从直播、短视频到图书、线下演讲全覆盖。

撰文 | 彦飞

编辑 | 王靖

自古以来,对于月球这颗距离地球最近的星球,人类始终怀有极大兴趣。围绕月球的科学探索,总是能够引发广泛关注和舆论热议。

8月23日,印度“月船3号”探测器成功在月球南极附近区域软着陆。印度成为第一个在月球南极着陆、第四个在月球表面着陆的国家,人类探索月球更进一步。此事迅速成为全球互联网的热门事件,在国内也登上微博等平台的热搜。

除了不同国家的探月登月计划,与月球相关的天文物理知识,也是经久不衰的讨论焦点。

比如,月球一直在逐渐远离地球,地月平均距离每年都会拉长3.8厘米左右。尽管已经得到了精密测量仪器的证实,但大多数人并不了解这一现象背后的物理原理。

作为物理学博士和科普达人,搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳希望通过一场硬核烧脑的线下演讲,详细阐释月球与地球渐行渐远的原因。

前不久,张朝阳回到母校清华大学,以“非球形天体的引力势”为主题,做了一场《张朝阳的物理课》线下演讲。清华大学物理系教授、CUSPEA学者、哈佛物理博士楼宇庆,以及清华大学的数十名学生也来到现场进行互动交流。

在这场演讲中,张朝阳从“月球远离地球”这一现象切入,做了一个形象的比喻:“月球离开地球,或者被地球远远抛弃的感觉,实际是它自己‘作’的。因为它的质量导致了地球的形变。”

随后,张朝阳先是描绘了这一天文现象的宏观物理图景:月球的质量导致地球的形变,而地球的形变又产生了一个小的力矩。这个力矩不断向月球传递角动量,使得月球的角动量逐渐加大,进而导致半径越来越大。

为了更扎实地论证这一点,接下来的一个多小时里,张朝阳在4块黑板上写满了数学公式和图形。比如,为了计算月球影响下的地球潮汐形变,以及地球对月球的力矩,张朝阳借助勒让德函数展开,求出了旋转对称椭球体的外部引力势,获得了更加精确的结果。在一系列数学和物理公式的帮助下,张朝阳最终完整而透彻地解释了一开始提出的问题。

从一个物理现象入手,综合运用各种知识深入探究,最终获得更本质的认知,这正是张朝阳推崇的“研究式学习”。

张朝阳这场演讲的内容是新书《张朝阳的物理课》第二卷的特色内容。这本书是在直播课的基础上,综合第67~127期课程内容的相关文章合集而成,延续了“以基础的物理、数学知识,研算我们存在的世界,获得本质的恍然大悟”这一初心,围绕牛顿力学与天体物理、洛伦兹变换、电动力学、流体力学和热传导五大部分,针对不同领域的有趣问题进行详细推导、计算。

近日,《张朝阳的物理课》线下十九课开讲,张朝阳还原奥本海默西装造型,以“奥本海默”形象讲述这位物理学家对量子力学方面的贡献,一如既往地公式推导,让现场和直播间观众惊喜,“代入感非常强,仿佛回到上世纪奥本海默的物理课堂。”

张朝阳在直播中还原物理学家奥本海默的造型

当前,《张朝阳的物理课》已形成直播、回放、短视频、文字、书籍的立体式传播。从直播到图书,从线上到线下,《张朝阳的物理课》提供了“全方位沉浸式科普”,不仅树立了知识直播行业的IP样本,逐渐成为国内物理科普的代表力量,更弥补了中文互联网世界关于物理科普内容的缺失。

《张朝阳的直播课》并非首次合集出书。去年11月,在直播课上线一周年之际,《张朝阳的直播课》第一卷发布,系统梳理和收录了前五十期直播课的内容。

与第一卷相比,《张朝阳的物理课》第二卷除了保留第一卷由浅入深的特色,更注重探讨问题的新颖性、独特性,对很多问题的处理方法更深入、复杂度更高,用到的数学工具也更难。

在讨论牛顿力学、天体物理、洛伦兹变换等问题时,《张朝阳的物理课》第二卷往往从日常生活现象切入,引发读者好奇心,再循序渐进讲解背后原理。

《张朝阳的物理课》第二卷

例如,这本书在讲解月球距离地球越来越远的问题时,先是从较为常见的概念入手,包括潮汐锁定、潮汐加热、角动量守恒定律等。

经过细致的推导和讲解,这本书引出了新问题:当地球在月球引力作用下发生形变后,应当如何计算引力势;并以此为基础,推导地球对于月球的力矩,及其对于月球轨道角动量的影响,从而用数学工具解释了月球不断远离地球这一物理现象。

又比如,在流体学部分,这本书先是引入了一个非常简单的问题:如何计算水中物体的浮力,带着读者重温压强公式;然后又设想了涉及流体力学的最简单情况:不可压缩静止流体,介绍并分析帕斯卡定律;最后通过受力平衡,推导重力场下的静止流体的压强公式,并介绍阿基米德原理。

接下来,这本书研究了稳恒流动状态下的流体性质,推导连续性方程及伯努利方程。为了给读者留下更直观深刻的印象,这本书还以足球比赛中的“香蕉球”为例,演算证明皮球两侧的不同压强导致飞行轨迹飘忽不定、难以捉摸。

此外,这本书还会围绕一个问题,综合各个物理学分支的知识,解析现象背后科学原理。

例如,在探讨磁场抗磁原理时,它不仅考虑了磁矩的力矩、磁场对原子能级的影响,还引入了量子力学中带电粒子的抗磁性。张朝阳在书中将这部分内容称作“电磁学与量子力学结合的高潮”。

《张朝阳的物理课》第二卷约有16万字,除了包含张朝阳的近百张手稿原图外,还有大量物理、数学公式和图形。对于不同的自然现象,这本书不仅从物理角度做定性解释,更注重从数学角度做定量分析和推导证明。

在张朝阳看来,物理学只知道原理是不够的。只有大量的计算,才能解决更具体的问题,并获得更本质的理解。在清华大学演讲时,张朝阳表示:“推导是我的物理课的一个特点,一定要算。”

物理知识和数学方法并重,是张朝阳“研究式学习”方法论的组成部分。在《张朝阳的物理课》第二卷中,张朝阳再次强调这一方法的重要性,认为研究式学习不是被动地、单一地按顺序接收传统教科书中的内容,“而是在好奇心的驱使下,想要深入了解某个问题是怎么回事,”即自己向自己提出一个问题,大概地翻书或搜索,再自己进行推导、计算。

他将物理学知识与技能比喻为“二维平面古城”。“从《张朝阳的物理课》开始,你将从不同城门进入这座古城,走的是不同的路径,或者直达某个景点游玩,看到的是不同的风景,在随意的走走逛逛中,你将对这座古城非常熟悉,如同自己的家园。”张朝阳说。

同时,张朝阳建议读者,可以用“碎片化学习”的方法地阅读此书,也就是挑选自己感兴趣的章节,拿出纸和笔、边读边推导。

张朝阳把这本书定义为物理专业的辅助读物,但也表示,无论是物理专业的高年级学生、研究生,还是非物理专业的工科学生,甚至是普通人,都值得看一看。“如果没有任何理工基础,就去看它的文字,从远处去欣赏一下物理学是怎么回事。”

《张朝阳的物理课》,原本只是一个直播栏目。2021年11月,在搜狐视频打造知识直播平台的背景下,《张朝阳的物理课》正式开播。

近两年时间里,这档节目以每周两期的频率持续更新,凭借硬核、有料的内容品质,多次出圈登上微博、B站等平台热搜。《张朝阳的物理课》大获成功,为搜狐视频吸引了大量渴求知识的用户,也让众多科学和泛知识领域的优秀创作者纷至沓来,成为搜狐视频知识传播生态的中坚力量,共同搭建覆盖多个科学领域的泛知识直播矩阵。

搜狐视频-张朝阳的物理课直播

例如,今年暑假期间,搜狐视频推出直播活动《讲给青少年的科普——科学好奇问答》,邀请不同领域的专家、学者、大咖,围绕青少年好奇的问题进行趣味讲解、答疑解惑。参与这一活动的包括北京体育大学运动医学博士杨一卓,同济大学物理学教授、国家级教学成果一等奖获得者吴於人等十多位专家学者,他们也在搜狐视频同步开设了个人科普账号。

截至目前,搜狐视频已经构建覆盖物理学、化学、数学、天文学、光学、声学、植物学、 古生物学、地质学、计算机科学、航空航天学等领域的全方位知识直播体系,并持续吸引各领域知识大V入驻。他们持续产出各自领域的优质内容,吸引用户产生兴趣、交流互动,在增强用户活性的同时,也让搜狐视频的知识内容生态生机勃勃。

另一方面,张朝阳和搜狐视频也在以各种形式探索《张朝阳的物理课》IP破圈。

2022年初,《张朝阳的物理课》在初战告捷后,迅速启动内容矩阵化。网民除了观看定期直播外,还可以在搜狐视频观看直播课的回放,也可以在抖音等短视频平台观看短小精悍的切片。目前,《张朝阳的物理课》抖音号已有160万粉丝。

除了线上平台,《张朝阳的物理课》还多次举办线下直播课。去年3月,张朝阳在“新春第一课”上与高校学生讨论狭义相对论;截至今年8月,这类线下课已经举办了十几场,张朝阳除了讲课,也会与现场观众展开互动问答。

出书是《张朝阳的物理课》的新尝试。去年11月,第一卷顺利出版;半年多后,第二卷正式亮相。张朝阳对于纸质书格外看重。在不久前的清华大学演讲中,他说:“不管电子产品再怎么发达,拿到书的感觉还是很不一样的,非常classic(经典)。”

《张朝阳的物理课》得到了科学界众多专家的肯定和推荐。中国科学院院士、清华大学物理系主任段文晖认为,这本书“摒弃了传统物理教科书的系统章节模式,围绕精心挑选的物理问题展开演算和分析,体现了物理与日常生活的关联,富有启发性”。高能物理研究所研究院、“慧眼”天文卫星首席科学家张双南评价,书中呈现了“读得懂、用得上、能吹牛的有趣又硬核的物理学”。

如今,《张朝阳的物理课》已经形成覆盖线上线下的IP矩阵。粉丝既可以通过短视频切片了解主要内容,也可以观看直播、回放,详细听一听张朝阳的讲解,还可以通过阅读书籍,亲自上手推导一下复杂的物理公式,甚至参与线下课,与张朝阳当面交流。这一贯穿不同学习方式的知识传播路径,在物理科普领域并不多见。

近年来,物理、化学、天文、生物等硬核科普内容越来越受到网民的喜爱。特别是在互联网内容产业全面视频化之后,通过看视频、直播等方式获得新知,已成为许多网民的习惯。即便是一些对于认知水平要求颇高的物理学事件,网民的关注度也不曾稍减。

韩国科学家宣称的室温超导材料LK-99样品

例如,不久前,韩国科学家宣称发现全球首个室温超导材料,一时间引发热议。“关山口男子技师”等多位物理学大咖在互联网平台上直播,尝试复现实验结果,引发全网围观,甚至还被其他国家的科研团队关注追踪。

面对全民爱科学、学科学的浪潮,搜狐视频很早就投身其中。它在2019年9月开始布局知识直播,到了2021年11月,《张朝阳的物理课》正式开播,将整个平台的知识内容生态推向新的高度。

目前,搜狐视频已成为国内泛知识视频创作者和用户的主要聚集地之一,而《张朝阳的物理课》也被培育为头部科学知识IP。

在近日的演讲中,张朝阳向现场观众解释了为何要做物理课直播。他表示,把传统的基础物理与新媒体传播结合,让很多人在同一时间思考同样的问题,把复杂的推导过程变成大众关心的事,是最大的快乐。

张朝阳此前曾表示,作为21世纪的人,对于基础科学的了解应该是一个通识,“了解科学、了解物理、了解数学之美,应该成为一种风尚”。这或许是他身体力行开物理课直播、做演讲、结集出书的原动力之一。

对于大多数并非物理专业的受众而言,了解和学习物理知识,满足的是对于万事万物的好奇心,同时也激发人们去探究宇宙运行规律和原理。通过学习获得新知的过程,除了能够给学习者本身带来快乐和价值,也会在潜移默化间提升全社会的科学素养和思辨精神,从而为科技创新和社会进步提供更身后的土壤。

在张朝阳看来,《张朝阳的物理课》的长期目标关乎于此。“当某个民族某一段时间大家都喜欢把物理或者科学作为一个时尚的话,对这个国家还是很有好处。”他说。

去年,张朝阳与俞敏洪共同录制了《星空下的对话》。在被问及会为自己写什么样的墓志铭时,张朝阳回答:“早期把互联网带向中国的几个人之一,创办了一个不错的公司,对物理的大众传播起到了一定的作用,热爱生活和运动。”

如今,这位物理学的学生,正在带领更多人向着物理学的王国前行。