①空氣炮正在向觀眾開炮。

　　②王建民表演的單手笛演奏。

　　③“點水成冰”的秘訣在於燒杯中的溶液。

　　④圖中A和B兩個方塊的顏色是一樣的，你相信嗎？

　　新春之際，選秀節目紛紛被推向高潮，一場由北京市科學技術協會和科學普及出版社共同主辦的以科學為主題的達人秀日前也在北京上演終極對決。

　　空氣無色無味，威力卻不容小視；冰與火的完美碰撞究竟會擦出怎樣的火花；資深發明人玩轉神秘創意樂器……7組來自全國的科學達人進行最後的角逐。最終，來自新力探夢的科技教師帶來的科普秀表演《空氣炮》獲得2014年度北京科學達人秀總決賽第一名，中國雜技團的總工程師王建民帶來的《笛子獨奏》與科學π團隊帶來的《冰火奇緣》分獲第二和第三。

　　讓我們一同回到當天的比賽現場，擷取精彩瞬間，再次體驗科學的奇幻莫測與妙趣橫生，更重要的是，在享受了絕妙的視聽盛宴後，科學達人們為我們揭示了其中的科學奧秘。

　　將科學秀出來，他們來了！

　　空氣大炮

　　空紙箱“生氣了”，發射！

　　“砰！”“砰！”“砰！”

　　一連發的“炮彈”射向觀眾席，被擊中的人們不但毫發無傷，還不斷開心地要求“向我開炮”。

　　這是來自新力探夢科技館的科學達人戈諍，正抱著他的空氣炮與觀眾互動。

　　空氣看不見摸不著無色無味，但卻真實存在於我們身邊，它的威力很大，能夠通過擠壓形成空氣炮彈。表演中，兩名小觀眾被邀請上臺進行空氣炮射擊比賽——他們分別用空紙箱做成的空氣炮向燃燒的蠟燭發射炮彈，看誰能將更多的蠟燭擊滅，經過幾番“猛轟”，兩人打成平手。

　　隨後，一門“世界上最大”的空氣炮出現在舞臺上，這次“炮膛”中被灌滿了煙霧，發射時能夠清楚地看到“炮彈”的形狀。

　　“是圓的”“像個大煙圈兒”“它怎麼還在旋轉”！

　　科學達人的講解給觀眾揭秘：空氣炮的炮彈是由壓縮氣體形成的膨脹衝擊波，當空氣通過紙箱圓孔的邊緣處時，會形成蝸旋，這種蝸旋和龍捲風的漩渦相似，能夠撥開空氣。由蝸旋組合而成的圓環，就是我們看到的炮彈。空氣炮的炮彈會非常穩定地向前運動，一直持續到幾乎全部能量被消耗，這就是為什麼空氣炮中出來的氣團會徑直飛出很遠的原因。

　　“我們的炮口是圓的，打出的炮彈也是圓的，如果我們把炮口做成方的、三角形的、五角星形，甚至是一個小朋友的形狀，會發射出什麼呢？”科學達人在表演的最後留下了懸念，只需要一個空紙箱，你也來試試吧！

　　笛子“獨”奏

　　一隻手的演奏更精彩

　　乘坐迷你電動車款款而來，而這輛車在到達目的地後，瞬間變形為拉桿箱——這位科學達人的出場方式堪比科技大佬們在新品發佈會上的亮相。當他收拾停當，笛聲響起，《山丹丹開花紅艷艷》與《威廉退爾進行曲》完美銜接，悠揚婉轉中暗藏玄機，更令人叫絕的是，表演者吹奏笛子用單手完成的，是名副其實的笛子“獨”奏。

　　演奏者是國家一級舞美設計師、中國雜技團總工程師王建民，單手笛是他發明的一種全新樂器。與普通的笛子不同，這是用一隻手按三或者四個音孔便可以演奏的笛子。在演奏中，王建民還用另一隻手完成了打擊樂與笛子的和旋。

　　這只由PVC管材料製作的原理性單手笛，笛孔按十二平均律（一種音樂律制，將一個八度平均分成十二等份）的半音排列，不但可以吹奏自然音階，也可以吹奏十二平均律的幾乎全部半音、轉調方便，表現奇特。

　　當單手笛笛聲還在綿延迴響時，另一項新奇樂器又開始了演奏——雙音排簫。它的發明者王建民稱其為“呼吸機”，這種原理性樂器以嘴吹奏，目前臨時使用的是注射器為發聲裝置。演奏中，表演者利用一組一分為二的通氣管，兩隻手各持有一個分別有開關控制的吹口裝置來吹奏。用雙音排簫一個人便可以吹奏簡單的和聲，以它來演奏樂曲增加了特殊表現力。

　　“這些我們身邊的材料經過科學的設計和精巧的製作，卻可以演湊出如此動人的音樂，這就是科學的魅力。”王建民説。

　　冰火奇緣

　　魔法是這樣練成的

　　“奔涌的流年吞吐著遠古的記憶，

　　是我，塵封了歷史的青春，

　　我是冰……”

　　“古老的圖騰鐫刻著紛飛的歲月，

　　是我，點亮了黑夜的雙眸，

　　我是火……”

　　在魔幻史詩般的氛圍中，來自“科學π”團隊的兩位表演者分別代表冰與火，開始“各顯神通”。

　　“火”的使者先是在手中燃起了一團火焰，其實奧秘在於表演者的雙層手套，內層手套蘸水阻熱，外層手套掌心有zippo油，Zippo油是一種碳氫化合物，火焰溫度較低，加上手套的阻隔確保將火焰玩弄于鼓掌之上而不會被灼傷。

　　“冰”的使者則重現了《冰雪奇緣》中愛莎公主“點水成冰”的魔法。其實冰使者手中的並不是水，而是醋酸鈉的過飽和溶液，這是一種臨界穩態體系，在不受擾動下冷卻，結晶作用往往不會發生，當攪動此溶液或加入“晶核”，即能凝聚過量溶質生成結晶，這便是“點水成冰”的秘密。

　　一個個魔幻奇妙的實驗，演繹著冰的極寒和火的極熱。在結束了冰與火的較量後，舞臺上飄起了漫天的雪花——當強力吹風機噴出的氣流衝擊亞克力管壁，造成管口空氣流速加強，壓強減小，另一管口的泡沫顆粒被快速吸起，“雪花”漫天飛出。

　　這是送給一位小朋友的禮物。科學π的表演者曾經遇到一個盼望著下雪的留守兒童，因為她的爸爸媽媽總是在下雪過年的時候回家。雖然這場“雪”並不能將外出打工的爸爸媽媽帶回家，但是卻給到場的觀眾們帶來了感動與希望。

　　感知色彩

　　眼睛和大腦誰騙了你？

　　大螢幕中出現不同顏色的漢字，紅色的“紫”、綠色的“藍”、黃色的“白”……當你看到這些字時，能否快速説出它的顏色而不是直接讀出漢字？科學達人秀的現場觀眾再嘗試後，表示這樣做並不容易。

　　來自四川科技館的科學達人裝扮成喜羊羊、美羊羊和羊村的“村長”為我們解開大腦感知色彩的奧秘：在閱讀帶有色彩的文字時，眼睛將收集到的顏色和文字資訊同時傳遞給人類的大腦；右腦進行顏色的分辨，而左腦同時在識別文字，這樣一衝突就容易出錯。

　　隨後的測試更令人“崩潰”，在一個特定圖片中的兩個色塊，看起來分明是不同的顏色，但當表演者把他們重合在一起時，人們才發現這兩個色塊的顏色其實完全相同。

　　“這種錯誤的判斷其實是人類在進化的過程中形成的優勢之一。”“村長”解釋説，在光線不足的環境中，大腦也能將顏色較深的物體修正得較亮，以便將之與黑暗的環境區別開來，並且彩色的環境中人類大腦也會根據光源和背景來修正物體顏色。

　　參與者説

　　詮釋藝術與科學的“奇緣”

　　當接到2014北京達人秀組委會的參賽邀請時，我們覺得這場賽事融科學普及與藝術情懷于一體，是國內目前科普領域裏難得的創新，能有機會參與其中是我們的榮幸。

　　科學π，是一支用藝術去演繹科學的一流科學傳播團隊，特別為此次賽事成立了編創團隊，原創編演時長約七分鐘的《冰火奇緣》秀。

　　故事主線圍繞冰和火兩種物質的特性展開，兩位演員分飾冰和火。詩歌朗誦、戲劇衝突、舞美特效……我們通過不同的藝術手段先後呈現了9個科學實驗，在浩漫大氣的歷史感中，講述著冰火相爭、此消彼長但又共熔共生的哲理。

　　冰極冷，火極熱，伴隨著厚重的獨白和音樂，冰與火三輪PK實驗，顯示各自的偉力。接著乾冰滅火實驗呈現出火熔冰消、冰溶火熄的壯觀景象；然而隨後的乾冰與鎂實驗卻能完美熔合冰火，讓人驚嘆冰火相容的神奇。至此，冰火奇緣還意猶未盡。一場漫天“大雪”飄灑而下，這是利用伯努利原理為一位渴望著下雪過年、渴望爸爸媽媽回家的留守兒童送上的禮物。

　　無論是冰火較量，還是雪花飄落，都寄寓了科學π的人文情懷，希望能藉藝術來詮釋出科學的美麗。

　　（文中部分表演實驗需專業人士在特定條件下完成，請勿擅自模倣。）