自序 火星情,生命源
李傑信
要寫本火星的書,對我而言,是一個不算小的願望。
1978年,我加入加州理工學院噴射推進實驗室,「維京人號」在火星上已經工作了兩年,我親身體驗過火星探測狂熱的氣氛,雖然「維京人號」在火星上沒發現生命,甚至連有機物質也沒有找到。
「維京人號」登陸後,西方科普工作者,前後寫出許多本有關火星的書。「維京人號」後,美國航太總署全力發展太空梭和太空站計畫,又經過「挑戰者號」爆炸慘劇,忙得焦頭爛額,火星被擱置在一邊,一直到1992年才發射了「火星觀測者號」,這是一項「大」科學計畫,距「維京人號」的發射已有十七年了。
「火星觀測者號」航行五億多公里後,在抵達火星前失蹤。我當時已在航太總署總部上班,「哈伯望遠鏡」仍然癱瘓在天,現在「火星觀測者號」上十億美金投資又變成泡影,美國納稅人開始懷疑,太空計畫是划算的投資嗎?
媲美鄭和下西洋
當時剛上任不久的署長哥丁,曾以中國明朝鄭和下西洋為例,向美國老百姓遊說太空投資不能停止。鄭和在1405年至1433年間,七下西洋,帶領62艘船組成龐大的艦隊,27,800名水手,以天文「牽星術」定位導航,遠航印度、東非、紅海、波斯灣、埃及,在當時無疑的是世界上最大的一支遠洋艦隊,比哥倫布美洲航行要早上六、七十年。
中國的天文學在當時世界也是遙遙領先的。近的有宋仁宗至和元年(1054年)「天關客星」超新星記載,遠的有公元前613年「哈雷彗星」的紀錄和漢武帝時(公元前104年)量出的水星週期(115.87日,比現代值115.88日僅差0.01日)。在公元前28年觀測日面黑子,並在春秋戰國時代就使用「歲星(木星)紀年法」。中國已擁有四大發明:指南針、造紙術、火藥、印刷術,遠揚世界。所以在鄭和時代,中國的科技文化和航海技術,在世界上居領先地位。
資助鄭和下西洋的明成祖朱棣,南征安南、北討蒙古、修建長城、開大運河、遷都北京。在經費緊張空虛的情況下,到明英宗以後就全面放棄建造新船、禁海運。中國沒有持之以恆,痛失良機,未能收成幾千年來辛勤努力累積出來的成果。近代中、西文明的分野,這是一個重要的轉捩點。
哥丁的論點在國會產生多大的作用,不容易估計。但緊接著蘇聯解體,太空站躍升為「國家安危級」大科研計畫(見《追尋藍色星球》書,新新聞出版),他又推出「快、好、省」經費精簡策略,哥丁做活了「火星觀測者號」後的火星計畫。第一批使用新策略發展出來的火星太空船「火星全球勘測衛星」和「火星探路者號」取得空前成功,新的火星數據源源而來,結束了20多年坐吃「維京人號」數據老本的時代。
追尋紅色星球
新時代的火星探測,又勾引起我沈睡已久的寫火星的衝動。從1995年起,我開始著手寫一些零散的科普文章。1996年,火星隕石ALH84001中發現了可能含有火星細菌生命活動的遺跡,加上1998年在西澳大利亞海床下發現的毫微細菌,在在暗示火星可能曾有類似地球古菌的存在。在1999年初,我寫完了《追尋藍色星球》書後,就開始認真思考這本火星書的內容。
多年來我所接觸的火星資料大半是因特殊事件而發,立論精闢,針針見血。但對我而言,總有些像東一鎯頭、西一棒錘,勾畫不出人類對火星完整的「情」。所以我這本書是從火星逆行在中國引出的「熒惑(火星)守心」說起,經望遠鏡觀測,太空船飛越、進入軌道、登陸,然後對火星的地表風貌、火星月亮、火星曾經發生過的巨大洪水,進行輕鬆的描述,最後討論人類終極的關懷:火星的生命與它和地球生命起源的關連。我的目的是寫一本在高層次概念上比較完整的火星的書。
一開始寫這本書,我就掩卷長嘆。中國和歐洲接受天庭同樣的火星逆行和明晦變化的強烈暗示,中國發展出「熒惑守心」的占星術,帶來一片刀光劍影,血腥殺戳。而哥白尼卻在中國海運停止後一百一十年,發展出太陽中心學說,激起西方文明一個質上的飛躍。七十年後,刻卜勒又站在巨人的肩膀上,找出了火星和行星橢圓形的軌道,完成太陽行星運行體系。哥白尼學說在1760年才由法國耶穌會士蔣友仁獻與乾隆皇帝,距1543年哥白尼學說問世時已有二百多年了。所以由鄭和1433年中國遙遙領先情況,在三百年多一點點的時間,中國反而落後了西方至少二百多年。一直到現在,中華民族還在追趕這段差距。
揭開火星面紗
望遠鏡的發明,使人類的視野衝出太陽系,擴展到整個宇宙。人類通過望遠鏡,看見了火星上的色蒂斯大平原,閃亮的南北極冰帽,計算出火星自轉一週也是約24小時,自轉軸並有傾角,火星應有四季,地表顏色也隨季節變化。羅威爾並看出火星有運河,幻想火星應有居民存在。
人類在1957年10月4日進入太空世紀。在這本書裡,我要把太空船去火星的軌道講清楚。一般談軌道的著作,力學公式上千條,每條公式可長達數頁,顯然不適合我的需要。我在書中塑造出一個「大力神」,超脫在刻卜勒三定律之外,由他來回穿梭,把太空船送上了火星。
從「水手號」火星的任務中,人類先期發現火星有許多隕石坑,乾冷死寂,沒有生命跡象。後來又發現了乾涸河床、巨大的火山群。火星可能有生命的暗示,促成我們送出「維京人號」,登陸火星,尋找生命。
「維京人號」在火星地表沒有發現生命,甚至連有機物質也沒有找到。人們學到:火星大氣稀薄,太陽強烈的紫外線長驅直入,轟擊地表數十億年,火星地表被消毒得清潔溜溜,是一個天然無菌室!
「維京人號」後,火星成為充滿玄機的行星。巨大的奧林帕斯火山,可容納三個埃佛勒斯峰,代表火星過去活躍的地質活動,有利於生命起源。火星有一條長達4,500公里的大裂谷、北極的水冰帽、季節性的塵暴和廣大的乾涸河床。像地球一樣,火星曾經是個「活」的星球。
人類花了兩個半世紀的時間,才找到火星的兩個小月亮。它們的比重出奇的低,僅是水的兩倍,好像是中國的發麵饅頭,可能是從「小王子」的家鄉——小行星帶——來的。
我們是火星人?
各種跡象顯示,火星曾經有過巨大的洪水,曾有過溫暖潮濕的環境。從目前隕石坑大規模的位移,我們有把握說,火星高緯度的地下有永凍冰層,也可能有地下溫泉,是火星生命可能藏身之地。「火星全球勘測衛星」從1999年起開始發現許多類似排水溝渠的結構,密集分布在30度以上高緯度的隕石坑壁上。最令人震驚的是,這些溝渠的分布面沒有隕石碰撞痕跡,表示這些溝渠的地質年齡輕,可能發生在最近的幾百萬年內,甚或可近至「昨天」,可能是近代火星液態水現形的證據。這些水源寶地,將加速帶領人類尋得火星生命。
火星取樣品雙程之旅,如箭在弦,蓄勢待發。我在書中畫出雙程之旅的軌跡,說明從火星回程發射窗口的開放時機。
火星曾經有過生命嗎?從火星隕石ALH84001中生命活動可能的遺跡,和地球古菌生命領域和毫微細菌的發現,我認為火星過去可能有生命,現在有生命的可能性也比零高出許多。火星個子小,散熱快,可能比地球搶先達到生命起源條件,生命在火星成形後,乘坐頻繁出發的隕石列車,抵達地球,播種生命,這是目前無法排除的可能模式。地球生命的起源,可能和火星密切關連。