美國‧高空感受無重力


(美國)“興奮”“刺激”“緊張”──一群美國教師為了“體驗科學”,而乘坐讓人暈頭轉向的“無重力”客機。他們在登機前,自然地流露出上述三種情緒。

這30名教師身著藍色“太空裝”連衣褲,通過參加這項在加州上空抵抗地心引力的計劃,來幫助他們抓住年輕學生的想像力。

其中一位名叫米歇爾(Michelle Luke)的教師在她的連衣褲背部,貼上畫有兩個人在太空無重力跳躍的圖像,作畫者是她在曼哈頓海濱中學(Manhattan Beach Middle School)的學生。在飛行前幾小時,她臉上的笑容還是顯得有些僵硬。

“我期待經歷一些未曾做過的瘋狂事情。”米歇爾在加州洛杉磯南部的長灘機場(Long Beach airport)對記者說。這裡也是國防企業諾斯洛普.格拉曼(Borthrop Grumman Foundation)舉辦科教飛行的地點。

在整個飛行過程中,經改裝的飛機將進行一系列的向上爬升和向下俯衝的拋物線飛行,如此一來無需進入太空,也能感受到無重力狀態。而身體會感受到1.8G的重力,這讓整體重量感覺增加了一倍。接著,參與者的身體將離開機艙地面,感受國際太空站中太空人在艙內漂浮的驚奇經驗。

在洛杉磯北部北山高中(North Hills High School)教導機械工程和設計科的路易絲(Lewis Chappelear)說:“我感到蠻興奮的,也有一點緊張。我平時愛坐雲霄飛車,也喜歡乘船;我聽說上去後不會暈機,但還是擔心自己會不舒服。”

的確,置身於沒有窗口的波音727型飛機裡,周圍艙壁又盡是厚厚的軟墊,這些“太空人”更希望自己能夠忘卻飛機是在以45度斜角向上爬升。

飛機一旦攀升至7600公尺的高度就會切斷火力,繼續上升約1000公尺後達到頂峰,接著呈自由落體狀態俯衝,這時候駕駛員會重新啟動引擎。

當飛機處於拋物線頂點的20秒平飛狀態時,“太空人們”都已渾然忘我。

比勒德爾中學(Belvedere Middle School)的拉夫金(Amy Rafkin)就說:“對我來說,這簡直是美夢成真啊!”她和同事一樣,都藉著拋物線飛行創造的12次無重力狀態進行實驗,日後給學生做展示。

由於停留在無重力狀態的時間很短,教師們進行的實驗內容都相當簡單,譬如測試各種液體或陀螺儀對在機艙內環境變化的反應。

參與者也可以用攝影機記錄一切實驗活動,包括印證牛頓運動定律(Laws of Motion)。如此一來,教​​師們就可以利用這些攝錄下來的珍貴畫面,在課堂上引用藉以激發學生們的學習興趣。

拉夫金說:“這項體驗顯示科學其實是具適用性的。一般上,學生都是坐在教室裡說‘喔,太好了,但我知道後能拿來幹嘛?’這個實驗正好是現實生活中的科學運用展演。在我們的世界裡,我們還是需要科學家和工程師的。”

這項飛行計劃由諾斯洛普.格拉曼基金會(Borthrop Grumman Foundation)執行,主要目的在於推廣科學作為終生志業,近6年來已為1300多名教師舉辦了無重力飛行體驗活動。

基金會主席珊德拉(Sandra J. Evers-Manly)說:“我們之所以開啟這項計劃,是為了助課堂中的教師們一臂之力。這可以讓年輕人有機會見識到,科學也可以很好玩有趣,而且也很酷。”

她補充說:“我們都知道,投入數學和科學領域的年輕人已經越來越少。其實很多年輕人也是透過老師的視角決定學習的方向。”

對路易絲而言,科學教育是整個國家需共同面對的挑戰,但美國的教育體系顯然無法應付。

她說:“在美國,我們經常提到數學分數和英文分數,而學校的對應方式便是用測驗作為評量標準。我們得幫助孩子準備測驗,而我們也只能靠這種評估方式來決定學校的整體表​​現。不過,這些測驗室沒辦法衡量創新元素以及許多科學教育內容。”(原文:法新社)

英文版:Weightless US teachers eye giant science leap



你知道嗎?

牛頓運動定律(Newton's Laws of Motion)描述物體與力之間的關係,被譽為是經典力學的基礎。這定律是英國物理泰斗艾薩克.牛頓(Issac Newton)所提出的三條運動定律的總稱:

第一定律:存在某些參考系(reference system),在其中,不受外力的物體都保持靜止或勻速直線運動;第二定律:施加於物體的淨外力等於此物體的質量與加速度的乘積;第三定律:當兩個物體互相作用時,彼此施加於對方的力,其大小相等、方向相反。

牛頓在發表於1687年7月5日的鉅著《自然哲學的數學原理》裡首先整理出這三條定律。應用這些定律,牛頓可以分析各種各樣動力運動。(資料來源:維基百科,最後修訂於2011年12月27日)

中英對照:

‧失重狀態:zero gravity
‧拋物線飛行:parabolic flight
‧太空人:astronaut
‧連衣服:jumpsuit
‧暈動病:motion sickness
‧拋物線:parabola
‧陀螺儀:gyroscope

延伸閱讀:英國‧讓孩子愛上科學