吴国盛 | 美国采风——洛杉矶加州科学中心


▲吴国盛


作者 吴国盛 (本号主编,清华大学科学史系教授

责编 许嘉芩 刘愈


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加州科学中心外景


12月28日,参观完旧金山探索馆的次日,我来到了洛杉矶。这天气候温和,天高云淡,南加州的气候简直如春天一样。29日参观加州科学中心(California Science Center)。该中心位于市中心南部的博览会公园(Exposition Park),与南加州大学(USC)隔马路南北相望。中心北面是博览会公园的玫瑰园,以栽种各种玫瑰花著名。西面是洛杉矶县自然博物馆。


加州科学中心正门


博览会公园的玫瑰花园


洛杉矶县自然博物馆


加州科学中心的历史可以追溯到1912年建成的州立博览大厅,当时主要展示本州出产的农产品和工业品。二战后,中心更多展示日常生活中的科学技术。1951年,大厅更名为“加利福尼亚科学与工业博物馆”。1998年改为现名,并被改造成一个以互动展品为主的科学教育中心。目前的加州科学中心有4个常设展区,分别是:生命世界(World of Live)、创造世界(Creative World)、生态系统(Ecosystems,2010年添加),以及奋进号航天飞机(Space Shuttle Endeavour,2012年新设)。每个展区都有一个专为儿童设立的发现屋。加州科学中心免费参观,除了奋进号航天飞机需要2美元。


生命世界(world of life)

 

生态系统(Ecosystems)


奋进号——加州故事


从南门外买票进大厅,右手边是游客信息中心,左手边是观众商店,北门进来是麦当劳餐厅。乘扶梯上二楼开始参观,扶梯的顶上悬挂着美国空军的退役战机,以及一个科技馆常见的空中自行车。上到二楼,就见有人排大队,原来都是去看奋进号的。这个显然是中心的镇馆之宝,多数人是冲着这个来的。走道上有志愿者正在表现小实验,吸引一些小孩在看。我决定先看看传统的常展区,等下午人少一些再去看航天飞机。


探索商店


麦当劳餐厅


美国战斗机


不同材质的自行车


自行车走钢丝(high wire bicycle),自行车下方悬挂着一个重锤,保证自行车和骑车者所构成的系统之重心总是低于钢丝,这样不论骑车者有什么左右摆动,都不会让自行车从钢丝上掉下来。


由于刚看完旧金山的探索馆,我很担心紧接着看加州科学中心会有“审美疲劳”。但是还好,这里虽然同样是科学中心模式,但有自己鲜明的特点,决不会让人觉得是照抄探索馆。与探索馆相比,这里的互动展品尺寸明显较大,而且关于生命科学专辟一厅,为探索馆所不及。


“生命世界”展区展示从单细胞到人体的各种生命,标志是双螺旋模型。有一些显微镜可以使用,但主要还是展板,这是科技馆表现生命科学固有的不足。有一个孵小鸡温室,有耐心的话,可以看到小鸡从蛋中破壳而出的过程。还有一个模拟手术室,可以在一个人体模型的腹部安装的屏幕上看到打开了的人体内部。这是我头一次看外科医生做腹腔手术的录像,有点震憾。馆方也是考虑到有些人可能对此敏感,特别在手术室外立了一个警告,请敏感者慎重观看。

 

原生生物(protists)


细胞聚集(cells coming together)

 

显微镜下的昆虫


细菌

 

病毒(viruses)


细菌复制的速度,面板上还有一个计算器,帮助观众计算细菌的繁殖速度。

 

生命的指令(Life~q~s Instruction),介绍DNA的相关知识。

 

鸡蛋和小鸡


小鸡雏


模拟手术室(surgery theater)


与“生命世界”紧挨着的是“设计区”,在这里观众可以亲自动手搞各种各样的设计。比如建造一座塔、一堵墙、修建一个广场、设计一个过山车、设计不同的齿轮比以创造不同的速度、设计如何最快的下坡加速、制造一段乐音等等。

 

设计区(designzone)


设计区高大空旷,像是一个被废弃了的大车间。在整体黑暗的背景下,各展台有自己的工作光线。观众在这里可以安静的搞自己喜欢的设计。

 

这位成年人正在电脑前设计过山车(designarollercoaster)

 

设计运动速度(designing for speed)

 

建造一个高塔

 

建造一堵墙

 

建设一个广场


制造电池(build a battery)


“创造世界”展区也是动手区,但更多的揭示应用科学所可能产生的技术力量。这里每一展品的解说词总是以“you can”开头,很有号召力。比如:

“你可以释放技术的威力,当你理解它背后的科学时”(You can unlock the power of technology when you understand the science behind it)。交通区有汽车差速器和变速箱,有很大的风洞,以及风洞中机翼的运动、小帆船在人造风中运动等。解说词“你有能力移动小车,当你把光变成电的时候”的展品是将光能转变成电能,观众只要移动手柄,控制灯光照在小车的背部,就可以驱动小车运动。解说词“你有能力驱动马达,当你知道如何转动磁铁”的展品是手动控制电磁铁转动。还有关于不同能源选择的展品,提供乙醇、丙烷、电能、压缩天然气四种能源。还可以试着模拟驾驶汽车。此外还有地震屋、光学合成、声学等常规物理互动展品。


释放技术的威力

 

汽车变速器,观众可以自己计算速度比。


当开动大风扇时,流线型机翼会上升。

 

观众可以调整风帆的方向,使得在各种不同的风向中驾驶船只(sail with the wind)


观众调控黑色的手柄,可以控制光柱对准圆形轨道上的小汽车,小汽车背面有光能电池。一当光柱对准了汽车背部,汽车就会因为被充电而往前运动。

 

通过按动按纽,让里面的两个金属板浸入导电液体中,于是两个金属板间就会产生电势差和电流。这是伏打电堆的原理。


按动按纽就会给周边的线圈通电,通电线圈会产生磁场,磁场会让中间的磁铁转动起来。这就是电动机的原理。

 

计算不同燃料的燃烧值和价格,看看选择哪种更合算。


通过合成不同的光创造不同的颜色


光的反射、折射实验


通过调整黑色旋纽改变光线的方向,从而观察到光的反射、折射现象。


转动旋纽,让盖革计数器接近不同的放射源,幅射强度越大,计数器发出的嘀嗒声音就越频繁。

 

声音穿过固体、液体或气体


听筒尝试(whack a phone)


无线电波(radio waves)的产生与接收


移动与声音


音乐组合(music mix)


长管传音


搭拱桥


搭建坚固的建筑,以防止地震


加固建筑物


两只手触摸上两块不同的金属板,中间的电流计指针会发生偏转,表明它们之间有电流通过。


风向可以改变沙漠上的景观


生态系统展区


生态系统展区与航天飞机展区相连,有巨大的屏幕,滚动放映大海、水生生物、森林、河流等壮观的自然景观。进到里面是一个小型的海洋馆,透过玻璃可以看到海底世界。观众可以动手制造海浪。生态系统展区里还有雪山、沙漠生态系统的展示。环境保护、处理垃圾也是本展区的常规项目。把生态系统展区放在航天展区旁边,一来是因为它们两个都是后来添加的新展区,二来则是响应时代的新要求:加州科学中心不仅重视航空航天,也重视生态环保。矛盾但又很现代。


成群的鱼


海洋生物的空间争夺战(fight for space)


仙人掌,沙漠特有的植物


在进入航天飞机展区之前,是一个预备展区,讲述奋进号与加利福尼亚的渊源故事。与航天和宇航员太空生活相关的一些东西也在这里展示。在一个巨大的屏幕上循环着放映着退役的奋进号如何运回洛杉矶,当时洛城市民迎接奋进号的场景。奋进号航天飞机产自加州,退役后又告老还乡。荣归故里的时候,万人空巷,十分动人。

 

大屏幕上放映着奋进号退役之后运回洛杉矶的过程


洛杉矶市民在大街上拍摄航天飞机被飞机驮回的过程


最后进入了奋进号展区。这是一个巨大的仓库,里面安置着庞大的奋进号航天飞机。下面有许多说明牌,具体讲述航天飞机每个部位的结构、功能。展区的四周有一些简单的模型,可以让观众动手制作航空航天器,也学习一些空气动力学知识。


奋进号——加州故事


巨大的奋进号航天飞机


data 中心 奋进号 展区 观众

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