【TechWeb】“第一年的時候，我們講了廣義相對論，而去年是量子力學的一天，今天我們要看看生存的太陽系?！?/p>

12月31日晚10點，搜狐創(chuàng)始人、董事局主席兼首席執(zhí)行官、物理學博士張朝陽如期開啟他的第三場跨年演講。這場以“我們所居住的太陽系”為主題的思想盛宴，通過搜狐視頻關注流全程直播，在探索太陽系奧秘的思辨中，與現(xiàn)場觀眾與網(wǎng)友一起一同迎接2026年的第一縷晨光。

太陽系以什么秩序在運轉？月球為何始終以同一面朝向地球？人類如何抵達火星？......演講現(xiàn)場，張朝陽用數(shù)理公式一步步演算著這些宇宙謎題。他認為，當下AI和航天技術的發(fā)展，正推動人類逐步邁向multi-planetary civilization（多行星文明），“了解太陽系的運行規(guī)律，正是理解人類文明來處與未來方向的關鍵?！?/p>

行星的運動自有秩序 牛頓定律勾勒太陽系大格局

陽光帶來生機，金星分割昏晨，詩人歌頌月的圓缺，人類展望奔向火星的未來。而對于更遙遠的木星土星，還有天王星與海王星，我們似乎知之甚少，但它們一直在外圍守護著人類的家園。甫一開場，張朝陽指出本次主題的意義所在，“太陽系不是遙遠的不可知，而是又近又遠的家園，我們需要了解與我們息息相關的太陽系?！?/p>

這場演講又被張朝陽戲稱為對太陽系的大“考古”，而牛頓的運動定律和引力定律無疑是發(fā)掘這段歷史的“洛陽鏟”。他介紹，正是人類對太陽系各大天體的探索帶來了物理學：第谷一生積累的觀測數(shù)據(jù)啟發(fā)了開普勒寫下三大定律，而站在兩位巨人肩膀上的牛頓，最終揭示了更具普遍性的真理。

張朝陽進一步解釋，站在今人的角度，我們不再需要受困于海量的經(jīng)驗歸納，而是能以牛頓定律為第一性原理，完成對開普勒定律的邏輯重構。演講現(xiàn)場，他通過求解微分方程，用更普適的圓錐曲線方程，精確表述了開普勒第一定律中的橢圓軌道；更是借助簡單的微積分運算，證明第二、第三定律實為角動量守恒的必然結果。

黑板上，張朝陽在開普勒第三定律的表達式下方重重畫了一條線?！败壍腊腴L軸的立方正比于公轉周期的平方。”這一總結簡潔卻深刻，勾勒出整個太陽系嚴整的大格局，道出八大行星的運動秩序所在。

他當即邀請在場觀眾拿出計算器，一同驗證這一定律的有效性。木星、火星、水星……幻燈片上閃過一個個熟悉的天體名稱，大家輸入各自的軌道參數(shù)，計算器屏幕上跳出對應的公轉周期——結果完全吻合！“現(xiàn)在我們終于搞懂太陽系是怎么回事了”，張朝陽笑著說，“原本覺得行星那么神秘，其實轉來轉去都逃不出簡單規(guī)律的約束?！?/p>

看不見的宇宙之手 潮汐力主宰著衛(wèi)星的歸宿

數(shù)億年前，一天的日升月落僅需約20小時；如今難得一見的“超級月亮”曾是常見現(xiàn)象。為什么現(xiàn)在仰望月亮只能看到它的正面？為何理應冷卻的木衛(wèi)一竟然是“暖寶寶”？這種種現(xiàn)象的背后，都源于一種神奇的力量——潮汐力。

潮汐力是怎么產(chǎn)生的呢？張朝陽通過對引力勢的球諧展開，闡明了衛(wèi)星在公轉時會受到一種特殊力量的拉扯，這就是潮汐力的起源。張朝陽還提到，在極端情況下，潮汐力甚至能毀滅星球。當小質(zhì)量星球過分靠近大質(zhì)量星體時，巨大的拉扯力足以將其撕成碎片，這也是土星環(huán)的一個可能成因。

更有趣的是，在地月系統(tǒng)中，由于地球自轉偏快導致潮汐形變稍有延遲，地球隆起的方向并不完全對準月球，這就導致月球持續(xù)受到一個力矩作用，其軌道半徑以每年3.8厘米的速度擴張。反之，月球受地球潮汐作用產(chǎn)生的形變滯后，也會通過力矩作用減緩自身自轉速度，最終形成與公轉同步的潮汐鎖定狀態(tài)，這也是人類始終只能觀測到月球一面的原因。

順著潮汐鎖定的論述，張朝陽將視線轉向了木衛(wèi)一。令人驚奇的是，這顆理應冷卻的星球表面竟火山頻發(fā)，背后的推手正是潮汐力。張朝陽利用老式血壓計的充氣氣囊來進行類比：當反復按壓氣囊時，部分能量會轉化為熱量使其升溫。木衛(wèi)一正像這個氣囊，由于它沿橢圓軌道公轉，其潮汐形變隨距離遠近呈周期性強弱變化。這種持續(xù)的擠壓釋放出巨大熱能，使其成為在寒冷深空中自發(fā)熱的“暖寶寶”。

飛出地球搖籃 在引力場中開辟宇宙航線

我們的太陽系有太多奧秘等待探索，人類不可能永遠停留在地球搖籃里。在演講下半場，張朝陽帶觀眾們領略了飛出地球的三個站點。

第一站是拉格朗日點。所謂拉格朗日點，就是是由質(zhì)量懸殊的兩個天體組成的公轉系統(tǒng)中的5個受力平衡點。這些地方具有獨特的力學穩(wěn)定性，因而科學家們在這些地方部署了大量探測器，例如韋布望遠鏡就部署在了日地系統(tǒng)L2點。太陽與木星系統(tǒng)中的L4和L5點也具有重要作用，它們可以作為“引力陷阱”捕獲試圖闖入太陽系內(nèi)部的小行星，從而保護位于內(nèi)層的地球。

飛出地球的第二站，是地球的“孿生兄弟”——火星?；鹦怯性S多與地球相像的地方，它的一天只比地球多了40分鐘，公轉軌道也離地球很近。為了將復雜的多體引力問題簡化成單體引力問題，張朝陽將整個航線分成了三步：地球引力主導的逃逸階段、太陽引力主導的霍曼轉軌階段、火星引力主導的捕獲階段。其中航線的大部分時間花費在第二步的霍曼轉軌，耗時8個半月，雖然漫長，但是最省燃料的航行方案。

（圖注：張朝陽講解從地球去往火星的航線，上方黑板演算了霍曼轉軌，下方黑板演算了逃離地球的軌道。）

在計算完第二步驟后，他回過頭來講解起了第一步該如何啟航。逃離地球的軌道是一條雙曲線，通過將軌道高度設為無窮遠處，張朝陽求解出逃逸軌道的漸近線與坐標極軸的夾角θ=30°。這一演算生動地展示了牛頓運動定律的強大，僅僅幾個公式，就在黑板上規(guī)劃出上億公里的航線，為人類指明前往新家園的方向。

飛出地球的第三站，是太陽系外的浩瀚星空。1977年，美國發(fā)射了旅行者1號和旅行者2號，向著太陽系外的深空邁出了人類探索的第一步。它們在發(fā)射過程中都利用到了引力彈弓效應實現(xiàn)增速?！耙椆鋵嵕褪亲儞Q參照系”，張朝陽進一步講解道，“想象一個乒乓球朝向乒乓球拍飛去，在拍子的參照系看來，入射速度和出射速度是大小相等的，但對于地面系來說，乒乓球獲得了來自球拍的一部分速度。把拍子的速度疊加到球上，就是引力彈弓?！?/p>

借助引力彈弓效應，旅行者一號和旅行者二號先后離開了日球?qū)?，飛向了兩個截然不同的方向。1990年，旅行者1號在距離地球60億公里處回頭拍下了一張照片。照片中呈現(xiàn)了我們居住的太陽系，其中地球僅占了不到一個像素，看起來只是一顆漂浮在浩瀚太空中的藍色塵埃，但這就是我們目前唯一的家園。

科幻猜想要建立在扎實的科學基礎上 火星移民仍是遙遠未來

隨著新年鐘聲的敲響，張朝陽向現(xiàn)場觀眾和直播間的網(wǎng)友送去新年寄語，“希望大家在新的一年有錢賺、吃好、運動好、健康快樂，學習很多新的知識，做些有價值有成就感的事情?！辈榇蠹胰绾胃玫貥淞⑿履阥lag給出建議——要給定義自己的人生和價值觀，要堅定地做一個通達理智而不縱容自己情緒的人。

盡管整場演講進入了尾聲，但現(xiàn)場觀眾的互動熱情依然不減。一位來自同濟大學的學生，回憶自己在前年也參與了張朝陽的物理跨年演講，而這一次，他就科幻電影《星際穿越》中用蟲洞飛出太陽系的情節(jié)與張朝陽展開了討論。對此，張朝陽直言，不要把科幻當科學，還是要先對嚴肅的科學演算有一定了解，只有在抓住物理思想后，才可以大膽地做數(shù)值估算，譬如費米當年用小紙片估算原子彈爆炸當量?！盁o論是猜算還是科幻，都得建立在足夠扎實的科學基礎上。”

相當多的觀眾也就人類未來的太空探索事業(yè)展開了提問。有人擔憂地球能否支撐住人類文明的資源消耗速度，提出是否要加速對外太空的開發(fā)？張朝陽回答道，火星移民還是一個很遙遠的未來，在缺少磁場缺少大氣的環(huán)境下，目前只能寄希望于機器人去火星上采集資源。此外，現(xiàn)場還討論了用彗星做引力彈弓加速、用太陽光壓持續(xù)推進航天器等航行方案。

科普應基于精確的數(shù)學計算 在自媒體時代講物理有儀式感

在跨年演講后的媒體采訪中，張朝陽坦言，“我們所居住的太陽系”這一主題是最近兩周才確定的。一方面，“星際訪客”3I/ATLAS彗星造訪太陽系的熱點事件引發(fā)學界和公眾的熱議，在前不久的日常物理課直播上，他就此講解了雙曲線軌道；另一方面，天文是一個非常好的科普方向，大眾會比較感興趣。

張朝陽認為，學習物理有著多重價值，既能幫助理解全球變暖、極光等宏觀現(xiàn)象，又能解釋為何吃火鍋粉絲特別辣、使勁兒關門卻會被彈開等生活細節(jié)，更重要的是能滿足人類的好奇心。他主張科普應基于精確的數(shù)學計算，而非追求“語出驚人”的噱頭，因而四年來，物理課始終堅持“嚴肅推導”的核心特色，此前偶爾的角色扮演（如扮演奧本海默、愛因斯坦）僅是小花絮。

他還特別指出，作為公司管理者，物理課直播是為了搜狐視頻關注流的興盛發(fā)展，也帶動了很多知識播主入駐?！白鲫P注流，我必須身先士卒做一個播主，才能體會這個產(chǎn)品，才能知道怎么做，未來朝哪個方向發(fā)展?！?/p>

四年間，《張朝陽的物理課》已開展了270場直播課，累計在線時長突破26,000分鐘。這種將傳統(tǒng)講課與新媒體結合的形式也正在發(fā)揮效應，張朝陽在采訪中介紹，當前豆包、千問上搜索出來的很多物理內(nèi)容都是出自物理課，所產(chǎn)生的視頻和文字內(nèi)容收錄到人類知識庫里，對世界是很有意義的。他感慨道，在視頻自媒體時代講物理有一種儀式感，在跨年之際與大家一起增加知識，也是一種儀式感。

正如張朝陽在演講開場時所言，“當明天早晨，第一縷陽光到達地球的時候，我們經(jīng)過今天晚上思維的挑戰(zhàn)，是不是會感到更加的有意義、更加的有儀式感？因為我們不只知道了太陽系每天發(fā)生的事情，我們還知其所以然?！?/p>