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火星上有什么,火星上是否存在生命

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发表于 2016-9-1 21:12:26 | 显示全部楼层 |阅读模式

  有这样一个故事,说的是很久以前,一位知名的报刊发行人向一位著名的天文学家发了一封电报:“请即用500字电复,火星上是否存在生命。”那么火星上有什么?这位天文学家按照要求答曰:“无人知道,无人知道,无人知道……”一直重复了250遍。①尽管这样的否定回答是由一位专家再三坚持作出的,却没有什么人加以理会。相反,从那时以来,我们不断听到两种权威性的意见。一种声称他们已经能推断出火星上有生命,另一种则断言,他们已排除了火星上有生命的可能性。有的人一心希望火星上有生命,另一些人则巴不得火星上没有生命。两大营垒都太过分了,这种强烈的感情色彩已经有点超越了在科学探索中所能容许的观点分歧。看来,许多人只是想得到一个明确的答案而已,他们不想让两种互不相容的可能性同时存在于他们的头脑中。有些科学家认为,火星上有居民,但其根据后来被证明是不足为信的;有的科学家则断言火星上不可能有生命,因为对特定的生命现象的初步研究要么未获成功,要么其结果是含混不清的。神秘的色彩不止一次地笼罩着这颗红色的行星。

火星上有什么,火星上是否存在生命

火星上有什么,火星上是否存在生命49 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:21987,69734

  为什么非说是火星人呢?又为何有如此众多的关于火星人的热烈推测和猜想,却没有人想到土星人或者冥王星人呢?这是因为,乍看起来,火星很像地球,它是我们能看见其表面的最近行星。火星上既有极冠、飘荡的白云,又有怒吼的风暴,在它红色的表面上还有随季节而变化的图像,甚至一天也是24小时。因此,认为它是一个有居民的世界是很自然的。火星已成为一座神秘的舞台,寄托着我们地球上人类的希望和担忧。但是,我们心理上赞成或反对火星上存在生命的倾向,绝不应该把我们引入歧途。因为事实胜于雄辩,而事实尚未出现。真正的火星是一个神奇的世界,它的真面目比我们已经了解的要复杂得多。在我们这个时代,已经采集过火星上的砂粒,已经确立了我们在火星上的存在,从而实现了 一个世纪以来的梦想。

  直到19世纪后期还没有人相信,我们这个世界正被像人一样的、而又远比我们聪慧的智能生命以浓厚的兴趣仔细地观察着,也没有人会相信,当人们各自碌碌奔忙时,他们正在被仔细地研究着,其仔细程度也许就像用一架显微镜观察在一滴水中聚集繁殖。朝生暮死的细菌。人们为了区区小事,趾高气扬地在地球上来回奔忙,为能确保对物质的占有而心满意足。显微镜下朝生暮死的细菌的所作所为,与此大概没有什么不同。人们要么从未想到过宇宙中还有更古老的世界,它们是威胁人类的根源;要么在想到这些世界时,只是简单地认为那里根本不可能存在生命。往昔的某些心理习惯是可笑的。在多数情况下,地球上的人最多只是设想,火星上可能存在另一种人,而且也许不如自己优越,因而正准备迎接他们去教诲呢。然而,浩瀚的宇宙大洋彼岸的居民,他们的智力与我们相比,正如我们与野兽相比一样,那些居民智力发达、感情冷漠,正以妒忌的眼光窥视着地球,并在缓慢而又扎实地制定着进攻我们的计划。

  H·G·威尔斯1897年所写的科幻名著《星球大战》中的上述开场白,至今仍常常使人们不寒而栗。②在人类的整个历史上,人们对地球以外还存在生命这件事是又怕又盼。100多年来,这种感情集中在夜空中一颗明亮的红色星星上。在《星球大战》出版之前3年,一位名叫洛韦尔的波士顿人建立了一座重要的天文台,支持火星上有生命的最精细的观点就是在那里提出来的。洛韦尔年轻时就爱好天文学,他曾就读于哈佛大学,后来得到半官方的外交任命,到了朝鲜,否则他也会像芸芸众生一样注重于追求财富。他死于1916年,他对于我们认识自然界及行星的演化,对于探测宇宙,尤其是用非常精确的方法发现冥王星等方面都做出了重大的贡献。冥王星就是用他的名字命名的。

火星上有什么,火星上是否存在生命

火星上有什么,火星上是否存在生命41 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:21987,69734


  但是洛韦尔毕生最热衷的却是火星。1877年意大利天文学家斯基帕雷利宣布发现了火星上的水道,使洛韦尔激动万分。斯基帕雷利报告说,当火星运行到距地球最近时,他观察到了一个复杂的网络,该网络由单直线和双直线组成,遍布火星的整个亮区。意大利文的Canali(原意为水道、沟渠)在匆忙中被译成了英文的canal,即“运河”这样一个隐喻着人工设计的字眼。一时在欧洲和美洲掀起了一场火星热,格韦尔也深深地卷人这股热潮中。

  1892年,斯基帕雷利的视力严重衰退,宣布他将放弃对火星的观测。洛韦尔决心继续这项工作。他需要一个理想的观测点,在那儿不受云雾或闹市灯光的干扰,而且具有优良的“天文宁静度”。“宁静度”一词在天文学术语中用来表示透过稳定的大气层去观察天空时,望远镜中天体的图像抖动最小的情况。天文宁静度差是由于望远镜上方的大气产生小尺度的扰动所致,这也是星星会眨眼的原因。洛韦尔把他的天文台设在远离城市的火星山上,该山位于亚利桑那州的弗拉格斯塔夫③。他绘出了火星表面的图像,尤其是画出了使他着迷的运河图形。进行这种观测决非一件易事。试想一下,在寒风凛冽的凌晨长时间盯着望远镜观测的情景吧!天文宁静度常常很低,因而火星图像往往模糊不清,而且变形失真。这样,观测者就必须否定所看到的景象。有时图像会突然固定住,火星的图像奇迹般地瞬间闪现,观测者又必须记住所看到的情景,并准确地记录下来。观测者还必须抛弃成见,客观地对待火星上的奇观。

  在洛韦尔的笔记本中,到处都记载着他认为是自己观测到的结果。诸如亮区和暗区,极冠的痕迹,一颗由运河编结成的星体。洛韦尔认为,他看到了一个布满全火星的巨大灌溉网,正是这些大渠道把极冠融化的水输送到赤道缺水的居民手中。他深信,这个星球上的居民历史更悠久、更聪明,也许与我们迥然不同。他还认为,暗区的季节性变化是由于植物的生长和兴衰造成的。他相信火星与地球极其相似。总而言之,他相信的东西太多了。

  在洛韦尔的笔下,火星是一个历史久远、干涸凋零的荒漠,而且是一个与地球相似的荒漠。洛韦尔所描绘的火星景象,颇像美国的西南部,即洛韦尔天文台所处的那片地区。他推论说,火星上的温度太低了一点,但其舒适程度仍然不亚于“英格兰南部地区”。空气虽然很稀薄,但氧气含量仍然足够呼吸之用。那儿的水很珍贵,但错综复杂的运河网却能把生命不可缺少的这种液体输送到整个星球。

火星上有什么,火星上是否存在生命

火星上有什么,火星上是否存在生命0 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:21987,69734


  回顾起来,当代对洛韦尔观点提出的最重大的挑战竟来自一个出乎人们意料之外的人物。l907年,自然选择进化论的共同发现者A.R.华莱士应邀去评述洛韦尔的一本著作。华莱士年轻时是一位工程师,本来对这类超感觉的洞察力多少有点轻信,却令人意外地对火星的可居住性表示怀疑。华莱士指出,洛韦尔对火星平均温度的计算有误,火星不但不像英格兰南部那么温暖,恰恰相反,几乎所有的地方都在冰点之下。因此火星应该有永冻层,即永远处于冰冻状态的次表层。空气也比洛韦尔计算的要稀薄得多。那里的陨石坑数量应该与月球上一样多。至于说到运河中的水,他指出:

  在任何解决缺水问题的计划中,如果想借助运河,令其穿过赤道进入另一半球,穿过那可怕的荒漠地区,而且又曝晒在洛韦尔先生所描述的那种炎炎晴空之下,那么这种计划就将是一群疯子的行为,而绝非智慧生命所为。完全可以断言,甚至流不出100英里,所有的水就会蒸发殆尽,或者渗入地下。

  上述带挖苦味的但却大致正确的物理分析是华莱士在84岁高龄时写下的,他的结论是,从土木工程师的水利观点来看,火星上不可能存在生命。不过,他没有提及微生物问题。

  尽管华莱士提出了批评意见,尽管其他天文学家用了与洛韦尔同样先进的望远镜,他们的观测点位置亦毫不逊色,却未能发现任何运河的痕迹。但是洛韦尔关于火星的观点还是得到广泛的接受。他的学说的神奇力量就像创世说一样古老有力。产生这种吸引力的部分原因是因为19世纪正是技术上取得辉煌成就的时代,其中包括修建了许多巨大的运河。如1869年竣工的苏伊士运河,1893年建成的科林斯运河,1914年完工的巴拿马运河,近一点的则有美洲五大湖水闸,纽约州北部的航运运河,以及美国西南部的灌溉运河。既然欧洲人和美国人能建立这样的丰功伟业,那么为什么火星人就不行呢?难道一个更古老、更聪明的种族就不能做出更卓有成效的努力,去勇敢地战胜那红色星球上的干旱吗?

  如今,我们发射的探测卫星已经进入环绕火星的轨道,已经绘制了整个火星的地图。两个自动实验站也已在火星表面着陆。火星的神秘感(如果有任何神秘的话)自洛韦尔以来一直在加深。我们现在拥有的火星照片比洛韦尔的观察结果要详尽得多,但是我们却没有发现被大肆吹嘘的运河网的任何支流,任何水闸。洛韦尔,斯基帕雷利,还有其他一些人在艰难的观测条件下作出的观测结果之所以失误,部分原因也许是由于他们事先就带着火星上存在生命的框框。

  洛韦尔的观测记录本反映了他在望远镜前多年进行的不懈努力。这些笔记表明,洛韦尔对其他天文学家怀疑运河真实性的情况,心里是很清楚的。这些笔记还表明,洛韦尔相信自己作出了重大的发现,但其意义却得不到别人的理解,因而十分痛苦。例如,他在1905年1月21日写的笔记中有一处这样写道:“两条运河突然显现出来,相信没有弄错。”在拜读洛韦尔的笔记时,我有一种清楚的但却颇为不安的感觉,那就是他确实看到了某些东西。但那究竟是什么呢?

  当我和康奈尔大学的保罗·福克斯对比洛韦尔的火星图和“水手9”号轨道站拍摄的图像时——我们图像的分辨率有时比洛韦尔在地面上用24英寸折射望镜观测到的要高l00倍——发现,二者之间几乎毫无共同之处。这倒不是说洛韦尔的眼睛把火星上不相干的细小部分连成了虚构的直线。在他所说的运河的大部分位置上,既没有深色的颜色,也没有陨石坑群,那些地方根本就没有任何特别之处。既然如此,他怎么会年复一年地画出同样的运河图形呢?其他一些天文学家——其中一些人声称,在他们亲自进行观测之前没有仔细地观看过洛韦尔的图片——怎么也会画出相同的运河呢?向火星发射“水手9”号的一个最重大的发现,就是在火星表面上观测到存在随时间变化的条纹和斑点。许多这样的条纹与陨石坑的外围相连,而且随季节而改变。这类条纹是被风扬起的尘土造成的,因此其图样随不同季节的风而变化。但是,这些条纹没有运河的特征,其位置也与运河的位置不符,况且没有任何一条条纹大到可以在地球上看得见的程度。如果说在本世纪的前几十年中,火星表面上确实存在哪怕一点点像洛韦尔所说的运河特征,那么当飞船进行近距离考察变为现实时,那些运河不可能跑得无影无踪。

  火星上的运河看来是在艰难的观测条件下,人的手、眼和脑在结合上存在着某种毛病所造成的(或者说,至少对某些人是如此。因为许多与洛韦尔同时代以及后来的天文学家,使用同样质量的观测仪器,但却宣称根本没有观测到运河)。不过这几乎不能算是一个令人信服的解释。因此,我有一种不安的怀疑:火星运河这个问题的某些重要的细节还没有发现。洛韦尔一直认为,运河的规则性无可辩驳地表明它们是出自智慧生物之手。这肯定是不会错的,惟一没有解决的问题是,有智能的人究竟位于望远镜的哪一侧?

  洛韦尔的火星人是慈祥的、乐于助人的,甚至有点像神仙,与H·G·威尔斯和O·威尔斯在《星球大战》中描绘的可怕形象大不相同。但是通过星期天副刊和科幻小说,这两种观点都进入了公众的脑海之中。我还记得自己在年少时曾如醉似痴地阅读巴勒斯描写火星的小说。我与高贵的探险家约翰·卡特一起从弗吉尼亚旅行到“巴苏”,因为那里的居民认识火星人。我跟随8条腿的驮兽群,我还赢得了海利恩王国可爱的迪娅·索丽丝公主的垂青,我还能与名叫塔斯·塔卡斯的4米高的绿色武士友好相处。我还在“巴苏”的尖屋顶城市和圆屋顶的抽水站以及绿树成荫的尼罗西提斯河岸和望忧草运河畔漫步。

火星上有什么,火星上是否存在生命

火星上有什么,火星上是否存在生命57 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:21987,69734


  果真能在事实上,而不是在想象中和约翰·卡特到火星上的海利思王国去探险吗!我们能够在“巴苏”的两轮急速飞行的明月照耀下,于某个夏夜开始有重大科学意义的探险旅行吗!即使洛韦尔关于火星的结论,包括火星上存在运河的观点,将来被证明是错误的,他关于火星的描述至少有这样的用处:它激发了好几代8岁的孩童,我自己就是其中之一,把探测行星看成是真正可能的,并设想是否将来某一天能亲自到火星上去旅行。约翰·卡特就到达过那里,在一片开阔地上,张开他的双手,发出了祝愿。我还记得,在我的童年时代,曾经长久长久地仁立在旷野上,伸开双手恳求我所相信的火星人把我带走。当然,我的恳求从未奏效。看来得寻找其他的途径。

  如同生物一样,机器也有其进化过程。火箭和最早用来推动火箭的炸药都是中国人发明的。在中国,火箭曾被用于庆典等喜庆的场合。大约在14世纪,火箭传人欧洲,并被用于战争之中。19世纪后期,俄国的中学教师康士坦丁·齐奥尔科夫斯基提出利用火箭作为行星间交通工具的可能性;美国科学家戈达德则将它发展作为高空飞行之用。第二次世界大战中,德国的V—2军用火箭利用了戈达德的几乎全部研究成果,而以1948年发射的V—2/WAC“伍长”号相结合的二级火箭为顶点,这枚火箭达到了当时无与伦比的飞行高度——400公里高。进入50年代后,以苏联的科罗廖夫和美国的布劳恩为首领导了技术上的发展。他们的经费来自大规模毁灭性武器运输系统的研究,但却被用来发射最早的人造卫星。技术进步的势头继续有增无减:载人环球飞行、人工轨道站、登月以及在整个太阳系飞行的无人宇宙飞船,都相继获得成功。其他许多国家现在也已发射了宇宙飞行器,包括英国、法国、加拿大、日本和最早发明火箭的中国。

  齐奥尔科夫斯基和戈达德都是富于想象力的(戈达德年轻时曾读过威尔斯的著作,并且深为洛韦尔的课程所激动)。因此空间火箭应用的早期设想中包括建立一个空间科学站,用于从高空监测地球,并用作研究火星生命的探测器。所有这些梦想如今都已实现了。

  设想一下,你是某一个其他相当遥远的行星的来宾,不带任何成见地飞向地球。距地球越来越近,观察越来越细,你对这个星球的看法也会逐渐改变。这个星球上有居民吗?你根据什么作出判断呢?如果存在智慧生物,他们可能已经建造出在几公里的范围内具有高衬比的工程结构。当我们的光学系统和离地球的距离能提供1公里的分辨率时,这些结构就能被检测出来。但即使达到这样的分辨率,看起来地球仍像是地道的不毛之地。在我们称为华盛顿、纽约、波士顿、莫斯科、伦敦。巴黎、柏林、东京和北京的地方,完全看不出有生命或者叫做智慧生物的迹象。如果说地球上存在着有智慧的生物,那么,他们基本上没有把地球的外观改造成有规则的、具有1公里分辨率的几何形状。

  但是,当我们把分辨率提高10倍,当我们开始能看到小至直径100米的范围时,情况就大大改观了。地球上的许多地方就会突然变得具体、清晰了,就会显现出方形、矩形、直线和圆形的清晰图像。这些图形实际上就是有智慧的生物的工程艺术品:道路、公路、运河、农场、城市街道。这样的图形揭示了人类对欧氏几何和领土主义两种孪生的情感。在这样的分辨率下,就能在波士顿、华盛顿和纽约看到智慧生物的活动。而分辨达到10米时,被加工过的地球表面景象使真正赫然可辨了,人们正在忙忙碌碌之中。不过,上述景象都是摄于白昼、黄昏或者夜晚则又是一番景象:利比亚和波斯湾油田的熊熊烈焰,日本远洋捕鱼船队的深海灯光,大都市明亮的灯光。假如我们能把白天的分辨率进一步提高到1米,那么我们就能分辨出单个机体,像鲸鱼、母牛、火烈鸟和人。

  地球上智慧人类的活动首先通过其建筑物的几何规则性来显现。因此,如果确实存在洛韦尔的运河网,则火星上有智能生物居住的观点就同样是令人叹服的了。这是因为,如果从火星轨道拍摄的火星照片上能发现生命活动,那么它的表面大部分必须被改造过,而技术文明的产物——运河建筑也许是最易于检测到的目标。但从无人驾驶的飞船发回的无数火星照片中,除了一两幅莫名奇妙的图片外,没有发现任何这一类的目标。但是许多其他的可能性还存在,包括从大型的动植物到微生物,到已经灭绝的形态,以至到火星上从古至今从来就不存在任何生命等等各种可能性。与地球相比,火星距太阳较远因此温度要低得多。火星上的空气很稀薄,而且主要由二氧化碳组成,只有一些分子氮和氢,以及极少量的水蒸气、氧气和臭氧。在那里不可能存在敞露的液态水,因为大气压太低,即使冷水也会迅速沸腾而汽化,恐怕只有在土壤的孔隙和毛细管中有极少量的液态水。而氧气含量之少远不够一个人的呼吸所需。臭氧的含量也少得可怜,以致能杀菌的太阳紫外线畅通无阻地照射到火星表面上。在这样险恶的环境下,还能有任何生物能生存下去吗?

  为了回答这个问题,许多年前我和我的同事准备了模拟当时所知道的火星环境的试验舱,把地球上的微生物接种到实验舱内,然后观察是否有任何生物能生存下去。我们把这样的试验舱很自然地叫做火星罐。试验舱的温度保持与典型的火星环境相近,即在正午时略高于0℃,而在破晓前约为—80℃之间循环。舱内气体也主要由CO2和N2组成,保持缺氧的状态,用紫外灯重现太阳光的高通量。除了润湿沙粒表面极薄的一层水外,也不提供任何液态水。只过了一个晚上,有些微生物就冻死了,并且再也没有苏醒过来。由于缺氧,其他微生物也陆续喘息而亡,有的死于干渴,有的则死于紫外线。但是,总有数量可观的一些地球微生物在缺氧条件下也能生存,当温度降得太低时,它们就暂时处于休眠状态。它们能藏在小石下或隐身于薄沙层之下,以躲避紫外光的照射。在另外一些实验中,当供给少量液态水时,微生物又能照常繁殖生长。既然地球上的微生物都能经得住火星环境的考验,那么假如火星上有微生物,它们的适应本领也必定更巧妙。但究竟如何,我们必须亲自去看看才会明白。

  在无人驾驶星际探险方面、苏联一直保持着很活跃的势头。每隔一二年,行星间就会出现最有利的相对位置,根据开普勒和牛顿所阐明的物理学原理,这时向火星或金星发射宇宙飞船能量消耗最少。60年代初以来,苏联几乎没有错过这样的发射机会。苏联人的不懈努力及其工艺技术终于结出了硕果。苏联共有5艘飞船,即“金星8”号至“金星12”号,都先后在金星表面着陆,成功地从金星表面发回了大量资料。这些飞船能穿过如此高温、高密度和有很大腐蚀性的金星大气层,其成就是不可否认的。尽管做过多次尝试,苏联飞船涉足火星却未成功。至少初看起来,火星似乎更友好些,那儿的温度不高,大气层也稀薄得多,气体也较柔和,此外还有极冠。明亮的淡红色天空、巨大的沙丘、古老的河床、陡峭的大山谷,还有我们已经探明的太阳系中最大的火山结构,以及赤道附近温和的夏日。相对金星而言,火星的环境更接近于地球。

  1971年苏联的“火星3”号飞船进入火星大气层。从飞船自动发回的无线电资料判断,它在进入大气层时,成功地打开了着陆系统,且准确地向下调整了防烧蚀护罩,适时地打开了巨型降落伞,并在接近火星表面时成功地点燃了减速火箭。根据“火星3”号发回的资料,它在这颗红色星球上的着陆应该说是成功的。但是在着陆后,飞船却向地球发回20秒钟没有图像的电视片段,随之就神秘地消失了。1973年发射的“火星6”号着陆器也发生了与此十分类似的情况,这次是发生在着陆后不到1秒钟的时间内。这究竟是在哪里出了毛病呢?

  我所见到的第一幅“火星3”号的图片是在一枚苏联邮票上(面额为16戈比)。它描绘了飞船正穿过某种紫色浊流而降落的情景。在我看来,邮票的作者是想说明存在尘流和飓风,因为“火星3”号当时是迎着巨大的尘暴进入火星大气层的。我们从美国的“水手3”号发回的资料证实,火星表面附近的风速超过每秒140米,这比火星上声速的一半还高,正是巨大的尘暴产生了这种高速风。我们和我们的苏联同行都认为。可能正是这种高速风使“火星3”号飞船无法张开其降落伞,结果,虽然它在垂直方向的着陆很和缓,但在水平方向上却具有致命的高速度。飞船在大型降落伞没有张开的情况下降落时,特别易受水平风的伤害。“火星3”号在着陆后可能弹跳了几下,接着撞上了岩块或火星表面的其他凸出物而倾翻,结果,无线电与载波总线失去连结,造成发射机失效。

  然而,“火星3”号为什么会钻进巨大的尘暴中去呢?要知道,“火星3”号的飞行程序在发射前就已经严格地制定好了。在它离开地球之前,它的每一步飞行动作都已存入飞船计算机。因此,即使弄清了1971年发生的那次大尘暴的猛烈情况,也不可能再去改变计算机的程序了(用宇宙探险的行话。“火星3”号的飞行程序是预编程序,而不是自适应程序)。“火星6”号的通讯中断更加神秘莫测。该飞船进入火星大气层时,火星上并没有发生全球性的尘暴,也没有理由怀疑在着陆点发生了局部的尘暴(有时会发生这种局部尘暴的)也许在着陆的一刹那飞船发生了技术故障。但也许是在火星表面上存在某种特别危险的东西。

  苏联飞船在金星着陆成功,但在火星着陆失败这两件事自然使我们对美国的“海盗”号的发射多少有些担心。原来曾非正式地计划要在1976年7月4日,即美国建国200周年纪念日,让“海盗”号的一个着陆器在火星表面软着陆。和苏联飞船—样,“海盗”号的着陆器也包括一个防烧蚀护罩,一个降落伞和几枚减速火箭。由于火星大气层的密度只及地球的百分之一,在“海盗”号进入火星稀薄的大气层时,为了使着陆器减速,使用了一个直径为18米的特大型降落伞。由于火星大气如此稀薄,如果“海盗”号在高处着陆,就没有足够的气体来制动着陆器,结果会使飞船跌得粉碎,因此需要选择一个低洼的着陆点。从“水手9”号飞船发回的资料,以及地面雷达的探测结果来看,我们知道有许多这样的区域。

  为了避免“火星3”号同样的命运,我们把“海盗”号的着陆选在风力最小的地点和时间。会毁灭着陆器的大风可能强到足以把尘土扬离火星表面。因此,如果我们所选择的着陆点经过核实没有活动的浮尘,那么我们至少可以有把握地确保风力不会太大。“海盗”号着陆器在进入火星轨道时,先不与轨道站分离,而等候轨道站对着陆点进行勘察之后才开始降落。我们通过“水手9”号发现,火星表面亮区和暗区图案的变化都发生在大风之际。假如轨道站发回的照片表明发生了那种图案的变化,我们当然不会认为着陆点是安全的。但是我们也不可能有百分之百的把握。例如,假设着陆点的风力非常大,把表面的浮土都刮走了,其后在那里又出现大风,我们就无从知道了。火星比不得地球,详细天气预报的可靠性当然要差得多(诚然,“海盗”号飞行的众多使命之一就是要加强对这两颗行星天气的了解)。

  由于通讯和温度方面的限制,“海盗”’号可能无法在火星的高纬度区着陆。无论在南半球还是在北半球,过于靠近极区(超过45度或50度),飞船与地球之间的有效联络时间以及飞船避免极低点的时间,都十分短暂。

  我们不希望在一个过于粗糙的地方着陆,因为那可能会使飞船倾覆甚至毁坏,至少准备用来采集火星土样的机械手可能被卡死,或者悬离表面1米的高处而无用处。同样,我们也不希望降落点过于松软,倘若飞船的3个着陆架深陷在疏松的泥土中,各种讨厌的后果就会接踵而至,其中包括取样机械手无法转动。但是,我们也不希望着陆点太坚硬,如果降落在一片坚硬的火山岩地面上,没有粉状的表层物质,机械手也无取到对计划中的化学和生物实验至关紧要的样品。

  当时可能得到的最佳火星照片来自“水手9”号轨道站。即使如此,其摄取的图像也未能优于90米(约100码)的范围。“海盗”号轨道站发回的照片也没有多大的改进。在这些照片中,1米(3.281英尺)长的石头是完全无法分辨出来的,而约1米长的石头却能给“海盗”号着陆器造成灾难性的后果。同样,照片也无法检测出又深又软的尘土。幸运的是有一种方法能使我们确定可能的着陆点的粗糙度或松软度,那就是雷达。很粗糙的地方会使来自地球的雷达波束发生散射,因而反射率很低,甚至在雷达屏幕上呈现一片漆黑;而很疏松的地方沙粒间的间隙很大,也会使反射减弱。我们还无法区分粗糙地点或松软地点,但在选择着陆点方面幸好并不需要去区分它们。我们知道,这两种情况都同样是危险的。初步的雷达探测表明,火星表面有四分之一到三分之一的地区对雷达波没有反射,因此都是“海盗”号的禁区。话又说回来,并不是整个火星表面都能用地球上的雷达探测到的,雷达所能探测的只是北纬25度到南纬25度之间的条带,而“海盗”号轨道站自身又没有勘测火星表面的雷达检测系统。

  着陆点的限制条件实在太多了,诸如着陆点的地势不能太高,风力不能太大,地面不能太硬也不能太软或太粗糙,离极地也不能太近。显然,我们不知火星上是否有这样的地点能同时满足所有上述的安全标准,我们也没有能找到令人满意的着陆点。

  一旦把“海盗”号轨道站——着陆器的结合体送上火星轨道,它在火星上着陆的纬度就无法再改变了。如果其近地点是在火星的北纬21度,着陆器就只能在北纬21度着陆,但通过等待在其下方的火星转动,可以在任意的经度上着陆。正因为如此,“海盗”号的科学家选择了好几个有希望的着陆地的纬度。为“海盗1”号选择的是北纬21度,主着陆点是在称为“克雷斯”(希腊语,意为“黄金之地”)的地区,该地区靠近4条蜿蜒的水道交汇处,这些水道被认为是在火星历史前几个世纪由流水冲蚀而成的。看来,“克雷斯”符合上述全部标准。但是,雷达观测的是“克雷斯”附近的区域,而不是“克雷斯”着陆点本身。由于地球与火星几何位置的关系,对“克雷斯”的第一次雷达探测只是在计划的着陆日期前几周才进行的。

  为“海盗2”号选择的着陆点是北纬44度,主着陆点为“赛多尼亚”。之所以选择这个地点,是因为根据理论上的推断,这里极有希望存在少量的液态水,至少在火星一周年中的某些时候是如此。由于预先进行的“海盗”号生物实验的对象是适应液态水环境的生物,一些科学家认为,在“赛多尼亚”着陆会大大增加“海盗”号发现生命的机会。也有人认为,在火星这样一个多风的星球上,如果存在微生物,那就应该到处都有。看起来这两种观点都有道理,难分高低。然而,显然无法对北纬44度进行雷达探测,而且让“海盗2”号进入高纬度区,我们将不得不面对巨大的失败危险。还有人认为,如果“海盗1”号着陆成功,而且运行情况良好,那么“海盗2”号将能承受更大的危险。对于花费超过10亿美元的这种飞行的命运,我本人是十分保守的。我不禁设想到飞船在“赛多尼亚”刚一着陆就不幸发生碰撞,一种关键的仪器因而发生故障。为了增加“海盗”号着陆点选择的余地,我们在南纬4度附近的雷达可探测区,另外选择了几个在地质上与“克雷斯”和“赛多尼亚”大不相同的着陆点。“海盗2”号究竟在高纬度区还是在低纬度区着陆的问题,直到最后一刻才确定下来:选择了与“赛多尼亚”同一纬度,地名本身就是充满希望的地点“乌托邦。

火星上有什么,火星上是否存在生命

火星上有什么,火星上是否存在生命22 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:21987,69734



  我们核查轨道站发回的照片,并对雷达数据进行最后分析后发现,“海盗1”号原先选择的着陆点可能是极端危险的。有一阵子我很担心,“海盗1”号可能像传奇中的荷兰飞行员悬在空中一样,永远悬浮在火星上空,永远找不到安全的地方。但我们最后还是找到了一个合适的地点,仍然在“克雷斯”地区,但远离4大古水道的交汇处。这一拖延使我们无法在1976年7月4日按时降落。不过大家都同意,在那一天进行毁灭性的着陆,献给美国建国200周年作纪念,将是令人极为不快的。因此,我们推迟了原定的计划,而在16天后才进入火星大气层。

  经过一年半的时间,绕太阳进行了1000万公里的星际航行后,每个轨道站和着陆器的结合体都进入了预定的环绕火星的轨道,轨道站对可能的着陆点进行了探测。根据无线电的指令,着陆器进入了火星大气层,防烧护罩准确地取向,展开了降落伞,扔掉了覆盖物,点燃了减速火箭。在人类历史上,飞船首次在这颗红色星球的“克雷斯”和“乌托邦”地区成功着陆了。着陆的成功在很大程度上归功于飞船设计、制造和测试中的高超技术,同时也要归功于飞船控制系统非凡的能力。但能在火星这样危险而神秘的星球上成功着陆,至少也包含了一些机缘的因素。

  着陆以后,立即发回了首批图片。我们知道,我们所选择的地点并不十分理想,但我们毕竟充满了希望。“海盗1”号着陆器拍摄的第一幅照片是它自己的一根脚架,其目的是一旦着陆器陷进火星的流沙中,我们希望在飞船消失之前就能够知道。照片是由一条一条的线组合起来的,直到看到脚架在火星表面安全耸立着,我们才松了一口气。不久以后就显示出了其他的照片,每张照片都是用无线电分部分传到地球的。

  我还记得,当我看到着陆器拍摄的第一幅显示火星表面的图像时,曾惊讶得目瞪口呆。因为在我看来,那根本不像是一个外星世界,倒很像我在科罗拉多、亚利桑那和内华达州所看到的情景。也有石头、流沙和远处的山峰,其景观与地球上的任何景色一样自然优美。火星真是一个神奇的地方。当然,如果在一座沙丘后面突然看到满身尘土的探险家,后面还有一头骡子,我会觉得惊异不已的,但同时我又觉得这种想法似乎也不无道理。我在研究“金星9”号和“金星10”号发回的有关金星表面照片的整个过程中,都根本没有产生过这种想法。我深信,这是一个无论如何我们总要到达的世界。

  火星的景观是赤裸裸的、红色的、可爱的;远方的火山口不时蹦出雨点般的石子;此起彼伏的小沙丘;大风扬起满天尘土,不断淹没嶙嶙巨石,又不断从巨石上把尘土刮走;空中漫舞着斑驳的细粒物。这些巨石是从哪里来的呢?有多少沙子被风吹走了呢?该星球的历史究竟是怎样一种情景,才能形成地表这些光秃的巨石、埋在土中的小圆石、以及多边形的孔洞呢?这些岩石是由什么物质组成的?是与沙子相同的物质吗?沙子仅仅是巨石粉碎而成的,还是别的物质呢?那儿的天空又为何是粉红色的?此外,那里的空气是什么成分?风速又有多大?火星上有地震吗?为什么其大气压和地貌随季节而变化?

  对上述所有问题,“海盗”号都作出了确定的或者至少看起来是确定的回答。“海盗”号所揭示的火星引起了人们极大的兴趣,特别是我们还记得,着陆点正是根据它们的暗淡色调而选中的。然而,着陆器上的摄像机并没有发现那里有运河的建设者,也没有巴苏人的飞行车或短剑;没有公主或武士,没有八脚怪兽,没有脚印,甚至没有一株仙人掌或一只袋鼠。就我们的判断力而言,那儿根本不存在生命的迹象。④

  也许,火星上确实有大型的生命形式,只是不在我们两个着陆位置附近。也许在每一块石头和沙粒中、都有较小型的生命形式。在地球的大部分历史进程中,那些没有被水覆盖的区域很像现在的火星:大气饱含二氧化碳;强烈的太阳紫外光透过缺少臭氧的大气层,照射在地球表面上。直到地球历史最近的10%时期之前,大型动植物还不能适应陆地上的生活。然而,地球上到处充满微生物已经有30亿年了。因此,要寻找火星上的生命形式,还必须从微生物人手。

  “海盗”号着陆器扩大了人类到其他星球上活动的能力。从某些标准来看,着陆器像一架侦察机一样能干,但从另一个角度来说,它的智力只相当于一个小小的细菌。我们作这种比喻并没有任何贬意。自然界经历了几亿年的漫长岁月才进化出一个细菌,而经过了几十亿年的时间,才造出第一架侦察机。只要在这类事情上稍有一点经验,对此就会变得相当熟练了。像我们人一样,“海盗”号也有两只眼睛,但“海盗”号的双眼能在红外线之下工作,而我们却不能;“海盗”号的手能推开岩石,挖取土壤;它的手指竖起来能测定风速和风向;它的鼻子和味觉器官的功能也比人类的要灵敏、准确得多,它们能感觉出微量分子的存在;它的不外露的耳朵则能探测出火星内部地震的隆隆声,以及飞船激起的风的嗡嗡声;它还具有探测微生物的手段。飞船有自己独立的放射性能源系统,它能把所获得的所有科学资料通过无线电送回地球,它能接受来自地球的指令。这样,人类就能权衡“海盗”号观测结果的意义,并命令它去执行新的使命。

  在飞船大小、费用和能源消耗受到严格限制的条件下,怎样才是寻找火星微生物的最佳方法呢?我们不能,至少现在还不能把生物学家送到那里去的。我有一位朋友叫沃尔夫·维希尼亚克,他是纽约罗彻斯特大学的一位杰出的微生物学家。在50年代后期,在我们郑重地考虑寻找火星上的生命之际,他参加了一次科学会议。会上,一位天文学家对生物学家没有简单、可靠、自动的仪器去寻找星外微生物感到惊讶。维希尼亚克决定在这方面干出点名堂来。

  他研制了一种能带到行星上去的小型装置,朋友们称之为沃尔夫捕集器。他计划让它带一小瓶有机营养物到火星上,并设法使火星表面的泥土样品与营养物混合,在火星微生物如果有任何生物生长(假定能生长)时观测液体混浊度的变化。沃尔夫捕集器与其他三项微生物实验一起被选择装在“海盗”号着陆器上。其他三项微生物实验中,有两项试验准备给火星生物带去食物。沃尔夫捕集器成功的前提是:火星微生物必须喜好液态水。有些人认为,维希尼亚克的做法会淹死火星上的小生物。但沃尔夫捕集器的优点是,它与火星微生物如何对待这些食物没有任何关系,只要它们能生长就行。而所有其他的试验都基于一个特定的前提:假定微生物能够吸收或排出气体。但这种假定只不过是猜测而已。

  负责美国航天计划的国家宇航局(NASA)面临着经常发生的、无法预料的经费削减。宇航局的科学活动很少得到政府的有力支持,因此当需要从宇航局裁减经费时,科研项目总是被削减的目标。1971年决定取消四项微生物试验中的一项。而沃尔夫捕集器恰恰被从着陆器上撤了下来。这使维希尼亚克沮丧之至,因为他花了12年时间才研制成这台仪器。

  处于他这样的处境,别的人大都会悄悄地放弃参加“海盗”号生物试验。但维希尼亚克是一位勇敢而具有献身精神的科学家,他反而决定到地球上最近似于火星环境的南极干涸山谷去。他认为,这样能更好地服务于寻找火星生命的事业。以前的一些研究人员曾经仔细地检查过南极的土壤,并作出结论:人们在南极干涸的山谷所发现的极少量微生物并不是真正土生土长的,而是从比较温和的环境吹到那里去。回忆起火星罐的实验,维希尼亚克相信,生命是很顽强的,南极是完全适合微生物生存的。他觉得,如果地球上的细菌能在火星上生存,那么南极这个总的来说比较暖和、比较潮湿,且有较多氧气、紫外线少得多的地方,为什么反而不能生存呢?相反,他认为在南极干谷如果能找到生命,,将会相应地增加在火星上找到生命的机会。他还认为,以前用来推论南极没有微生物的实验方法有问题。营养物的设计虽然适应于大学生物实验室的舒适环境,却没有考虑到干燥极地荒漠的特点。

  因此,1973年11月8日,维希尼亚克带上了他的新生物实验装置,乘直升飞机从麦克默多实验站到奥斯加德地区的一条干涸的山谷——巴尔德山附近的地区,同行的还有一位地质学家。他的计划是要在南极一些小生物站进行土壤接种,一个月后再返回去回收实验物,1973年12月见日,他离开营地到巴尔德山去收集实验样品,离开时有人在约3公里外给他拍了照。没想到这竟是人们最后一次见到他生前的容貌。过了18个小时,在一座冰崖底部发现了他的遗体。看来,他走进了一个从未被探测过的地区,而且显然在冰上滑倒过,并向前翻滚了150米远。也许他看到了什么东西,譬如说发现了微生物的可能栖息地,或者是一个按理不应该有的绿色斑点。但他出事的真正原因我们是永远无法知道的了。在他那天带在身边的棕色封皮的小笔记本中,最后有这样的字句:“202号站已回收,1973年12月10日,22时30分。土壤温度:—10°,空气温度:—16°。”这正是火星上典型的夏季温度。

  维希尼亚克建立的生物实验站有相当一部分仍然在南极。从实验站取回的样品已进行过检测,这项工作是由他的同事和朋友采用他用过的方法进行的。几乎在所有的实验点都发现了种类繁多的微生物。用常规的方法是检测不出这些微生物的。他的遗孀维希尼亚克太太在他的实验样品中发现了显然只有在南极才有的酵母菌新种。尹姆里·弗里德曼检验了那次勘探中从南极带回的大岩块,结果发现了令人喜出望外的微生物,它们都藏在石头表面下l-2毫米处,藻类群生在有少量液态水聚集的小天地里。在火星这样的地方,情况将会更加有趣,因为光合作用所需要的可见光能穿透到1-2毫米的深度,而能灭菌的紫外光到达这个深度时至少会部分衰减。

  由于飞船在发射前好几年就已完成设计,同时由于维希尼亚克过早地逝世,他的南极实验成果没有能积极地影响“海盗”号寻找火星生命的设计计划。总的来说,并没有在火星的低温环境下进行微生物的试验,而且在大多数场合没有提供足够的孵化时间。对火星上的新陈代谢作用只做出了比较可靠的推测,而且也无法去寻找石头内部的生命。

  两个“海盗”号着陆器上都安装了取样机械手。机械手从火星表面采集土样后,把土样送到飞船舱内。舱内有像电动火车的料车,把样品颗粒送去进行5种不同的试验:一种是进行无机化学试验,二是在沙粒和尘埃中寻找有机分子,另外三个是寻找微生物。当我们在一个星球上寻找生命时,我们是在做某些假定。虽然我们尽量不假定其他星球上的生命完全像我们身边的生命,但我们所能做的毕竟有限,我们只对地球上的生命有比较详尽的了解。“海盗”号的生物实验是第一次开创性的努力,它们并不代表寻找火星生命的最终结果。分析的结果一直是似是而非、令人烦恼、又令人激动的。此外,至少到目前为止,大体上仍是非绝决性的。

  三种微生物实验的重点虽然各不相同,但有一个共同的课题,就是有关火星上新陈代谢的问题。假如火星土壤中存在微生物,它们必定要摄取食物、排出废气;或者从大气中吸收气体,然后借助阳光把气体转化成有用的物质。所以,我们带了一些食物到火星上去,希望火星生物(如果存在生命)会发现它们挺可口。而后,我们再观察土壤中是否放出令人感兴趣的新气体。另一种办法是带去用放射性标记的气体,然后观察这些气体是否转变成有机物。假如变成了有机物,就可以推断存在火星生命。

  根据发射前制定的标准,在“海盗”号的三种实验中似乎有两种得到了肯定的结果。第一,当火星土样与经过消毒的地球有机溶液相混合时,土样中有东西使有机溶液发生了化学分解,这很像是进行呼吸的微生物代谢了从地球上带去的食物。第二,当把地球上的气体通人火星土样时,气体与土壤发生了化学结合,这种现象,与进行光合作用的微生物从周围气体制备有机物十分相似。进行这些取得肯定结果的火星生物实验所用的土样共有7个,取自相隔50公里的两个地点。

  但情况是复杂的,判断实验是否成功的标准也可能不恰当。为了进行“海盗”号的生物实验,人们做出了巨大的努力,并用了多种微生物进行校验,但却很少做出什么努力去进行实验,对火星表面无机物的可能作用进行校正。火星不是地球,正如洛韦尔的遗训提醒我们的,我们可能被假象所迷惑。在火星土壤中,可能有外来的无机化合物。在没有火星微生物的参与下就能够氧化食物。也许有某种特殊的无机催化剂,它能固定大气中的气体,并使之转化成有机分子。

  最近的实验表明,情况恰恰可能就是如此。1971年火星发生大尘暴时,“水手9”号的红外光谱仪摄取了尘埃的光谱图。我和O·B·图恩及J·B·波拉克在分析这些谱图时发现,谱图的某些特征似乎与蒙脱土及其他种类的粘土矿物完全吻合。“海盗”号着陆器后来进行的火星土壤探测结果也与我们的分析结果相似。A·贝林和J·里希庞发现,如果在实验室的实验中,用这样的粘土代替火星土壤,就能够重现“海盗”号“成功”进行的生物实验的某些关键特征,即重现那些类似光合作用以及像是呼吸作用的特征。粘土具有复杂的活性表面,能吸收和释放气体,还能催化化学反应。但是说无机化学能够解释“海盗”号生物实验的全部结果还为时过早,它只是说明,“海盗”号的实验结果不再是令人吃惊的了。当然,粘土的假说并不能排除火星上存在生命的可能性,但却无疑使我们相信,还没有有力的证据表明火星上存在微生物。

  即便如此,贝林和里希庞的实验结果在生物学上仍具有重大的意义,因为它们说明了,在没有生命存在的情况下,土壤具有某种化学性质,其作用相当于生命活动。在地球上出现生命之前,可能也有类似呼吸和光合作用的化学过程在土壤中循环。生命一产生可能马上就参与了这些过程。此外,我们知道,蒙脱土是一种潜在的催化剂,能促进氨基酸结合成类似蛋白质的长链分子。原始的土壤也许是地球生命的摇篮。现代火星土壤化学也许能为地球生命起源及其早期历史提供重要线索。

  火星表面有许多环形山(陨石坑),它们都是以人的名字,通常是一位科学家的名字来命名。维希尼亚克环形山凑巧位于火星的南极地区。维希尼亚克并没有说过火星上一定有生命,他只是认为火星上可能有生命,而确证火星上是否有生命是一件至关重要的事情。假如火星上真有生命,那么我们将有惟一的机会来检验我们的生命形态的普遍性。如果颇似地球的火星上没有生命,我们也必须弄清其原因,因为如果情况确实如此,正如维希尼亚克所强调指出的,我们经典的实验和控制学就将面临科学上的挑战。

  “海盗”号的生物实验结果可以用粘土来解释,这些结果并不能证明存在生命这样一个事实有助于解开另一个难题,即“海盗”号的有机化学实验在火星土壤中没有找到任何有机物。假如火星上有生命,那么生命的遗骸到哪里去了呢?火星上没有发现有机分子,既没有蛋白质和核酸的构成物,也没有发现简单的碳水化合物,完全没有地球上的那种生命物质。这种情况并不一定是矛盾的,因为“海盗”号的生物实验要比化学实验灵敏1000倍(以等量的碳原子为标准),而生物实验似乎检测到火星土壤中的合成有机物。但这一切并没有留下多少余地,因为地球土壤中含有曾经存活的生物的有机残余物,而在火星土壤中,其有机物的含量比月球表面还要少。如果坚持存在生命的假定,那么我们只能认为生物的遗体被火星表面具有化学反应性的氧化性表面所分解,就像过氧化氢瓶中生物的命运一样。或者认为,火星上存在着生命,但与地球上的生命相比,有机物所起的作用小得多。

  在我看来,后一种可能似乎是一种诡辩。我不得不承认,我是一位固执的“碳至上”主义者。碳存在于宇宙的各个角落,它奇迹般地造出了生命所需要的复杂分子。我也是一个“水至上”主义者,水是有机化学能起作用的理想溶液,它能在很大的温度范围内保持液态。但有时我又感到犹豫,我对碳和水的偏爱难道与我的躯体主要是由它们组成这样的事实没有关系吗?我们之所以主要由碳和水组成,难道不是由于在生命起源之时,地球上这些物质特别丰富吗?难道其他地方的生命,譬如说火星上的生命,就不能由其他物质构成吗?

  我本身是水、钙和名字称为卡尔·萨根的有机分子的集合体。你也是由与我几乎相同的分子组成的集合体,只是聚集的标记有所不同而已。但仅此而已吗?难道除了分子以外就没有其他东西了吗?有些人会觉得这种观点颇有损于人的尊严。但在我看来,宇宙能允许分子机器进化到人这样复杂、精密的程度,实在是莫大的荣耀。

  但是,生命的本质并不是构成人体的众多原子和简单分子随意地堆集在一起。我们常常看到,构成人体的某种化学物质价值只有97美分、10美元或相差无几的价格,看到我们宝贵的身躯价值如此可怜,真令人有点恼怒。然而,只有当人体变成最简单的可能成分时,才能这样来估价。人体的主要成分是水,而水几乎不值分文;碳则是以煤的形式来估价的;我们骨头中的钙就是白垩;人体蛋白质中的氮则存在于空气中(而空气也是便宜之至的);我们血中的铁在锈钉上就有。如果我们知道的就是这么一点点,我们或许会想把组成我们身体的所有原子装在一个大容器内搅拌。我们可以任意地延长这种可笑的尝试,最后我们只能得到令人乏味的原子混合物。除此之外,我们还能期望得到什么呢?

  哈罗德·莫罗维兹根据人体的准确分子组成,计算了从化工商店购买同样分子组成的化合物所需的费用,答案是大约1000万美元。这个价钱应该会使我们都觉得稍微心安理得些。但即使我们把这些化合物混合在一起,也绝不可能有一个人从罐子里钻出来,因为那已大大超越了我们的能力,而且在相当长的时间内仍然是不可能实现的。幸运的是,还有其他花钱较少但可靠性高的方法能制造人体。

  我认为,总体而言,许多星球上的生命都将由与我们这里相同的原子所组成,甚至基本的分子、如蛋白质和核酸也可能相同只是组合的方式不同而已。漂浮在稠密的星际大气中的生物,其原子组成也将可能与我们极其相似,差别只在于它们可能没有骨骼,因而不需要那么多钙。在其他世界上,也许使用的是水以外的某种溶液。氢氟酸可能就相当不错,尽管宇宙中氟的含量并不多,氢氟酸对构成人体的分子极其有害,但其他的有机分子,例如石蜡分子,在氢氟酸中却极为稳定。液氨可能是一种更好的溶液,因为宇宙中氨的储量非常丰富,但只有在比地球和火星冷得多的世界里,氨才能成为液态。在地球上,氨通常是一种气体,如同水在金星上呈气态一样。还有一种可能,即可能存在根本就不需要任何溶剂系统的生物,也就是固态生命,那里只有到处传播的电信号,没有四处漂游的分子。

  但上述假定并没有解决“海盗”号着陆器的实验所预示的火星生命问题。那个颇似地球的世界,拥有丰富的碳和水,生物理应以有机化合物为基础。70年代后期进行的有机化学实验结果,与飞船拍摄的图像和生物实验都表明,在“克雷斯”和“乌托邦”的细沙堆中没有生命。也许在岩石下几毫米处(如同在南极干谷),或者在火星的别的什么地方,或者在火星早期某个较温暖的时期里存在过生命,但不是在我们寻找的地点和时间。

  “海盗”号对火星的探险具有重大的历史意义。它是人类第一次认真地探索其他可能的生命形式,也是飞船在其他星球上第一次安全地工作了长达一小时(“海盗1”号维持了若干年之久)。它在对另一个世界的地质学、地震学、矿物学、气象学和其他五六门学科的研究方面硕果累累,获得了许多宝贵的数据。在这惊人的进步面前,我们该如何继续前进呢?一些科学家打算发射一个自动装置,能在火星着陆,采集土样,并把土样送回地球。这样,他们就可以在地球上的大型、精密的实验室中(而不是在我们所能送到火星上的小型实验室中),极其详细地检测火星的样品。这样,就可以解开“海盗”号生物实验的大部分疑团。可以测定火星土壤的化学和矿物学,可以劈开石头去寻找次表层的生命。还可以在各种条件下,采取各种方式,包括直接的显微镜观察,进行几百种生物和有机化学的试验。我们甚至还可以采用维希尼亚克的试验方法,尽管很费钱,但这类飞行恐怕并没有超出我们的技术能力。

  然而,这种飞行面临着一个新的危险,那就是后污染问题。假如我们想在地球上检查火星上样中的微生物,当然不能对土样进行消毒处理,探险的目的就是要把它们活着带回来。但如果不消毒,后果会怎样呢?带回到地球的火星微生物会对公众的健康造成危害吗?H·G·威尔斯和O·威尔斯笔下的火星人想尽办法对伯恩默思和泽西城的居民封锁消息,一直不为人所知,直到发现他们的免疫系统对地球上的细菌不起作用,但已经太晚了。与此相反的事情有可能发生吗?这是一个严肃又难以回答的问题。火星上可能并没有微生物,如果有的话,可能我们吞1千克到肚子里去也不会有什么不良反应。但是。我们不敢肯定,所冒的风险实在太大了。因此,要把未经消毒的火星土样带到地球上来,我们必须采取十分可靠的预防措施。有些国家研制并贮存了细菌武器。这些武器似乎偶尔也发生过一些事故,但就我所知,至今并未造成世界性的传染病。因而,或许能把火星土样安全地带回地球来。尽管如此,在考虑进行取回试样的飞行之前,我希望能做到绝对安全可靠。

  还有另外一种途径去研究火星,研究这颗异种的行星对我们所具有的全部奥秘和魅力。在我研究“海盗”号着陆器所拍摄的照片时,使我感触最深的是我们的活动能力所受到的限制。不知不觉中,我竟切望飞船哪怕靠自己的脚尖站立起来也好,但似乎依设计不能动的飞船实验室竟然反常地拒绝设法跳一步似的。我们曾久久地引颈盼望,能用取样机械手拨开那座沙丘,去寻找那块岩石下的生命,仔细地看看那个遥远的山脊是不是一个火山口的砾垒啊!我知道,在其东南方不远处是“克斯雷”地区的4条蜿蜒的水道。从“海盗”号所有那些十分引人人胜的探测结果来看,我已发现上百个比“海盗”号着陆点更有意义的地点。最理想的工具是能进行高级实验,尤其是进行摄影、化学和生物实验的流动车辆。宇航局正在研制这种车子的原型。这种车辆自己知道如何越过岩石,如何避免在山涧翻车,如何离开险境。如果能让这种流动车在火星上着陆;它就能扫描周围的区域,在它的视野范围内发现最有意义的地点,并在第二天的同一时间出现在那里。每天去一个新地方,蜿蜒地横越这颗迷人行星复杂多变的地形。使这种装置登上火星并没有超出我们的能力范围。

  即使火星上没有生命,发射这种车子也具有巨大的科学价值。因为这样一来,我们就可以在古河道中漫步,去攀登一座大火山,沿着冰冻的极地上那奇怪的阶梯,或者抄近路,到达火星上那诱人的金字塔⑤。对于这样的探测飞行,公众肯定也会有广泛的兴趣。在我们家中的电视屏幕上,每天都将看到一组新的景色。我们将能随着巡回车的踪迹,去细细地研究它的发现,提出新的目标。旅程可能是漫长的,但巡回车能遵从地球上的无线电指令。因此,我们会有足够的时间把新的想法编人探测计划中去,成千上万的人也就都能参加到另一个世界的探险中去。

  火星的表面积刚好与地球上的陆地面积相等。显然,对火星的彻底勘察将会使我们忙碌几个世纪之久。但是,总有一天火星会被全面地探测的:利用机器人飞机从高空摄制火星地图,巡回车跑遍整个火星表面,土样被安全地带回地球,甚至人类能在火星的沙地上散步。到了那时候,又该怎么办呢?我们该如何对待火星呢?

  人类滥用地球的事例真是不胜枚举,只要一想到这个问题,我就不寒而栗。假如火星上有生命,那我认为,我们就不应该再去干扰火星了,因为火星理应属于火星人,即使火星人还只是处于微生物阶段也罢。在邻近的星球上存在独自的生物,对我们来说是一桩无法估量的好事。因此,我认为,保护那里的生命的责任远远高于对火星的任何其他可能的利用。但是如果火星上没有生命又该如何呢?火星不大可能成为一个原料供应地,因为在未来的几百年内,要从火星往地球运送东西,运费将是极昂贵的。然而,我们能否在火星上生活?能否在一定程度上使火星变得适于居住呢?

  火星是一个可爱的、迷人的世界,但从我们狭隘的观点看来,它也有许多不足之处:主要是氧气太稀少,没有液态水,紫外线通量太高(从南极的永久性科学考察站的情况看,火星的低温还不是不可逾越的障碍)。只要我们能制造出更多的空气,所有这些问题都会迎刃而解。大气压升高后,液态水就可能形成。氧气增加后,我们就可以在大气中呼吸了,也就会形成臭氧层,保护火星表面不受太阳紫外线的伤害。蜿蜒曲折的水道,层压极状的极区山地,以及其他的证据都表明,火星大气的密度曾经很高,这些气体不大可能会脱离火星。因此,它们肯定存在于火星的某个地方。一部分气体已经与表面岩石发生了化学结合,一部分存在于次表层的冰中,但大部分气体可能存在于现在的极地冰帽之中。

  为了蒸发冰帽,我们就必须对它加热,或许我们可以在冰帽上撒上黑色的粉末,这样冰帽就可以吸收较多的阳光,这是同我们破坏地球的森林和草原恰恰相反的一件事情。但冰帽地域面积很大,为了撒遍黑土,需要1200台“土星5”号火箭推进器,才能从地球上运去所需要的黑土。而且,即使能做到这一点,火星上的风也会将它们吹跑。因此,最好是能研制出某种能自行增殖的黑色物质,这种物质应是一种微小的黑色机体,当我们把它送到火星以后,它就会到处分布,并以这种黑色物质为母体,自行大量繁殖,从而覆盖整个冰冠。这种机体是有的,就是我们称之为植物的生物。某些植物非常耐寒,而且有很强的适应能力。我们知道,地球上至少有某些微生物能在火星上生存。现在需要的是有一个研究计划,对黑色植物进行人工选择和遗传工程研究,也许可以选择苔藓植物,它们也许更能适应火星的严酷环境。如果这类植物在火星上能够繁衍的话,我们可以想象它们一定会在火星极地冰帽的广袤大地上播种、生根、蔓延,使冰冠呈现黑色,从而可以吸收阳光,加热冰层,把古代火星大气从长期的禁锢中解放出来。我们甚至可以想象有火星的阿卜细德(美国18世纪的拓荒者),不管是机器人或者是人类,漫步在冰冻的极地荒原上,他们的活动将会有助于未来的人类。

  这样一个总体的概念被称为“地形改造”,即把地球以外的世界的地形改变成较适于人类生活的环境。几千年来,人类活动造成的温室效应和反照率的变化,只使地球的温度改变了1度左右。当然,如果照目前燃烧矿物燃料的速度,以及森林和绿色植被的毁坏速度来看,只需要一两个世纪,就会使全球气温再升高1度。种种理由表明,要对火星进行卓有成效的地形改造可能需要几百年乃至几千年的时间。在科学技术高度发达的未来,我们不仅可以期望增加火星的总大气压、化出液态水,而且可以期望把极地冰帽融化的液态水输送到较暖和的赤道地区,建造运河就可以做到这一点。

  表层和次表层的冰融化后,可通过大运河网输送出去。但是,在火星上将会发生的这种事情,那岂不正是不到100年前洛韦尔看错了的那种景象吗?洛韦尔和华莱士都认为:火星环境之所以不适合于我们,就是因为那儿缺水。假如真能建成运河网,缺水的问题就会大大改善,在火星上居住就有可能成为现实。洛韦尔是在极其艰难的条件下进行观测的。斯基帕雷利等其他一些人也观测到了类似运河的目标,在洛韦尔开始他对火星的毕生研究之前,这些目标被通称为水道。人类在他们的情感受到刺激时往往会显示出自欺欺人的特殊才能。在这一方面,很少有其他的观念比在邻近的星球上居住着智慧生命的观念更激动人心的了。

  洛韦尔观点的力量可能就在于使这种观点变成一种预言。是他认为火星人建造了运河网。甚至这种观点也有可能成为一种确切的预言:假如要改造火星,那将由人类来完成,火星是人类能永久居住的另一颗行星。火星人将是我们人类自己。

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  ①英文的“无人知道”为二个字(Nobody Knows)。——译注

  ②1938年由沃生·威勒士(Orson Wells)改编的广播版本,把火星人的入侵从英格兰改变到美国的东部,使对战争神经过敏的成千上万美国人相信火星人确实在发动进攻了。

  ③牛顿断言:“即使制造望远镜的理论得到最充分的利用,望远镜仍然有一定的限度。超过这个限度望远镜就无能为力了。因为我们观察星球时要通过空气,而空气处于不停的震动之中……。惟一的解决办法是需要最晴朗、最宁静的空气,而这样的空气恐怕只有在高耸于云海之上的山巅才能找到。”

  ④当人们在“克雷斯”地区的一块石头上依稀看到一个像大写字母B的图像时,曾认为那是火星人刻下的,这使大家都高兴了一阵子。但后来的分析表明,那不过是光线、阴影以及人类图像识别技术上发生的幻觉。同时,火星人怎么也使用拉丁字母呢,这是不可思议的。有那么一会儿,在我的脑海里出现了我童年时神往的一个字眼“巴苏”。

  ⑤最大的金字塔底部直径3公里,高1公里,这比地球上的埃及和墨西哥的金字塔要大得多。这些金字塔看起来很古老,饱受侵蚀。它们或许只是些小山或长期聚集的沙丘。但是我想,它们是值得仔细勘察一番的。




在众神的果园里,他所注视的是四通八达的水渠

  依奴马·埃利希,苏默人,约公元前2500年。

  同意哥白尼观点的人认为,我们这个地球是一颗行星,她和其他行星一样,随着太阳在九天邀游,承受着太阳的光辉。他们也和旁人一样,有时不禁会产生这样的遐想……在其他的行星上,同我们这个地方一样也有华美的服装和家具,不仅如此,它们的居民也和我们地球上一样……。但是,我们总是倾向于认为,去探索其他行星上发生的事倩是徒劳无益的,因为一旦真正探索起来,可能就永无尽头了……。对于这件事,我刚刚还认真地思索了一番。[这并不是说,我认为自己比那些(业已逝去的)伟大人物目光更敏锐,而是说,在他们大都故去之后,我仍有幸继续活在世上]。我想,这样的探索并不是那么不切实际的,前进的道路也井不是那么困难重重的,而是存在进行各种猜想的充裕余地的。

  克里斯蒂安·惠更斯, 约1690年著
  《星际世界及其居民和生产的新猜想》。

  人类大开眼界的时代将会来到……,他们将会看到与我们的地球相似的其他行星。

  克里斯托弗·雷恩,1657年在格雷厄姆学院的就职演说。

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发表于 2016-9-2 16:57:54 | 显示全部楼层
发表于 2016-10-4 11:40:13 | 显示全部楼层
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