中國首位卡爾薩根獎得主：我們?yōu)楹巫呦蛏羁?/h1>
2017-01-16 19:22:47鄭永春
方圓 2016年24期 關(guān)鍵詞：人類
卡爾薩根（Carl Edward Sagan，1934～1996）是美國著名天文學(xué)家、科普作家、科幻小說家，曾任美國天文學(xué)協(xié)會行星科學(xué)學(xué)會主席、美國地球物理學(xué)會聯(lián)合會行星學(xué)會主席，曾獲美國航空航天局特別科學(xué)成就獎，兩次獲得公共服務(wù)獎和航空航天局頒發(fā)的阿波羅成就獎。美國天文學(xué)會行星科學(xué)學(xué)會為紀(jì)念他設(shè)立了卡爾薩根獎，并于1998年開始頒授。
2016年5月，卡爾薩根獎被授予中國學(xué)者鄭永春博士，鄭永春博士是第一位獲得該獎項的中國人。近日，經(jīng)過數(shù)月的籌備，鄭永春博士進行了一次科普演講，講述了關(guān)于人類對太陽系探索的故事
1977年8月20日，旅行者2號從美國肯尼迪航天中心發(fā)射成功，半個月后的9月5日，旅行者1號也踏上征途，開始了對太陽系的探索。接連的兩次發(fā)射可以說是在與時間賽跑：176年一遇的行星連珠，讓飛行器可以借助引力彈弓效應(yīng)從一顆行星甩向另一顆行星，用一次發(fā)射達到四顆行星，這是旅行者們唯一的發(fā)射機會。同樣在1977年，《星球大戰(zhàn)》的上映在全球掀起了太空熱潮，人們討論著太空、銀河、飛行器。
從57年前月球1號探測器發(fā)射到神舟十一號返回地球，人類對太空的探索從未停歇。深空探測并非一項容易的工作，無論是技術(shù)上還是從時間周期上，都異常艱難。據(jù)統(tǒng)計，一個足夠幸運的科學(xué)家，一生中也只能參加兩個半的深空探測項目。如此艱辛的一項工作，卻又有無數(shù)科學(xué)家前赴后繼參與其中。那么，我們?yōu)槭裁匆呦蛏羁眨课磥硪话倌晡覀儗⒆呦蚰睦铮课覀內(nèi)绾巫呦蚰抢铮恐袊孜豢査_根獎得主鄭永春博士在他的演講中回答了這三個問題。
我們?yōu)槭裁匆呦蛏羁?/p>
從旅行者2號拍攝的照片上看，地球只是太陽系中一粒懸浮在陽光中的微塵。人類腳踏著這顆星球堅實的大地，依靠它的供給繁衍生息。然而從整個太陽系中看去，這個人類唯一的家園卻十分脆弱。2013年一顆小行星撞擊在俄羅斯的車?yán)镅刨e斯克，導(dǎo)致了1500人受傷，7200棟房屋受損，而這只是一次非常小規(guī)模的行星撞擊事件——在進入大氣層之前這顆小行星的直徑僅有18m，撞擊后最大的一塊隕石碎片也只有一顆瑜珈球那么大。如果換作一個1km直徑的小行星呢？它的威力相當(dāng)于幾百顆原子彈同時爆炸，會帶來大規(guī)模的自然災(zāi)難。
這種撞擊在太陽系中屢見不鮮：月球上直徑大于1km的撞擊坑就有3萬3千個，地球上雖然相對少得多，但也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了176個撞擊坑。
這176個撞擊坑中，最出名的一個位于墨西哥灣尤卡坦半島。那次撞擊發(fā)生于6500萬年前的白堊紀(jì)晚期，沒錯，就是它引發(fā)了大規(guī)模灰塵進入平流層，整個地球被灰塵覆蓋，繼而降溫、冰凍，曾經(jīng)獨霸地球的恐龍，就這樣滅亡了，從那次浩劫中存活下來的物種現(xiàn)在都被人類尊稱為“活化石”。
除了小行星撞擊，超級火山爆發(fā)、超級地震、超級海嘯、地球磁場倒轉(zhuǎn)、超級太陽爆發(fā)，人類對這些災(zāi)害中的任何一種都毫無抵抗之力，更不要說還要面臨三體星人的入侵和二向箔的威脅。
所以，我們發(fā)明強大的太空望遠鏡、進行深空探測，并不是因為其他星球比地球更美好，而是希望為人類找到一個滅頂之災(zāi)到來時保存火種的避難所。
未來一百年我們將走向哪里
到目前為止，人類已經(jīng)進行了230多次太陽系探測。這230多次深空探測中，離得最近的月球去了110多次，稍遠的金星和火星各四五十次，再遠的木星和土星去了不到10次，更遠的天王星和海王星就只有旅行者2號去過。
200多次的探測結(jié)果是，整個太陽系的8大行星、5顆矮行星、165顆衛(wèi)星當(dāng)中，只有火星有可能經(jīng)過改造實現(xiàn)大規(guī)模移民。
火星是一個什么樣的星球呢？它的直徑是地球的一半，重量是地球的十分之一，引力是地球的三分之一。由于大氣壓非常低，火星上的晝夜溫差極大，晚上最冷的時候有零下100攝氏度，但夏天正午的赤道地區(qū)，溫度可達20攝氏度，非常舒適。火星上還有一年四季，冬天的時候南北極冰蓋擴大，整個星球表面非常清晰，而到了春天，則被沙塵暴籠罩，分不清地形，冰蓋也開始縮小。
火星上到底有沒有生命，至今還是一個謎，但人類已經(jīng)開始了向火星移民的努力。1996年，卡爾薩根離開了這個世界。在他離世前的一個月，錄下了一段留給未來火星移民的錄音，在這段錄音里他說：“也許我們登上火星是因為我們必須如此，因為進化在我們心中埋下了流浪的火種，畢竟我們來自狩獵者、采集者，我們在地球上99.9%的時間都是浪子，而流浪的下一站就是火星。”
然而去火星并不是想去就能去的。從時間上來說，火星發(fā)射窗口期每780天才會出現(xiàn)一次，也就是說要2年零2個月才有一次最佳的發(fā)射機會。去程需要航行6個月的時間，而來回一趟完整的旅程則需要3年左右。除此之外，還有各種各樣的其他難題需要解決，比如降落傘如何在稀薄的大氣中使登陸器減速、來自宇宙射線和太陽耀斑粒子的威脅以及如何降低星際運輸成本，等等。
《火星救援》中馬特達蒙飾演的植物學(xué)家在火星上成功種出了土豆，這并非只是因為馬特達蒙的主角光環(huán)。實際上，科學(xué)家們已經(jīng)用模擬的火星土壤成功種出了土豆，而且有科學(xué)家相信，火星上種的土豆會比地球上的產(chǎn)量更高、品質(zhì)更好。
雖然目前人類還沒有在火星上找到可用的水源，但是我們已經(jīng)知道在火星的土壤中含有大量的水，也許我們可以通過加熱土壤或者打井來取水。如果這兩種方式都不行，還可以用除濕機來抽取空氣中的水。但無論如何，火星上的水是非常寶貴的。據(jù)悉，神舟十一號搭載的兩名航天員在太空中時無論是洗澡水還是洗腳水，都要收集起來循環(huán)利用，就像一位航天員曾說過的：“我今天喝下去的咖啡，就是用昨天喝過的咖啡沖的。”
有土豆吃、有水喝，還需要解決住的地方。除了像電影里那樣帶太空艙到火星拼在一起當(dāng)別墅以外，還可以利用火星上的資源蓋房子。火星土壤中有一種紅色黏土可以用來燒磚，黏土也可以加水變成砂漿，有磚、有砂漿，我們就可以在火星上建造窯洞，為了阻擋太陽輻射和宇宙射線，窯洞上方再堆蓋3米厚的沙土，就完成了一個火星之家。
這種方式無疑十分符合祖布林的理念。身為美國火星協(xié)會主席、被稱為“火星狂人”的羅伯特·祖布林在1996年出版了一本書叫作《趕往火星》的書，書中描繪了如何利用火星上自由的資源、“輕裝上陣”地實現(xiàn)火星移民計劃，正如他所說的：“讓我們用‘狗拉雪橇的方式去火星！”
相較于祖布林，鄭永春對火星移民的預(yù)計則保守得多：他預(yù)計未來20年人類會實現(xiàn)首次火星登陸，并在未來100年建成一個中等規(guī)模的火星城市，而將火星改造為適宜人類居住的星球則要在未來1000年中實現(xiàn)。
火星，只是個開始
四百年前當(dāng)人類發(fā)明望遠鏡之后，伽利略第一次把它對準(zhǔn)了天空，透過它看到了月球上的環(huán)形山、木星的四顆衛(wèi)星和一個宏大的宇宙。
同樣是四百年前，開普勒在給伽利略的信中寫道：“我們應(yīng)該建造適合飛向神圣天空的船與帆，然后也會有這樣的先驅(qū)者，面對無邊的太空，他們毫不退縮。”
也許火星只是一個開端，一個人類散居太陽系各處的起點。卡爾薩根曾說：“在過了一段短暫的定居生活后，我們又恢復(fù)古代的游牧生活方式。我們遙遠的后代們，安全地布列在太陽系或更遠的許多世界上……”“他們將抬頭凝視，在他們的天空中竭力尋找那個藍色的光點。”他們會感到驚奇，這個貯藏我們?nèi)繚摿Φ牡胤剑?jīng)是何等容易受傷害。我們的嬰兒時代是多么危險，我們的出生是多么卑微。我們要跨越多少條河流，才能找到我們要走的道路。（文章整理自鄭永春演講視頻）
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2016年5月，卡爾薩根獎被授予中國學(xué)者鄭永春博士，鄭永春博士是第一位獲得該獎項的中國人。近日，經(jīng)過數(shù)月的籌備，鄭永春博士進行了一次科普演講，講述了關(guān)于人類對太陽系探索的故事
1977年8月20日，旅行者2號從美國肯尼迪航天中心發(fā)射成功，半個月后的9月5日，旅行者1號也踏上征途，開始了對太陽系的探索。接連的兩次發(fā)射可以說是在與時間賽跑：176年一遇的行星連珠，讓飛行器可以借助引力彈弓效應(yīng)從一顆行星甩向另一顆行星，用一次發(fā)射達到四顆行星，這是旅行者們唯一的發(fā)射機會。同樣在1977年，《星球大戰(zhàn)》的上映在全球掀起了太空熱潮，人們討論著太空、銀河、飛行器。
從57年前月球1號探測器發(fā)射到神舟十一號返回地球，人類對太空的探索從未停歇。深空探測并非一項容易的工作，無論是技術(shù)上還是從時間周期上，都異常艱難。據(jù)統(tǒng)計，一個足夠幸運的科學(xué)家，一生中也只能參加兩個半的深空探測項目。如此艱辛的一項工作，卻又有無數(shù)科學(xué)家前赴后繼參與其中。那么，我們?yōu)槭裁匆呦蛏羁眨课磥硪话倌晡覀儗⒆呦蚰睦铮课覀內(nèi)绾巫呦蚰抢铮恐袊孜豢査_根獎得主鄭永春博士在他的演講中回答了這三個問題。
我們?yōu)槭裁匆呦蛏羁?/p>
從旅行者2號拍攝的照片上看，地球只是太陽系中一粒懸浮在陽光中的微塵。人類腳踏著這顆星球堅實的大地，依靠它的供給繁衍生息。然而從整個太陽系中看去，這個人類唯一的家園卻十分脆弱。2013年一顆小行星撞擊在俄羅斯的車?yán)镅刨e斯克，導(dǎo)致了1500人受傷，7200棟房屋受損，而這只是一次非常小規(guī)模的行星撞擊事件——在進入大氣層之前這顆小行星的直徑僅有18m，撞擊后最大的一塊隕石碎片也只有一顆瑜珈球那么大。如果換作一個1km直徑的小行星呢？它的威力相當(dāng)于幾百顆原子彈同時爆炸，會帶來大規(guī)模的自然災(zāi)難。
這種撞擊在太陽系中屢見不鮮：月球上直徑大于1km的撞擊坑就有3萬3千個，地球上雖然相對少得多，但也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了176個撞擊坑。
這176個撞擊坑中，最出名的一個位于墨西哥灣尤卡坦半島。那次撞擊發(fā)生于6500萬年前的白堊紀(jì)晚期，沒錯，就是它引發(fā)了大規(guī)模灰塵進入平流層，整個地球被灰塵覆蓋，繼而降溫、冰凍，曾經(jīng)獨霸地球的恐龍，就這樣滅亡了，從那次浩劫中存活下來的物種現(xiàn)在都被人類尊稱為“活化石”。
除了小行星撞擊，超級火山爆發(fā)、超級地震、超級海嘯、地球磁場倒轉(zhuǎn)、超級太陽爆發(fā)，人類對這些災(zāi)害中的任何一種都毫無抵抗之力，更不要說還要面臨三體星人的入侵和二向箔的威脅。
所以，我們發(fā)明強大的太空望遠鏡、進行深空探測，并不是因為其他星球比地球更美好，而是希望為人類找到一個滅頂之災(zāi)到來時保存火種的避難所。
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到目前為止，人類已經(jīng)進行了230多次太陽系探測。這230多次深空探測中，離得最近的月球去了110多次，稍遠的金星和火星各四五十次，再遠的木星和土星去了不到10次，更遠的天王星和海王星就只有旅行者2號去過。
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火星是一個什么樣的星球呢？它的直徑是地球的一半，重量是地球的十分之一，引力是地球的三分之一。由于大氣壓非常低，火星上的晝夜溫差極大，晚上最冷的時候有零下100攝氏度，但夏天正午的赤道地區(qū)，溫度可達20攝氏度，非常舒適。火星上還有一年四季，冬天的時候南北極冰蓋擴大，整個星球表面非常清晰，而到了春天，則被沙塵暴籠罩，分不清地形，冰蓋也開始縮小。
火星上到底有沒有生命，至今還是一個謎，但人類已經(jīng)開始了向火星移民的努力。1996年，卡爾薩根離開了這個世界。在他離世前的一個月，錄下了一段留給未來火星移民的錄音，在這段錄音里他說：“也許我們登上火星是因為我們必須如此，因為進化在我們心中埋下了流浪的火種，畢竟我們來自狩獵者、采集者，我們在地球上99.9%的時間都是浪子，而流浪的下一站就是火星。”
然而去火星并不是想去就能去的。從時間上來說，火星發(fā)射窗口期每780天才會出現(xiàn)一次，也就是說要2年零2個月才有一次最佳的發(fā)射機會。去程需要航行6個月的時間，而來回一趟完整的旅程則需要3年左右。除此之外，還有各種各樣的其他難題需要解決，比如降落傘如何在稀薄的大氣中使登陸器減速、來自宇宙射線和太陽耀斑粒子的威脅以及如何降低星際運輸成本，等等。
《火星救援》中馬特達蒙飾演的植物學(xué)家在火星上成功種出了土豆，這并非只是因為馬特達蒙的主角光環(huán)。實際上，科學(xué)家們已經(jīng)用模擬的火星土壤成功種出了土豆，而且有科學(xué)家相信，火星上種的土豆會比地球上的產(chǎn)量更高、品質(zhì)更好。
雖然目前人類還沒有在火星上找到可用的水源，但是我們已經(jīng)知道在火星的土壤中含有大量的水，也許我們可以通過加熱土壤或者打井來取水。如果這兩種方式都不行，還可以用除濕機來抽取空氣中的水。但無論如何，火星上的水是非常寶貴的。據(jù)悉，神舟十一號搭載的兩名航天員在太空中時無論是洗澡水還是洗腳水，都要收集起來循環(huán)利用，就像一位航天員曾說過的：“我今天喝下去的咖啡，就是用昨天喝過的咖啡沖的。”
有土豆吃、有水喝，還需要解決住的地方。除了像電影里那樣帶太空艙到火星拼在一起當(dāng)別墅以外，還可以利用火星上的資源蓋房子。火星土壤中有一種紅色黏土可以用來燒磚，黏土也可以加水變成砂漿，有磚、有砂漿，我們就可以在火星上建造窯洞，為了阻擋太陽輻射和宇宙射線，窯洞上方再堆蓋3米厚的沙土，就完成了一個火星之家。
這種方式無疑十分符合祖布林的理念。身為美國火星協(xié)會主席、被稱為“火星狂人”的羅伯特·祖布林在1996年出版了一本書叫作《趕往火星》的書，書中描繪了如何利用火星上自由的資源、“輕裝上陣”地實現(xiàn)火星移民計劃，正如他所說的：“讓我們用‘狗拉雪橇的方式去火星！”
相較于祖布林，鄭永春對火星移民的預(yù)計則保守得多：他預(yù)計未來20年人類會實現(xiàn)首次火星登陸，并在未來100年建成一個中等規(guī)模的火星城市，而將火星改造為適宜人類居住的星球則要在未來1000年中實現(xiàn)。
火星，只是個開始
四百年前當(dāng)人類發(fā)明望遠鏡之后，伽利略第一次把它對準(zhǔn)了天空，透過它看到了月球上的環(huán)形山、木星的四顆衛(wèi)星和一個宏大的宇宙。
同樣是四百年前，開普勒在給伽利略的信中寫道：“我們應(yīng)該建造適合飛向神圣天空的船與帆，然后也會有這樣的先驅(qū)者，面對無邊的太空，他們毫不退縮。”
也許火星只是一個開端，一個人類散居太陽系各處的起點。卡爾薩根曾說：“在過了一段短暫的定居生活后，我們又恢復(fù)古代的游牧生活方式。我們遙遠的后代們，安全地布列在太陽系或更遠的許多世界上……”“他們將抬頭凝視，在他們的天空中竭力尋找那個藍色的光點。”他們會感到驚奇，這個貯藏我們?nèi)繚摿Φ牡胤剑?jīng)是何等容易受傷害。我們的嬰兒時代是多么危險，我們的出生是多么卑微。我們要跨越多少條河流，才能找到我們要走的道路。（文章整理自鄭永春演講視頻）
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