科普时报记者 陈杰

2025年12月31日晚10点，搜狐创始人、物理学博士张朝阳的第三场跨年演讲如约而至。这场以“我们所居住的太阳系”为主题的思想盛宴，带领观众在公式与推演中迎接2026年的晨光。

牛顿定律：太阳系的秩序基石

演讲从物理学的历史视角展开。张朝阳形容，此次对太阳系的探索宛如一次“大考古”，而牛顿定律正是揭开奥秘的“洛阳铲”。他梳理了从第谷观测、开普勒三定律到牛顿力学的人类认知历程，强调今天人们已能直接以牛顿定律为第一性原理，重新推演行星运动的规律。

现场，张朝阳通过求解微分方程，用圆锥曲线方程严谨表达了开普勒第一定律；借助微积分，简洁证明了第二、第三定律实为角动量守恒的必然体现。他在黑板上重点勾画出开普勒第三定律——轨道半长轴立方与公转周期平方成正比。随后，他邀请观众用计算器验证定律，输入木星、火星等行星数据，计算结果与真实周期完美吻合。“原本觉得行星神秘莫测，其实都逃不出简单规律的约束。”张朝阳总结道，这条定律勾勒出了太阳系严整而深邃的大格局。

潮汐力：塑造卫星命运的神奇之手

为什么我们永远只能看到月球的同一面？为什么木卫一内部依然活跃？张朝阳将答案指向潮汐力。他通过对引力势的数学展开，解释潮汐力源于天体间引力差异的拉扯。这种力量不仅能使卫星轨道缓慢变化——如地月距离正以每年3.8厘米的速度增加，还能通过“潮汐锁定”迫使卫星自转与公转同步，这正是月球始终一面朝地的原因。

更生动的例子是木卫一。张朝阳用老式血压计气囊类比：反复挤压会使气囊发热。木卫一在椭圆轨道上运行时，所受潮汐力周期性变化，这种持续“挤压”产生了巨大热能，使其成为太阳系中自我加热的“暖宝宝”。他也指出，极端潮汐力甚至能撕裂星体，这可能是土星环形成的一种解释。

宇宙航线：用引力开拓远征之路

人类如何走出地球？张朝阳带领观众巡览了三个关键站点。

第一站是拉格朗日点。他在黑板上推导出两大天体系统中存在的5个力学平衡点，并说明其稳定性如何使之成为太空探测器的理想位置，如韦布望远镜位于日地系统L2点。

第二站是火星。张朝阳将复杂航线分解为三个阶段：地球引力下的逃逸、太阳主导的霍曼转移轨道、火星引力捕获。

第三站指向星际深空。他剖析了“旅行者”探测器使用的引力弹弓效应：通过变换参照系，探测器如同乒乓球从运动的球拍上反弹，从而获得加速。“引力弹弓就是速度的叠加。”借此效应，旅行者一号已飞出日球层，并在60亿公里外回望地球，拍下那颗不及一像素的淡蓝圆点——人类唯一的家园。

科幻猜想要建立在扎实的科学基础上

演讲临近零点，张朝阳送上新年寄语，勉励大家“学习新知识，做有价值的事”。在互动环节，科幻与科学的关系成为焦点。

针对现场学生就《星际穿越》利用虫洞星际旅行的情节提问。张朝阳说“不要把科幻当科学。”他强调，任何猜想与估算都应建立在扎实的科学理解之上。他以费米当年用碎纸片估算原子弹当量为例，说明即使是大胆推测，也需严谨的物理思想作为根基。“只有在把握核心科学原理后，才可能展开合理的想象或数值估算。”

现场观众也热烈探讨太空开发前景。对于“是否应加速外星球资源开发”的提问，张朝阳保持了审慎：火星移民仍很遥远，当前环境下或更依赖机器人进行资源勘探。讨论还延伸至利用彗星实现引力弹弓、借助太阳光压持续推动航天器等前沿设想，这些均需建立在精确的动力学验证之上。

科普应基于精确的数学计算

在演讲后的采访中，张朝阳透露本次主题灵感部分源于近期“星际访客”彗星引发的公众关注。他强调，天文是理想的科普方向，因其能天然激发大众兴趣。

谈到科普方法，张朝阳坚定主张：科普必须基于精确的数学计算，而非追逐轰动性噱头。他指出，物理既能解释全球变暖、极光等宏观现象，也能说明生活细节，根本价值在于满足人类好奇心并提供理性工具。正因此，四年间《张朝阳的物理课》坚持“严肃推导”风格，270余场直播、累计逾26000分钟课程内容，均以板书演算为核心。他提到，此前偶尔的角色扮演仅为调剂，核心始终是科学的严谨性。

在公式与星图之间，张朝阳用一场跨年演讲传递出清晰的信息：无论是面向未来的科幻展望，还是面向大众的科学普及，扎实的理性与精确的计算，始终是探索真理最可靠的航标。（主办方供图）