光耀童年，科普中国

李溪子++王雅静

2015年7月17日上午，一年一度的城市科学节在北京展览馆拉开了序幕。中国科协青少年科技中心、北京市科协、北京市教委和中国青少年宫协会、中国光学学会、中国流行色协会等全国学会的代表以及意大利、英国、德国、美国、新加坡、日本等国驻华使馆及国际组织的负责人等共计300余人出席了本次科学节的开幕式。

为了突出2015国际光年这一背景，本届科学节活动的主题是“光与色彩”，活动重点则为教育与科普。

在不同展区各自的光与影的交织映衬下，各年龄的青少年们亲身体验着科学的神奇。

本届科学节的主角，是被喻为国际光学之父的伊本·海赛姆，在北京展览馆现场，随处可见他的卡通人物形象。据悉，2015年距离阿拉伯学者伊本·海赛姆的五卷本光学著作诞生恰好一千年。

跨界学科论坛

李焱：我们为什么选择光

在跨界学科论坛上，中国光学学会常务副秘书长、北京大学物理学院教授李焱教授进行了关于本届城市科学节国际光年主题的介绍。

“为什么选择光？为什么设立光年？首先，光基本身是最重要的经济推动力之一，有可能给2 1世纪带来革命性的变化。”李焱表示，20世纪是电子学的时代，电子学为整个20世纪带来了革命性的变化。而光，则被预言为会在21世纪，起到电子在20世纪所起到的作用。设立2015年为国际光年的主要原因便是，能够让所有人认识到光及光基技术的重要性。

“另一个重要的因素在于，为什么选在2015年？”李焱介绍道，2015年是一个非常特殊的年度。1000年前，伊本-海赛姆的五卷本光学对光学产生了巨大的推动作甩200年前，菲涅尔提出了光波概念，1865年，麦克斯韦提出了光电磁传播理论，1905年，爱因斯坦提出光电效应理论；1915年，爱因斯坦提出广义相对论，认为引力能够使光线弯曲。1965年，彭齐亚斯和威尔逊发明了宇宙微波背景辐射；同年还有一个华裔学者高锟提出了光纤通信。

光对科学、技术、艺术、文化等至关重要，而且，作为生命之源，光无处不在。“光已经渗透到各个领域，渗透到我们生活当中。从教育一直到前沿技术，各种层次、各个方面，都已将光联系起来。最终，光技术会推动我们社会发展。20世纪电子给生活和科技带来革命，光在21世纪带来新的革命。”

马努拉：公众创新推动科学传播

意大利热那亚科学节组委会主席马努拉女士认为，公众与科学是息息相关的。

“当我最开始在做科学界沟通工作的时候，很多人开玩笑跟我说，你可能会要和小孩子一起工作，事实上，我的工作比这个更有战略性。”演讲开始，马努拉便开了一个小玩笑。

“你可以听到很多人都在说我们需要创新，但你不能随便就找到一个创新的力量，我们必须需要一个好的社会环境，能够理解创新，并且能够接受创新。”马努拉认为，我们需要一个对学界和科学更敏感、更关注的社会。

此外，分享科学、传播科学尤为重要却也易被忽视。在中国，经常出现因这一环节的薄弱而产生的问题。马努拉认为，一个知识型的社会，外围需要有一个循环圈，从而使每个人都能够参与到科学和创新活动中、每个人都参与到知识的传递过程中。

“我和科学家接触的时候，发现他们这个群体有一个特点，他们有很多可以帮助我们社会发展的东西。可能科学家自己都没有意识到这个事情，然而站在一个门外汉的角度，我却可以观察这到一点。”马努拉称，科学家往往有着卓越的观察力、想象力以及实验能力。他们可以通过实验找到大多数问题的解决方法，这种方法通常与我们的传统解决方案有所不同。“有一些人认为科学家是一些疯疯癫癫的人，事实上并非如此，他们非常聪明、对知识非常有热情，而且他们也是很正常的人，就和你我一样。”

因此，类似城市科学节这样的平台无疑为公众铺设了一条通往科学的大道。“自2007年以来，很少有能够让我遇到科学家的场合，可是今天对我来说，又破了一个新例。有这样一个说法，科学家都在象牙塔里面，两耳不闻窗外事，事实上并非这样。”

马努拉提到，科学家愿意为我们解释科学，但科普并不能依靠科学家的孤军奋斗。据她介绍，在热内亚，每一年都会有上千甚至上万名年轻人参加科学节，主办方则会从中挑选一些人进行训练，让他们能够更好解释科学的理论。“在几年之前我们就发现，在学界我们需要更好的沟通，尤其年轻研究者如何理解新闻稿、如何跟别人沟通交流、如何把他们晦涩难懂科学语言，转换成大众通俗易懂的语言。”

展馆亮点

太阳能设备的广泛应用

在第二届城市科学节中，很多观众被一组太阳能供能的装置吸引。在如今的能源消耗巨大的现代社会，一个主张“微排世界”的“夸父团队”在众多展厅中显得尤为夺目。

能源一直是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。纵观人类社会发展的历史，人类文明的每一次重大进步无不伴随着能源的改进和更替，同时，能源的开发利用也会大力推进世界经济和人类社会的发展。基于能源的巨大利用价值，“微排”就显得尤为重要。全体微排人共同的梦想就是：为子孙的蓝天白云，实现全球微排。

为实现“微排”目标，这支以研究太阳能为主的团队更是做出了七大“微排”领域。其中的“微能源”介绍的微厨房系列在现实生活中具有很高的实用价值。壁挂阳台式的太阳能发电烹饪，可节约燃气的使用。手提式的太阳能微厨，在野炊的时候可以减少煤炭使用量。在野外烧烤的过程中，不仅利用了天然能源，享受了烧烤的乐趣，而且也保护了环境，减少了煤炭等燃烧物所产生的废气排放。在户外野营的时候，配套装置还有太阳能驱蚊灯，其设计原理为利用太阳能发电，后将电能供给灭蚊灯管，产生对蚊虫的引诱，再电击蚊虫致死。还有4倍太电宝充电设备，利用太阳能为移动充电宝充电，随时随地产生电能。另外还有太阳能帐篷，该帐篷为半球形外状，顶部安装太阳能电池板，在太阳能转化为电能的同时可直接供给内部的照明和风扇用电。帐篷一侧装有高透光门帘，可应需调整向光及背光。还设有双层透明PET帐篷门帘，保温透光性能都具备。

太阳能设备的层出不穷让能源节约的目标更快得以实现。我们离“微排梦想”也更近一步。

食品3D打印机

如今，3D打印技术十分盛行，在本次的城市科学节中，这款食品3D打印机也向我们展示出了3D打印技术的神奇。

这款食品3D打印机是国内首家用固态巧克力为耗材，打出精细度0.6毫米，最大尺170mm×130mm×150mm的作品，也是目前市面上最经济实惠且易于操作的专业级巧克力3D打印机。

根据相关人员介绍，3D打印机种类繁多，这款食品打印机是为食品设计，主要使用固态巧克力为原料，与我们平日所了解的其他类型的3D打印机构造是不同的。

多数3D打印公司以照片建模为主要技术。以“基于照片的快速三维重建技术”为核心、以3DCloud云服务平台为载体，为各领域应用提供低成本、高质量、快速便捷的三维数据技术是致力于3D打印技术的公司所具有的技术优势。其中，照片建模便是以“基于照片的快速三维重建技术”为核心，运用计算机视觉多视图几何学原理，在任意图像、图像中的点、线和获取图像的相机间获取空间三维实体的相互位置的几何与代数关系，从而对图像中的物体进行三维仿真，然后通过图像中物体的纹理映射，获得具有影像真实的三维模型。

也许我们认为的3D技术很复杂，其实这款食品3D打印机器的操作很简单，摆脱了3D打印繁冗的步骤，比如用鼠标笔描绘2D图像，或从模型库中调出已有3D模型，机器有其特有的智能恒温系统，可以确保巧克力快速成型，智能分体式喷头可以在机器内部运作，我们通过透明视窗就可以将制作巧克力的过程一览无遗。在科学节的现场，很多小朋友所画的图案就是通过这样的流程活灵活现的展现在我们面前的。利用这款简单方便的食品3D打印机，在打印出造型各异的巧克力的同时又可以体验到3D打印巧克力的快乐。

科普便贴：

光是一种人类眼睛可以见的电磁波，也称为可见光谱。在科学上的定义，光有时候是指所有的电磁波谱，由一种称为光子的基本粒子组成。光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。对于可见光的范围没有一个明确的界限，一般人的眼睛所能接受的光的波长在380nm-760nm之间。人们看到的光来自于太阳或借助于产生光的设备，包括白炽灯泡、荧光灯管、激光器、萤火虫等。

从日出的光辉、落日的红焰、彩虹的绚丽色彩到天空中闪烁的星光，极具变化色彩的光线让我们体会到大自然的美妙。自然界中的光让我们大开眼界的同时，激光的应用也使得我们见识到了一个光学新天地。会场上，一个小男孩化身的“意念狙击手”兴高采烈地告诉身边的妈妈他的任务成功完成。这个“意念狙击手”的设备是通过意念打中墙上的彩虹靶。应用的原理自然离不开激光。工作人员解释道，“意念狙击手”是通过前额头带采集标准电极，耳垂采集参考电极，当一个人的意念足够集中时，就能触发设备中的绿色激光器。此时，参与者便可移动身体，瞄准彩虹靶；彩虹靶的中心安装有激光接收器，当激光击中靶心时，便可触发开关使靶周围的彩灯亮起。此时， “意念狙击手”就能顺利完成任务。当然，如今的激光应用十分广泛，其主要的应用涉及工业、医疗、商业、科研、信息和军事六个领域，大大推进了我国的科技产业发展。

激光只是光在我们生活中被广泛应用的其中一种。在本次的城市科学节中，光的各种神奇现象也都令我们大开眼界。光的世界是奇妙的，只要我们用心体会，就会发现： “光”无处不在。