《外星球文明的探索》插图完整版 在线阅读

伤我心太深

第六章　沙文主义




　　图：“很明显，地球人和我们这儿的木星人十分相像……不同之处是他们光着身体！”——为卡尔·萨根而作，对沙文主义的一个评论，转载自《洛杉矶时报》，保尔·康莱特作。

　　笑话是表达渴望心情的一种方式。有一类笑话是有关外星球生命的，其中有一则笑话谈到一位外星球来客踏上地球，走近一只汽油泵或一架口香糖自动售货机，问道：“象你这样一位漂亮的女郎在这样一个地方干什么？”

　　毫无疑问，宇宙其它地方的生物和我们大不相同。但是上面的这则笑话假定外星球有机体如果不象人类，就会象汽油泵或口香糖自动售货机。最可能的情况是：外星球生物一点也不象我们所熟悉的任何有机体或机器。外星球生物是几十亿年单独生物进化的产物，这种进化一点一点地发生，每一细微的变化都连系着一系列细微的变异偶然事件，显然，他们所处的环境和地球特有的环境是十分不同的。

　　但是这类笑话强调了在外星球生命研究方面的一个普遍的问题和带来一个普遍的好处。这个问题就是现在供我们研究的只有一种生命，即把地球各种生命都互相联系起来的生物学。地球上各种有机体都从同一个生命起源的情况下发展而来。所以，对生物学家来说（外行也一样），要断定地球上哪些生命的特性是进化过程中的偶发因素，那些生命的特性是宇宙生命共有的特性，是困难的。如果假定外星球生命都应该在某些主要方面和我们这里的生命相似，不免有些自高自大；我认为这也叫沙文主义。

　　虽然这种沙文主义在整个人类历史中一直十分流行，但是有时也会出现一些真知灼见，譬如说，法国的伟大天文学家皮埃尔·西蒙( Pierre Simon )，即拉普拉斯( Laplace )侯爵，就在他的经典著作《天体力学》( La Meeanipue Celeste )中写道：“太阳的影响赋予动植物生命，而动植物现在已布满全球，类似的推论使我们相信，太阳的影响同样也会普及于其它行星。我们现在看到这类物质的繁殖力非常旺盛，已发展成为名目繁多的各种生物。如果认为在某个巨大的行星（如木星）上，同类的物质却毫无繁殖力，那是不合乎常理的。木星象地球一样，有白昼，有黑夜，有周年，而且我们还观察到木星的一些变化，表明那里有着非常活动的力量。人类是在他们喜爱的地球温度中形成的，从一切外观上看来，不可能生活在别的星球上。但是应该不应该有多种多样的有机体组成形式，来适应宇宙中各种星体的不同温度呢？如果元素和气候的不同就是产生地球这一类型生命的原因，那么其它行星及他们的卫星所产生的生命又该有多么广泛的各不相同的类型啊！”拉普拉斯早在十八世纪末就写下了这段论述。

　　考虑到外星球生命，其好处在于使我们不得不开阔思路。地球上以一种特定的方式解决了生物学上的问题，我们是否还能想象得出还有其它的解决方式呢？例如，圆形轮子在地球这个行星上算不上远古时代的发明，发明时间似乎不到一万年，地点在古代的近东地区，事实上，一些中美洲的高度文明如阿兹台克人（墨西哥印第安人）和玛雅人（中美洲印第安人的一族）古时从来不把轮子用作交通手段，它只是儿童的玩具。生物学是一种进化过程，但它从来没有进化出轮子形的生物来，而—轮子在自然选择上显然有很多优点。为什么地球上没有出现能在公路上滚动的长着轮子的蜘蛛、山羊和大象呢？答案很清楚，公路只是近代发展的产物。有了可供滚动的路面，轮子才起作用。由于地球有水陆两相表面，又崎岖不平，广阔和平整的表面很少，进化成轮形没有好处。但我们尽可以想象，如果某一行星的熔岩表面，平整光滑，一望无际，那长着轮子的有机物就到处都是了。已故的荷兰画家爱歇( M. C. Eschr )设计了一种蝾螈模样的有机体，它们就能在这种自然环境中生活自如。

　　地球上生物的进化是一种随机事件，是偶然变体和因个体而异的步骤的结果。生命进化早期的一点小差异，会对后期产生极大的影响。如果我们把地球的进化过程从头再重复一遍，让随机因素起作用，我相信，其结果将和现在的人类毫无相似之处。如果这种说法成立，那末在遥远的另一颗恒星周围某个行星上，环境自然大不相同，假使有生物在那里单独进化了五十亿年或更长的时间，则它们与人类近似的希望，又该多么渺茫啊！

　　有些陈词滥调的科学幻想小说赖以起家的一套，总是描写地球人和异性的宇宙人谈情说爱。从根本上说，这些小说忽略了生物进化的现实情况。地球上的某个约翰·卡特可能爱上了外星球上的某个黛雅·陶里丝，但是这种爱情不会有结合，即使结合了，也不可能传种接代。目前在热衷于 UFO （不明飞行物）传说者中间，地球人和飞碟人的性爱故事十分流行。最近有一份周刊的标题倒很有节制：“我们和飞碟金发女郎发生了性关系！”这种故事同样是荒唐的幻想。这种杂交简直与人和南美洲喇叭花配种一样不可信。

　　有一个常用的词经常出现在描述行星的通俗读物里——“我们所知道的生命”。读物里说，在这样那样的星球上是不可能存在“我们所知道的生命”的。那么我们所知道的究竟是哪一种生命呢？这要看“我们”这个字眼指的是谁。如果一个对生物学不甚了了的人，对地球生物多种形式的适应过程和名目繁多的物种缺乏敏锐的洞察力，那么，他对生物可能生存的环境范围之广，就肯定缺乏想象力，甚至由著名科学家参加的讨论会也会给人留下这样的印象：我老奶奶感到不舒服的环境就不适宜于任何生物的存在。

　　以前曾有一段时期，据说火星大气层中发观氮的氧化物 (oxides of nitrogen )。随着发表了一篇科学报告，谈及这个在火星表面看到的发现。作者说火星上是不可能有生命的，因为氮的氧化物是一种有毒气体。至少有两条意见可以反驳这种说法：第一，氮的氧化物只是对地球上的某些有机体产生毒性影响，第二，究竟在火星上发现了多少数量的氮的氧化物？我算了算，含量比洛杉矶市的空气中的平均含量还要少。氮的氧化物是烟雾的重要组成部分。洛杉矶市的空气对生命造成一些困难，但还没有到达窒息生命的程度。这个结论也同样适用于火星。最后一个问题是，这些个别观察的结果很可能不确实；后来的研究，例如，我和欧恩( Tobias Owen )通过人造卫星天文台 ( Orbiting Astronomical Observatory )所作的调查，已经表明，火星大气层中不存在氮的氧化物。

　　对氧气普遍有偏爱。如果某个行星没有氧气，人们就断定生命无法存在。这种看法无视这样一个事实，地球的原始生命是在没有氧气的情况下发展起来的。对氧气的偏爱如果视为天经地义，则按照逻辑推论，外星球任何地方就不会有生命存在。从根本上说，氧气也是一种有毒气体。地球生命由有机分子组成，氧气则和这些分子化合，破坏它们。地球上存在着许多不靠氧气生存的有机体，还存在许多受到氧气毒害的有机体。

　　地球上所有的原始有机体都没有利用分子氧( O2 )。在一系列叹为观止的进化适应性方面，许多有机体如昆虫，青蛙，鱼类和人类不仅学会在有毒的氧气中生存下来，而且实际上在利用氧气以提高消化食物时新陈代谢的效能。但是这并不能模糊我们对氧气有毒本质的认识。因此，某个星球（如木星）上没有氧气也就没有生命的论点难以成立。

　　对紫外线抱有偏见的人也不少，由于地球大气层含有氧气，因而离开地面约 36 英里的高空里存在着一种叫做臭氧( O3 )的分子。这个臭氧层吸收射自太阳的中等波长的紫外线，使它们无法射到地面。由于紫外线能杀菌，人们用紫外线灯发射紫外线，用于消毒手术器械。射自太阳的强烈的紫外线对地球上的多数生物危害极大，但这是因为这些生物是在没有很大的紫外线辐射通量情况下进化而成的。

　　我们很容易就能想到有些有机体会产生适应性的变化以免受到紫外线的侵害。事实上，皮肤晒黑和黑色素大量沉淀就是其中的一种适应。多数的地球有机体并没有发生过多的这类变化，这是因为目前的紫外线辐射通量并不很大。象火星那样的星球上，臭氧很少，它表面上的紫外线就很强烈，但是火星的表层物质能大量吸收紫外线（大多数的土壤和岩石就能吸收），因而我们可以很容易地想到火星生物背上会覆盖着小小的紫外线防护罩在四处走动，就叫火星龟吧。也许火星上的有机体撑着抗紫外线伞。外星球生命的外层结构中也有可能形成许多有机分子以抵御紫外线的侵袭。

　　对温度也有一种偏见。据说位于太阳系外层的木星或土星等行星中，由于温度极低，生命也无法生存。但是在那些行星上并不是所有部分都是那样低温的。这些人所指的区域不过是最外部那个云层，也就是红外线望远镜能够测得到温度的那些最外层。如果我们能在木星附近装上红外线望远镜对着地球，我们也会推论说地球的温度非常低，因为测到的是上部云层的温度，而不是地面温度，地面要暖和得多。

　　无论是理论还是射电观察的结果，人们现在已经相当肯定，在这些行星上，我们越是透过云层往下面探测，温度也随之增加。在木星、土星、天王星和海王星的大气层中，总是有会给个从地球上的标准看来温度相当舒适的区域。

　　那末，为什么必须要有地球上的这种温度生命才能繁殖呢？如果一个人的体温升高或降低 20 度，他就会感到严重不适。这是不是因为我们恰好生活在太阳系的某一个星球上，只有它的地面温度才适合于生物的生存？是不是因为我们生理的化学过程，按照我们的地面温度作了精细地调整，我们才进化过来了呢？几乎可以肯定，后者是正确的答案。别的温度下就会形成别种生物化学过程。

　　我们的生物分子是三维空间排列的复杂结构。这些分子的功能，特别是酶的功能，通过改变三维空间的排列而作用或停止。起重新排列作用的化学键，一定要脆弱，以便在地球温度的环境下易于断裂；但同时又要有一定的强度，在单独存在的短时期内不致于使分子分裂成碎片。一种叫做氢键的化学键正好具有适中的能量，使分子既易接受反应又不致于不稳定。这种氢键和地球生物的三维空间生物化学休戚相关。

　　我们的分子在温度高得多的行星（如金星）中，便会分裂成碎片，在太阳系外层温度低得多的行星上，便会失去活性，不能进行任何有效的化学反应。然而可以想象，金星上的强得多的化学键和太阳系外层的弱得多的化学键会起着和地球上的氢键同样的作用。如果我们根据温度，只要什么地方温度和地球不一样，就断定那儿没有生命存在，则结论似乎下得实在太早了。就现在我们所知，很少能有化学反应在极低的温度中，譬如说绝对零度以上 30~40 度中进行，冥王星上的温度可能有这样低。但是地球上确有少数化学实验室是用这种温度进行实验的。这类试验只在少数特殊情况下进行。

　　因此，我们只好听任自己选择的观察方法。由于某种无意识的偏见，或者由于科学家只希望随随便便搞研究工作，我们的研究总是局限于一个小角落，忽略了大量可能产生的情况。我们于是下结论；所有能想象得到的事情一定得局限于先入之见强加于我们的那个框框才行。

　　另外一种常见的偏见是对碳的偏见。我反复考查，发现自己也有这种偏见。一个对碳抱有偏见的人会认为，宇宙其它地方的生物系统都由碳的化合物组成，就象地球上的生物一样。可是我们能够想到其它的替代方式：象硅或锗这类元素的原子也能象碳一样加入同类的化学反应。对于碳有机化学的注意力大大超过对于硅或锗有机化学的注意力，也是事实。但这多半是因为我们知道的生物化学家都是搞碳有机化学而不是搞硅或锗有机化学的。不管怎么说，根据我们对除碳以外的有机化学的知识，很清楚，除了在极低温的环境下，由碳构成的复杂化合物，其种类要比由别的元素构成的化合物多得多。

　　此外，碳在宇宙中的数量超过硅、锗或其它元素，宇宙的其它地方，特别是生命起源的原始星际环境中，能参与组成复杂分子的碳原子比别的能代替它的原子多得多。在实验室里，模拟地球原始大气或木星现在的大气时，以及对星际介质进行射电天文研究时，我们都看到大量简单和复杂的有机分子，能由多种能源迅速产生。例如，我们曾做过一个实验：把一个高压冲击波通过甲烷、乙烯、氨和水汽的混合体，就能把 38% 的氨转换为氨基酸，而氨基酸是蛋白质的基元块。其它有机分子的数量就不多了。

　　因此，构成我们生命的原子和简单分子很可能是宇宙有机体所共有的，但是，由于不同的进化史，在外星球上把这些原子和简单分子组成有机体分子的特殊方式以及外星球有机体的形式和生理过程，很可能与地球上常见的迥然不同。

　　在找寻可能射向地球的无线电信号的来源时，我们的注意力往往放在和我们太阳相类似的恒星上。理由也说得过去：应该从我们知道的那类恒星开始，至少在它的一个行星上生命会存在，就象我们的太阳一样。奥兹玛探索计划是探索这种无线电信号的开端。所考虑的鲸鱼座 τ 星和波江座 δ 星，在质量、星龄、半径和成分上都与我们的太阳十分相似。天文学家把太阳称为 G-O 矮星。事实上，这两颗星是最靠近我们的类似太阳的恒星。

　　但是，我们究竟是否应该把研究范围局限于与太阳相似的恒星？我认为不能这样。有些恒星，比起太阳来，质量小一些，亮度弱一些，星龄却长一些。这些叫做 K 和 M 矮星的恒星，星龄比太阳的年龄要大上几十亿年。如果我们想到，行星的星龄越长，智慧生命进化的可能性也就越大，我们就会倾向于探索 K 和 M 恒星，而不致于堕入 G 星的偏爱之中。有人或许会反驳说， K 和 M 恒星都比地球冷得多，因此生命存在的可能性也较小。这个反驳的前提似乎不可信，看上去它们的行星可以比太阳系中的行星更靠近各自的恒星；而且，我们也已经谈论过温度偏见的谬误之处。宇宙中 K 和 M 恒星也比 G 恒星多得多。

　　有没有一种对行星的偏见？生命是否一定要生息在行星上？有机体能否在星际空间深处居住？能否在恒星表面或内部居住？甚至在其它更为希奇古怪的宇宙物体上居住？

　　按我们目前的无知识情况，这些都是很难回答的问题。星际空间的物质密度太小，有机体在任何一段合理的时间里，简直无法获取足够的物质制造自己的复制品。当然，稠密的星际云中就不一样。可是，稠密的星际云的生命期很短，很快形成了恒星和行星。在这段变化期间，它们的温度升得很高，其中任何有机化合物都很可能受到破坏。

　　我们还可想象，某些有机体在某些行星上进化，而这些行星的大气却在缓慢地逸入宇宙空间。这样有机体就有可能逐渐适应越来越严酷的自然条件，最后适应了星际空间的环境。也许由于电磁辐射压或这些行星所围绕的自己的太阳刮起的太阳风，使这些有机体脱离行星，寄居于星际空间。但是，这些生物仍将陷入不可克服的营养不足之中。

　　另一种十分不同的星际有机体存在的可能性大得多。这些智慧生命和我们一样起源于行星，后来把活动范围移至广阔的星际空间。生活在遥远未来高度发达技术中的地球人，将来所能做到的事，我们今天就连模糊地猜想一下也办不到。到那时，这样的技术社会并非完全没有可能去开发恒星和银河的物质和能源为自己服务。正加人类这个有机体虽然源白海洋，目前只有生活在陆地上才感到自由自在一样，源自行星的社会可能总有一天寄居在宇宙之中，而且只有在星际空间的深处，他们才会感到其乐无穷。

伤我心太深

第七章　空间探索——科学上的利益





　　图：银河系照片。（扫校者注：中译本原书图片为“用全天空摄像机拍摄的银河系合成的照片—— B. 博光和隆特天文台提供”。由于扫描质量问题而更换。）

　　宇宙中有一个地方，那儿天空中有四颗太阳：红的、白的、蓝的和黄的；其中两颗太阳靠得很近，彼此相碰，星际物质在它们之间流动。

　　我知道有一个世界有一百万颗月亮。

　　我知道有一颗太阳只有地球那么大，由钻石组成。

　　还有一个原子核直径有一英里，每秒旋转 30 次。

　　在某些恒星之间存在着微粒，其大小和原子结构成份和细菌相似。

　　还有些恒星正在离开银河系。大量的气体云落入银河系。

　　还有些骚动的等离子体，随着 X 射线、γ 射线和强烈的星球爆炸而翻滚。

　　宇宙之外还可能有天地。

　　宇宙是广阔的，令人生畏的，我们第一次感到我们正在变成宇宙的一个组成部分。太阳系的行星不再是夜空中漫游的亮光。许多世纪以来，人类认为自己生活在安全、舒适乃至整洁的宇宙之中，地球是造物主使万物瞩目的中心作品，人类是凡间的顶峰。可是，这些古怪而自欺欺人的观念经不起时间的考验。现在我们领悟到，我们只是生活在一小块岩石和金属的行星上，它比土星上空云块中较小的一块还要小，和太阳上小小的黑子相比也是微不足道的。

　　我们的恒星太阳，体积又小，温度又低，一点也不吸引人，它不过是银河系两千亿颗恒星中的一颗，我们离银河系的中心很远很远，光速每秒传播 186,000 英里，我们要走 30,000 光年才能到达银河系中心。我们在银河系的荒山野岭上，经历不了什么大场面。其实连银河系本身也一点不令人瞩目，宇宙无边无际，点缀着几十亿个银河系，我们的银河系不过是其中之一。

　　“世界”不再是“宇宙”的同义词。我们居住的世界不过是无穷无尽的世界中的一个。

　　达尔文对自然选择的洞察力已经表明，从简单的生命形式进化到人类的道路不是一条坦途；相反的，进化的过程紧一阵慢一阵，多数生命形式陷入了死胡同。人类是长期以来一系列生物学上偶发因素的产物。通观宇宙，我们没有理由自诩为空前绝后或最理想的生物。

　　认清哥白尼和达尔文革命学说的现实主义，意义十分深刻，某些人却感到一切乱了套。但是，这些学说也带来了补偿性的真知。我们意识到，我们和其它的生命形式，无论是简单的还是复杂的，都密切有关。我们意识到构成我们生命的原子是在亘古时衰亡的恒星的内部合成的。现代天文学和生物学上的新进展告诉我们，宇宙比我们祖先有条不紊的世界宏伟得多，可敬可畏得多。我们正在成为宇宙的一部分，一个客观存在，而不是我们主观希望宇宙的一部分。

　　人类现在正站在历史的几个交叉点。我们已经踏上了初步探索宇宙的门槛。人类历史上第一次有能力把仪器和人员送离地球，进入太空探索人类周围的宇宙。

　　可是现在宇宙探索的主要理由是：为了狭隘地维护美国或苏联在发展技术能力方面的国家威望。可是，目前许多人已经认识到，为发展技术而发展技术只会造成灾难。又一个理由是，发展宇宙探索是为了带动其它技术的发展，但事实上，空间探索的费用比直接发展这些技术的费用高得多。还有一个站不住脚的理由是为了形成军事优势；可是目前全世界人民正在渴望消除国际间的军备竞赛。

　　在这种情况下，人们对花在空间探索方面的巨额费用提出严厉的质问，是毫不奇怪的。因为目前显然极需经费以纠正许多不公正的现象，改进人类社会和改善全世界人民的生活。这些质问完全合情合理。如果科学家不能对公众解释清楚为什么要把金钱投入空间探索，则公众就不明白为什么要把他们的钱拨给这类冒险事业。

　　一位科学家对宇宙探索的爱好很可能只是个人的事，例如，有些问题使他迷惑不解，引起他的兴趣，许多涵义使他激动等。我们不能只是为了满足个别科学家的好奇心就要求公众化费大量金钱。然而，当我们更深入地研究一下科学家个人的职业兴趣时，我们常常发现科学家的兴趣在很大程度上正是符合公众的利益的。

　　有一个共同感兴趣的基本领域，这就是对事物的看法问题。宇宙探索使我们能用一种崭新的目光观察地球和地球上的人类。我们好象是生活在孤岛上的一些语言学家，使用同一种语言。我们能总结由普通语言学的许多理论，但是可供我们研究之用的只有一种语言。因此，我们的语言知识不太可能具有成熟的人类语言学所要求的那种普遍性。

　　我们有许多门科学的知识面也同样狭窄，局限于无数可能情况中的某一种。只有纵观其它地方的种种现象，才能总结出有概括性的通用科学。

　　从行星探索收益最大的学科是生物学。从很根本的意义上说，生物学家一直在研究的只是地球上的这一种生命形式，因为尽管地球上的生命形式看来多种多样，追根到底它们是相同的。小猎兔犬和秋海棠，细菌和须鲸都是用核酸贮存和传递遗传信息的，都用蛋白质来进行催化和控制。就我们所知，地球上所有的有机体使用的遗传密码都一样。人类和精子细胞草履虫纤毛精子细胞的截面组织几乎一样。叶绿素、血红蛋白和造成许多动物不同皮毛颜色的物质，都基本上是同一种分子。

　　这个结论很少有例外；即地球上一切生物都是从生命起源的一个单独的事例上发展起来的。从某种意义上说，达尔文的自然选择学说本身即已暗示了这个结论。如果这个结论正确，则下列情况的意义就不容忽视，即生物学家区分不出必然和偶然的现象。他们把宇宙任何地方任何有机体只是为了生存而必须具备的生命现象，和由大量小而偶然的适应性改变，即曲折进化的结果，混同了起来。

　　科学家模拟原始行星条件复制出简单的有机的（碳基的）分子，这一过程正在实验室中积极研究。我们前面已经介绍过，组成人类的这些有机的分子，在没有生命的情况下和十分普通的原始行星条件下，能比较容易地合成出来。可是，在实验室里即使进行早期的生物进化模拟实验，也并不切实可行，因为需要的时间太长了，生物学家只有通过研究宇宙别处的生命系统才能决定有哪些可能性。

　　由于这一见解，则如果能在火星上发现即使极简单的有机体，在生物学上也会有重大的意义。另一方面，如果我们能证实火星上不存在生命，则自然界已为人类完成了一项实验：两个行星在许多方面相似，一个上面产生了生命，另一个没有。把实验和用作对照的行星相比较，便能发现有关生命起源的许多资料。同样，在月球、火星或木星上寻找生物前的有机化合物，对于了解形成生命起源的过程，也极为重要。

　　我们考虑一下气象学，它对行星研究所提供的看法是又一个例子。整个物理学中，紊流和流体力学的难度是最高的。气象学家远离现场通过卫星发送回来的照片，研究地球的大气环流，获得了地球气候的一些知识。今天，运用地球的气象理论，能够进行长期的天气预报，但是预报只能是大面积的，包括的内容是一些简单化的假设，能预报的时间也很短。

　　如果“约书亚”①试验付之行动，让地球停止转动一会儿，该有多好啊！环流的变化有助于人们了解地球自转特别是通过科里奥利力对环流所起的影响作用。但是这种实验在技术上是难以办到的，而且也会产生不利的副作用。另一方面，金星的质量和半径同地球的几乎相等，可是自转速度要慢 240 倍，慢到科里奥利力变成了次要因素。金星的大气比地球厚得多。自然界为气象学家安排了一个天然的实验场。

　　木星自转一次是 10 小时，这颗巨大行星的自转速度比地球快。自转的影响应该比地球的重要得多，而且木星大气确实给人以上下翻滚和骚动的印象，木星大气显著的光带和带纹 ( band and beet )几乎肯定和快速自转有关。自然界安排两个对照的实验，即两个包着厚厚大气的行星（金星和木星），一个自转慢，另一个自转快。研究金星和木星厚厚大气层的环流将有助于认识地球上海洋和大气环流的规律。

　　或者考虑一下火星吧。令人注目的是火星自转一周的时间以及自转轴和轨道平面的夹角跟地球上的一样；可是它上面的大气只及地球的百分之一，既没有海洋，也没有液态水。因此火星成了研究海洋和液态水对大气环流影响的一个对照实验场。

　　不久前，地质学家的研究还只限于一个星体，那就是地球。他们以往无法知道地球的特定环境中哪些性质是一切行星共有的，哪些是地球特定环境中所特有的。例如，地震记录揭示地球的内部结构，它分成地壳、地幔、液态金属地核和固体内核。但是造成地球内部结构的这种区分的原因大都不明。地壳是否是在漫长的地质年代里从地幔渗漏出来的？还是在一次早期的大灾难里从天上掉下来的？地心是否是在漫长的地质年代里由铁逐渐透过地幔沉入而形成的？还是从地球诞生之日起在整个熔融的地球中间断形成的？这些问题可以通过对其它行星的震动观察得到答案，这些实验花钱较少，可以用现有的仪器自动观察。

　　现在已有说服力相当强的论据可以证明大陆漂移说：非洲和南美洲相互漂离是一个最有名的例子。根据某些理论，造成大陆漂移的动力和地球内部的发展是相关的，譬如说，是通过地心和地壳之间地幔中流体的对流产生的。这种地表地质和行星内部的联系在研究其它行星的过程中刚刚被发现出来。如果要检验这种对流的见解是否正确，就得看它能否同样适用于其它星球。

　　从这些研究中获得的观点有许多实际的效果。气象科学归纳出来的一般结论可能使气象预报取得很大的进展，甚至可能导致气候的改变。对金星大气的研究已经产生了一种理论，说金星上已发生一种失去控制的“温室”效应。即一种不稳定的平衡状态，温度的增加引起大气水蒸汽含量的增加，通过红外线吸收金星热辐射又导致表面温度的进一步增加，等等。如果地球诞生之日只比现在稍稍靠近太阳一些，则根据初步的推理，地球可能终究会变得象金星一样灼热。但是今天我们生活在这样一个时期，人类的活动正在强烈地改变地球的大气。精确地了解金星上所发生的现象极端重要，这样才能避免地球上偶然地重演金星上失去控制的温室效应。

　　对行星表面和内部的研究可能会给地震预报和遥测地球上宝贵的矿床地质资源带来巨大的实际利益。

　　如果将来能发现外星球生命，这一定会给生物学带来一场革命，带来一系列难以估计的实用利益，特别在癌症和老化的研究方面；这两方面的研究现在遇到困难，与其说是经费不足，还不如说是思想不解放。

　　对中子星高度密集物质的研究，以及对银河系中心和类星体中产生巨大能量的研究，已经导致人们提出建议，要修改现有的物理定律。原来的定律是在地球上总结出来解释地球上观察到的现象的。

　　宇宙探索无可避免地会带来大量的实际利益。但是科学发展的历史启发我们，最重要的利益还无法预料，因为我们今天还不够聪明。

　
　　①基督教《圣经》“旧约全书”中关于约书亚的记载中述及某一战役进行时太阳和月亮停止了运行。——译注
    第八章　空间探索——公众的利益


　　图：月球上的人类脚印。聚会结束，客人已离去。“阿波罗15号”宇航员留下的脚印一百万年也不会消失。照片的背景是哈特利山。

　　对于普通人说来，宇宙探索在科学上的直接利益和想象得到的实用价值，都不是主要的兴趣，甚至连最普遍的兴趣也谈不到。目前是旧信仰日趋破灭的时代，人们有一种哲学上的饥荒感。他们需要了解人类是什么，又是怎样来到这里的。这类研究通常是无意识地在进行着，以探索一种对人类的宇宙观。这表现在许多方面，在大学校园里最突出。大学里，师生对一系列的伪科学和边缘科学课题显然有巨大的兴趣，如星占学，基督教科学，不明飞行物的研究，对伊曼纽尔·万利科夫斯基 ( Immanuel Velikovsky )① 著作的研究，乃至科学幻想小说中的超级英雄等等，这一切都代表着人类对宇宙的解释，虽然在我看来，绝大多数是不成功的。哈佛大学的乔治·沃尔德 ( George Wald )在写出下面这段话时想到了这种渴望了解宇宙观的心情：“我们不得不千方百计地寻找恢复人类价值的方法，乃至于寻找恢复宗教价值的方法。我心里并没有什么超自然的想法。自然就是我的宗教，我以此为满足……我的意思是：对于人类在宇宙中所占的位置，我们需要某种能为大家普遍接受的观点。”

　　近年来，从马萨诸塞州坎布里奇到加里福尼亚州伯克利等地的高等学府里，有一本书销路最广，题目是“全球目录”，自述的宗旨是使人能取得创造别种文化的工具。令人惊奇的是，目录中开列了大批有关宇宙科学观点的著作，从赫勃( Hubble )的银河系星图册直到印有地球近观全貌摄影的旗帜和招贴画应有尽有。它所以起名为“全球目录”，是因为发起者渴望要看到一张张反映地球全貌照片。1976 年秋季刊扩大了这种观点，刊载了一张银河系全貌的照片。

　　在现代美术和摇滚乐中同样地也有这种倾向，如克里登司·克里亚华特·利外弗( Creedence Clearwater Revival )的“宇宙工厂”，杰弗生·艾而泼兰( Jeffeson Airplane )的“星船”，伯德 ( Byrd )兄弟的“宇航员先生”和“CTA102”，艾尔登·约翰( Elton John )的“火箭人先生”等。

　　这种兴趣不限于年青人。在美国存在一种传说，公众通过订阅报刊书籍的方式支持天文学。当地社团自愿出资建筑整个天文馆和支付馆员的工资。每年参观美国和英国的天象馆的人有好几百万。

　　现在人们对地球生态学重新发生兴趣，这也和渴望找到一种对宇宙的看法有关。美国生态学运动的许多领导人是从太空摄制的地球照片中受到启发，才行动起来的。照片显示地球是一个渺小的、纤细和脆弱的世界——是空中的一块绿洲，对人类的破坏非常敏感。

　　对于宇宙探索的结果，以及因此对地球和地上生物产生的新观点，均已深入人心。我认为这必然会对文学和诗歌对观赏艺术和音乐产生影响。著名的美国物理学家理查德·费恩曼 ( Richard Feynman )② 写道：“获得一些这方面的知识，无损于文艺所需的神秘气氛。个中真理比以往艺术家所能幻想的要神妙得多了。为什么当代的诗人对之沉默不言呢？把木星比作一个叫做朱庇特的人，就有得说，知道木星是一个巨大自旋由甲烷和氨组成的球，却默而不语，这还叫什么诗人呢？”

　　但是仅仅进行一般性的探索还激不起公众对宇宙的普遍兴趣。许多人对带回地球来的月球岩石感到很失望。在他们眼里，这些岩石不过是一堆石砾。究竟这些岩石在纪录地球－月亮体系的发生年代方面会起什么作用呢？这些都没有向公众解释清楚。

　　宇宙学和寻找外星球生命极其明显地是公众对宇宙的兴趣所在。这些课题在重要人士的心弦上激起了共鸣。报刊对于外太空生物学某些最不严谨的假设大量登载，远远超过给予宇宙探索其它领域中重要科学成果的篇幅；这个事实清楚地反映了公众的兴趣所在。报纸对发现甲醛和氰化氢的星际微波线大登特登，把这种发现描写成从长远的各种联系来看和生物学问题有关。

　　如果你要一般人想象一下外星球生命，他们想的就是与人类稍有不同的生命。他们对火星上微生物的兴趣大大超过宇宙探索的许多其它领域。外星球生命的探索可能是公众支持太阳系内外太空实验的主要基础。

　　对目前和近期花在宇宙科学和天文学上的费用有许多不同的意见。天文学地面基地的年度费用只不过是空间科研计划年度费用的百分之几。我将集中讨论后者。美国惯于把宇宙计划经费和每年用于酒精、泡泡糖和化妆品的钱相比。我个人认为和美国国防部的费用相比更能说明问题。根据《纽约时报》 1970 年 7 月 19 日刊载的政府统计总局( General Accounting Office )报告，1976 年登上火星的“海盗”( Viking )计划，其费用预算只有所谓反弹道导弹安全系统 1970 年财政年度费用中超预算部分的一半。准备到太阳系外层去探险所有行星的“大旅行”计划 （后因经费困难取消了），相当于“民兵 3 型”导弹系统 1970 年度费用中超预算的部分；用于建造卫星上的特大型光学望远镜（它能对宇宙的起源进行明确的研究）的费用，可与“民兵 2 型”导弹系统 1970 年度费用中超预算部分相比，一项地球资源卫星的主要计划，能对地表和气候进行多年密切观察，它的费用约略等于 1970 年财政年度 P-3C 飞机的研制费用中的超预算部分。对整个太阳系进行系统研究的一项十年计划，其费用相当于每年在某一种“防卫”武器系统上会计帐目上的差错数字。空间的科学考察计划只是国防部预算差错中的一个小零头。

　　还有一种值得考虑的观点是宇宙探险在娱乐方面的作用。“海盗号”火星登陆器完全能筹得足够的经费，只要把“海盗号”在火星表面拍摄的照片登在一份杂志上，出售给每一个美国人就行了。地球、月球、行星和螺旋形和不规则的银河的照片是我们时代合适乃至特有的艺术形式。这类新奇而显示古怪活动的照片，如从月球人造卫星上拍摄的哥白尼陨石坑的内景和从“水手 9 号”上面拍摄的火星火山，风形成的条状带、卫星和火星北极冰帽的照片，既予人以神奇感又给人以艺术的享受，无人驾驶的火星登陆车可能从电视节目订购费方面得到资助。火星上可能有大量的声能，如果发行火星上录制的唱片销路也许会很广。

　　在这里我不想提到有关载人还是不载人宇宙探险的争论。我只想再次强调一下把人送入宇宙也可能具有一些不涉及科学的良好理由。而且在载人和不载人探险之间有一条中间道路，在未来的几十年中我们就会目睹的。比如说，可以把遥控机器人( telepuppets )之类的装置送上行星，完全由沿着轨道绕行星飞行的宇航员操纵，宇航员的一切感觉都由一个反馈电路与机器人联系起来。可能有些行星上的环境以地球标准来衡量会很险恶，或容易受到地球微生物的污染，则我们可以采用坐在机器内部的人去探险，这些机器象巨大的官能补偿装置，可以扩大操作人员的感觉范围和增强四肢力量。

　　即使不谈上述假想的发展，在研制先进的不载人行星探索设备时，它的技术也是研制地球上有用的机器人时所必需的。一种无人驾驶车将于八十年代初期登上火星。它对环境的感觉很可能比人灵敏得多。它将漫游火星大地，既能根据预先编制的程序作决策，又能以它测出的新情况为本，编制新程序据以作出决策。这种宇宙机器人的同一代近亲，有些可以大量生产，可能会成为地球上极其有用的设备。我想到的是一部分去往难以到达区域（如海洋深渊的底部）的机器操作，我也想到那些把工人从重复无趣的操作小解放出来的工业机器人，以及把家庭主妇从一生繁重的家务中解放山来的家务机器人。

　　宇宙探索的经验并不形成单一的哲学。每一部分人在某种程度上都希望看到他们自己的哲学观点能有影响，而不总是符合最合理的逻辑。尼基塔·赫鲁晓夫强调说尤里·加加林③ 并没有在太空中发现天使和其他超自然的生物。可是几乎正好相反的是，“阿波罗 8 号”的宇航员从绕月飞行的轨道上看出了旧约圣经第一章《创世纪》中神化的巴比伦宇宙起源说，好象在安慰美国人，要他们相信月球探索不一定和任何人的宗教信仰有冲突。但是宇宙探索直接引起了宗教和哲学的问题，这一现象是引人注目的。

　　我相信在军事上对载人宇宙航行加以控制是和平拥护者应该支持的一个步骤，苏联已把这种航行用于军事目的，美国则目前仍在辩论中。我想，美国和苏联的军事机构是战时得利机构。这些机构经过严格细致的战争训练。战时，勇敢者的级别工资和各种机会都迅速增加，和平期间就不会这样。积极备战的地方，蓄意或偶发的战争可能性就大大增加。军事人员由于所受的训练和气质，对其它有收益的职业往往不感兴趣。很少有其它生活方式，其中享受到的特权可以和军官的相比。如果和平实现，军官团的服役再没有必要，他们的处境就很狼狈。苏联部长会议主席赫鲁晓夫一度裁撤红军的许多高级将领，调他们去担任水电站之类的领导工作，他们就不高兴。过了一年左右，多数将领又回去干老行当了。事实上，美苏两国军事机构要互相感谢对方来保全本身的职位，他们之间也就确实形成一种自然联盟来与他们以外的人作对。

　　同时，大量的劳动力和庞大的电子、导弹和化学工业在保持战争状态中同样也有着巨大的既得利益，因此它们就在决策机关以外搞同样强大的游说活动来保持战争状态。在排斥了那些可怕，不正常和流行病态的理由的时候，难道找不到什么办法使这些巨大的既得利益集团转过来从事和平一些的活动？宇宙探索正巧需要这种天才和能力的结合。它需要电子学、计算机技术、精密机械和航天结构等领域中强大的技术基础。它需要一个非常类似于军事组织的系统，以便逐步动员分散在各地的许多企业向一个共同的目标努力。

　　地表的探索史主要是一部军事史；部分原因是，它使军事组织上各种传统和个人勇敢精神能有一种适当的用武之地。但今天却有另外一些军事传统给人类带来危险。也许对太阳系的探索可以成为军事和工业上既得利益集团另一种光荣出路。我能想象得出一种过渡到某种安排的方式：把美、苏两国职业军官中重要的一部分转入宇宙探索。至少部分由于某些军官具有值得考虑的工作能力，他们不少人已受雇于国家航空和航天局去从事很少或不带有军事重要性的工作。当然，绝大多数的宇航员一直是军官。这种做法肯定是为了大家的好处：从事天上工作的军官越多，搞地面名堂的军官就越少。

　　不管国家航空和航天局所发布的许多新闻消息，许多空间计划及几乎它的一切空间科学和应用方面的计划最终都不是儿戏，前程也不狭隘。它们确实能使美国社会中的各界人士（甚至包括那些在许多问题上意见有强烈分歧的集团）在哲学上，探索上和人类利益方面团结在一起。空间探索的费用和其潜在的收益相比看来是微不足道的。


第九章　空间探索——历史上的利益


　　从长远的观点来看，宇宙探险最重要的意义是它将不可逆转地改变历史。我们在第一章里曾谈过，人类视为同类的范围随着人类历史的发展已经逐步扩大。今天世界上的大多数人至少已经大体上把自己和某些超级强国在心理上视为同道。虽然前进的道路不会一帆风顺，会不时发生反复，但发展趋势却明显地朝向全人类的大同。宇宙探索会加速这种统一的进程。宇航员感慨万千地说，从宇宙空间看地球，地球是多么漂亮，多么宁静。对许多宇航员来说，飞入太空已成为一种宗教气氛的经历，改变着他们生活的道路。观看从太空拍摄的地球照片，国家间并不存在着疆界。阿瑟·克拉克( Arthur C. Clarke )曾经在什么书刊上说过，当那些狂热的民族分子看到地球正从一个淡淡的新月形蜕变成一小点亮光，最后消失在千百万颗群星之中的时候，真难以想象他们还会坚持己见。

　　宇宙探索有助于在无边无际未经探索的宇宙中衡量一下我们渺小地球的重要性。在宇宙他处寻找生命几乎肯定有助于人们彻底看清楚人类的独特性。人类经由曲折的、没把握的、不太可能的进化道路才发展到今天这个样子，即使宇宙中住有其他各种智慧生物，也不太可能从中找到与自己外貌很相象的。从这个观点看来，人类的相同之处大大超过了不同之处。

　　地球中心说在我们日常生活中实际还是存在的。我们依旧不说地球自转而说太阳升落。我们至今仍然认为宇宙是按照人类利益安排的，只由人类居住。宇宙探索也会给人类带来一些谦卑之感。

　　哈罗德·尤累( Harold Urey )①已经意识到空间探索计划是现代的金字塔建筑。从法老时代的埃及的含义来看，这个比喻看来十分恰当。因为金字塔正是人类解决宇宙论和永生问题的一种尝试。从长远的历史观点来看，考察计划恰恰也是要处理这些问题。宇宙员留在月亮上的脚印能保存一百万年，留在那里的零零碎碎的仪器和包装箱可能会和太阳的寿命一样长。

　　另一方面，金字塔是纪念碑，今天我们相信，它们是想保证法老死后依然永存的一种无效的努力。更为确切的比喻可能是苏木尔( Sumerian )②和巴比伦的巨大阶层庙塔。那里是神仙下凡的地方，上面的居住者超脱了凡尘。毫无疑问，巨型多级火箭有一点金字塔的意味，但是我认为它们最终更带有现代巴比伦阶层庙塔的意味。

　　一个社会只要对周围的环境进行相当谨慎、和平和学术上有意义的探索，就能从中积聚取得伟大成功的可能性。要证明这种因果关系是很困难的，历史上也不存在这种一对一的共存关系。但是，值得注意的是，从事这种探索活动最盛的民族和时代也正以文化最昌盛著称。部分原因是，一个使巨大精力内耗的封闭文化必然不懂得接触新的事物、新的生活方式和新的思维方式。



　　图：第一类文明的示意图。比地球文明可能先进数百年——J. 龙伯 作

　　圣经里提到的中东，泼瑞克里斯( Pericles )极盛时代的雅典和其它时代，都可以提供这样的例子。可是最吸引我的是欧洲人在全世界进行探险和发现的时代。在最早横越大西洋发现新大陆的同时，法语、英语和伊比利亚语等地方语言就有了成熟的文学作品。法国的拉伯雷( Rabelais )③ 和蒙戴恩( Montaigne)④；英国的莎士比亚、米尔顿和杰姆士王的圣经的翻译家，西班牙的塞万提思( Cervantes )⑤和罗·德维加( Lope de Vega )⑥，葡萄牙的卡冒因斯( Camoens )⑦，都是那个时代开始以后出现的。法兰西斯·培根(Francis Bacon)⑧的作品中清楚地表明，世界新陆地的发现对时代的思潮有着深刻的影响。那个时代发明了望远镜、显微镜、温度计、气压计和摆钟这类基本仪器。

　　同一时代也叫伽利略时代 (1564~1642 )，伽利略虽然并不居住在那些新兴的向外探险的国家，但是他和这类国家之一的荷兰有着紧密的关系。荷兰是第一个发明望远镜的地方。后来伽利略改进了望远镜。这个时代的书画刻印艺术的许多作品，如喜绒内默斯·勃许( Hieronymus Bosch )⑨和爱尔·格莱科 ( EL Greco )⑩的作品，反映了广泛深入于那个时代的革新精神。那个时代也就是牛顿创造现代物理的时代，这个时代还出现了笛卡儿( Descartes )⑾、霍布斯( Hobbes )⑿和斯宾诺莎( Spinoza )⒀，他们是哲学史的台柱。在达·芬奇( Da Vinci )、吉尔勃特( Gilbert )⒁、伽利略和培根的活动和作品中也可看出，这个时期也是科学上实验方法诞生的时期。

　　荷兰提供了一个很有趣的实例，它献给世界多于它应该提供的学者和艺术人材。如果荷兰曾一度存在一个文化上百花灿烂的时代，那就是十七世纪的后半叶。由于西、法战争，荷兰共和国无法利用伊比利亚港口，被迫寻找自己的贸易货源。它就建立了荷兰东印度公司和西印度公司。荷兰把许多重要的国家资源投入航海，其中一个结果便是使荷兰成为（本国历史上仅此一次的）世界强国。由于这些冒险，荷兰语至今还通用于印度尼西亚，几个荷兰后裔的美国人当上了美国总统。更重要的是那个时期荷兰出了弗美尔( Vermeer )⒂和伦勃朗( Rembrandt )⒃，斯宾诺莎和李文霍克( Van Leeuwenhoek )⒄。这是一个相互紧密交织的社会；李文霍克事实上是弗美尔产业的遗嘱执行人。那个时期，荷兰是最民主、集权程度最少的国家。

　　在人类历史的长河中，将有一代人，他们首先探索太阳系。在儿童时期，行星对他们只是茫茫黑夜中的遥远的和朦胧的光盘。到了他们的老年时期行星却已成了供人类去探险的许多分散的世界。

　　在人类未来的历史中，将会出现一个人类去往太阳系探险和居住的时代。那时候的人，以及晚于我们出生的一切人回过头来看，我们这个时代正是人类历史上的关键时刻。不会有很多其它时代的人在历史上享有与我们这一代人同样的重要性。 K·E·齐尔科夫斯基( K.E.Tsiolkovsky )是航天学的奠基人，我们意译他的一句名言：地球是人类的摇篮，但是我们不能永远生活在摇篮之中。

　　一个小孩从实验中发现自己并非是宇宙的全部，他开始进入成熟期。对从事于探索周围环境的科学家来说，情况也是如此。宇宙航行带来的前景可能会加速人类的成熟——但是，这个成熟期不会很快到来。

　　① 当代的美国化学家。——译注
　　② 苏木尔人是公元前三、四千年居住在苏木( Sumer )地方的一种古老非闪米特民族。——译注
　　③ 1490-1553 法国，16世纪有名的讽刺作家。
　　④ 1533-1592 法国散文家。
　　⑤ 1547-1616 西班牙小说家，《唐·吉诃德》的作者。
　　⑥ 1562-1635 西班牙剧作者，诗人。
　　⑦ 1524?-1580 葡萄牙史诗作者。
　　⑧ 1561-1626 英国哲学，散文和政治家。
　　⑨ 1450-1516 荷兰画家。
　　⑩ 1541-1614 意大利和西班牙画家，生于克里地岛。
　　⑾ 1596-1650 法国哲学家及数学家。
　　⑿ 1588-1679 英国哲学家。
　　⒀ 1632-1677 荷兰哲学家，犹大人后裔。
　　⒁ 1540-1603 英国医师及物理学家。——译注
　　⒂ Vermeer 1632-1675荷兰画家。
　　⒃ Rembrandt 1606-1669 荷兰画家。
　　⒄ Van Leeuwenhoek 1632-1723 荷兰自然家、显微镜的先驱者。——译注

伤我心太深

第二部分　太阳系


　　图：无限宇宙的奥秘——1844 年格兰特维里作

　　过去，不太久以前，连著名的科学家和思想家都认为，妄想了解天体的构造是一种毫无意义的念头；现在 可以说这样的时代已经过去了。但是，依我看来，认为可能就近直接研究宇宙的想法，今天好象还不切实际。至于跨出地球踏上小行星的土地，拿起月球上的石头，在虚无飘渺的太空中设立不断运动着的空间站，从而在地球、月球、太阳周围建立起生活圈，从数十俄里的距离之外观察火星，在火星的卫星上，甚至就在火星上着陆——还有什么比这些更痴心妄想！然而，只是随着喷气式运载工具的出现才会出现一个天文学上的新的伟大的时代，一个仔细研究天空的时代……我一生的主要目的是要做一些有益于人民的事……这就是为什么我把精力投入到那些既没有给我带来面包也没有给我带来权力的事情上。但是我希望，也许要不了多久，也许在遥远的将来，我的研究将会给社会带来高高的粮山和无限的力量。
　　　　　　　　　　　　——齐奥尔可夫斯基，1912 年。


第十章　给一年级小学生上课






　

　图：阿波罗所摄地球全景——国家航空和航天局提供

　　一个一年级的小朋友要我去跟他的班级谈谈。他对我说，他的同学们对天文学一无所知，但很想知道一点。征得他的老师同意后，我来到了加利福尼亚州米尔瓦利他的学校里，随身带了二、三十套各种天体的彩色幻灯片，有从太空看到的地球，月球，各大行星，爆炸星，星云，星系等等。我想，这些幻灯片将会使孩子们感到惊讶、好奇，并且或许在一定程度上能起到教育的作用。

　　但是，在我开始向这些胖胖的小脸上闪耀着晶亮的眼睛的孩于们放映幻灯片之前，我想给他们讲讲：讲科学上发现了什么，和讲清楚科学家是怎样作出这些发现的，这两者之间有着很大的不同。概括地介绍一些结论是相当容易的，但是，要讲清科学家在开始发现某个有价值的现象之前曾犯过种种错误，走过种种弯路，忽视过宝贵的线索；做出过重大的牺牲，付出过艰辛的劳动，痛苦地放弃掉原先一度引他发现过某些有趣事物的想法……等等，却是相当困难的。

　　我用下面的话来开头：“现在你们大家都已经听到过地球是圆的，每个人都相信地球是圆的。但是为什么我们相信地球是圆的呢？你们中间有谁能证明地球是圆的呢？”

　　在人类的大部分历史上，人们曾经一直虔诚地认为地球是平的。——谁要是在种植季节站在内布拉斯加州的小麦田边，这一点对他来说是再清楚不过的了。“地球是平的”这一概念在我们今天的语言里依然存在，例如有一句成语就叫做“天涯海角”。我打算先让我的那些一年级小学生们瞠目结舌一阵，然后再向他们讲解，经过了怎样艰难的历程才使人们普遍认识到地球是圆的。但是，我低估了米尔瓦利的这批一年级小学生了。

　　“我说，”一个穿着一件火车司机制服式连衣裤的孩子问道：“一艘船在离你远去时，你最后看到的是船的桅杆，就是上面张着帆的那根东西，这该怎么说？难道这不是说海洋是弯曲的吗?"

　　“月蚀呢？月蚀是因为太阳在地球的后面，地球的影子落在月亮上，对吗？嗳，我看过一次月蚀。地球的那个影子是圆的，不是直的。所以地球应该是圆的。”

　　“还有更好的证据，比这好得多。”另一个孩子提出：“那个环绕地球航行的老麦吉罗①怎么样？如果地球不是圆的，就不能环绕地球航行，对吧？而且现在大家一直在环绕地球航行和飞行。如果地球不是圆的，你怎么能环绕地球飞行呢？”

　　“嗨，听着，孩子们，你们不知道有地球的照片吗？”第四个孩子补充道：“宇航员已经到过天上，拍了地球的照片。你们可以看看地球的照片，那上面地球都是圆的。你们用不着去讲那些可笑的理由。你们可以看到地球是圆的。”

　　接着是决定性的一下子。一个穿着围裙的小女孩（有人最近带她到旧金山科学博物馆参观过）脱口而出道，“那么傅科摆②试验呢？”

　　面对这种情况，我就老老实实地接下去讲述那些现代天文学的发现。这些孩子不是职业天文学家、大学教师或是物理学家之类人物的子女，他们显然是背普通通的一年级小学生。我真希望这些孩子（如果他们能经得住 12～20 年僵化“教育”的话）能快快成长，开始做一番大事业。

　　天文学在公立学校里是不教的，至少在美国是如此。除了少数突出的例外，一个学生可能从一年级读到十二年级而根本不接触这方面的任何研究成果或推理过程。正是这些研究成果和推理过程告诉我们，我们是在宇宙中的什么地方，为什么在这个地方，可能正在向哪里移动。他在一般中学里也不会接触宇宙远景的问题。

　　古希腊人把天文学列为自由民必须受教育的几门课程之一。我在和一年级小学生、“嬉皮士’成员、国会议员和出租汽车司机等的讨论中发现，他们对天文问题心中都蕴藏着极大的未经启发的兴趣和激情。美国大多数报纸每天都有一个由报业辛迪加在各报统一刊登的占星学专栏，但究竟又能有几家报纸每天有一个天文学专栏，或一个科学专栏呢？

　　占星学说什么它影响到人们的生活，但这是骗人。科学则确实能影响人们的生活，而且几乎是直接影响着生活。科学幻想小说和《2001：太空奥德赛》之类电影之所以深受普遍欢迎，就是群众中蕴藏着这种未经挖掘的巨大科学热情的明证。科学和技术从好的方面和坏的方面在很大程度上支配、形成并控制着我们的生活。我们应该努力地去懂得一些科学技术。

伤我心太深

第十一章　“古代神话中的神”


　　图：布列塔尼亚：英国一便士古币正面所刻的女神（扫校者注：此图与中译本原书配图不完全一样，硬币年份不同，但图案是一回事）

　　我所研究的那类科学问题——其他行星的环境、生命的起源、其他天体上存在生命的可能性——都是普遍感兴趣的问题。这不是偶然的，我想所有的人都对这些根本问题十分感兴趣，而我有幸得以生活在这样一个时代里，能对其中某些问题进行科学研究。

　　因为大家都感兴趣，我不断收到大量各种各样的信件。其中有些信件是非常令人愉快的，譬如有些人在信中写下了赞颂“先驱者 10 号”上的金属标记牌的诗句；有的信是中、小学生们写的，要我替他们代写每周作业；有的信是某些素昧平生的人写来问我借钱的；有些人则要我审阅有关射线枪、定时整经机、宇宙飞船或永动机的详细方案；也有些信则是那些提倡各种神秘学说的人寄来的，这些神秘学说有占星学，超感官知觉，“飞碟”故事、冯·丹尼肯的推理小说、巫术、手相术、颅相学、茶叶鉴别法、纸牌算命、易经、先验冥想术以及服用幻觉剂术的经验等。间或也有一些不太令人愉快的故事，例如有一位妇女写道，有一次曾有过一些金星上的居民通过她的淋浴莲蓬头跟她说话，又如有一个男人想要对原子能委员会提出控告，因为他们利用“原子能射线”跟踪着他的每一个行动。不少人写道，他们通过补上的牙里的填补剂，或是只要恰当地集中注意力，就能收到处星球智慧生物发来的无线电信号。

　　但是这些年来，有一封信一直深深地印在我的脑海里。我认为它特别生动有趣，我从邮局收到一封长达 85 页的手写信，是用绿色圆珠笔写的。发信人是加拿大渥太华一所精神病院的一位先生。他在当地报纸上看到一篇报道，提到找认为在其他行星上可能在生命，他于是就写信支持我，说是我的这个猜想完全正确．他本人的认识也是这样。

　　为使我了解他的认识的由来，他想我或许愿意了解一点他的个人历史，这就化去了 85 页中的相当多的篇幅。在第二次世界大战爆发前不久，他偶然看见了一幅美国军队的征兵广告，就是那幅上面画着一个留着山羊胡子的老头用食指指着你的肚脐眼说：“山姆大叔需要你。”他被这位和善的山姆大叔慈祥的面容深深打动了，决定立即和山姆大叔结识。我们的这位先生乘了一辆长途汽车来到加利福尼亚，显然这里最可能就是山姆大叔居住的地方。在汽车站一下车，他就探问山姆大叔在哪儿。在姓氏上发生了一些纠葛之后，人家就对他白眼相向了。他热切地探询了好几天，但加利福尼亚却没有一个人能告诉他山姆大叔的下落。

　　他遍寻无着，极为沮丧地回到了渥太华。但几乎是紧接着，他在一闪念之间找到了他的终生事业，那就是去寻找“古代神话中的神”。这个词语在他的信中前后重复了许多次。他有一个有趣而又直觉的想法：神只有当有人膜拜时才存在。如果再也投有人信那些神了，例如古希腊和古罗马的那些神，那会是怎么样呢？那么，他断定，这些神就会降到普通人的地位，不再具有神的特权和力量了。于是，他们就必须要和别人一样自食其力了。他认为，这些神多半要对他们的落魄境遇守口如瓶，但有时不免要为他们不得不从事低三下四的劳动而大发牢骚，因为他们毕竟曾在奥林匹斯山①享受过血食呵！他推想道，这类退隐的神灵可能会被送入疯人院，因此，找到这些退隐神灵的最适当的办法是把他自己关进当地的疯人院里去。于是，他立即就这样做了。

　　尽管我们可能对他的推理过程的某些步骤未敢苟同，但我们或许都会同意这位先生所采取的行动。

　　给我写信的那位先生断定，要找出全部古代神话中的神，这一任务太艰巨了。因此，他把目光集中在少数几个神上面：朱庇特②、墨丘利③和英国一便士古币正面所刻的女神。这几个神不见得是人人所公认的最有趣的神，但显然是很有代表性的三个。使他（和我）吃惊的是，他就在他自动禁闭进去的那个疯人院中居然找到了一同关着的朱庇特、墨丘利和刻在英国一便士古币正面的那位女神。这些神灵欣然承认了他们的身份，并给他讲了很久以前诸神纵情享用美酒佳肴的美好往事。

　　后来，我的这位来信者得到了出乎意料的成功。一天，在喝着一碗德国樱桃酒时，他遇见了“全能的上帝”，或者至少是上帝的化身。至少请他喝樱桃酒的那个人谦虚地自称是上帝。上帝刚巧有一艘宇宙飞船停在精神病院的院子里，他提议带着我那位通信者绕着太阳系去小小的遨游一番——说到做到，他们就出发了。

　　“萨根博士，这就是我为什么能向你保证行星上有人居住的原因。”

　　这封信最后的结尾似乎是这样说的：“但是关于是否在别处有生命存在这样一桩事情主要只是推断，不值得引起象您这样一位科学家去认真注意。您为什么不去研究一个真正重要的问题，比如建造一条横贯加拿大北部高纬度地区的铁路呢？”后面附着一张他建议修建的铁路线的详细草图，并且合乎礼仪地表达了他的诚挚的良好祝愿。

　　除了表示我非常愿意为建造一条横贯加拿大北部高纬度地区的铁路尽力以外，我再也想不出对这封信还有什么其他的适当的回答了。

伤我心太深

第十二章　金星侦察史


　　图：金星表面雷达地图，肉眼不可能看到金星表面，因为金星周围包围着一层厚密的大气层和云。1990~1994年间 Magellan 飞船摄，NASA。（扫校者注：原图并非这一张，而是由康奈尔大学阿雷西博天文台提供的另一张，由于扫描质量问题而更换。此图诞生年代比本书晚）

　　近年来，行星天文学引起人们极大的兴趣，其中一个原因是现在已有可能判断孰是孰非了。过去，你可以对行星的情况作任意的推测，不管你怎样异想天开，也不会有人来论证你是错的。而今天，宇宙飞船就象达摩克利斯剑①一样，悬在行星理论家们提出的每一个假设的头上。人们可以看出，这些行星理论家们总是怀着又是希望又是害怕的复杂心情，期待者宇宙飞船传来的每一个有关行星的新消息。

　　过去，当天文学家只能用肉眼、望远镜和另外一些少得可怜的工具进行观测时，金星被看作是地球的一个姊妹星球。十九世纪后期，人们知道了金星的质量和半径同地球大致一样。金星是离地球最近的行星，很自然，人们就假定金星在其他方面也和地球相似。

　　康德( Immanuel Kant )曾设想金星上有一种有情感的类人生物，斯维东堡( Emanuel Swedenborg )和通神术的创始人皮桑德( Annie Besant )则利用所谓神游和幻觉，发现金星上有与人类极为相似的生物。稍后，出现了一些更为活龙活现的有关飞碟的故事，例如乔治·亚当斯基( George Adamski )的作品，就说到金星上居住着一种生性善良、本领高强的人，其中许多人看来似乎留着长头发，穿着白长袍——在 1963 年前的美国，这完全是一种带有浓厚迷信的神灵象征主义的表现。这种一厢情愿的设想，使人目瞪口呆的猜想，以及自觉和不自觉的欺骗由来已久，因此人们普遍地认为，这颗离我们最近的行星上是可以住人的，甚至可能已经居住着与我们十分类似的生物。

　　因此，当第一批无线电观测的结果传来时，人们感到万分惊讶，甚至有点懊丧。这些测量结果是 1966 年梅耶( C. H. Mayer )及其同事在美国海军研究实验室获得的，他们发现金星是一个比预料的要强得多的射电源。根据金星离太阳的距离以及金星反射到太空中的太阳光的量，这颗行星应该是凉快的。尽管金星比地球距太阳要近，但由于它反射到太空中的阳光十分多，因此它的温度应该比地球的温度甚至还要低。而梅耶小组发现金星辐射的波长是 3 厘米，按照它辐射出来的热量计，只有在它是一个温度在 600°F 左右的热天体时才有可能。随后，利用各种不同的射电望远镜以不同的无线电频率进行了观测，观测结果进一步证实了这样一个总的结论，即：金星具有“亮度温度”，约在 600～800°F 之间。

　　尽管如此，科学界还是非常不愿相信这种射电来自金星表面。一个炽热的物体可能以许多波长进行辐射，怎么可以单凭无线电波长就认为金星是热的呢？金星表面怎么可能保持这么热呢？最后，即使是在科学上，心理因素也可能会不自觉地起作用。因此，说金星可能比家里用的火炉还要热简直是有点煞风景。人们宁愿相信从康德到亚当斯基一直传下来的说法——金星上住着有情感有思想的通情达理的人。

　　金星射电的起源问题是我的博士论文的主要部分，在 1961～1968 年间，关于这个问题我写了二十篇左右的科学论文。最后，这个问题才被认为已得到解决。我回顾这段时期，感到很愉快。有关金星射电的故事就象一篇侦探小说，通篇都充满着各种线索。有些线索对解决问题是必不可少的，有些线索则是虚假的，只会把人引入歧途。有时，只要记住全部有关事实，做到逻辑一致，推理严密，就可以得出正确的答案。

　　我们那时已经知道了一些有关金星的资料。我们已经知道亮度温度如何随无线电频率而变化，我们已经知道金星是如何把地球上大型雷达射电望远镜发射的无线电波反射回来的。1969 年，人类第一个成功的行星探测器（美国的水手 2 号）发现，根据无线电波长来看，金星的中心部分比边缘部分亮度更大。

　　为了解释这些观测结果，曾经有过种种理论。这些理论可分成两大类：热表面说和冷表面说。热表面说认为射电来自金星的固体表面，而冷表面说则认为射电来自别的什么地方——来自金星大气的电离层，或来自金星云层中液粒之间的放电现象，或来自假设存在于金星周围的巨大而迅速运动着的带电粒子带（类似地球和木星周围实际存在的带电粒子带）。后一类说法认为强烈的射电出自金星表面的上空，因此认为金星表面可能是冷的。如果你希望在金星上有船航行．你一定会热烈拥护冷表面说。

　　我们把冷表面说和那些观测结果作系统的比较，发现两者十分矛盾。比如说，认为射电来自电离层的说法预言金星根本不会反射无线电波．但射电望远镜发现，无线电波有 10～20% 从金星反射回来。为摆脱这一困境，电离层说的鼓吹者们煞费苦心地提出了一些假设，认为在金星周围有许多电离层，上面留着一些特殊的空洞，正好使雷达能穿过电离层，击中金星表面，再反射回地球。同时，这些空洞又不能太多，否则，射电就不会象观测到的那样一种强度了。这些说法提出的前提条件在我看来实在是过于细致和武断了。

　　就在 1968 年宇宙飞船对金星进行重要的观测之前，我绐一家英国的科学杂志《自然》写了一篇论文，概括介绍了上述结论，并推断说，只有热表面说才和所得到的全部资料一致。在这之前我曾提出过一种独特的理论，根据温室效应来解释为什么金星表面温度会这么高。但我并不是由于温室效应这一说法有根据才在 1968 年得出反对冷表面说的结论的，我之反对冷表面说只是因为热表面说能够解释观测到的那些资料，而冷表面说则解释不通。我对外空生物学深感兴趣，因此我本应希望金星是适于居住的，但事实并非如此。在 1962 年发表的一篇文章里，我根据间接的资料得出结论说，金星的平均表面温度约为 800°F，而其平均表面大气压是地球表面大气压的五十倍左右。

　　1988 年，美国的宇宙飞船水手 6 号从金星旁边飞过，而苏联飞船金星 4 号则进入了金星的大气层。到 1974 年为止已有五只苏联的装有仪表的宇宙容器进入了金星的大气层。最后的三只容器接触到了金星的表面，并从金星表面把资料发回地球。这是人类发送到另一个行星表面的第一批航天器。金星的表面温度结果是 900°F 左右，表面平均压力约为 90 个大气压，我早先的那些结论大致正确，只是稍许保守了一点。

　　既然现在我们根据直接测量的结果知道了金星上的真实情况，再回过去看看六十年代发表的对热表面说的批评是很有意思的。在我得到哲学博士学位的第二年，有一位著名的行星天文学家提出要以 10∶1 的赌注和我打赌，说是金星表面的压力不会超过地球表面压力的十倍。我欣然同意用十美元和他的一百美元打赌。值得赞扬的是，在取得了苏联航天器着陆观测的资料以后，他付出了他的赌注。

　　理论和宇宙飞行器在有些情况下还互相促进。例如，金星 4 号最后发出的金星温度和压力是 450°F 和 20 大气压。苏联科学家得出结论说，这是金星的表面条件。但从地面上得到的无线电资料早已表明金星表面温度应该更高得多。综合雷达资料和水手 6 号的资料，我们获知，金星的表面比苏联科学家断言金星 4 号着陆的那地方要低得多。现在看来，第一批金星号宇宙飞船的设计人员由于相信了冷表面说理论家的说法，造的宇宙飞船相对说来不够坚实，这些飞船在远离金星表面的高空就被金星大气层的重量压碎了——就象一艘不是为深海潜水设计的潜水艇在海底会被压碎一样。

　　1968 年国际科学联合会空间研究委员会召开的东京会议上，我提出金星 4 号宇宙飞船约在离金星麦面十五英里处就失去作用。我的同行，莫斯科列别捷夫物理研究所的库兹明教授提出异议说，那艘飞船是落在金星表面上的。我指出根据无线电和雷达资料推算出来的金星表面高度同所推断的金星 4 号着陆的高度不一致，库兹明教授则提出，金星 4 号是着陆在一座高山顶上了。我争论说，地面雷达对金星的研究表明，金星上的山最多只有一英里高，即使有一座 16 英里高的山，金星 4 号也极少有可能会刚巧降落在这座唯一的高山上。库兹明教授反问我，第二次世界大战时落在列宁格勒的第一颗德国炸弹是否有可能刚巧炸死列宁格勒动物园里唯一的那头大象。我承认这种偶然性确实是极少的。他胜利地回答说，列宁格勒那头大象的结局正是如此。

　　尽管有列宁格勒动物园这个事实，但苏联设计人员从此在设计进入金星大气层的探测器时十分谨慎，每次都提高了宇宙飞船的结构强度。金星 7 号能承受相当于地球表面 180 倍的压力，这对金星表面的实际情况来说已是绰绰有余了。这艘飞船在烧毁前从金星表面发送了 20 分钟有价值的资料。1972 年，金星 8 号发送资料的时间增加了一倍多。金星表面的压力并不是 20 大气压，而巍峨的库兹明山也并不存在。

　　从这段历史中，我对科学方法得出了一个重要结论：虽然理论在安排实验时是有用的，但只有直接的实验才能使每个人信服。如果只以我从间接得出的结论作为根据，只怕今天还会有许多人不相信金星是炽热的。多亏金星 8 号发回的资料，现在每个人都承认，金星上有着摧毁性的高压，闷得死人的酷热，金星本身发出暗红色的亮光，具有奇特的光效应。

　　我们的姊妹行星和地球竟然这样大不相同，这是一个重要的科学问题。研究金星对于了解地球的早期历史有极大的意义。此外，它还能检验斯维东堡、皮桑德以及当前一大批效尤者所大肆宣扬的那种幻觉和神游究竟有几分可靠，这些人对金星的真正本质是一无所知的。

　　① 达摩克利斯是希腊神话中叙拉古暴君迪奥尼修斯的宠信，常说帝王多福。于是迪奥尼修斯就请他赴宴，让他生在自己的宝座上，并用一根马鬃将一把利剑悬在他的头上，使他知道帝王的忧患。后来，“达摩克利斯剑”一词便成了“大祸临头”的同义语。——译注