大家好，我是陈征，来自北京交通大学。今天我这个非著名、非专业主持人的身份稍有变化——虽然仍然是非著名，但将作为一名专业的物理老师，跟大家分享一下《探索星辰大海》的故事。今天，我们的太空站已经实现了绕地飞行，“天问一号”已经抵达火星并且工作，我们不仅登上了月球，还来到了月亮的背面。我们对星辰大海的探索正在一步一步地拓展。这些跟物理老师有什么关系呢？当然，所有的这一切，其背后遵循的基本规律都是物理。
今天，我想从一个物理老师的视角出发，和大家一起回顾我们探索星辰大海的历程，感受一下人类是怎样从遥望太空到走向太空的。
故事先从这样一个画面说起。左边这张是微信的启动画面，大家几乎每天都会看到它。这张画面实际上有一个真实的照片背景，就是右边这张，它叫做“蓝色弹珠”，是在环地球轨道上为我们地球拍摄的一张“自拍”。如果我们把“自拍杆”伸得稍微长一点，伸到月球，这个时候回望地球会看到什么样的景象呢？
这幅图叫做“地出”，是在月球轨道上拍到的地球从月平线上缓缓升起的景象。上世纪90年代，当旅行者号探测器即将飞出太阳系——当然我说的太阳系比较狭义，就是要跑到冥王星以外地方的时候，当时美国科学家卡尔·萨根就倡议了这么一个活动：让探测器回头给太阳系的几大行星拍了一组“自拍”，这里边就有一张地球的照片。这就是“暗淡蓝点”。在这个过程中，我们的视角就逐渐从地面上来到太空中。
回望一下自己，你就会发现世界好像变得大有不同。
从这个故事开头，是希望大家首先把我们对身边的这些日常放下，回到人类文明刚刚萌生的时候，回到最质朴的心态下，去看一看我们最向往什么，我们最关注什么。我想对于大多数人来讲，仰望星空是每个人都会做的事情，而对星空的无限想象，是驱动人类文明向前发展的一个非常重要的驱动力，这就是我们为什么要探索宇宙。
对于我们为什么要探索宇宙，卡尔·萨根讲过一句非常有诗意的话：因为我们就在宇宙当中，宇宙就是我们；我们是由组成星星的那些材料组成的，所以了解宇宙本身就是了解我们自己。其实每个人都对星辰大海有着自己的一番想象，每个人也都或多或少的萌生过探索宇宙的想法。所以科幻小说里总有一个很大的主题，就是我们要到宇宙中去，我们要找到新的星球，找到新的家园，这样的故事非常非常多。
我们到底要怎样探索宇宙？
我们如何迈向星辰大海？我把这件事简单地分成了看到、知道、达到三个阶段。“看到”这件事非常简单，只要天气晴朗，大家晚上仰望星空时，就会看到漫天的星斗。星辰大海，它不但是一幅绚丽的画卷，还是一幅波澜壮阔的史诗，因为那些星星离我们非常遥远，我们同时看到的这些星光其实是它们在不同时刻发出的。
像月光只距离我们30万公里，它在几秒钟之内就能达到地球；我们看到的阳光是太阳8分钟之前发出的；而离我们最近的那颗恒星——比邻星，它大概与我们相隔4.2光年，大家看到的其实是4年多前的事情。如果再遥远一些，对于那些距离我们成千上万光年的星系来说，我们看到的光已经经历了漫长的跋涉。
从古到今，人类对天的探索从来没有止步，我们的工具也在不断地演进。
在很早的时候，人类就是用肉眼看天，后来不管在东方还是西方，我们都有了专门的天文仪器。中国古代很早就掌握了一项叫做“牵星过洋”的航海技术，就是用一个牵星板，通过在晚间对着天空中的星星来帮助自己导航。当然，人类的各个文明都对星星产生了众多的想象，这些想象又带给我们很多的神话故事。这些故事甚至催生了比如中国传统文化里的“天人感应”学说。
中国古代与其他古文明都会有这种天赋论：我们人间的权利、人间的某些东西是上天赋予的。因此，观天甚至变得非常神圣，变成了一个国家非常重要的工程。
在“看到”之后，我们就开始琢磨：这个天到底是怎么回事？星辰大海到底是怎么回事？中国古代认为天圆地方。在《三国演义》里，刘备初次探访茅庐拜访诸葛亮的时候，就有农夫唱了一首歌，让刘备觉得它应该是位很有学问的人写的。
那首歌的前几句是这么唱的：“苍天如圆盖，陆地似棋盘，世人黑白分。”这就是我们以前对天地的认识：即大地是平的，然后天像圆锅盖一样扣在地面之上。后来通过对天象的不断观察，我们发现这个事情不那么简单。最直接的证据就是行星。相对于静止的星星而言，天上有几颗肉眼可见的、会发生运动的星星，它们就是我们所知道的行星。大家觉得反正行星在一个天球上，会跟着天球一块动，这件事看起来很合理。
可是这颗行星走着走着，有的时候会倒退，有的时候还会停在那儿。
当有了这样的认识，对整个宇宙有了更深刻的了解之后，我们就开始构造这条走向太空的路。我们要想达到星辰大海，大致也得分这么几个阶段：我们得先离开地面，然后飞出大气层，接着我们得能够离开太阳系，再之后才是在星际之间穿梭。科幻小说差不多都聚焦在星际穿梭这个层面，但实际上，今天连我们走出太阳系都是一件非常艰难的事情。
在离开地面走向太空的这条路上，人类走得非常曲折。这里不得不提的是，我们中国古代其实就已经有这种离开地面的想象了。大家都很熟悉高鼎的《村居》，甚至很小就会背：草长莺飞二月天，拂堤杨柳醉春烟。儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢——我们最早离开地面的手段就是放风筝。
直到今天，我们还在用探空气球，可是这个方法依然不能飞出大气层，我们就想到了别的办法。这个办法是什么呢？
就是我们中国古代的火箭，也是今天有的学校还会制作的水火箭。这时候它就不再依赖空气的动力了，而是什么？是反冲运动。在《加油向未来》这个节目里，我们就曾经用200多个可乐瓶做的水火箭，把两个人推到了空中，大家看到这个场景也非常的震撼。实际上火炮的发射也会利用到反冲。当我们有了反冲运动后，再逐渐解决第一步，不掉下来；第二步，飞得更远；然后第三步，飞得越来越远。
有了基本的反冲运动、动量守恒的基本道理，就可以带着我们飞向宇宙。今天我们利用反冲运动，利用这种不依赖于大气层的手段，已经能让火箭飞离地面，把我们的航天器送出大气层。
未来我们想走得更远，实现星际之间的穿越，有什么方式呢？物理学家还在探索，大家还可以开脑洞。目前，可能大家比较关注像《三体》里边提到的空间曲率驱动，我们甚至希望实现时空折叠，通过黑洞和白洞中间连接的桥穿越时空。
但是这些都还只是大家的想象，或者出现在一部分理论家的数学推演当中，我们还没有在现实中观测到，目前的物理还不支持我们这么容易地做星际穿越。但是我们还是希望大家保持着对星空的好奇，保持着这种信念，试图去探索星辰大海，说不定哪天你就找到了那个能让我们在星际之间旅行的方法。我的演讲就此结束，感谢大家！