7．行星展览

在宇宙学研究里，数个世纪以来人类对行星——那些在恒星背景上巡回的漫步者——的研究应该是最精彩的故事。在太阳系8个已确定是行星的天体之中，有5个可以用肉眼看见，而且自古就已经被发现。这5颗行星——水星、金星、火星、木星和土星——被赋予了同名诸神的人格。例如，水星（天幕上移动最快的行星）以罗马神话中诸神的使神——一般被描绘成脚后跟或帽子上长着小而无用的双翅的样子——命名。而火星是传统五大行星中唯一略泛红色的，以罗马神话中的战神命名。当然，地球也是裸眼可以看见的，向脚下看就行。但是，在1543年哥白尼提出日心宇宙模型之前，地球并没有被看作行星。

对没有望远镜的人来说，行星只是刚好经过天空的光点。直到17世纪，随着望远镜的普及，天文学家才发现行星是球体。20世纪才有太空探测器对这些行星进行近距离的详细观测。21世纪稍晚些时候，人类才有可能登上它们。

1609年的冬天，人类首次用望远镜观察这些太空中的漫步者。刚听到1608年荷兰人发明望远镜的消息，伽利略就自己设计制造了一架很不错的望远镜，并通过它发现行星是球体，甚至是另一个世界。其中，明亮的金星像月亮一样有阴晴圆缺：新月状、凸月状、满月状。另一颗行星，木星，有自己的卫星，伽利略发现了其中最大的4颗：木卫三、木卫四、木卫一和木卫二，由于木星对应于希腊神话中的宙斯，所以它们都以宙斯生活中的人物命名。

用太阳取代地球作为行星环绕的中心可以很容易地解释金星的盈亏以及它在天空中的运动特征。实际上，伽利略的观测强有力地支持了哥白尼建立的宇宙模型。

木星卫星的发现进一步验证了哥白尼的宇宙模型：虽然伽利略的20倍望远镜看到的木卫只是光点，但是从没有人观察到天体环绕地球以外的星体飞行。这是真实、简单的宇宙观测，但罗马天主教廷和“常识”却不接受这样的观点。伽利略利用自己的望远镜发现了与现有教条——地球居于宇宙的中心，所有天体都围绕地球旋转——相矛盾的结论。1610年年初，伽利略在简短却具有开创性意义的作品《恒星使者》中报告了他极具说服力的发现。

一旦哥白尼模型被广泛接受，天空中的行星排列便可以合理地被称为太阳系，地球也可以回到六大行星的正确位置上去。没有人会想到有更多的行星出现，就连1781年发现第七颗行星的英国天文学家威廉·赫歇耳爵士也从未想过。

事实上，最早记录观察到第七颗行星的是英国天文学家、首任皇家天文学家约翰·弗兰斯蒂德（John Flamsteed）。但是，1690年当弗兰斯蒂德注意到这个天体的时候，他并没有发现它在移动。他以为它只是天空中另一颗恒星而已，给它起名叫金牛座34。当赫歇耳看到弗兰斯蒂德星在恒星背景里移动时，由于无意识中假定了行星不会出现在发现清单里，于是他宣布发现了一颗彗星。毕竟彗星是会移动的，也是可发现的。赫歇耳计划把这个新发现的天体命名为“乔治亚行星”，以纪念他的资助人：英国国王乔治三世（King George Ⅲ of England）。如果天文界尊重了他的意愿，那现在太阳系的成员就将包括水星、金星、地球、火星、木星、土星和乔治星。不过这个天体最终被称为天王星，以和其他采用古罗马命名的兄弟们保持一致，令赫歇耳的阿谀奉承之行彻底破产。但是在1850年第八颗行星——海王星被发现之前，一些法国和美国天文学家还是叫它“赫歇耳行星”。

随着时间的前进，望远镜越来越大、越来越灵敏，但是天文学家能辨别的行星上的细节并没有太多的进步。这是因为每架望远镜，无论大小，都要通过地球湍动的大气层来观察行星，再好的图像都会有点模糊。但这并没有妨碍坚韧的观察者继续发现木星大红斑、土星环、火星极地冰冠以及数十颗行星卫星。不过，我们关于行星的知识依旧贫乏，而无知潜藏之处也是最新的发现和想象显现之处。

以帕西瓦尔·罗威尔（Percival Lowell）为例。他是美国一位极富想象力的富有商人，也是天文学家，19世纪末和20世纪初，他积极投身于天文研究。罗威尔的名字和火星“运河”、金星上的“辐条”、搜寻X行星以及坐落于美国亚利桑那州弗拉格斯塔夫（Flagstaff）的罗威尔天文台永远地联系在一起。19世纪末意大利天文学家乔瓦尼·夏帕雷利（Giovanni Schiaparelli）提出火星表面的线条状痕迹是canali（意大利语，海峡、沟渠的意思），和世界上许多研究者一样，罗威尔也开始研究这个问题。

问题是，canali的意思是“水道”，但罗威尔却错误地译成“运河”，这是因为他认为这些痕迹的尺度和地球上那些大型公共建设工程相近。罗威尔的想象天马行空，他致力于观测并描绘红色星球上的水道网络，那些水道肯定（大概他坚信）是由技术发达的火星人建造的。罗威尔认为火星人的城市耗尽了当地的水源，因此需要挖掘运河从极地冰冠引水灌溉赤道附近的人口稠密地区。这个故事很吸引人，也催生出许多生动的文学作品。

罗威尔对金星也很入迷。金星上永远飘着反射强烈的云团，令它成为夜空中最亮的天体之一。金星的轨道离太阳较近，所以日落后（或是黎明前），总能看见金星在日晖中闪耀。由于微亮的天空可能泛着各色光芒，所以911报警电话总是没完没了地接到报告，说看见地平线上盘旋着明亮耀眼的不明飞行物。

罗威尔主张金星运行着庞大的网络，大部分是从一个中心发散出来的放射状辐条（更多的canali）。他看到的辐条仍是一个谜。事实上，没有人能确认他看到的东西是在火星还是金星上。不过这并没有给其他天文学家带来困扰，因为每个人都知道罗威尔的山顶天文台是世界上的顶级天文台。所以如果你没有看到罗威尔看到的火星人活动，那肯定是因为你的望远镜没有罗威尔的好，山没有罗威尔的高。

当然，即便后来望远镜性能更好了，也没有人能复制罗威尔的发现。今天，这段故事留给人们的记忆是：要相信的强烈欲望破坏了获取精确、可靠数据的必要。而且奇怪的是，直到21世纪才有人能解释罗威尔天文台当年发生的情况。

美国明尼苏达州圣保罗的一名叫作谢尔曼·舒尔兹（Sherman Schultz）的验光师给《天空和望远镜》杂志写了一封信，回应2002年7月刊上的一篇文章。舒尔兹指出罗威尔喜欢用来观测金星表面的光学装置很像用来检查病人眼睛内部的工具。在征询了其他一些意见以后，作者认为罗威尔在金星上看到的东西其实是他眼睛里的血管投射在自己视网膜上形成的网状影子。如果把罗威尔的辐条图案和眼睛的图案放在一起对比，运河和血管正好吻合。如果再考虑到罗威尔不幸患有高血压——使得眼球里的血管更明显——以及他想相信的迫切愿望，他坚信金星和火星上充满技术发达的智慧生命就不足为奇了。

唉，罗威尔搜寻X行星（被认为位于海王星之外）的努力也没有什么好结果。天文学家迈尔斯·斯坦迪什（E. Myles Standish, Jr.）20世纪90年代中期已经明确地证明，X行星不存在。不过，罗威尔死后第13年，即1930年2月罗威尔天文台发现的冥王星倒是被短暂地当作有可能接近真相的对象。但是，罗威尔天文台宣布这个大发现后没几周，一些天文学家就开始争论冥王星该不该算作第九大行星。在罗斯地球与太空中心发表了我们对此的决定，即认为冥王星是彗星而不是行星之后，我自己也无意中卷入这场辩论之中，我可以向你保证，这场争辩还没结束。我们这些反对者认为，冥王星可以是似星体、似行星体、星子、大星子、冰质星子、小行星、矮行星、巨型彗星、柯伊伯带天体、外海王星天体、甲烷雪球、米老鼠的大笨狗，它可以是一切，就不是第九颗行星。因为冥王星太小太轻，温度太低，轨道太偏，行为太诡异了。顺便说一下，我们对最近备受瞩目的几个行星候选对象，包括在冥王星之外发现的三四个与冥王星大小和性质都相似的天体在内，都持同样的观点。

技术随着时间的流逝不断进步。到了20世纪50年代，射电观测和更优秀的摄影技术展现出行星更多的迷人风采。20世纪60年代，人类和机器人已经离开地球给行星拍照。每当获得新的发现或照片，无知的大幕就稍许升高了一点。

以美和爱的女神命名的金星，原来有厚厚一层几乎不透明的大气。大气里大部分是二氧化碳，海平面大气压几乎是地球上的100倍。更糟的是，金星表面的气温将近480摄氏度。只要放在空气里，几秒钟就可以烤熟一块意大利腊肠比萨。（没错，我算过了）如此极端的环境给太空探索带来了极大的挑战，因为任何你能想到可以送到金星上去的东西都会迅速垮掉，然后融化或蒸发。所以，如果你打算在这死亡之地收集数据的话，必须能防热，或者手脚足够快。

金星上很热一点也不意外，原因是大气中二氧化碳引发温室效应，令红外能量无法向外散发。所以尽管金星上的云层反射了大部分的太阳可见光，但是地表的岩石和土壤还是吸收了少量穿过云层的光线。吸收了可见光的陆地向外发射红外线，不断在空气中积累，最终成了一个永不停歇的超级比萨炉。

另外，万一我们在金星上发现生命体，我们可以叫他们金星人，就像来自火星的人叫作火星人一样。但是，根据拉丁文的所有格关系，“金星的”应该写成“Venereal”（意思是“性交的，性病的”）。不幸的是，医生已经先天文学家一步用了这个词。我想这可不能怪他们。性病的历史可比天文学早，相比之下天文学只能算第二古老的专业。

随着时光的流逝，我们对地球之外的太阳系越来越熟悉。第一个飞越火星的飞船是1965年的“水手4号”，它发回了有史以来第一批红色星球的近距离照片。不算罗威尔的愚蠢之举，1965年之前，人类除了知道火星略显红色，有极地冰冠，有明暗不一的区域以外，没有人知道火星表面是什么样子。没有人知道火星上有山，或是有比美国大峡谷宽得多、深得多、长得多的峡谷系统。没有人知道上面有比地球上最大的火山（夏威夷莫纳克亚山）大得多的火山——即便从太平洋海底起计算它的高度。

有关液态水曾经在火星表面流过的证据也不少：火星上有长宽和亚马孙河相差无几的蜿蜒（干涸的）河床、织成网状的（干涸的）支流、（干涸的）三角洲和（干涸的）洪泛平原。火星探测登陆车在布满石砾和尘土的表面缓缓移动，确认火星表面的矿物只在有水的情况下才可能生成。没错，水的痕迹四处皆是，但却喝不到一滴。

火星和金星上发生过某些灾难，地球上也会重演吗？如今人类对环境进行了太多改造，并没有过多地考虑长期后果。在对火星和金星（太空中我们最近的邻居）的研究迫使我们审视自己之前，有谁想到关心地球的这些问题呢？

想要更清楚地观察更远的行星，就需要依靠太空探测器。最先飞出太阳系的飞船是1972年发射升空的“先驱者10号”和1973年发射的姊妹船“先驱者11号”。它们都在两年后飞越木星，开始它们的伟大旅行。不久它们和地球的距离将要超过160亿千米，是到冥王星距离的2倍还多。

然而，当“先驱者10号”和“先驱者11号”发射的时候，它们携带的能源不足以飞出木星太远。如何让飞船飞得比其所携能量能支持的距离更远？你瞄准目标，发射火箭，然后让它在太阳系里各类天体的引力牵引下利用惯性飞行。由于天体物理学家能精确计算轨道，所以探测器可以利用多次弹弓式的机动从访问的行星上获取轨道能量。轨道动力学家玩这种重力辅助的把戏已经相当娴熟，连桌球高手都嫉妒不已。

先驱者10号和11号发回的木星和土星照片比在地球上能够获得的好得多。不过，直到1977年发射载有整套科学实验仪器和成像设备的姊妹飞船旅行者1号和2号，外行星才成为人们的偶像。“旅行者1号”和“旅行者2号”让全世界整整一代人都认识了太阳系。这些旅行带来的一个意外收获就是发现外行星的卫星们个个不同，像外行星本身一样吸引人。于是，这些行星的卫星从单调的光点变成值得我们关注的世界。

在我写这篇文章的时候，美国国家航空航天局的卡西尼号探测器正环绕土星飞行，对土星、土星环和土星的众多卫星展开深入研究。当四次借引力加速以后，卡西尼号来到土星附近，它释放出名为惠更斯号的子探测器。惠更斯号探测器由欧洲航天局设计，并以最早发现土星环的荷兰天文学家惠更斯的名字命名。惠更斯号进入土星最大的卫星土卫六（已知太阳系中唯一拥有浓密大气的卫星）的大气层。土卫六表面富含有机分子，化学成分可能是最接近早期史前地球的。美国国家航空航天局正在计划其他的复杂任务，将对木星开展相同的探测，以便对木星及其70多颗卫星开展持续研究。

1584年，意大利修道士和哲学家乔达诺·布鲁诺（Giordano Bruno）在《论无限宇宙和世界》一书中提出存在“无数个太阳”和“无数个环绕那些太阳的地球”。而且，他还主张，根据造物主万能的前提可以推出，每个地球上都生活着居民。由于这些言论及其他亵渎神灵的行为，天主教廷把布鲁诺烧死在火刑柱上。

不过，布鲁诺既不是第一个也不是最后一个提出此类想法的人。先行者既有公元前15世纪的希腊哲学家德谟克利特（Democritus），也有公元15世纪的红衣主教尼古拉（Nicholas of Cusa, Cardinal）。而知名的后来者则包括18世纪的哲学家康德和19世纪的小说家奥诺德·巴尔扎克（Honoré de Balzac）。布鲁诺只不过生不逢时，生在一个因为这样的思想就会被处死的年代。

在20世纪，天文学家明白别的行星也能和地球一样存在生命，只要这些行星的轨道在其主恒星的“宜居带”——一片既不太近以致水全部蒸发，也不太远以致水全结成冰的区域——之内。毫无疑问，我们所知的生命都需要液态水，但是大家也还假定生命同样需要星光作为能量的终极来源。

接着人们发现，在外太阳系的其他天体之中，木星的卫星木卫一和木卫二还有太阳以外的能源提供热量。木卫一是太阳系里火山活动最频繁的天体，火山向大气层喷射带有硫黄的气体，熔岩四处流淌。而对木卫二，几乎可以肯定在它的冰壳下面存在数十亿年古老的由液态水构成的深邃海洋。木星的潮汐力给两个卫星星体施以重压，向它们内部注入能量，使冰川融化，造就了不依赖太阳能量就可维持生命生存的环境。

即使是在地球上，这也是可能的，数种统称为嗜极生物的新生物体能在人类无法生存的环境里生息繁衍。宜居带的概念其实混合了一种最初的偏见：室温对生命才是有利的。但是某些生物就是喜欢数百摄氏度的热水浴，室温对它们来说才是彻头彻尾的灾难。对它们而言，人类才是嗜极生物。地球上许多原先被认为无法生存的地方是它们的家：死谷的谷底，大洋海底的烟囱、核废料场等。

了解到生命能够出现在比先前的想象更多的地方，宇宙生物学家已经扩展了早先较严格的宜居带概念。现在我们知道，那样的区域必须考虑新发现微生物的耐力，以及能够维持它生存的能源之范围。另外，就像布鲁诺和其他人猜想的那样，得到确认的系外行星的数量持续飞速增长，现在已经超过150颗，都是近10年左右才发现的。

我们又重新认定生命无处不在，就像我们的祖先想象的那样。但是现在我们不会因此而牺牲，并且新知识已经告诉我们生命相当坚韧，宜居带应该和宇宙一样宽广。