《暗淡藍點》：卡爾·薩根的宇宙情懷 | 果殼網移動版

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卡爾·薩根，目光穿越時空

作為第一個在小說中描寫如何科學地「穿越未來」的天文學家，可能卡爾·薩根（Carl Sagan）無論如何也想像不到，他的誕辰80周年紀念會暨《暗淡藍點》紀念版發行會和他的老朋友基普·索恩（Kip Stephen Thorne）指導的電影《星際穿越》竟然幾乎同時舉行。

卡爾·薩根，美國天文學家（1934.11.9—1996.12.20），出生在一個俄羅斯裔的猶太移民家庭。他在行星物理學領域取得了許多重要成就，包括建立了金星大氣的溫室模型，從而發現金星表面具有極高的溫度。他在生命起源、地外生命探索、美國的太陽系探測計劃等多方面做出了重要貢獻。對於普通讀者來說，更重要的是他是一位充滿熱情的科普作家，他和PBS電視台拍攝的系列電視科普節目《宇宙》是歷史上最受歡迎的節目之一，在60多個國家裡觀眾超過6億人。他的多部科普作品《宇宙》（與電視節目同步發行）、《暗淡藍點》、《魔鬼出沒的世界》等都是暢銷科普書。（英國科學家、科普作家Brian Cox就坦承深受卡爾·薩根影響，他已經和BBC拍攝了電視科普節目「奇蹟三部曲」三部曲《宇宙的奇蹟》、《太陽系的奇蹟》和《生命的奇蹟》，風靡全世界。）

更有意思的是，薩根還有一部科幻小說《接觸》（Contact）被搬上熒幕，描寫了一位女科學家執著地尋找外星文明的故事。電影於1997年上映，朱迪·福斯特出演了女主角，馬修·麥康納出演女主角的男友。17年之後，馬修·麥康納又演出了《星際穿越》的男主角。薩根在《接觸》中安排女主角穿越到外星文明的世界進行了一次時間旅行，實現了人類和更高級智慧文明的「第一次握手」。薩根本來假設女主角進入了黑洞，但索恩指出，「只進不出」的黑洞無法作為穿越媒介，建議薩根使用蟲洞。從此「蟲洞」成為科幻文學的一個標準設置。

薩根的科普作品不僅僅關注科學知識的普及，更重要的對科學精神的討論，對於科學和人類文化關係的思考。在《接觸》這部電影中，就表現了外星文明一旦被發現，將會對人類社會造成何等的衝擊。在《伊甸園的飛龍》《布魯卡的腦》中，薩根結合當時生物學對大腦工作機制的研究，探討了人類意識的運作方式，及科學思維這種認識世界的方式對人類認識自身和宇宙所產生的重大影響。

20世紀60、70年代，由於阿波羅登月計劃等科學活動的影響，公眾對科學非常關注，也有許多科學家樂意向公眾分享科學知識。但70年代末之後，隨著科學分工日益細密，科學家之間的競爭日益激烈，科學家群體把更多的注意力逐漸轉向了行業內部，而忽視對公眾的分享。美國的媒體版面上也重新被星座占卜、替代醫學等各種迷信所佔據，人們驚呼「科學被迷信打敗了」。卡爾·薩根對此也洞若觀火，他生前寫出的最後一本書《魔鬼出沒的世界——科學，照亮黑暗的蠟燭》，集中研究了在美國流行的形形色色的偽科學，指出為什麼在科學家看來這些是偽科學，以及為什麼人們會追捧這些偽科學。他呼籲社會要重視科學的懷疑精神，更好地認識我們這個世界，不要被那些獵奇的迷信誤導人們的求知慾望。今天看來，薩根的呼籲並沒有過時，今天我們的科學更加發達，但各種以「心靈雞湯」形式存在的迷信宣傳比薩根所在時代也更變本加厲。重讀薩根，既能讓我們學習到科學知識，也讓我們體會科學地認識我們所處的世界和我們自身是何等之不易。

暗淡藍點，天文學家對地球和人類的愛

《暗淡藍點》這本書是在20年前，卡爾·薩根60歲時出版的，兩年後他就去世了。所以這本書也可以說是薩根為自己撰寫的一部科學自傳，既反映了他的在行星探索方面的科學工作成就，也記述他對於宇宙探索、環境保護、人類文化的思考，體現他的宇宙情懷。儘管20年過去了，但這部具有強烈個性的科普著作卻一點兒也沒有過時，因為薩根記錄的是我們認識太陽系的歷史，其中的科學知識和探索歷程，歷久彌新。

薩根帶領我們從「地球」本身開始思考。在人類思想史和天文學歷史上，曾經長期以為人類和地球具有極其特殊的地位。對於地球地位的爭論從古希臘一直持續到17世紀初，哥白尼的日心說才確定了地球是太陽系裡的一顆普通行星，開普勒發現了行星運動三定律和伽利略發現了木星衛星、牛頓發現了萬有引力，從而最終證實了哥白尼的行星猜想。

後來的科學發展證實，太陽只是銀河系外圍一顆普通恆星，銀河系也十分普通，僅僅是幾千億個星系之一，人類也只是生物界進化出來的成員。薩根高度評價這些科學發現，認為這樣的認識轉換應該讓我們認識到，人類應該謙遜。為了進一步顯示地球在宇宙中的位置，在薩根的建議下，已經到達太陽系邊緣的「旅行者1號」飛船在1990年2月14日回望地球，拍攝了「太陽系全家福」和著名的「暗淡藍點」（Pale Blue Dot）。

地球在照片看起來只有兩三個像素大小。由於鏡頭幾乎正對著太陽，支架反射的一縷光線正好籠罩住這個光點。薩根稱這幅地球影像為「暗淡藍點」，它讓我們看清地球其實只是浩瀚宇宙中的一個毫不起眼的小不點。本書的書名即來源於此。

圖說：旅行者1號拍攝的「暗淡藍點」，地球只有兩三個像素。

圖說：旅行者1號也替金星、木星、土星、天王星、海王星拍攝了類似的照片，從而構成一幅太陽系全家福。因為位置和太陽的影響，無法拍攝到水星和火星。

薩根在書中說：

再看看那個光點，它就在這裡。那是我們的家園，我們的一切。你所愛的每一個人，你認識的每一個人，你聽說過的每一個人，曾經有過的每一個人，都在它上面度過他們的一生。我們的歡樂與痛苦聚集在一起，數以千計的自以為是的宗教、意識形態和經濟學說，所有的獵人與強盜、英雄與懦夫、文明的締造者與毀滅者、國王與農夫、年輕的情侶、母親與父親、滿懷希望的孩子、發明家和探險家、德高望重的教師、腐敗的政客、超級明星、最高領袖、人類歷史上的每一個聖人與罪犯，都住在這裡——一粒懸浮在陽光中的微塵。

在浩瀚的宇宙劇場里，地球只是一個極小的舞台。……地球是目前已知存在生命的惟一世界。至少在不遠的將來，人類無法遷居到別的地方。訪問是可以辦到的，定居還不可能。不管你是否喜歡，就目前來說，地球還是我們生存的地方。

有人說過，天文學令人感到自卑並能培養個性。除了這張從遠處拍攝我們這個微小世界的照片，大概沒有別的更好辦法可以揭示人類妄自尊大是何等愚蠢。對我來說，這強調說明我們有責任更友好地相處，並且要保護和珍惜這個淡藍色的光點——這是我們迄今所知的惟一家園。

值得一提的是，在70年代發射的飛向太陽系外的無人探測器先驅者10號、11號上，攜帶著薩根設計的「地球名片」。這張名片很多人都熟悉，上面描繪宇宙中最輕元素氫原子的量子基態、根據脈衝星定位的太陽系方位、地球在太陽系中的位置、地球男女性的形象，以及探測器本身和地球男女身高的一般比例。旅行者1號、2號則攜帶了薩根牽頭組織的委員會設計的一張銅質磁碟唱片，內容包括用55種人類語言錄製的問候語和各類音樂（包括中國古曲《流水》），旨在向「外星人」表達人類的問候。時任美國總統卡特的問候是：「這是一份來自一個遙遠的小小世界的禮物。上面記載著我們的聲音、我們的科學、我們的影像、我們的音樂、我們的思想和感情。我們正努力活過我們的時代，進入你們的時代。」這2種4份地球名片，是地球人類送給外星文明的「外交名片」，也許幾萬年之後，他們會收到吧。

圖說：先驅者10、11號攜帶的「地球名片」

圖說：旅行者1號、2號攜帶的「地球唱片」

太陽系探索，發現新世界

薩根曾任美國天文學會行星科學學會主席，當時正值美蘇競相開展太空探索活動，他在美國的太空科學計劃中起到了十分重要的作用。後來薩根曾榮獲美國航空航天局的特別科學成就獎，兩次獲得公共服務獎和航空航天局頒發的阿波羅成就獎。

20世紀60年代，美國航空航天局噴氣推動實驗室制定了雄心勃勃的探測太陽系的「水手計劃」（Mariner program），對近鄰行星展開近距離觀測。水手號探測器是在徘徊者月球登陸探測器基礎上改進而來的共發射了8艘探測器，對火星、金星、水星進行了成功的探測。60年代中期，根據從地球上獲得的金星射電波譜和「水手2號」的探測，薩根建立的金星的大氣模型，推斷出金星表面比地球高出400攝氏度，可謂灼熱無比，而且那裡是一個令人窒息、陰雲密布的世界。「水手計劃」進一步的觀測證實了薩根的理論推演結果。

在制定太陽系遠處的氣體巨行星（木星、土星、天王星、海王星）以及冥王星的觀測計劃時，美國航空航天局遇到了困難：即使用當時威力最大的大力神3號-半人馬座火箭，也要花相當長的時間：到天王星需要16年，到海王星需要30年！漫長的時間足以讓任何組織放棄這樣的計劃。

幸運的是，1965年當分析專家蓋瑞·弗蘭德羅（Gary Flandro）進行木星任務研究時發現，這幾顆大行星將進入一個罕見排列結構。藉助引力彈弓技術，探測器飛行經過太陽系所有的大行星只需要9年！每經過一顆行星，就能夠增加一次速度，更快地飛向下一顆行星。這種排列176年才會出現一次，最近的發射日期就在12年後。這個時間對科學家們精心準備來說足夠長，而作為科學目標來說又足夠近，機會實在太好了，令人無法拒絕。

美國航空航天局，制定了兩個飛出太陽系觀測計劃，按照木星—土星—冥王星、木星—天王星—海王星的路線上是旅行者1號和旅行者2號，1977年升空。另一項是由埃姆斯研究中心（Ames Research Center）用先驅者10號、11號作為旅行者計劃的先導，驗證通過火星和木星軌道之間的小行星帶時，微小天體對航天器的威脅程度，檢驗木星磁場對航天器的威脅。先驅者10號、11號於1972年、1973年發射。

作為最早踏上外太陽系之旅的航天器，它們為人類認識外行星做出了重要的貢獻，我們在科學課本、科普圖書上所見到的許多壯麗的畫面，就是這些無人探測器歷盡艱險傳遞迴來的。《暗淡藍點》記錄下了這段充滿了新發現、激動人心的太空探索時代。

就在2013年9月，美國航空航天局宣布，充分利用引力彈弓技術而成為奔向太陽系賽跑第一名的旅行者1號，已經進入到了太陽風影響範圍之外的恆星際空間。此時旅行者1號已經飛行了36年，距離地球190億千米，信號到達地球也得17小時之久。旅行者1號、2號，都是以3塊放射性同位素熱電機作為動力來源，發電機已經大大超出了起先的設計壽命，一般認為在大約2020年之前仍可提供足夠電力令航天器能夠繼續與地球聯繫。

太陽系之外，尋找新的地球

有意思的是，卡爾·薩根和他的同事們利用「伽利略號」探測器兩次掠過地球附近進行引力彈弓加速的機會，把地球作為「未知行星」，進行了一番觀測。當時伽利略掠過地球時高度只有950千米，天文學家們指揮「伽利略號」對地球進行了拍攝，收集圖像和光譜，從外星人視角利用這些資料來分析地球這顆行星的基本情況。這對於具有什麼條件的行星才可能適合生命的產生和繁衍這個問題打開了新的思路。.

圖說：1968年阿波羅8號宇航員環繞月球時看到月面上「升起」的地球。

在本書最初出版的時候，對太陽系外行星的探測才剛剛開始，而且是在一顆中子星周圍偶然地發現它有至少三顆行星。如今，多種探測器已經上天搜尋系外行星，已經找到約2000個，其中像地球這樣大小、位置合適，可能適宜生命繁衍的，還不到百分之一。而且這些都是從望遠鏡中獲得有限信息分析的結果。

就像《星際穿越》開頭指出的那樣，假如有一天地球不再適宜人類生存，我們該向何處尋找新的家園？至少目前看來我們還得首先發明出更好載人航天技術，才能跨越星際空間實現宇宙移民。

圖說：太陽系外的行星系統（概念圖）

《暗淡藍點》這本書涉及了很多內容，比如卡爾·薩根對於古代文化的觀點，對科學精神的理解，科學發展對社會思想的影響等等，這些都同樣精彩的思想，請讀者親自閱讀時來欣賞和讚歎吧。

《暗淡藍點》（卡爾·薩根誕辰80周年紀念版），人民郵電出版社。

參考：

http://songshuhui.net/archives/85359