美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）于當(dāng)?shù)貢r(shí)間28日發(fā)布消息稱(chēng)，在火星上首次發(fā)現(xiàn)了存在液態(tài)水的“強(qiáng)有力”證據(jù)。這又一次將火星推入公眾的視線(xiàn)之中。那么人類(lèi)對(duì)火星的觀(guān)測(cè)與探索走過(guò)了怎樣的歷程？

中國(guó)擁有世界上最悠久、最連貫的天文學(xué)記錄，在古籍《開(kāi)元占經(jīng)》里，火星被稱(chēng)為“熒惑”，因其熒熒似火、捉摸不定。古人堅(jiān)信，火星近于妖星。《廣雅?釋天》有言：“熒惑謂之罰星，或謂之執(zhí)法，司天下人臣之過(guò)。”在古人看來(lái)，這顆星實(shí)屬威嚴(yán)。

其他古代文明對(duì)此星亦有記載，例如古羅馬神話(huà)中的戰(zhàn)神Mars就是以火星命名，這是因?yàn)榛鹦浅尸F(xiàn)猩紅色，是嗜血戰(zhàn)神所喜歡的顏色。當(dāng)然，更嚴(yán)肅的天文學(xué)觀(guān)測(cè)主要是出于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、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(jīng)出現(xiàn)有關(guān)火星運(yùn)行不規(guī)律的記載。

游星、天球與軌道

在古希臘天文學(xué)家那里，火星與土星、火星、金星、水星并稱(chēng)為五大行星。希臘語(yǔ)叫做planetes，由動(dòng)詞planaomai（游蕩）而來(lái)，換句話(huà)說(shuō)，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(guò)地球的軸勻速自轉(zhuǎn)，裹挾著行星旋轉(zhuǎn)，最外面一層天球則是緩慢運(yùn)轉(zhuǎn)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(yùn)動(dòng)，像火星這樣的行星又怎么可能運(yùn)轉(zhuǎn)不規(guī)律，忽亮忽暗、熒熒不定呢？而且更加嚴(yán)重的缺陷是，在恒星背景上，從地球觀(guān)察火星，有時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)火星在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中會(huì)有突然往回走的現(xiàn)象。這用現(xiàn)代宇宙觀(guān)當(dāng)然很好解釋?zhuān)欢诋?dāng)時(shí)，卻給堅(jiān)持地心說(shuō)的古代天文學(xué)家提了個(gè)大難題。

柏拉圖對(duì)此的解釋是，火星這樣的運(yùn)動(dòng)只是表面上看起來(lái)雜亂無(wú)章，在其背后，一定是由神圣高貴的圓周運(yùn)動(dòng)組成。于是，他發(fā)出了那條著名的口號(hào)——拯救那些現(xiàn)象——統(tǒng)治了西方天文學(xué)千年。隨后，學(xué)者希帕克斯與托勒玫（又譯托勒密）利用圓周運(yùn)動(dòng)的疊加解釋了火星的視運(yùn)動(dòng)不規(guī)律的問(wèn)題。后者寫(xiě)出了一系列皇皇巨著——《至大論》（Almagest），這本書(shū)在接下來(lái)一千四百年，都成為了西方天文學(xué)的權(quán)威文獻(xiàn)。

偉大的思想總是偉大的迷途，隨著時(shí)間的推移和阿拉伯、歐洲天文學(xué)家耐心細(xì)致的工作，陳舊的托勒玫體系的誤差越來(lái)越大，后人在托勒玫體系里修修補(bǔ)補(bǔ)，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(shū)》里說(shuō)，到13世紀(jì)，每一顆行星都需要40至60個(gè)小圓來(lái)進(jìn)行軌道修正！傳說(shuō)當(dāng)葡萄牙阿方索十世國(guó)王去看望正在編制《阿方索星表》的天文學(xué)家時(shí)，他風(fēng)趣地說(shuō)，如果上帝創(chuàng)造世界時(shí)他也在場(chǎng)，那么他一定會(huì)建議上帝做點(diǎn)改進(jìn)。

隨后，一個(gè)被同時(shí)代的人認(rèn)為有點(diǎn)瘋瘋癲癲的占星術(shù)士、天文學(xué)家開(kāi)普勒真正開(kāi)啟了天文學(xué)革命。開(kāi)普勒師從德國(guó)天文學(xué)家馬斯特林（Maestlin），這位天文學(xué)家于1590年觀(guān)測(cè)到了金星掩火星的現(xiàn)象。這可以說(shuō)是日心說(shuō)的一大證據(jù)，于是他的學(xué)生開(kāi)普勒也很快成為日心說(shuō)的熱心支持者。

隨后，開(kāi)普勒為以精確觀(guān)測(cè)著稱(chēng)的第谷工作了兩年，在第谷暴斃后繼承了他龐大的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)曲曲折折的計(jì)算發(fā)現(xiàn)了如今中學(xué)生們即耳熟能詳?shù)娜蠖伞５酋r有人知的是，開(kāi)普勒的第一個(gè)發(fā)現(xiàn)——行星的軌道為橢圓——是根據(jù)對(duì)火星的計(jì)算得出的。這也是因?yàn)榛鹦堑能壍缹?shí)際上最扁，具體為何開(kāi)普勒首選火星數(shù)據(jù)，是有意而為之？還是運(yùn)氣過(guò)人？如今我們不得而知。但總之，淘氣的火星終于將天文學(xué)的發(fā)展引入正途，還為日后物理學(xué)的建立奠定了一定基礎(chǔ)。

火星狂想曲：存在運(yùn)河與生命？

1877年，意大利天文學(xué)家喬范尼·夏帕雷利（Giovanni Schiaparelli）利用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀(guān)測(cè)到火星表面具有條狀地貌，他將之命名為canali，意大利語(yǔ)為水道之意，此后被譯為運(yùn)河（cannals）。盡管更先進(jìn)的設(shè)備出現(xiàn)之后，夏帕雷利的發(fā)現(xiàn)被認(rèn)定為光學(xué)幻象，但這個(gè)誤譯還是使得火星上有運(yùn)河、有生命的想法成為廣泛流傳的幻想與希冀。

1892年，Camille Flammarion寫(xiě)了一本書(shū)，叫做《火星及其居住條件》（La planète Mars et ses conditions d'habitabilité），這本書(shū)描繪了火星上那些水道是如何與人工運(yùn)河相似，又描述了智能生命是怎樣通過(guò)這些運(yùn)河在火星世界分配水資源的。同年當(dāng)選為美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)院（American Academy of Arts and Sciences）會(huì)員的Percival Lowell在閱讀此書(shū)之后，便將余生致力于觀(guān)測(cè)火星上的生命。他先后出版了《火星》（1895）、《火星和運(yùn)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(gè)想法也隨之流傳開(kāi)來(lái)。

最后，連天才科學(xué)家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）都參與到這場(chǎng)火星熱中來(lái)。1899年，特斯拉在他的科羅拉多實(shí)驗(yàn)室，利用自己發(fā)明的接收器捕捉到了重復(fù)信號(hào)。他認(rèn)為這是來(lái)自另一個(gè)星球的無(wú)線(xiàn)電通訊，很可能是火星。在1901年的一次訪(fǎng)談里，特斯拉說(shuō)：“一段時(shí)間之后，這種想法才閃過(guò)我的腦海。我所觀(guān)察到的擾動(dòng)可能受外生智能生命的控制。雖然我無(wú)法解開(kāi)其中的意義，但是就我而言，我認(rèn)為這件事很可能是純粹的巧合。我是第一個(gè)聽(tīng)見(jiàn)來(lái)自外星生命的問(wèn)候的人，這種感覺(jué)愈發(fā)強(qiáng)烈。”

特斯拉的理論受到了開(kāi)爾文勛爵的支持。開(kāi)爾文勛爵也是當(dāng)年的科學(xué)巨擘，如今的熱力學(xué)溫標(biāo)的單位就是以他的名字命名。開(kāi)爾文勛爵于1902年造訪(fǎng)美國(guó)，據(jù)報(bào)道，他曾認(rèn)為特斯拉的確接收到了火星人發(fā)送給美國(guó)的信號(hào)。不過(guò)，在他離開(kāi)美國(guó)之后，他又否認(rèn)自己曾說(shuō)過(guò)這樣的話(huà)，他修正說(shuō)：“其實(shí)我所說(shuō)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(dāng)時(shí)也并非所有天文學(xué)家都持有相似的觀(guān)點(diǎn)，也有人據(jù)理力爭(zhēng)地認(rèn)為火星上不存在運(yùn)河或者生命。但這場(chǎng)爭(zhēng)論真正平息要等到下個(gè)世紀(jì)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(yùn)河，而是帶來(lái)了荒漠空洞的火星表面的圖片。

有關(guān)火星上是否有運(yùn)河和智慧生命的爭(zhēng)論很容易理解。在十九世紀(jì)，天文觀(guān)測(cè)還沒(méi)有攝影技術(shù)。天文學(xué)家只能透過(guò)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡連續(xù)數(shù)小時(shí)盯著目標(biāo)，直到某一時(shí)刻，視野足夠清晰，然后他們立刻把所見(jiàn)之物描畫(huà)下來(lái)。他們看到火星上的陰影和亮光，想當(dāng)然地便以為是大陸與海洋。當(dāng)時(shí)的天文學(xué)家已經(jīng)知道火星的自轉(zhuǎn)周期和傾角都與地球相似，這就意味著火星上也會(huì)有天文學(xué)意義上的季候變遷。的確，火星兩極的冰蓋隨著季節(jié)的變化此消彼長(zhǎng)。但是，據(jù)此而相信火星有著和地球相似的氣候、植被乃至生命，確實(shí)在科學(xué)研究中屬于過(guò)于冒險(xiǎn)的猜想。

直到二十世紀(jì)二十年代末，科學(xué)家們才確定火星是一個(gè)干燥的星球，同時(shí)大氣壓很低，并不適合地球意義上的生命的形成。然而對(duì)于火星生命的猜想從未真正停止，有無(wú)數(shù)的科幻作品以此為基調(diào)，例如1938年由奧遜·威爾斯（Orson Welles）播出的科幻有聲書(shū)作品《世界大戰(zhàn)》（The War of the Worlds）。盡管在節(jié)目開(kāi)始已作出說(shuō)明，但這部作品播報(bào)新聞一般的語(yǔ)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(jù)說(shuō)還有兩人因此而自殺。

探索火星，神話(huà)不死

2014年1月24日，NASA報(bào)告說(shuō)火星探測(cè)車(chē)好奇號(hào)和機(jī)遇號(hào)接下來(lái)的任務(wù)將是探索古代生命的證據(jù)，其中包括基于自養(yǎng)光能或化學(xué)能自養(yǎng)微生物的生態(tài)圈，或者與古代湖河有關(guān)的平原，這些沉積平原也許可為生命提供合適環(huán)境。換言之，尋找化石、有機(jī)物等能為生命的存在提供可能性的證據(jù)目前是NASA的首要目標(biāo)。

NASA設(shè)定的這個(gè)目標(biāo)并不是無(wú)端空想，早在2000年，NASA利用火星衛(wèi)星“環(huán)球探測(cè)者”號(hào)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(lèi)似的證據(jù)令有關(guān)專(zhuān)家判斷，數(shù)十億年前火星上曾有湖泊存在。

次年，NASA又宣布，科學(xué)家們對(duì)一塊在南極發(fā)現(xiàn)的火星隕石進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)這塊隕石內(nèi)部存在呈長(zhǎng)鏈狀排列的磁晶體。鏈中的每個(gè)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(huì)形成，否則就會(huì)因磁力而崩塌。

除了這些證據(jù)，科學(xué)家們還希望在火星上找到液態(tài)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(tài)存在于大氣層中。雖然火星上的確沒(méi)有前人設(shè)想的運(yùn)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(guān)點(diǎn)。回傳的圖像顯示，曾經(jīng)有大洪水沖破天然屏障，沖擊出深深的河谷，延綿數(shù)千公里。在南半球還發(fā)現(xiàn)了一些支流，這就表示這個(gè)星球曾經(jīng)有過(guò)降雨。隨著研究進(jìn)一步展開(kāi)，截止2010年已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了超過(guò)四萬(wàn)條大大小小的河谷，遍布火星表面。

此外，火星上還發(fā)現(xiàn)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(jīng)存在液態(tài)水，或現(xiàn)在仍有液態(tài)水的存在，那么，火星表面是否生長(zhǎng)過(guò)微生物？這個(gè)星球過(guò)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(guò)去的四十多年間，NASA已將許多機(jī)械探測(cè)器送上火星，NASA的下一步目標(biāo)是將宇航員在本世紀(jì)三十年代送上火星。人類(lèi)火星探測(cè)計(jì)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(jìn)一步提升深空探索所需的通訊系統(tǒng)，也將在宇航員在太空中的身體健康方面提供指導(dǎo)和支持。

人類(lèi)從古代開(kāi)始就仰望這顆行星，記錄下它不規(guī)則的運(yùn)行，設(shè)想出各種各樣的宇宙理論模型；十六世紀(jì)，從計(jì)算這顆星球的軌道開(kāi)始，開(kāi)普勒為牛頓物理學(xué)奠定了基石；十九世紀(jì)，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(lèi)對(duì)火星的幻想與好奇仍未停歇。