如果防护罩损坏了，怎么办？有什么办法能防止防护罩破损？”

经过一番探讨，同学们觉得这位诺奖得主“很务实”，总是从科学和工程可行性出发思考问题。与之相比，他们对改造火星问题的思考带有“科幻”色彩，不太严谨。“当然，这可能也体现了年轻人和老年人思考问题的方式不同。”深圳中学学生吴佳骏告诉记者，“一位诺奖得主今天在会上说，他年纪大了，思想比较保守，觉得一些大胆的科学想法是不可行的。”

逻辑推演

在同桌讨论中，中国科学家的发言带给学生很多启发。中国科学院上海天文台讲席教授葛健说，思考科学问题，要理解与问题相关的核心概念，并思考核心概念间的关系；不但要问What（什么）、How（怎么样），还要问Why（为什么）。

他与深圳零一学院本科生李天鸿讨论改造火星问题时，小李提出通过种植物为火星制氧的设想。葛健就问：“植物需要水，那么水从哪里来？”李天鸿回答，科学探测发现火星地下有水。“那么我们需要开采地下水的机器，而使用机器需要能源。”经过探讨，李天鸿认同了教授的观点：改造火星的第一步，是在那里获得可持续的能源。

两人进一步讨论后，发现多种获得能源的途径，如在火星上铺设光伏电池板，采集太阳能；再利用火星的水资源制备氢的同位素——氘与氚，这是可控核聚变的原料。如果能在火星上实现可控核聚变，改造和移民火星就会有源源不断的能源保障。

在李天鸿看来，这番与科学家的探讨让他学到思考科学问题的方法——如何通过逻辑推演抓住问题的本质，找到解决问题的优选方案。