美國國家航空航天局（NASA）于當地時間28日發布消息稱，在火星上首次發現了存在液態水的“強有力”證據。這又一次將火星推入公眾的視線之中。那么人類對火星的觀測與探索走過了怎樣的歷程？

中國擁有世界上最悠久、最連貫的天文學記錄，在古籍《開元占經》里，火星被稱為“熒惑”，因其熒熒似火、捉摸不定。古人堅信，火星近于妖星。《廣雅?釋天》有言：“熒惑謂之罰星，或謂之執法，司天下人臣之過。”在古人看來，這顆星實屬威嚴。

其他古代文明對此星亦有記載，例如古羅馬神話中的戰神Mars就是以火星命名，這是因為火星呈現猩紅色，是嗜血戰神所喜歡的顏色。當然，更嚴肅的天文學觀測主要是出于農業生產、歷法制定以及占星等目的。早在公元前兩千年的古埃及，就已經出現有關火星運行不規律的記載。

游星、天球與軌道

在古希臘天文學家那里，火星與土星、火星、金星、水星并稱為五大行星。希臘語叫做planetes，由動詞planaomai（游蕩）而來，換句話說，行星即為“游蕩者”。按照古希臘人的宇宙模型，這些行星被鑲嵌于各自的透明天球中，這些同心天球圍繞著某根通過地球的軸勻速自轉，裹挾著行星旋轉，最外面一層天球則是緩慢運轉的恒星天球。

聰明的讀者很容易看出這種模型難以解決的困難，如果行星被鑲嵌于天球之中，那么，所有行星一定是勻速圓周運動，像火星這樣的行星又怎么可能運轉不規律，忽亮忽暗、熒熒不定呢？而且更加嚴重的缺陷是，在恒星背景上，從地球觀察火星，有時候會發現火星在運行的過程當中會有突然往回走的現象。這用現代宇宙觀當然很好解釋，然而在當時，卻給堅持地心說的古代天文學家提了個大難題。

柏拉圖對此的解釋是，火星這樣的運動只是表面上看起來雜亂無章，在其背后，一定是由神圣高貴的圓周運動組成。于是，他發出了那條著名的口號——拯救那些現象——統治了西方天文學千年。隨后，學者希帕克斯與托勒玫（又譯托勒密）利用圓周運動的疊加解釋了火星的視運動不規律的問題。后者寫出了一系列皇皇巨著——《至大論》（Almagest），這本書在接下來一千四百年，都成為了西方天文學的權威文獻。

偉大的思想總是偉大的迷途，隨著時間的推移和阿拉伯、歐洲天文學家耐心細致的工作，陳舊的托勒玫體系的誤差越來越大，后人在托勒玫體系里修修補補，在本輪之上增加了更小、更多的圓。以至1969年版的《大不列顛百科全書》里說，到13世紀，每一顆行星都需要40至60個小圓來進行軌道修正！傳說當葡萄牙阿方索十世國王去看望正在編制《阿方索星表》的天文學家時，他風趣地說，如果上帝創造世界時他也在場，那么他一定會建議上帝做點改進。

隨后，一個被同時代的人認為有點瘋瘋癲癲的占星術士、天文學家開普勒真正開啟了天文學革命。開普勒師從德國天文學家馬斯特林（Maestlin），這位天文學家于1590年觀測到了金星掩火星的現象。這可以說是日心說的一大證據，于是他的學生開普勒也很快成為日心說的熱心支持者。

隨后，開普勒為以精確觀測著稱的第谷工作了兩年，在第谷暴斃后繼承了他龐大的觀測數據，通過曲曲折折的計算發現了如今中學生們即耳熟能詳的三大定律。但是鮮有人知的是，開普勒的第一個發現——行星的軌道為橢圓——是根據對火星的計算得出的。這也是因為火星的軌道實際上最扁，具體為何開普勒首選火星數據，是有意而為之？還是運氣過人？如今我們不得而知。但總之，淘氣的火星終于將天文學的發展引入正途，還為日后物理學的建立奠定了一定基礎。

火星狂想曲：存在運河與生命？

1877年，意大利天文學家喬范尼·夏帕雷利（Giovanni Schiaparelli）利用光學望遠鏡觀測到火星表面具有條狀地貌，他將之命名為canali，意大利語為水道之意，此后被譯為運河（cannals）。盡管更先進的設備出現之后，夏帕雷利的發現被認定為光學幻象，但這個誤譯還是使得火星上有運河、有生命的想法成為廣泛流傳的幻想與希冀。

1892年，Camille Flammarion寫了一本書，叫做《火星及其居住條件》（La planète Mars et ses conditions d'habitabilité），這本書描繪了火星上那些水道是如何與人工運河相似，又描述了智能生命是怎樣通過這些運河在火星世界分配水資源的。同年當選為美國藝術與科學院（American Academy of Arts and Sciences）會員的Percival Lowell在閱讀此書之后，便將余生致力于觀測火星上的生命。他先后出版了《火星》（1895）、《火星和運河》（1906）和《火星：生命的居所》（1908）等著作。由于這些著作廣為流傳，火星上存在生命這個想法也隨之流傳開來。

最后，連天才科學家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）都參與到這場火星熱中來。1899年，特斯拉在他的科羅拉多實驗室，利用自己發明的接收器捕捉到了重復信號。他認為這是來自另一個星球的無線電通訊，很可能是火星。在1901年的一次訪談里，特斯拉說：“一段時間之后，這種想法才閃過我的腦海。我所觀察到的擾動可能受外生智能生命的控制。雖然我無法解開其中的意義，但是就我而言，我認為這件事很可能是純粹的巧合。我是第一個聽見來自外星生命的問候的人，這種感覺愈發強烈。”

特斯拉的理論受到了開爾文勛爵的支持。開爾文勛爵也是當年的科學巨擘，如今的熱力學溫標的單位就是以他的名字命名。開爾文勛爵于1902年造訪美國，據報道，他曾認為特斯拉的確接收到了火星人發送給美國的信號。不過，在他離開美國之后，他又否認自己曾說過這樣的話，他修正說：“其實我所說的是，如果火星上真有居民，那么他們一定能夠看到在電力光輝照耀之下的紐約市。”

當時也并非所有天文學家都持有相似的觀點，也有人據理力爭地認為火星上不存在運河或者生命。但這場爭論真正平息要等到下個世紀六十年代，NASA將Mariner 4送上火星拍攝出清晰的照片，并未拍攝到任何運河，而是帶來了荒漠空洞的火星表面的圖片。

有關火星上是否有運河和智慧生命的爭論很容易理解。在十九世紀，天文觀測還沒有攝影技術。天文學家只能透過光學望遠鏡連續數小時盯著目標，直到某一時刻，視野足夠清晰，然后他們立刻把所見之物描畫下來。他們看到火星上的陰影和亮光，想當然地便以為是大陸與海洋。當時的天文學家已經知道火星的自轉周期和傾角都與地球相似，這就意味著火星上也會有天文學意義上的季候變遷。的確，火星兩極的冰蓋隨著季節的變化此消彼長。但是，據此而相信火星有著和地球相似的氣候、植被乃至生命，確實在科學研究中屬于過于冒險的猜想。

直到二十世紀二十年代末，科學家們才確定火星是一個干燥的星球，同時大氣壓很低，并不適合地球意義上的生命的形成。然而對于火星生命的猜想從未真正停止，有無數的科幻作品以此為基調，例如1938年由奧遜·威爾斯（Orson Welles）播出的科幻有聲書作品《世界大戰》（The War of the Worlds）。盡管在節目開始已作出說明，但這部作品播報新聞一般的語氣還是造成了很大的恐慌，許多人真以為火星人正在入侵地球，據說還有兩人因此而自殺。

探索火星，神話不死

2014年1月24日，NASA報告說火星探測車好奇號和機遇號接下來的任務將是探索古代生命的證據，其中包括基于自養光能或化學能自養微生物的生態圈，或者與古代湖河有關的平原，這些沉積平原也許可為生命提供合適環境。換言之，尋找化石、有機物等能為生命的存在提供可能性的證據目前是NASA的首要目標。

NASA設定的這個目標并不是無端空想，早在2000年，NASA利用火星衛星“環球探測者”號拍攝到了沉積巖的照片。這種與地球上因水流形成的沉積巖十分類似的證據令有關專家判斷，數十億年前火星上曾有湖泊存在。

次年，NASA又宣布，科學家們對一塊在南極發現的火星隕石進行了檢測，發現這塊隕石內部存在呈長鏈狀排列的磁晶體。鏈中的每個磁晶體都是一粒很小的磁鐵，而這樣的排列必須在微生物作用下才會形成，否則就會因磁力而崩塌。

除了這些證據，科學家們還希望在火星上找到液態水的存在。火星上的水幾乎全部以冰的形式存在于兩極，只有非常少量的以氣態存在于大氣層中。雖然火星上的確沒有前人設想的運河，但是1971年Mariner 9傳回的圖像表示，火星上有巨大的河谷。這顛覆了許多人的觀點。回傳的圖像顯示，曾經有大洪水沖破天然屏障，沖擊出深深的河谷，延綿數千公里。在南半球還發現了一些支流，這就表示這個星球曾經有過降雨。隨著研究進一步展開，截止2010年已經發現了超過四萬條大大小小的河谷，遍布火星表面。

此外，火星上還發現了湖泊盆地，有些甚至可與地球上最大的湖相媲美，面積接近黑海，但要知道，火星的半徑僅僅是地球的一半。如果火星上曾經存在液態水，或現在仍有液態水的存在，那么，火星表面是否生長過微生物？這個星球過去是否存在生命？如果有，那么如今這些生命是否依舊存在。試想，如果答案是肯定的，這是多么令人振奮的事啊！

在過去的四十多年間，NASA已將許多機械探測器送上火星，NASA的下一步目標是將宇航員在本世紀三十年代送上火星。人類火星探測計劃還處在近地軌道空間站的初始階段。空間站上的宇航員將幫助NASA進一步提升深空探索所需的通訊系統，也將在宇航員在太空中的身體健康方面提供指導和支持。

人類從古代開始就仰望這顆行星，記錄下它不規則的運行，設想出各種各樣的宇宙理論模型；十六世紀，從計算這顆星球的軌道開始，開普勒為牛頓物理學奠定了基石；十九世紀，人們暢想這顆與地球相似的星球上也許也存在生命和智慧；直到今天，人類對火星的幻想與好奇仍未停歇。