北师大梁灿彬教授给中学生讲《星际穿越》的

作为去年最火的一部电影，《星际穿越》引发了无数影迷们的热情和讨论。黑洞作为相对论中的一个科学术语，成功地借助这部影片走进了大众的视野。而黑洞及其他影片中的奇妙现象，更是引起了广大中学生的强烈求知欲。黑洞是什么样的？为什么在不一样的星球时间会不同？虫洞和黑洞有什么关系？这些问题都是学生最想了解的。

《星际穿越》的热映引起了观看该影片的理科生的一场集体狂欢。因为终于可以从描述俊男美女之间复杂感情关系的电影中走出来，从智商和知识面的角度展示理工科背景的强大。于是，各种各样的人在电影院、互联网、电视、手机上，解释着这部电影。然而，其中的绝大部分都是从最科普的角度简单介绍广义相对论和狭义相对论的相关理论，甚至有人尝试用只用牛顿力学和其他学科的角度解释。（有人把看《星际穿越》需要的一些物理学理论放在一起介绍，居然加入了墨菲法则！）对于中学生来说，虽然他们还很难完全理解相对论这样的理论，但是形成一些对相对论的基本的、正确的观念还是有助于解决电影所引发的问题的。那么如何在因特网这样巨大的信息中找到所需呢？

2015年1月7日，北京5中的学生迎来了这样一个机会——北京师范大学物理系的梁灿彬教授应邀做了“《星际穿越》与相对论”的科普讲座。梁灿彬教授多年从事相对论的教学与研究工作，他所著的《微分几何入门与广义相对论》一书，更是被奉为广义相对论的经典教科书。广义相对论将重力归结为时空的几何效应，而梁灿彬教授对于相对论中几何的理解比一般相对论的研究者深刻的多（更不用说那些根本没有学习过广义相对论的人了）。

然而，在这个讲座中，梁教授很好的诠释了举重若轻的教育理念。不仅简要地介绍了狭义相对论、广义相对论、黑洞的形成和分类等知识，并且针对学生的反应和提问，增加了恒星的演化、钟慢效应、GPS与广义相对论等内容。这些内容不仅生动有趣，极大调动了学生的热情。(可惜的是来不及讲虫洞和时间机器等有趣内容。) 更重要的是，梁灿彬教授对讲座的每一个问题都做了深入浅出的讨论，尽力让学生在已有的知识体系下明白所讨论的深奥问题，同时以科学的态度确保讨论过程中的准确性。例如：在讲到恒星演化的时候，介绍太阳最后的归宿。个别学生可能在其他科普书中看到过这部分内容，就说太阳经过红巨星阶段最后会变成一个“大铁球”。梁教授这时首先称赞了这个学生的好学，然后顺势提醒他由于压力和温度的关系，最后的这个“铁球”并不是我们印象中的固态的“铁球”！这样的一个细节，其实反映了梁教授对于学术上的追求，也就是他常说的“要做一个明白人”！.

然而，较为遗憾的是，由于时间的关系,最后没有来得及介绍虫洞的相关理论。在最后的提问环节，学生对四维空间、奇点等问题都表现出了浓厚的兴趣。由于没有来得及做深入的讲解，讲座结束后还有学生互相讨论并追着梁教授问问题。其实这些问题在梁教授2013年出版的《从零学相对论》(高等教育出版社)一书中早有介绍，这本书用浅显而直观的几何语言对狭义和广义相对论的物理基础和前沿作了介绍，是广大相对论爱好者从零学起的首选入门读物。特别是与《星际穿越》中的虫洞有关的“虫洞与时间机器”一章(第9章)，更是充满了趣味性。下图是截取的书中对虫洞和通过虫洞进行时间旅行的讲解。该书还介绍了诸如恒星演化和黑洞、狭义和广义相对论的钟慢效应、GPS原理(狭义和广义相对论对GPS的修正)、高速物体的视觉形象，┅┅等有趣内容。