为了回答这个问题，许多年前我和我的同事准备了模拟当时所知道的火星环境的试验舱，把地球上的微生物接种到实验舱内，然后观察是否有任何生物能生存下去。我们把这样的试验舱很自然地叫做火星罐。试验舱的温度保持与典型的火星环境相近，即在正午时略高于0℃，而在破晓前约为—80℃之间循环。舱内气体也主要由CO2和N2组成，保持缺氧的状态，用紫外灯重现太阳光的高通量。除了润湿沙粒表面极薄的一层水外，也不提供任何液态水。只过了一个晚上，有些微生物就冻死了，并且再也没有苏醒过来。由于缺氧，其他微生物也陆续喘息而亡，有的死于干渴，有的则死于紫外线。但是，总有数量可观的一些地球微生物在缺氧条件下也能生存，当温度降得太低时，它们就暂时处于休眠状态。它们能藏在小石下或隐身于薄沙层之下，以躲避紫外光的照射。在另外一些实验中，当供给少量液态水时，微生物又能照常繁殖生长。既然地球上的微生物都能经得住火星环境的考验，那么假如火星上有微生物，它们的适应本领也必定更巧妙。但究竟如何，我们必须亲自去看看才会明白。
在无人驾驶星际探险方面、苏联一直保持着很活跃的势头。每隔一二年，行星间就会出现最有利的相对位置，根据开普勒和牛顿所阐明的物理学原理，这时向火星或金星发射宇宙飞船能量消耗最少。60年代初以来，苏联几乎没有错过这样的发射机会。苏联人的不懈努力及其工艺技术终于结出了硕果。苏联共有5艘飞船，即“金星8”号至“金星12”号，都先后在金星表面着陆，成功地从金星表面发回了大量资料。这些飞船能穿过如此高温、高密度和有很大腐蚀性的金星大气层，其成就是不可否认的。尽管做过多次尝试，苏联飞船涉足火星却未成功。至少初看起来，火星似乎更友好些，那儿的温度不高，大气层也稀薄得多，气体也较柔和，此外还有极冠。明亮的淡红色天空、巨大的沙丘、古老的河床、陡峭的大山谷，还有我们已经探明的太阳系中最大的火山结构，以及赤道附近温和的夏日。相对金星而言，火星的环境更接近于地球。
1971年苏联的“火星3”号飞船进入火星大气层。从飞船自动发回的无线电资料判断，它在进入大气层时，成功地打开了着陆系统，且准确地向下调整了防烧蚀护罩，适时地打开了巨型降落伞，并在接近火星表面时成功地点燃了减速火箭。根据“火星3”号发回的资料，它在这颗红色星球上的着陆应该说是成功的。但是在着陆后，飞船却向地球发回20秒钟没有图像的电视片段，随之就神秘地消失了。1973年发射的“火星6”号着陆器也发生了与此十分类似的情况，这次是发生在着陆后不到1秒钟的时间内。这究竟是在哪里出了毛病呢？
我所见到的第一幅“火星3”号的图片是在一枚苏联邮票上（面额为16戈比）。它描绘了飞船正穿过某种紫色浊流而降落的情景。在我看来，邮票的作者是想说明存在尘流和飓风，因为“火星3”号当时是迎着巨大的尘暴进入火星大气层的。我们从美国的“水手3”号发回的资料证实，火星表面附近的风速超过每秒140米，这比火星上声速的一半还高，正是巨大的尘暴产生了这种高速风。我们和我们的苏联同行都认为。可能正是这种高速风使“火星3”号飞船无法张开其降落伞，结果，虽然它在垂直方向的着陆很和缓，但在水平方向上却具有致命的高速度。飞船在大型降落伞没有张开的情况下降落时，特别易受水平风的伤害。“火星3”号在着陆后可能弹跳了几下，接着撞上了岩块或火星表面的其他凸出物而倾翻，结果，无线电与载波总线失去连结，造成发射机失效。
然而，“火星3”号为什么会钻进巨大的尘暴中去呢？要知道，“火星3”号的飞行程序在发射前就已经严格地制定好了。在它离开地球之前，它的每一步飞行动作都已存入飞船计算机。因此，即使弄清了1971年发生的那次大尘暴的猛烈情况，也不可能再去改变计算机的程序了（用宇宙探险的行话。“火星3”号的飞行程序是预编程序，而不是自适应程序）。“火星6”号的通讯中断更加神秘莫测。该飞船进入火星大气层时，火星上并没有发生全球性的尘暴，也没有理由怀疑在着陆点发生了局部的尘暴（有时会发生这种局部尘暴的）也许在着陆的一刹那飞船发生了技术故障。但也许是在火星表面上存在某种特别危险的东西。
苏联飞船在金星着陆成功，但在火星着陆失败这两件事自然使我们对美国的“海盗”号的发射多少有些担心。原来曾非正式地计划要在1976年7月4日，即美国建国200周年纪念日，让“海盗”号的一个着陆器在火星表面软着陆。和苏联飞船—样，“海盗”号的着陆器也包括一个防烧蚀护罩，一个降落伞和几枚减速火箭。由于火星大气层的密度只及地球的百分之一，在“海盗”号进入火星稀薄的大气层时，为了使着陆器减速，使用了一个直径为18米的特大型降落伞。由于火星大气如此稀薄，如果“海盗”号在高处着陆，就没有足够的气体来制动着陆器，结果会使飞船跌得粉碎，因此需要选择一个低洼的着陆点。从“水手9”号飞船发回的资料，以及地面雷达的探测结果来看，我们知道有许多这样的区域。
为了避免“火星3”号同样的命运，我们把“海盗”号的着陆选在风力最小的地点和时间。会毁灭着陆器的大风可能强到足以把尘土扬离火星表面。因此，如果我们所选择的着陆点经过核实没有活动的浮尘，那么我们至少可以有把握地确保风力不会太大。“海盗”号着陆器在进入火星轨道时，先不与轨道站分离，而等候轨道站对着陆点进行勘察之后才开始降落。我们通过“水手9”号发现，火星表面亮区和暗区图案的变化都发生在大风之际。假如轨道站发回的照片表明发生了那种图案的变化，我们当然不会认为着陆点是安全的。但是我们也不可能有百分之百的把握。例如，假设着陆点的风力非常大，把表面的浮土都刮走了，其后在那里又出现大风，我们就无从知道了。火星比不得地球，详细天气预报的可靠性当然要差得多（诚然，“海盗”号飞行的众多使命之一就是要加强对这两颗行星天气的了解）。
由于通讯和温度方面的限制，“海盗”’号可能无法在火星的高纬度区着陆。无论在南半球还是在北半球，过于靠近极区（超过45度或50度），飞船与地球之间的有效联络时间以及飞船避免极低点的时间，都十分短暂。
我们不希望在一个过于粗糙的地方着陆，因为那可能会使飞船倾覆甚至毁坏，至少准备用来采集火星土样的机械手可能被卡死，或者悬离表面1米的高处而无用处。同样，我们也不希望降落点过于松软，倘若飞船的3个着陆架深陷在疏松的泥土中，各种讨厌的后果就会接踵而至，其中包括取样机械手无法转动。但是，我们也不希望着陆点太坚硬，如果降落在一片坚硬的火山岩地面上，没有粉状的表层物质，机械手也无取到对计划中的化学和生物实验至关紧要的样品。
当时可能得到的最佳火星照片来自“水手9”号轨道站。即使如此，其摄取的图像也未能优于90米（约100码）的范围。“海盗”号轨道站发回的照片也没有多大的改进。在这些照片中，1米（3.281英尺）长的石头是完全无法分辨出来的，而约1米长的石头却能给“海盗”号着陆器造成灾难性的后果。同样，照片也无法检测出又深又软的尘土。幸运的是有一种方法能使我们确定可能的着陆点的粗糙度或松软度，那就是雷达。很粗糙的地方会使来自地球的雷达波束发生散射，因而反射率很低，甚至在雷达屏幕上呈现一片漆黑；而很疏松的地方沙粒间的间隙很大，也会使反射减弱。我们还无法区分粗糙地点或松软地点，但在选择着陆点方面幸好并不需要去区分它们。我们知道，这两种情况都同样是危险的。初步的雷达探测表明，火星表面有四分之一到三分之一的地区对雷达波没有反射，因此都是“海盗”号的禁区。话又说回来，并不是整个火星表面都能用地球上的雷达探测到的，雷达所能探测的只是北纬25度到南纬25度之间的条带，而“海盗”号轨道站自身又没有勘测火星表面的雷达检测系统。
着陆点的限制条件实在太多了，诸如着陆点的地势不能太高，风力不能太大，地面不能太硬也不能太软或太粗糙，离极地也不能太近。显然，我们不知火星上是否有这样的地点能同时满足所有上述的安全标准，我们也没有能找到令人满意的着陆点。
一旦把“海盗”号轨道站——着陆器的结合体送上火星轨道，它在火星上着陆的纬度就无法再改变了。如果其近地点是在火星的北纬21度，着陆器就只能在北纬21度着陆，但通过等待在其下方的火星转动，可以在任意的经度上着陆。正因为如此，“海盗”号的科学家选择了好几个有希望的着陆地的纬度。为“海盗1”号选择的是北纬21度，主着陆点是在称为“克雷斯”（希腊语，意为“黄金之地”）的地区，该地区靠近4条蜿蜒的水道交汇处，这些水道被认为是在火星历史前几个世纪由流水冲蚀而成的。看来，“克雷斯”符合上述全部标准。但是，雷达观测的是“克雷斯”附近的区域，而不是“克雷斯”着陆点本身。由于地球与火星几何位置的关系，对“克雷斯”的第一次雷达探测只是在计划的着陆日期前几周才进行的。
为“海盗2”号选择的着陆点是北纬44度，主着陆点为“赛多尼亚”。之所以选择这个地点，是因为根据理论上的推断，这里极有希望存在少量的液态水，至少在火星一周年中的某些时候是如此。由于预先进行的“海盗”号生物实验的对象是适应液态水环境的生物，一些科学家认为，在“赛多尼亚”着陆会大大增加“海盗”号发现生命的机会。也有人认为，在火星这样一个多风的星球上，如果存在微生物，那就应该到处都有。看起来这两种观点都有道理，难分高低。然而，显然无法对北纬44度进行雷达探测，而且让“海盗2”号进入高纬度区，我们将不得不面对巨大的失败危险。还有人认为，如果“海盗1”号着陆成功，而且运行情况良好，那么“海盗2”号将能承受更大的危险。对于花费超过10亿美元的这种飞行的命运，我本人是十分保守的。我不禁设想到飞船在“赛多尼亚”刚一着陆就不幸发生碰撞，一种关键的仪器因而发生故障。为了增加“海盗”号着陆点选择的余地，我们在南纬4度附近的雷达可探测区，另外选择了几个在地质上与“克雷斯”和“赛多尼亚”大不相同的着陆点。“海盗2”号究竟在高纬度区还是在低纬度区着陆的问题，直到最后一刻才确定下来：选择了与“赛多尼亚”同一纬度，地名本身就是充满希望的地点“乌托邦。
我们核查轨道站发回的照片，并对雷达数据进行最后分析后发现，“海盗1”号原先选择的着陆点可能是极端危险的。有一阵子我很担心，“海盗1”号可能像传奇中的荷兰飞行员悬在空中一样，永远悬浮在火星上空，永远找不到安全的地方。但我们最后还是找到了一个合适的地点，仍然在“克雷斯”地区，但远离4大古水道的交汇处。这一拖延使我们无法在1976年7月4日按时降落。不过大家都同意，在那一天进行毁灭性的着陆，献给美国建国200周年作纪念，将是令人极为不快的。因此，我们推迟了原定的计划，而在16天后才进入火星大气层。
经过一年半的时间，绕太阳进行了1000万公里的星际航行后，每个轨道站和着陆器的结合体都进入了预定的环绕火星的轨道，轨道站对可能的着陆点进行了探测。根据无线电的指令，着陆器进入了火星大气层，防烧护罩准确地取向，展开了降落伞，扔掉了覆盖物，点燃了减速火箭。在人类历史上，飞船首次在这颗红色星球的“克雷斯”和“乌托邦”地区成功着陆了。着陆的成功在很大程度上归功于飞船设计、制造和测试中的高超技术，同时也要归功于飞船控制系统非凡的能力。但能在火星这样危险而神秘的星球上成功着陆，至少也包含了一些机缘的因素。
着陆以后，立即发回了首批图片。我们知道，我们所选择的地点并不十分理想，但我们毕竟充满了希望。“海盗1”号着陆器拍摄的第一幅照片是它自己的一根脚架，其目的是一旦着陆器陷进火星的流沙中，我们希望在飞船消失之前就能够知道。照片是由一条一条的线组合起来的，直到看到脚架在火星表面安全耸立着，我们才松了一口气。不久以后就显示出了其他的照片，每张照片都是用无线电分部分传到地球的。
我还记得，当我看到着陆器拍摄的第一幅显示火星表面的图像时，曾惊讶得目瞪口呆。因为在我看来，那根本不像是一个外星世界，倒很像我在科罗拉多、亚利桑那和内华达州所看到的情景。也有石头、流沙和远处的山峰，其景观与地球上的任何景色一样自然优美。火星真是一个神奇的地方。当然，如果在一座沙丘后面突然看到满身尘土的探险家，后面还有一头骡子，我会觉得惊异不已的，但同时我又觉得这种想法似乎也不无道理。我在研究“金星9”号和“金星10”号发回的有关金星表面照片的整个过程中，都根本没有产生过这种想法。我深信，这是一个无论如何我们总要到达的世界。
火星的景观是赤裸裸的、红色的、可爱的；远方的火山口不时蹦出雨点般的石子；此起彼伏的小沙丘；大风扬起满天尘土，不断淹没嶙嶙巨石，又不断从巨石上把尘土刮走；空中漫舞着斑驳的细粒物。这些巨石是从哪里来的呢？有多少沙子被风吹走了呢？该星球的历史究竟是怎样一种情景，才能形成地表这些光秃的巨石、埋在土中的小圆石、以及多边形的孔洞呢？这些岩石是由什么物质组成的？是与沙子相同的物质吗？沙子仅仅是巨石粉碎而成的，还是别的物质呢？那儿的天空又为何是粉红色的？此外，那里的空气是什么成分？风速又有多大？火星上有地震吗？为什么其大气压和地貌随季节而变化？
对上述所有问题，“海盗”号都作出了确定的或者至少看起来是确定的回答。“海盗”号所揭示的火星引起了人们极大的兴趣，特别是我们还记得，着陆点正是根据它们的暗淡色调而选中的。然而，着陆器上的摄像机并没有发现那里有运河的建设者，也没有巴苏人的飞行车或短剑；没有公主或武士，没有八脚怪兽，没有脚印，甚至没有一株仙人掌或一只袋鼠。就我们的判断力而言，那儿根本不存在生命的迹象。④
也许，火星上确实有大型的生命形式，只是不在我们两个着陆位置附近。也许在每一块石头和沙粒中、都有较小型的生命形式。在地球的大部分历史进程中，那些没有被水覆盖的区域很像现在的火星：大气饱含二氧化碳；强烈的太阳紫外光透过缺少臭氧的大气层，照射在地球表面上。直到地球历史最近的10％时期之前，大型动植物还不能适应陆地上的生活。然而，地球上到处充满微生物已经有30亿年了。因此，要寻找火星上的生命形式，还必须从微生物人手。
“海盗”号着陆器扩大了人类到其他星球上活动的能力。从某些标准来看，着陆器像一架侦察机一样能干，但从另一个角度来说，它的智力只相当于一个小小的细菌。我们作这种比喻并没有任何贬意。自然界经历了几亿年的漫长岁月才进化出一个细菌，而经过了几十亿年的时间，才造出第一架侦察机。只要在这类事情上稍有一点经验，对此就会变得相当熟练了。像我们人一样，“海盗”号也有两只眼睛，但“海盗”号的双眼能在红外线之下工作，而我们却不能；“海盗”号的手能推开岩石，挖取土壤；它的手指竖起来能测定风速和风向；它的鼻子和味觉器官的功能也比人类的要灵敏、准确得多，它们能感觉出微量分子的存在；它的不外露的耳朵则能探测出火星内部地震的隆隆声，以及飞船激起的风的嗡嗡声；它还具有探测微生物的手段。飞船有自己独立的放射性能源系统，它能把所获得的所有科学资料通过无线电送回地球，它能接受来自地球的指令。这样，人类就能权衡“海盗”号观测结果的意义，并命令它去执行新的使命。
在飞船大小、费用和能源消耗受到严格限制的条件下，怎样才是寻找火星微生物的最佳方法呢？我们不能，至少现在还不能把生物学家送到那里去的。我有一位朋友叫沃尔夫·维希尼亚克，他是纽约罗彻斯特大学的一位杰出的微生物学家。在50年代后期，在我们郑重地考虑寻找火星上的生命之际，他参加了一次科学会议。会上，一位天文学家对生物学家没有简单、可靠、自动的仪器去寻找星外微生物感到惊讶。维希尼亚克决定在这方面干出点名堂来。
他研制了一种能带到行星上去的小型装置，朋友们称之为沃尔夫捕集器。他计划让它带一小瓶有机营养物到火星上，并设法使火星表面的泥土样品与营养物混合，在火星微生物如果有任何生物生长（假定能生长）时观测液体混浊度的变化。沃尔夫捕集器与其他三项微生物实验一起被选择装在“海盗”号着陆器上。其他三项微生物实验中，有两项试验准备给火星生物带去食物。沃尔夫捕集器成功的前提是：火星微生物必须喜好液态水。有些人认为，维希尼亚克的做法会淹死火星上的小生物。但沃尔夫捕集器的优点是，它与火星微生物如何对待这些食物没有任何关系，只要它们能生长就行。而所有其他的试验都基于一个特定的前提：假定微生物能够吸收或排出气体。但这种假定只不过是猜测而已。
负责美国航天计划的国家宇航局（NASA）面临着经常发生的、无法预料的经费削减。宇航局的科学活动很少得到政府的有力支持，因此当需要从宇航局裁减经费时，科研项目总是被削减的目标。1971年决定取消四项微生物试验中的一项。而沃尔夫捕集器恰恰被从着陆器上撤了下来。这使维希尼亚克沮丧之至，因为他花了12年时间才研制成这台仪器。
处于他这样的处境，别的人大都会悄悄地放弃参加“海盗”号生物试验。但维希尼亚克是一位勇敢而具有献身精神的科学家，他反而决定到地球上最近似于火星环境的南极干涸山谷去。他认为，这样能更好地服务于寻找火星生命的事业。以前的一些研究人员曾经仔细地检查过南极的土壤，并作出结论：人们在南极干涸的山谷所发现的极少量微生物并不是真正土生土长的，而是从比较温和的环境吹到那里去。回忆起火星罐的实验，维希尼亚克相信，生命是很顽强的，南极是完全适合微生物生存的。他觉得，如果地球上的细菌能在火星上生存，那么南极这个总的来说比较暖和、比较潮湿，且有较多氧气、紫外线少得多的地方，为什么反而不能生存呢？相反，他认为在南极干谷如果能找到生命，，将会相应地增加在火星上找到生命的机会。他还认为，以前用来推论南极没有微生物的实验方法有问题。营养物的设计虽然适应于大学生物实验室的舒适环境，却没有考虑到干燥极地荒漠的特点。
因此，1973年11月8日，维希尼亚克带上了他的新生物实验装置，乘直升飞机从麦克默多实验站到奥斯加德地区的一条干涸的山谷——巴尔德山附近的地区，同行的还有一位地质学家。他的计划是要在南极一些小生物站进行土壤接种，一个月后再返回去回收实验物，1973年12月见日，他离开营地到巴尔德山去收集实验样品，离开时有人在约3公里外给他拍了照。没想到这竟是人们最后一次见到他生前的容貌。过了18个小时，在一座冰崖底部发现了他的遗体。看来，他走进了一个从未被探测过的地区，而且显然在冰上滑倒过，并向前翻滚了150米远。也许他看到了什么东西，譬如说发现了微生物的可能栖息地，或者是一个按理不应该有的绿色斑点。但他出事的真正原因我们是永远无法知道的了。在他那天带在身边的棕色封皮的小笔记本中，最后有这样的字句：“202号站已回收，1973年12月10日，22时30分。土壤温度：—10°，空气温度：—16°。”这正是火星上典型的夏季温度。
维希尼亚克建立的生物实验站有相当一部分仍然在南极。从实验站取回的样品已进行过检测，这项工作是由他的同事和朋友采用他用过的方法进行的。几乎在所有的实验点都发现了种类繁多的微生物。用常规的方法是检测不出这些微生物的。他的遗孀维希尼亚克太太在他的实验样品中发现了显然只有在南极才有的酵母菌新种。尹姆里·弗里德曼检验了那次勘探中从南极带回的大岩块，结果发现了令人喜出望外的微生物，它们都藏在石头表面下l－2毫米处，藻类群生在有少量液态水聚集的小天地里。在火星这样的地方，情况将会更加有趣，因为光合作用所需要的可见光能穿透到1－2毫米的深度，而能灭菌的紫外光到达这个深度时至少会部分衰减。
由于飞船在发射前好几年就已完成设计，同时由于维希尼亚克过早地逝世，他的南极实验成果没有能积极地影响“海盗”号寻找火星生命的设计计划。总的来说，并没有在火星的低温环境下进行微生物的试验，而且在大多数场合没有提供足够的孵化时间。对火星上的新陈代谢作用只做出了比较可靠的推测，而且也无法去寻找石头内部的生命。
两个“海盗”号着陆器上都安装了取样机械手。机械手从火星表面采集土样后，把土样送到飞船舱内。舱内有像电动火车的料车，把样品颗粒送去进行5种不同的试验：一种是进行无机化学试验，二是在沙粒和尘埃中寻找有机分子，另外三个是寻找微生物。当我们在一个星球上寻找生命时，我们是在做某些假定。虽然我们尽量不假定其他星球上的生命完全像我们身边的生命，但我们所能做的毕竟有限，我们只对地球上的生命有比较详尽的了解。“海盗”号的生物实验是第一次开创性的努力，它们并不代表寻找火星生命的最终结果。分析的结果一直是似是而非、令人烦恼、又令人激动的。此外，至少到目前为止，大体上仍是非绝决性的。
三种微生物实验的重点虽然各不相同，但有一个共同的课题，就是有关火星上新陈代谢的问题。假如火星土壤中存在微生物，它们必定要摄取食物、排出废气；或者从大气中吸收气体，然后借助阳光把气体转化成有用的物质。所以，我们带了一些食物到火星上去，希望火星生物（如果存在生命）会发现它们挺可口。而后，我们再观察土壤中是否放出令人感兴趣的新气体。另一种办法是带去用放射性标记的气体，然后观察这些气体是否转变成有机物。假如变成了有机物，就可以推断存在火星生命。
根据发射前制定的标准，在“海盗”号的三种实验中似乎有两种得到了肯定的结果。第一，当火星土样与经过消毒的地球有机溶液相混合时，土样中有东西使有机溶液发生了化学分解，这很像是进行呼吸的微生物代谢了从地球上带去的食物。第二，当把地球上的气体通人火星土样时，气体与土壤发生了化学结合，这种现象，与进行光合作用的微生物从周围气体制备有机物十分相似。进行这些取得肯定结果的火星生物实验所用的土样共有7个，取自相隔50公里的两个地点。
但情况是复杂的，判断实验是否成功的标准也可能不恰当。为了进行“海盗”号的生物实验，人们做出了巨大的努力，并用了多种微生物进行校验，但却很少做出什么努力去进行实验，对火星表面无机物的可能作用进行校正。火星不是地球，正如洛韦尔的遗训提醒我们的，我们可能被假象所迷惑。在火星土壤中，可能有外来的无机化合物。在没有火星微生物的参与下就能够氧化食物。也许有某种特殊的无机催化剂，它能固定大气中的气体，并使之转化成有机分子。
最近的实验表明，情况恰恰可能就是如此。1971年火星发生大尘暴时，“水手9”号的红外光谱仪摄取了尘埃的光谱图。我和O·B·图恩及J·B·波拉克在分析这些谱图时发现，谱图的某些特征似乎与蒙脱土及其他种类的粘土矿物完全吻合。“海盗”号着陆器后来进行的火星土壤探测结果也与我们的分析结果相似。A·贝林和J·里希庞发现，如果在实验室的实验中，用这样的粘土代替火星土壤，就能够重现“海盗”号“成功”进行的生物实验的某些关键特征，即重现那些类似光合作用以及像是呼吸作用的特征。粘土具有复杂的活性表面，能吸收和释放气体，还能催化化学反应。但是说无机化学能够解释“海盗”号生物实验的全部结果还为时过早，它只是说明，“海盗”号的实验结果不再是令人吃惊的了。当然，粘土的假说并不能排除火星上存在生命的可能性，但却无疑使我们相信，还没有有力的证据表明火星上存在微生物。
即便如此，贝林和里希庞的实验结果在生物学上仍具有重大的意义，因为它们说明了，在没有生命存在的情况下，土壤具有某种化学性质，其作用相当于生命活动。在地球上出现生命之前，可能也有类似呼吸和光合作用的化学过程在土壤中循环。生命一产生可能马上就参与了这些过程。此外，我们知道，蒙脱土是一种潜在的催化剂，能促进氨基酸结合成类似蛋白质的长链分子。原始的土壤也许是地球生命的摇篮。现代火星土壤化学也许能为地球生命起源及其早期历史提供重要线索。
火星表面有许多环形山（陨石坑），它们都是以人的名字，通常是一位科学家的名字来命名。维希尼亚克环形山凑巧位于火星的南极地区。维希尼亚克并没有说过火星上一定有生命，他只是认为火星上可能有生命，而确证火星上是否有生命是一件至关重要的事情。假如火星上真有生命，那么我们将有惟一的机会来检验我们的生命形态的普遍性。如果颇似地球的火星上没有生命，我们也必须弄清其原因，因为如果情况确实如此，正如维希尼亚克所强调指出的，我们经典的实验和控制学就将面临科学上的挑战。
“海盗”号的生物实验结果可以用粘土来解释，这些结果并不能证明存在生命这样一个事实有助于解开另一个难题，即“海盗”号的有机化学实验在火星土壤中没有找到任何有机物。假如火星上有生命，那么生命的遗骸到哪里去了呢？火星上没有发现有机分子，既没有蛋白质和核酸的构成物，也没有发现简单的碳水化合物，完全没有地球上的那种生命物质。这种情况并不一定是矛盾的，因为“海盗”号的生物实验要比化学实验灵敏1000倍（以等量的碳原子为标准），而生物实验似乎检测到火星土壤中的合成有机物。但这一切并没有留下多少余地，因为地球土壤中含有曾经存活的生物的有机残余物，而在火星土壤中，其有机物的含量比月球表面还要少。如果坚持存在生命的假定，那么我们只能认为生物的遗体被火星表面具有化学反应性的氧化性表面所分解，就像过氧化氢瓶中生物的命运一样。或者认为，火星上存在着生命，但与地球上的生命相比，有机物所起的作用小得多。
在我看来，后一种可能似乎是一种诡辩。我不得不承认，我是一位固执的“碳至上”主义者。碳存在于宇宙的各个角落，它奇迹般地造出了生命所需要的复杂分子。我也是一个“水至上”主义者，水是有机化学能起作用的理想溶液，它能在很大的温度范围内保持液态。但有时我又感到犹豫，我对碳和水的偏爱难道与我的躯体主要是由它们组成这样的事实没有关系吗？我们之所以主要由碳和水组成，难道不是由于在生命起源之时，地球上这些物质特别丰富吗？难道其他地方的生命，譬如说火星上的生命，就不能由其他物质构成吗？
我本身是水、钙和名字称为卡尔·萨根的有机分子的集合体。你也是由与我几乎相同的分子组成的集合体，只是聚集的标记有所不同而已。但仅此而已吗？难道除了分子以外就没有其他东西了吗？有些人会觉得这种观点颇有损于人的尊严。但在我看来，宇宙能允许分子机器进化到人这样复杂、精密的程度，实在是莫大的荣耀。
但是，生命的本质并不是构成人体的众多原子和简单分子随意地堆集在一起。我们常常看到，构成人体的某种化学物质价值只有97美分、10美元或相差无几的价格，看到我们宝贵的身躯价值如此可怜，真令人有点恼怒。然而，只有当人体变成最简单的可能成分时，才能这样来估价。人体的主要成分是水，而水几乎不值分文；碳则是以煤的形式来估价的；我们骨头中的钙就是白垩；人体蛋白质中的氮则存在于空气中（而空气也是便宜之至的）；我们血中的铁在锈钉上就有。如果我们知道的就是这么一点点，我们或许会想把组成我们身体的所有原子装在一个大容器内搅拌。我们可以任意地延长这种可笑的尝试，最后我们只能得到令人乏味的原子混合物。除此之外，我们还能期望得到什么呢？
哈罗德·莫罗维兹根据人体的准确分子组成，计算了从化工商店购买同样分子组成的化合物所需的费用，答案是大约1000万美元。这个价钱应该会使我们都觉得稍微心安理得些。但即使我们把这些化合物混合在一起，也绝不可能有一个人从罐子里钻出来，因为那已大大超越了我们的能力，而且在相当长的时间内仍然是不可能实现的。幸运的是，还有其他花钱较少但可靠性高的方法能制造人体。
我认为，总体而言，许多星球上的生命都将由与我们这里相同的原子所组成，甚至基本的分子、如蛋白质和核酸也可能相同只是组合的方式不同而已。漂浮在稠密的星际大气中的生物，其原子组成也将可能与我们极其相似，差别只在于它们可能没有骨骼，因而不需要那么多钙。在其他世界上，也许使用的是水以外的某种溶液。氢氟酸可能就相当不错，尽管宇宙中氟的含量并不多，氢氟酸对构成人体的分子极其有害，但其他的有机分子，例如石蜡分子，在氢氟酸中却极为稳定。液氨可能是一种更好的溶液，因为宇宙中氨的储量非常丰富，但只有在比地球和火星冷得多的世界里，氨才能成为液态。在地球上，氨通常是一种气体，如同水在金星上呈气态一样。还有一种可能，即可能存在根本就不需要任何溶剂系统的生物，也就是固态生命，那里只有到处传播的电信号，没有四处漂游的分子。
但上述假定并没有解决“海盗”号着陆器的实验所预示的火星生命问题。那个颇似地球的世界，拥有丰富的碳和水，生物理应以有机化合物为基础。70年代后期进行的有机化学实验结果，与飞船拍摄的图像和生物实验都表明，在“克雷斯”和“乌托邦”的细沙堆中没有生命。也许在岩石下几毫米处（如同在南极干谷），或者在火星的别的什么地方，或者在火星早期某个较温暖的时期里存在过生命，但不是在我们寻找的地点和时间。
“海盗”号对火星的探险具有重大的历史意义。它是人类第一次认真地探索其他可能的生命形式，也是飞船在其他星球上第一次安全地工作了长达一小时（“海盗1”号维持了若干年之久）。它在对另一个世界的地质学、地震学、矿物学、气象学和其他五六门学科的研究方面硕果累累，获得了许多宝贵的数据。在这惊人的进步面前，我们该如何继续前进呢？一些科学家打算发射一个自动装置，能在火星着陆，采集土样，并把土样送回地球。这样，他们就可以在地球上的大型、精密的实验室中（而不是在我们所能送到火星上的小型实验室中），极其详细地检测火星的样品。这样，就可以解开“海盗”号生物实验的大部分疑团。可以测定火星土壤的化学和矿物学，可以劈开石头去寻找次表层的生命。还可以在各种条件下，采取各种方式，包括直接的显微镜观察，进行几百种生物和有机化学的试验。我们甚至还可以采用维希尼亚克的试验方法，尽管很费钱，但这类飞行恐怕并没有超出我们的技术能力。
然而，这种飞行面临着一个新的危险，那就是后污染问题。假如我们想在地球上检查火星上样中的微生物，当然不能对土样进行消毒处理，探险的目的就是要把它们活着带回来。但如果不消毒，后果会怎样呢？带回到地球的火星微生物会对公众的健康造成危害吗？H·G·威尔斯和O·威尔斯笔下的火星人想尽办法对伯恩默思和泽西城的居民封锁消息，一直不为人所知，直到发现他们的免疫系统对地球上的细菌不起作用，但已经太晚了。与此相反的事情有可能发生吗？这是一个严肃又难以回答的问题。火星上可能并没有微生物，如果有的话，可能我们吞1千克到肚子里去也不会有什么不良反应。但是。我们不敢肯定，所冒的风险实在太大了。因此，要把未经消毒的火星土样带到地球上来，我们必须采取十分可靠的预防措施。有些国家研制并贮存了细菌武器。这些武器似乎偶尔也发生过一些事故，但就我所知，至今并未造成世界性的传染病。因而，或许能把火星土样安全地带回地球来。尽管如此，在考虑进行取回试样的飞行之前，我希望能做到绝对安全可靠。
还有另外一种途径去研究火星，研究这颗异种的行星对我们所具有的全部奥秘和魅力。在我研究“海盗”号着陆器所拍摄的照片时，使我感触最深的是我们的活动能力所受到的限制。不知不觉中，我竟切望飞船哪怕靠自己的脚尖站立起来也好，但似乎依设计不能动的飞船实验室竟然反常地拒绝设法跳一步似的。我们曾久久地引颈盼望，能用取样机械手拨开那座沙丘，去寻找那块岩石下的生命，仔细地看看那个遥远的山脊是不是一个火山口的砾垒啊！我知道，在其东南方不远处是“克斯雷”地区的4条蜿蜒的水道。从“海盗”号所有那些十分引人人胜的探测结果来看，我已发现上百个比“海盗”号着陆点更有意义的地点。最理想的工具是能进行高级实验，尤其是进行摄影、化学和生物实验的流动车辆。宇航局正在研制这种车子的原型。这种车辆自己知道如何越过岩石，如何避免在山涧翻车，如何离开险境。如果能让这种流动车在火星上着陆；它就能扫描周围的区域，在它的视野范围内发现最有意义的地点，并在第二天的同一时间出现在那里。每天去一个新地方，蜿蜒地横越这颗迷人行星复杂多变的地形。使这种装置登上火星并没有超出我们的能力范围。
即使火星上没有生命，发射这种车子也具有巨大的科学价值。因为这样一来，我们就可以在古河道中漫步，去攀登一座大火山，沿着冰冻的极地上那奇怪的阶梯，或者抄近路，到达火星上那诱人的金字塔⑤。对于这样的探测飞行，公众肯定也会有广泛的兴趣。在我们家中的电视屏幕上，每天都将看到一组新的景色。我们将能随着巡回车的踪迹，去细细地研究它的发现，提出新的目标。旅程可能是漫长的，但巡回车能遵从地球上的无线电指令。因此，我们会有足够的时间把新的想法编人探测计划中去，成千上万的人也就都能参加到另一个世界的探险中去。
火星的表面积刚好与地球上的陆地面积相等。显然，对火星的彻底勘察将会使我们忙碌几个世纪之久。但是，总有一天火星会被全面地探测的：利用机器人飞机从高空摄制火星地图，巡回车跑遍整个火星表面，土样被安全地带回地球，甚至人类能在火星的沙地上散步。到了那时候，又该怎么办呢？我们该如何对待火星呢？
人类滥用地球的事例真是不胜枚举，只要一想到这个问题，我就不寒而栗。假如火星上有生命，那我认为，我们就不应该再去干扰火星了，因为火星理应属于火星人，即使火星人还只是处于微生物阶段也罢。在邻近的星球上存在独自的生物，对我们来说是一桩无法估量的好事。因此，我认为，保护那里的生命的责任远远高于对火星的任何其他可能的利用。但是如果火星上没有生命又该如何呢？火星不大可能成为一个原料供应地，因为在未来的几百年内，要从火星往地球运送东西，运费将是极昂贵的。然而，我们能否在火星上生活？能否在一定程度上使火星变得适于居住呢？
火星是一个可爱的、迷人的世界，但从我们狭隘的观点看来，它也有许多不足之处：主要是氧气太稀少，没有液态水，紫外线通量太高（从南极的永久性科学考察站的情况看，火星的低温还不是不可逾越的障碍）。只要我们能制造出更多的空气，所有这些问题都会迎刃而解。大气压升高后，液态水就可能形成。氧气增加后，我们就可以在大气中呼吸了，也就会形成臭氧层，保护火星表面不受太阳紫外线的伤害。蜿蜒曲折的水道，层压极状的极区山地，以及其他的证据都表明，火星大气的密度曾经很高，这些气体不大可能会脱离火星。因此，它们肯定存在于火星的某个地方。一部分气体已经与表面岩石发生了化学结合，一部分存在于次表层的冰中，但大部分气体可能存在于现在的极地冰帽之中。
为了蒸发冰帽，我们就必须对它加热，或许我们可以在冰帽上撒上黑色的粉末，这样冰帽就可以吸收较多的阳光，这是同我们破坏地球的森林和草原恰恰相反的一件事情。但冰帽地域面积很大，为了撒遍黑土，需要1200台“土星5”号火箭推进器，才能从地球上运去所需要的黑土。而且，即使能做到这一点，火星上的风也会将它们吹跑。因此，最好是能研制出某种能自行增殖的黑色物质，这种物质应是一种微小的黑色机体，当我们把它送到火星以后，它就会到处分布，并以这种黑色物质为母体，自行大量繁殖，从而覆盖整个冰冠。这种机体是有的，就是我们称之为植物的生物。某些植物非常耐寒，而且有很强的适应能力。我们知道，地球上至少有某些微生物能在火星上生存。现在需要的是有一个研究计划，对黑色植物进行人工选择和遗传工程研究，也许可以选择苔藓植物，它们也许更能适应火星的严酷环境。如果这类植物在火星上能够繁衍的话，我们可以想象它们一定会在火星极地冰帽的广袤大地上播种、生根、蔓延，使冰冠呈现黑色，从而可以吸收阳光，加热冰层，把古代火星大气从长期的禁锢中解放出来。我们甚至可以想象有火星的阿卜细德（美国18世纪的拓荒者），不管是机器人或者是人类，漫步在冰冻的极地荒原上，他们的活动将会有助于未来的人类。
这样一个总体的概念被称为“地形改造”，即把地球以外的世界的地形改变成较适于人类生活的环境。几千年来，人类活动造成的温室效应和反照率的变化，只使地球的温度改变了1度左右。当然，如果照目前燃烧矿物燃料的速度，以及森林和绿色植被的毁坏速度来看，只需要一两个世纪，就会使全球气温再升高1度。种种理由表明，要对火星进行卓有成效的地形改造可能需要几百年乃至几千年的时间。在科学技术高度发达的未来，我们不仅可以期望增加火星的总大气压、化出液态水，而且可以期望把极地冰帽融化的液态水输送到较暖和的赤道地区，建造运河就可以做到这一点。
表层和次表层的冰融化后，可通过大运河网输送出去。但是，在火星上将会发生的这种事情，那岂不正是不到100年前洛韦尔看错了的那种景象吗？洛韦尔和华莱士都认为：火星环境之所以不适合于我们，就是因为那儿缺水。假如真能建成运河网，缺水的问题就会大大改善，在火星上居住就有可能成为现实。洛韦尔是在极其艰难的条件下进行观测的。斯基帕雷利等其他一些人也观测到了类似运河的目标，在洛韦尔开始他对火星的毕生研究之前，这些目标被通称为水道。人类在他们的情感受到刺激时往往会显示出自欺欺人的特殊才能。在这一方面，很少有其他的观念比在邻近的星球上居住着智慧生命的观念更激动人心的了。
洛韦尔观点的力量可能就在于使这种观点变成一种预言。是他认为火星人建造了运河网。甚至这种观点也有可能成为一种确切的预言：假如要改造火星，那将由人类来完成，火星是人类能永久居住的另一颗行星。火星人将是我们人类自己。
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①英文的“无人知道”为二个字（Nobody Knows）。——译注
②1938年由沃生·威勒士（Orson Wells）改编的广播版本，把火星人的入侵从英格兰改变到美国的东部，使对战争神经过敏的成千上万美国人相信火星人确实在发动进攻了。
③牛顿断言：“即使制造望远镜的理论得到最充分的利用，望远镜仍然有一定的限度。超过这个限度望远镜就无能为力了。因为我们观察星球时要通过空气，而空气处于不停的震动之中……。惟一的解决办法是需要最晴朗、最宁静的空气，而这样的空气恐怕只有在高耸于云海之上的山巅才能找到。”
④当人们在“克雷斯”地区的一块石头上依稀看到一个像大写字母B的图像时，曾认为那是火星人刻下的，这使大家都高兴了一阵子。但后来的分析表明，那不过是光线、阴影以及人类图像识别技术上发生的幻觉。同时，火星人怎么也使用拉丁字母呢，这是不可思议的。有那么一会儿，在我的脑海里出现了我童年时神往的一个字眼“巴苏”。
⑤最大的金字塔底部直径3公里，高1公里，这比地球上的埃及和墨西哥的金字塔要大得多。这些金字塔看起来很古老，饱受侵蚀。它们或许只是些小山或长期聚集的沙丘。但是我想，它们是值得仔细勘察一番的。
第六章 旅行者的故事
第六章 旅行者的故事
究竟存在着许多世界，还是只有一个世界呢？这是人们研究自然时经常提出的一个最神圣、最令人激动的问题。
圣亚伯特·马格鲁（13世纪）
混沌初开之际，岛国的土著人或者认为，他们是地球上惟一的居民，或者也认为，即使还有其他居民，他们之间也无法互通往来，因为在他们之间有着当时不可逾越的大海。但随着岁月的流逝，出现了船只……，也许有一天还会出现能把人送上目球的某种其他交通工具……，但是，德雷克和哥伦布尚未降世，没有人能担当得起这种旅行的重任，更没有任何代达罗斯式的人物，能造出上天的工具来。不过。我毫不怀疑，时间老人仍旧会是新知识之父，他曾向我们披露了那么多我们的祖辈一无所知的事实真相，他一定还将向我们的后辈，披露我们今天梦想着，但又不可实现的事情。
约翰·威尔金斯《月球世界之发现》（1638年）
假若升上地球之巅，从高往下观察，就可以明白，造物主究意把我们这小小寰球变成了什么模样。这样，就像要远足旅行者一样，我们就会更加清楚，出发前该做些什么准备，也就会更准确地估计和评价旅途中的一切。此外，假如我们问得天外有天，还有许多同我们地球相似的星球住有居民，受到崇拜，我们就不会对地球上称之为伟大的东西赞不绝口，也就会藐视大多数凡夫俗子所津津乐道的区区小事。
惠更斯①《宇宙论》（1690年）
人类开始邀游太空的时代来到了。在星际开普勒轨道上航行的现代飞船都是不载人的，它们都建造得美观，装有探测未知世界的半智能机器人。到太阳系外的这些航行都由设在加州帕萨迪纳的国家宇航局喷气推进实验室（JPL）地面站控制。
1979年7月9日，“旅行者2”号宇宙飞船经过几乎两年时间的行星际航行到达了木星系。这架飞船由几百万块各带有备件的分装部件组成，因此，若某一部件失灵，其他部件就会取代其功能。飞船重0．9吨，要有一间很大的房屋才能放得下它。飞船的使命要求远离太阳，因此不可能像其他飞船那样用太阳能做动力。“旅行者2”号的动力来自飞船上的一个小型核电厂，利用由一块钚的放射性衰变产生出的几百瓦的电能。船上的3台集成电路计算机以及大多数辅助设备，例如温度控制器，都位于飞船中心。飞船通过一个直径为3．7米的大型天线从地面站接收指令，并将本身的发现送回地面站。在飞船上，大多数科学仪器都安装在一个观测台上，当飞船从木星旁疾驶而过时，这些仪器就会跟踪木星或其卫星。许多科学仪器，如紫外和红外光谱仪等被用来测定木星上的带电粒子、磁场及其发射的电波．但其中最重要的仪器则是两台电视摄影机。这两台电视摄影机按其设计功能拍摄了成千上万张太阳系外行星的照片。
木星的周围是一层看不见的但却极其危险的高能带电粒子。为了靠近考察木星及其卫星，并继续完成考察土星和更远的星球的使命，飞船必须穿越该辐射区的外端。然而，带电粒子会损害精密仪器，甚至毁坏电子设备。木星周围还有一圈固体碎片，这些碎片是4个月前由“旅行者1”号发现的。一旅行者2”号必须穿越这圈碎片层。与一块小碎片的碰撞就会使飞船颠簸得失去控制，从而使得其天线不能跟踪地面站，所发出的数据也就永远收不到了。就在穿越碎片圈之前，地面控制人员还很担心，因为出现了一些警报及险情，但在地面人员的努力和飞船机器人的配合下，终于避免了一场灾难。
于1977年8月20日发射后，飞船沿弧形轨道经过火星，穿越小行星区，接近木星系，并终于穿过了木星及其14个左右的卫星。土星的重力将使飞船加速飞向天王星。飞越天王星后，它就会继续向前飞向海王星，飞离太阳系，从而成为星际飞船，永远邀游于浩瀚的星际海洋之中。
“旅行者”的探索性航行是一系列航行中的最新航行。所有这些航行都为人类历史留下光辉灿烂的标志。在15、16世纪。人们从西班牙旅行到亚速尔群岛要用几天的时间，而今天用同样多的时间，就可从地球飞到月球。当时要横渡大西洋，到达人们称做新大陆的美洲，需用几个月的时间；而今天，用几个月的时间，就可横越太阳系，到达火星或金星，这是两个正等待我们光临的真正的新大陆。在17、18世纪，人们用一两年的时间，可以从荷兰旅行到中国。而如今，用同样多的时间“旅行者”号飞船从地球飞到了木星②。相对来说，一年中的费用当时要比现在多，但在两种情况下，都不到当时国民总产值的1％。现时的机器人飞船是人类将来探索其他星球的先驱和前导。我们以前已经有过这种形式的旅行。
15到17世纪是人类历史的重要转折点。在此历史时期，人们明确认识到，人类能航行到世界的任何角落。来自6个欧洲国家的船舶勇敢地航行于世界各大洋，但其动机各不相同：野心、贪婪、民族自豪感、宗教狂、赎罪、科学好奇心和冒险欲以及在埃什特雷马杜拉③找不到合适的工作等等。这些航行功过相当。但其基本的功劳是把世界联系到一起，减少了狭隘性，统一了人类，极大地推进了对地球及人类本身的认识。
新兴的荷兰共和国是17世纪乘船考察和探险时代的典型。当时她刚刚宣布独立于强大的西班牙帝国，比同时代的任何其他国家都更充分地拥有欧洲的启蒙思想，是一个有理智、守秩序、具有创造力的社会。但是，由于西班牙港口对荷兰关闭，船舶禁止与荷兰交往，这个小小的共和国的脆弱经济只好依靠自己的力量来建立和使用一个庞大的商业船队。
荷兰的东印度公司是一家政府和私人的联营公司，她派船到世界上遥远的角落去搜集珍贵货物，然后运回欧洲渔利。这些航行是荷兰的生命线，航海图和地图被定为国家机密。船上经常带有密封的指令。荷兰人一下子遍布于整个世界，北冰洋的巴伦支海以及澳大利亚的塔斯马尼亚岛都是以荷兰船长的姓氏命名的。这些探险者尽管在很大程度上是为了经济上的利益，但决非仅此而已，它还包括有其他的重要成分，如科学探险，发现新大陆、新植物、新动物及新民族的热情，以及纯粹对知识的追求。
阿姆斯特丹市政厅表现了17世纪自信而又历史悠久的荷兰的概貌。它是由花岗石修建的。当时的诗人和外交家康斯坦丁·惠更斯评价说：这个市政厅的建设摒除了“哥特式的倾向及其惨景”。直到现在，在市政厅里还有一座撑持苍穹的阿特拉斯神雕像，天空中饰以星座图形。其下是守护神，挥舞着金剑和金盾，站在死神和复仇者之间，并且把贪婪和嫉妒这两个商人之神踩在脚下。以私人经济为基础的荷兰人明白，毫无节制地追求利润会构成对国家灵魂的威胁。
在阿特拉斯神和守护神下面的市政厅地板上还可找到一些不那么富于寓意的象征。那是一张大型的内嵌图，是17世纪末叶或18世纪初叶从西非到太平洋的一张地图。在当时全世界都是荷兰的活动场所。而且，就在这张图上，以其不可思议的谦恭，荷兰人竟省略了他们自己，对于位于欧洲的本国本土只是使用了古拉丁名称——Belgium（比利时）。
在当时有代表性的一年中，有许多船要起锚绕地球航行半圈。从非洲西岸，穿过他们称之为埃塞俄比亚海的水域，绕到非洲南岸，进入马达加斯加海峡，然后继续航行到印度的南端，到达他们的兴趣焦点——香料群岛，即现在的印度尼西亚。一些探险队从那儿又航行到一个称为新荷兰的陆地，也就是今天的澳大利亚。有几个探险队更冒险通过马六甲海峡，经菲律宾而到达中国。从17世纪中叶荷兰东印度公司的大使觐见中国皇帝的记载中，我们知道。荷兰人，包括大使和船长在看到北京紫禁城的另一文明景象时，都惊奇得瞪圆了眼睛。④
在此之前和从此以后荷兰再也没有像当时一样成为一个世界强国。一个小国，被迫以其智慧生存，其外交政策具有强烈的和平主义因素。那时，因为容忍非正统观点，荷兰成为欧洲其他国家因缺乏出版和言论自由而逃亡的知识分子的天堂——这非常像30年代的美国，从纳粹统治下的欧洲大批出逃的知识分子中获益不浅。正因为如此，17世纪的荷兰成为爱因斯坦所崇敬的、伟大的犹太哲学家斯宾诺沙的家乡，也是法国数学和哲学史上的重要人物笛卡尔的家乡，同时也是政治家、科学家约翰·洛克的家乡——他影响了一大批哲学上倾向革命的人士，如潘恩、哈密尔顿、亚当斯、富兰克林和杰斐逊。荷兰当时正空前绝后地因那一群卓越艺术家、科学家、哲学家和数学家而熠熠生辉。那是著名画家伦勃朗、弗美尔、哈尔斯的时代，也是发明显微镜的列文胡克的时代，同时也是国际法鼻祖格劳秀斯和发现光折射定律的斯涅耳的时代。
在具有提倡思想自由传统的荷兰，莱顿大学为一位名叫伽利略的意大利科学家提供了教职，罗马天主教堂曾威胁并逼迫他放弃他的学说，即地球是绕太阳运转的，而不是相反。⑤伽利略与荷兰有密切的联系，他的第一台天文望远镜就是一种荷兰设计的小望远镜的改进装置。利用它，伽利略发现了太阳黑子、金星位相、月亮上的环形山以及木星的4大卫星，在他逝世后，这些卫星被命名为伽利略卫星。在1615年写给荷兰女君主的信中，伽利略说明了他自己对教会工作的看法：
若干年以前，正如尊贵的君主阁下所十分了解的，我就在天空中发现了许多我们时代以前从未发现的东西。一这些新奇事物，以及由此而产生的某些与经院哲学家普遍认为的物质概念相矛盾的结果。使我得罪了不少教授（他们中许多人是教徒）——好像是我亲手把这些东西塞入天空，以便扰乱自然界、推翻科学似的。他们似乎忘记了，正是因为人们日益掌握了真理，才促进了艺术的研究、完善和发展⑥。
作为一个具有强烈探索性的强国的荷兰，与作为一个知识和文化的荷兰之间的联系是非常紧密的。对改进船舶的需要推动了各种工艺的发展。人们喜欢手工劳动。发明创造受到奖励。技术进步需要尽可能地猎取知识，因此，荷兰成为欧洲最权威的出版社和书商，她既翻译用其他文字撰写的著作，也允许其他地方禁止出版的著作在荷兰发行。去外国探险及见到其他陌生社会打破了荷兰人的自大情绪，促使人们重新认识那些传统的定论，而且也说明，千百年来人们所持的观点，例如关于地理的观点是完全错误的。在世界大部分地区由皇帝和国王统治时．荷兰共和国却比其他任何国家更多地由人民治理着。社会的开放及其对脑力活动的鼓励，物质享受以及对别的国家的考察与利用，产生了可喜的对人类事业的信心。⑦
意大利的伽利略宣布发现了其他天体，布鲁诺则推测有其他的生命形式。他们为此都受到了残酷迫害。然而在荷兰，相信上述两种观点的克里斯蒂安·惠更斯却得到人们的极大的尊敬。其父名叫康斯坦丁·惠更斯是当时一位著名的外交家、作家、诗人、作曲家和音乐家，是英国诗人约翰·堂恩的亲密朋友及其翻译家，同时他也是一个原始大家庭的主人。康斯坦丁赞赏画家鲁本斯的画，并且“发现”了一个名叫伦勃朗的年轻画家，后来在他的好几幅作品中都有康斯坦丁出现。初次与他见面后，笛卡尔就写道：“我不能相信，人的脑袋瓜里竟能装满那么多的东西，而且还装置得那么完美。”惠更斯的家里摆满了世界各地的物品。其他国家的知名思想家是他的常客。在这样的环境下成长，年轻的克里斯蒂安·惠更斯同时精通语言。绘画、法律、科学技术、数学和音乐。他的兴趣和联系是广泛的。他说：“全世界都是我的家，科学就是我的信仰。”
光是那个时代的一大主题：既是启蒙运动，思想和信仰自由及地理发现的象征，又于当时的绘画中无所不在，尤其是在弗美尔的优美作品中，随处都表现了光；而且，光也是科学研究的课题，例如斯涅耳的光折射研究，列文虎克发明显微镜及惠更斯本人的光的波动学说，都是对光的研究。⑧上述活动都是相互关联的，且其研究人员也是自由组合。弗美尔居室的特点是到处都有航海用具，墙上挂满地图。显微镜则是客厅内的珍品。列文虎克是弗美尔的财产委托人，也是惠更斯在霍夫维克家中的常客。
列文虎克的显微镜是由布商用来测定布质的放大镜改进而成的。他用显微镜在一滴水中发现了一个微生物世界。他把这些微生物称为“微小动物”，且认为其“精巧玲珑”。惠更斯对设计第一架显微镜做出了许多贡献，并用它发现许多新事物。列文虎克和惠更斯是最早观察到人类精子细胞的人，而这又是理解人类生殖活动的先决条件。为了说明微生物是如何在预先经过高温灭菌的水中的逐渐发展过程，惠更斯认为，微生物小得足以透过空气，并在水中顺利繁殖。因此，他提出了自然繁殖的方案，即在发酵的葡萄液或腐肉中生物也能生长的观点，这种繁殖过程与以前存在的生物完全无关。但是，惠更斯这个正确的观点，直到两个世纪以后的巴斯德时代才得到证明。人们对火星上是否存在生命的研究，可以用不止一种方法追溯到列文虎克以及惠更斯的研究工作上去。这两人也是细菌致病论的鼻祖，因而也是许多现代医学的鼻祖。然而，他们头脑中并没有实用动机，他们只是在一个崇尚技术的社会里做些零修碎补的杂活。
荷兰于17世纪初期研制成的显微镜和望远镜，大大有助于人类对微观和宏观世界的观察。只有在此时此地，人们才能开始对原子和银河系的观察。惠更斯喜欢研磨和抛光天文望远镜用的镜片，并制成了一台5米长的天文望远镜。仅凭用它做出的发现本身，就足以使他稳坐人类文明史上的一把交椅。他是在埃拉托色尼之后第一个测定另一星球体积的人，是第一个认为金星完全是由云层覆盖的人，是第一个描绘火星表层景象的人（火星表面是一个称为大流沙的黑色的当风大斜面，通过观测火星旋转时这种景象的出现和消失，第一个确定火星和地球差不多一样，自转一圈需24小时的人。是他第一个认识到土星周围有许多环，这些环与土星互不接触。⑨另外，他发现了土星的最大卫星——土卫六，而且，正如我们现在知道的，土卫六，也是太阳系的最大卫星——一个大有希望与前途的星球。这些发现的大部分都是在他20几岁时完成的。同时，他认为星占学完全是一派胡言乱语。
惠更斯的成就远不止于此。当时，航海上的一个关键问题是测定经度。因纬度易于以星座确定——你向南越远，你看到的南天星座就越多。但是，测经度要求计时精确。一台准确的船上时钟能告诉你离港的时间，太阳和星星的升落可确定船只的当地时间，这二者的差别可用来校正经度。惠更斯发明了摆钟（其原理早就由伽利略发现了）。尽管还不十分完美，但当时已用这种钟来确定船只在无边海洋中的位置。他的发明大大提高了天文学和其他科学观测的准确性，而且促进了航海用钟的日臻完善。他发明了至今仍用在某些手表中的螺旋形平衡弹簧。他对力学，例如对计算离心力，以及通过研究掷骰子对概率论等进行研究，都做出了重大贡献。他改进的气泵在后来引起了采矿业的一场革命。他改进的“神灯”，是幻灯机的始祖。他还发明了一种称为“火药机”的东西，这对蒸汽机的研制大有影响。
惠更斯1659年出版的《土星星系》的详细插图。图中，惠更斯正确地说明，随着地球和土星几何关系的变化，土星环的外形也发生变化。土星进入B点时，一旦土星成直立状，其薄如纸张的星环就要消失。土星进入A点时，在地球上观察土星的形状最清楚。就是在这一点上，伽利略用极其简陋的望远镜看清这个大行星的形状。
惠更斯感到高兴的是，哥白尼关于地球是绕太阳运行的行星的观点，为荷兰人所广泛接受。他说，除了那些“智力有点迟钝的人，或迷信权威的人”以外，所有的天文学家都肯定哥白尼。中世纪时，信教的哲学家热衷于辩论，因为天体每天绕地球运行一次，所以，天体的范围几乎不可能是无限的，从而也不可能有无数个世界，甚至不可能有许多世界（或者说不可能再有别的世界）。发现地球绕太阳转而不是相反具有重要意义，它说明了地球的独特性及别的星球也存在生命的可能性。哥白尼认为，不仅太阳系，而且整个宇宙都是以太阳为中心的。开普勒也否认各恒星都有自己的行星系，把确有很多或无数其他的天体绕它们自己的太阳运行的观点说明清楚的第一人，似乎是布鲁诺。但其他人认为，根据哥白尼和开普勒的观点立即会产生世界的多元性的看法，而这是令人奇怪的。17世纪初期，罗伯特·墨尔顿主张，日心说表示了其他星系的众多性，他还认为，这是一种称为归谬法的争论说明了初始条件是错误的。他在一篇曾经看来很有说服力的论文中写道：
如果太空是那样大得不可比拟，像哥白尼等伟人说的那样……，那样广阔无垠，充满了无数的星体，那么，为什么我们不能假定……、太空中能见到的那无数星体就是如此众多的太阳。围绕特定的中心，同样有其各自的行星，就像太阳仍有行星绕其运行呢？……既然如此，那就会有无数有生命的世界，为什么不能呢？……诸如此类的专断而大胆的假设、惊人的诡辩，必然会产生影响，如果假定……开普勒……和其他人仍然坚持地球运行的观点。
但是，地球确实在运行。如果墨尔顿活到今天，一定也会得出有“无数有生命的世界”的观点。惠更斯也相信这种观点，他欣然表示说：“跨越宇宙之海，星体就是其他的太阳。”惠更斯以为，以太阳系类推，上述星体应该有其各自的星系，而且其中许多星体可能有居民：“假若我们认为这些星体除了无边的荒漠就一无所有……且排除有高级生物的可能，那么我们就会贬低它们的美观与尊严，认为它们不如地球，而这是非常不合情理的。”⑩
这种见解是在一本不同凡响的书中提出的，该书冠有一个动听的题目：《天体奇观，关于其他行星上的居民、植物及其世界的猜想》。该著作是在惠更斯于1690年逝世前不久完成的，它受到许多人，包括沙皇彼得大帝的称赞，他使该书成为在俄国出版的第一部西方科技书。书中大部分是论述星球的特性或环境的。在印制精美的第一版插图中，我们可看到一幅按比例绘制的太阳和巨大的木星、土星图，相对来说，它们太小了，地球只是一个很小的圈。
惠更斯认为，其他星球的环境和居民，大体上与17世纪地球上的情况相同。他想象：“行星人”的全身，包括身体的每一部分，都是颇为奇特的，与我们的身体大不相同……。一个有理念的灵魂绝对不会寄居在非人形的身体中，这种见解是极为狭隘可笑的”。他还认为，外星人即使形状古怪，却可能富有才智。甚至根本就不古怪，也像我们一样，有胳膊有腿，能直立行走，也能写字画图。所以他认为木星系的4颗伽利略卫星，起着航标的作用。当然，惠更斯只是他那个时代的一个公民。我们谁又不是呢？他把科学当做他的宗教来信仰，因此认为太空中一定有居民，否则，卜帝创造那么多星体，就毫无意义了。因为他生活在达尔文之前，他的上述观点自然不符合进化论。但是，他通过观察提出的某些论点，却与现代宇宙观相同：
“旅行者”号飞船正是早期的航海探险船和惠更斯科学思辨的后代。“旅行者”号飞船探测的星球，也正是惠更斯早就知道，并且深为迷恋的大千世界。
几个世纪前那些远航所带回来的一个重要产品就是旅行者的故事。⑾那是一些关于陌生国度和珍禽异兽的故事，曾引起人们的好奇感，激发了后来的探险。其中讲到擎天的山峰，海中的龙和海怪，纯金的餐具，以臂为鼻的怪兽，嘲笑墨守教义的基督教、天主教、犹太教和回教的教徒们无谓争吵的人，还谈到了能燃烧的黑石头，嘴长在胸部的无头怪人，以及生活在树上的绵羊。这些故事有真有假，有些具有真理的内核却为探险者所误解，所夸张，在流传中走了样。在伏尔泰和斯威夫特的笔下，这些描述在欧洲引起了新的争论，促使人们重新考虑那奇特的世界。
现代飞船也带回来许多旅行者的故事。这些故事描述了一个晶体状的世界，描述了一个从南极到北极遍布蛛网状物体的星球，其周围的小卫星状如土豆；这是个拥有地下海洋的世界，又是个状如意大利馅饼，散发着臭鸡蛋味的陆地，拥有充斥融硫的湖泊，火山不断朝空中喷出烟火；这是个叫做木星的行星，在木星面前，地球是如此渺小，以致木星可以容纳得下1000个地球。
木星的伽利略卫星，也几乎都和水星一样大。我们已能测定出这些卫星的体积和质量，因而可以计算其密度，从而可以推测出它们的内部结构。我们发现，靠里的两颗卫星——木卫一和木卫二，其密度和岩石差不多。外面的两颗卫星——木卫三和木卫四的密度则要小得多，介于岩石和冰块之间。但在这两颗卫星内，却含有放射性物质，这使其周围的物质变热了。这积聚了几十亿年的热量，无法到达卫星的表面，更谈不上向宇宙扩散了，因此，这种热量必定会融化其冰冷的内部物质。在能靠近观察这4颗卫星前，我们曾估计，这些卫星的地下海中的水，可能彼此大不相同。“旅行者”号飞船靠近观察的结果，证实了我们的估计是对的。它们彼此确实大不相同，也与我们见过的任何其他世界不同。
“旅行者2”号飞船再也不能返回地球了。但是，它的惊人的科学发现，这种真正的旅行者的故事，却返回了地球。例如，1979年7月9日8：04（太平洋标准时间），一个以旧欧洲命名的新世界，即欧罗巴卫星（指土卫二）的首批图像传到了地球。
飞船远在太阳系之外，如何能使图像传到地球上来呢？土卫二绕木星运行时，阳光照射在它的表面上，又反射到宇宙之中，其中一部分光线反射到飞船的电视摄影机镜头上，从而产生了图像。经过飞船上的计算机处理后，图像变成电波，飞越5亿公里后，传到地面站的射电望远镜上。在西班牙、加州南部的莫哈韦大沙漠，以及澳大利亚（1979年7月那天早上正是在此地的望远镜正对着木星和木卫二），各有一个这样的地面站。然后，再发送到通信卫星上，由通讯卫星把信息传送到加州南部，尔后，通过一系列微波中继站，最后把信息输送到喷气推进实验室的计算机中处理。图像大致像报纸的传真照片，由大约100万个小点组成，每个小点明暗的程度不同，这众多的小点，靠得很近，用肉眼观看离得稍远就无法分辨，只能看到其累积效果。从飞船上传来的信息决定每个小点的明暗程度。经过处理后，这些小点可贮存在磁盘上，与唱片的贮存方式十分相似。一号飞船拍摄的木星系照片，约有1．8万张，都被贮存在这种磁盘上，二号飞船拍摄的照片数，也相差无几。经过这一系列加工后，木星系的图像就出现在一张光滑纸上，从而在人类历史上，第一次看到了木卫二的奇观。
我们看到的图像是十分令人惊叹的。“旅行者1”号拍摄了木星的另外三个卫星的精彩的照片，但没有拍到木卫二的照片。这项任务是由2号完成的。由于是近距离拍摄的。所以镜头只覆盖了几公里的范围。粗看照片，似乎上面布满运河，正像洛韦尔所想象的赋予火星的运河一样。其实，在木卫二上，根本不存在运河。但我们看到许多扑朔迷离、纵横交错的直线和曲线。它们是隆起的山脊，还是溺沉的河流？它们是如何形成的呢？它们是星球伸缩引起的断裂所产生的吗？与地球的板块结构有联系吗？而且，有什么样的光发射到木星的另外3个卫星上去？神奇的现代科学技术，产生了令人难以置信的结果。但是，要真正理出个头绪来还得靠人的大脑。人们分析证明，尽管木卫二上沟渠纵横，但它像弹子球般光滑。没有盆地，也许是其表面冰层融化流动的缘故。照片所示的线条，只不过是这种冰流处的小槽或裂缝，其成因尚有待于进一步研究。
假如“旅行者1”号和“旅行者2”号飞船上有宇航员，那么，船长的航行日记上可能这样写：
第1天。我们彻底检查过食品以及各种仪器后，终于成功地从卡纳维拉尔角发射场起飞，开始了漫长的宇宙旅行。
第2天。摄影机的活动支架发生故障。假如不排除故障，摄影计划将无法完成，科学数据将无法得到。
第13天。我们回顾家乡，拍下了第一幅十分清晰的、地球和月亮浑然一体的照片。漂亮的一对。
第 150天。微型发动机点火，以便修正飞船的轨道。
第 170天。按计划维护设备。几个月以来，一切顺利。
第 185天。成功地拍摄了木星的精确照片。
第207天。活动架故障被排除，但是，无线电发射主机却出了毛病。我们换上了备用发射机。假如它也失灵，我们与地球的联系将再次中断。
第 215天。我们飞越火星轨道。这时，火星正处于太阳的另一侧。
第295天。我们进入小行星区。这里有许多翻滚着的大石块，它们是太空的鱼群和礁石，大多数还是陌生的，我们挂上了“小心”的牌子，但愿别碰上它们。
第475天。我们安全地钻出小行星区，真是万幸。
第570天。我们接近了木星。与地球上最大的望远镜相比，我们看得清楚多了。
第615天。木星的瞬息万变、多姿多彩的云层展现在我们面前，使我们眼花缭乱。木星真是巨大无比啊！它比所有其他行星加在一起还要大2倍。在这个世界上，没有高山峡谷，也没有火山河流，在球体与空气之间也没有界限，到处只是一片茫茫无边的流动着的稠密气体和云彩，因此也就无所谓木星的表面，木星上的一切都在它的天空中飘动着。
第630天。木星上的天气仍然是绚丽壮观的。这个巨大的星球自转一周将近10个小时。正是在自转力的作用下，以及在阳光和它自身散发的热量的作用下，在它的周围才形成了蔚为壮观的、飞快飘动着的云彩。
第640天。云彩变幻无穷、光辉灿烂。使我们联想起梵高所画的“星空”，以及威廉·布莱克和爱德华·蒙克的作品中所描绘的群星璀璨的夜空。只是他们描绘的景象大为逊色而已，因为所有这些艺术家，都是站在地球上观察夜空的，因而不可能真正描绘出这无比绚丽多彩的星空奇观。
我们靠近木星观察它的云彩带，白色云带是高空云层，也许是氨晶体所组成；褐色云带的云层要深些，温度要高些，因而大气向下流动。蓝色部分则显然是顶端云层中的空洞，通过这些空隙，我们才看见了晴朗的太空。
木星的红褐色云彩的成因还不清楚，也许是磷或硫的化学反应所致，也许是太阳的紫外线照射到甲烷和氨气上，又与木星的大气层中的水汽和有机分子相混合后所产生的彩色云层。假如事实确实如此，那么，地球上的最早的生命就是40亿年前木星上的这种化学反应所引起的。
第647天。我们进入大红斑（GRS）地区。这是一个巨大的气柱，高出邻近的云彩，其浩瀚宽阔足以容纳半打地球。至于红色，可能是其内部的复杂分子形成的。这是个巨大的风暴区，其历史也许已达百万年之久。
第650天。接近木星。充满奇迹的一天。我们只有一件损坏了的光偏振仪导航，却成功地通过了可怕的木星辐射层。接着，又安全地穿越环形区。在这层新发现的木星环形区内，到处是宇宙尘粒和宇宙石，我们却毫无损伤。我们拍摄了神奇的木卫五的照片，这是一颗椭圆形的呈红色的小星球，位于辐射层的深处。还拍摄了五彩缤纷的木卫一和木卫二的线条，以及木卫三的蛛网特征和木卫四的多环状巨大盆地。然后，我们绕过木卫四，飞经木卫十三——已知的离木星最远的卫星。我们继续朝外飞。
第662天。飞船中的磁场探测器表明，我们已离开了木星的辐射层。木星的重力，加速了我们飞船的航行。我们终于飞离木星系，重新邀游在太空之中。
第874天。飞船偏离老人星——用航海术语来说，叫船舵失灵。要在茫茫宇宙之中保持飞船的方向，船舵是至关重要的，否则，我们就会在宇宙大海中迷航。偏离纠正了，飞船偏航的原因，看来是我们的光学传感器错把半人马星座的α和β星当做了老人星。两年以后，我们将到达下一个港口：土星系。
“旅行者”号飞船发回的所有宇宙故事中，使我最感兴趣的是最靠近木星的木卫一上的发现。在发射“旅行者”之前，我们已经觉得木卫一有些奇怪。尽管我们只能分辨出其表面的几幅照片，但是，我们知道，木卫一是红色的，而且红得耀眼，比火星还红，也许是太阳系中最红的星体。有几年时间，它似乎在发生某种变化，表现在其红外线或雷达的反射特征上。我们还知道，在木卫一运行的轨道上，部分围绕着木星有一圈从木卫一遗落的硫、钠和钾的微粒，遗落原因不明。
当飞船接近这巨大的卫星时，我们发现它的表面五光十色，这种奇特景色，在太阳系的其他星球上是没有的。木卫一与小行星区相邻，因此，照理说，它一定始终受到小行星区散落物的冲击而变得伤痕累累。但事实上，我们却看不到这种被撞击的迹象。那么，在木卫一上，一定发生了某种变化过程，十分有效地擦去了撞击的小坑，或是填平了小坑。这种过程不可能是大气层引起的。因为木卫一的引力很小，其大气大部分都扩散到了太空之中。也不可能是水蚀作用引起的。因为木卫一表面温度很低，根本就没有流动着的水。有几处地方像是火山口，但也很难确认。
林达·莫拉比图，“旅行者”号飞行控制组的一名成员，她是负责保持飞船的正确轨道的，她一直命令一架计算机强化木卫一边缘图像，使其后面的恒星显现出来。使她大为惊讶的是，她竟观察到某种物质，在一片黑暗之中，耀眼地从卫星表面喷射出来。不久，她就确定了喷出物的位置正好在一个被推测的火山口上。这样，飞船发现了地球外的第一个活火山。在木卫一上，我们已知有9个大火山，但喷出的是气体和碎石，至于死火山，则恐怕有几百座，甚至有数千座。正是这些火山的碎石，填满了卫星被撞击后形成的洞口。这种新的星球奇观，如若伽利略和惠更斯见了，会怎样地赞叹不已啊！
在此之前，斯坦顿·皮尔及其助手，通过计算木卫一卫星内部物质的升降情况（这种升降活动是由邻近的木卫二，以及巨大的木星本身的引力所引起的），也早就预见到了火山的存在。他们发现，木卫一内部的岩石之所以融化，不是由放射活动，而是由这种升降活动所产生的。他们还发现，木卫一内部的大部分物质可能是液体状态。木卫一内部的硫磺，在表面附近融化集中后，在火山的作用下，形成了液态硫地下海。当固态硫加热到大约115℃时，就会融化，而且会改变颜色。加热的温度越高，颜色就变得越深。假如融化的硫磺迅速冷却，又会恢复它原来的颜色。我们在木卫一上看到的不同颜色，很像火山口喷出的液态硫：火山顶端的硫呈黑色，温度最高；火山附近形成的河流状态硫，呈红色及桔黄色；遍布在平原部分的硫则呈黄色。木卫一表面的形状几个月改变一次。因此，如同地球上作气象预报一样，也得定期发布木卫一的地形图。未来的木卫一探险者，必须注意这种现象。
飞船发现，木卫一的非常稀薄的大气层主要成分是二氧化硫。但是，这稀薄的大气层，其作用却不小，因为木卫一处于木星的辐射带。辐射带充满了带电粒子，有了这大气层，就足可保护木卫一的表面不受损害。每当夜幕降临，木卫一的表面温度就迅速下降，二氧化硫凝固，宛若一片白霜；这时，带电粒子就会乘机而入，危害木卫一的表面。这样，在卫星下过夜很可能是明智的做法。
木卫一上火山喷发时，火山喷柱如此巨大，如此深远，以致它的原子可直接进入木星外的太空中。因而围绕木星的、处于木卫一轨道上的微粒环，其来源可能就是这些火山。这无数的微粒，盘旋着逐渐移向木星方向，覆盖了靠里的木卫五，它之所以呈红色，其原因也可能就在这里。木卫一发出的这些物质，历尽坎坷后，汇入到木星的环形系统也不是不可能的。
人类要登上木星，是极其难以想象的。当然，从技术上讲，我认为让永久性的大气球悬浮在木星的大气层中，在遥远的未来是可能实现的。正如从木卫一或木卫二近测所看到的那样，这颗巨大的、变幻无穷的星球总是飘浮在空中，其位置一成不变。因为太阳系中几乎所有的卫星，都像月亮对地球那样，总是以其一面朝着行星。对木星系的未来探险者来说，木星将始终是一个令人心驰神往的世界。
星际间的气体和尘埃，被太阳系所积聚，大部分其他区域的物质，凡是没有落到太阳上的，都为木星所积聚。如果木星的质量比现在大十几倍，木星的内部物质就会发生热核反应，木星也就会开始发光。宇宙中最大的行星不会发光，实在是一件憾事。尽管如此，其内部温度却非常高，以致它发出的能量比从太阳接收的能量几乎要多2倍。从红外光谱的角度来看，完全可以把木星看做一颗恒星。如果木星成为一颗闪亮的恒星，我们今天就会生活在双星系中，在我们的头顶，将有两个太阳同放光辉，夜景将难得一见了。其实，我相信在整个银河系中，在无数的太阳系中，这本来是司空见惯的现象。毫无疑问，这也是自然而又美妙的。
在木星最下部的云层处，其大气层所产生的压力比地球上任何一处的气压都大得多，以致电子从氢原子中被压了出去，形成一种奇特的物质，液态金属氢——一种在地球上的实验室中从未观察到的物理形态，因为它要有必需的压力，这在地球上从未取得（在适当的温度下，金属氢是一种超导体。假如能在地球上制造出来，将会引起电子学上的一场革命）。在木星的内部，其压力大约是地球表面大气压的300万倍，除了呈黑色的金属氢外，几乎没有别的物质。但是，在木星的核心处，由于巨大压力的作用，却可能如同地球一般，充满岩石和铁矿石，永远埋藏于这颗最大的行星深处。
木星内部的液态金属氢中的电流，可能是该行星巨大磁场的源泉（该磁场是太阳系中最大的），也可能是其附近的电子和质子带的源泉。这些带电粒子，从太阳发出，随太阳风运行，被木星的磁场所俘获并加速。相当部分的带电粒子被俘获在木星的云层之上，从一极飞到另一极，在巧遇高空大气层中的分子且脱离辐射带后，它们才会停止这种穿梭般的来回飞驰。木卫一运行的轨道离木星太近了，从而当它穿过辐射带时，会产生带电粒子流，这反过来又会产生巨大的辐射能（这些粒子流又会影响到木卫一表面的喷发过程）。通过计算木卫一的位置，就可能预测木星辐射能的爆发，这比地球上预报天气还要准确得多。
在射电天文学的早期，即在50年代，人们就偶然发现，木星是一个辐射源。两位年轻的美国人，伯纳德·伯克和肯尼斯·富兰克林，用最新研制的、在当时十分先进的射电望远镜观察星空。他们想要探测太阳系外的宇宙射线源。结果，他们意外地发现了一种巨大的不为人知的射线源，它既不像是一恒星，也不像是星云，或是星群所发出的。而且，参照遥远的恒星，它还在逐渐移动，移动得比任何遥远的物体都快得多。⑿他们无法解释其原因，有一天，他们走出天文台，抬头望天，用肉眼观察，希望碰巧能发现某些有趣的现象。使他们困惑的是，就在他们发现放射源的地方，他们竟看到了一种格外明亮的光点，他们很快就搞清了，那就是木星。这尽管是一次偶然的发现，但在科学史上却是很有代表性的。
在一号飞船掠过木星前，每当夜幕来临，我总是仰望星空，着见木星在对我眨眼。100万年以来，我们的先人对此都深为惊叹。而在飞船掠过木星的那天晚上，当我迈步走向宇航局喷气推进试验室，以便研究飞船发回的资料时，我不由得寻思，木星将再也不是从前的样子了，将再也不是夜空中一个普通的亮点了，从此以后它将成为一个被探索过的已知世界了。在千姿百态、优美壮观的宇宙世界中，木星及其卫星可以说是一种小型太阳系，从中我们可受到不少启迪。
与木星相比，土星则小得多，但在构造等诸方面，它们彼此十分相似。土星自转一周，需要10小时，在赤道附近，也有一圈彩带，只是不如木星的那样明显。它的磁场和辐射带也比木星的弱，但它的光环却要壮观得多。土星的卫星多达十几个。
在士星卫星中，最有趣的要算土卫六了，它是太阳系中最大的卫星，也是惟一富有大气的卫星，在“旅行者1”号于1980年11月飞经土卫六之前，我们对它的认识是十分肤浅的。我们有把握的事情只是知道，在土卫六上存在甲烷，这是最早由柯伊伯发现的。太阳的紫外线把甲烷转变成了比较复杂的碳氢化合物，以及氢气。碳氢化合物，似褐色的有机焦泥一般，覆盖着卫星的表面，这种焦泥有点像地球上生命起源实验中产生的物质。
由于土卫六的引力小，质轻的氢气可能向宇宙中迅速扩散，这种剧烈的扩散过程叫做“气喷”，它同时要带走甲烷，以及大气层中的其他物质。但在实际上，由于土卫六的大气压至少与火星的一样大，因此气喷过程看来并未发生。另外，也许是由于在其大气层中存在某种重要的迄今尚未发现的物质——例如说氮——使得大气中的平均分于重量保持很高，从而防止了气喷的发生。或许，气喷一直在发生，只是扩散到宇宙中的气体由卫星内部释放的气体弥补了。
土卫六大部分密度很低，因此它上面必定有大量的水和各种冰，而且其中还可能含有甲烷，这些甲烷是在卫星内部的较大的热力的作用下，以我们还不知道的速率，释放到卫星表面的。
假如用望远镜观察士卫六，我们就会看到一个勉强能辨认的红盘。有些人还说，在盘的上方，还可看到变化无穷的白云——这些白云，很可能是甲烷晶体形成的。但盘的红颜色又是什么形成的呢？大多数研究人员认为，土卫六的这种颜色很可能是复杂有机分子所致。至于其表面温度，以及大气层的厚度，至今尚无定论。有迹象表明，由于大气层的温室效应，会提高其表面温度。
在土卫六的表面及其大气层中含有极其丰富的有机物分子，因此它是太阳系中一颗绝无仅有、十分突出的星球。
以往的航天发现意味着“旅行者”号飞船以及其他飞船，对土卫六的探测飞行将使我们对它的认识起到革命性的意义深刻的变化。
透过土卫六云层的缺口处，可以看见上星和它的光环，而且在其大气层中处处可见淡黄色的斑点。与地球相比，土星系离太阳要远10倍，因此照射到土卫六上的阳光强度只及地球上的百分之一，尽管其温室效应相当大，它表面温度则可能大大低于水的冰点。但是，由于在它的大气层中含有丰富的有机物，加之也有阳光和可能存在的火山热点，土卫六上存在生命的可能性就不能轻易排除。⒀当然，在那种不寻常的环境下，即使存在生命，也无疑与地球上的生命不大相同。不过，士卫六是否存在生命，目前还缺乏有力的证据。在飞船于土卫六表面着陆前，我们不大可能做出定论。
要确定土星环上的粒子是什么，就必须靠近观察才行，因为这些粒子很小，是一些方圆只有1米左右的雪球和冰块。因为土星环反射阳光的光谱特性与冰反射阳光的光谱特性相似，由此我们知道土星环是由水和冰组成的。为了在宇宙飞船中就近观察这些粒子，我们必须使飞船减速，达到粒子运行的速度。粒子绕土星每小时运行4．5万英里，这就是说，飞船也必须绕土星运行，运行速度也必须与粒子相同。只有这样，我们才能看清单个的粒子。
为什么土星的周围只有光环而没有一颗大卫星呢？这是因为，土星光环中的粒子，离土星越近，其运行速度就越快（根据开普勒第三定律，粒子的“下降”速度也就越快）；另外，内部的粒子可以穿越外部的粒子运行（我们已经知道，“穿越方向”总是向左）。尽管整个粒子层的运行速度每秒约有20公里，但两个相邻粒子的相对运行速度却很低，一分钟大约只移动几厘米。正是这种相对运动，使粒子不会因相互引力而聚合在一起。而一旦相互靠拢时，也会因运行速度不同而相互拉开。假若光环不是离木星这么近，那么，尽管粒子间的运行速度各异，也会聚集在一起，形成小雪球，最终形成卫星。因此，很可能决非巧合，在士星的光环外，还存在一些大小不同的卫星，其直径从几百公里到士卫六那么大，即近于火星，大小不等。其实，所有这些卫星和行星中的物质，都可能来源于光环中的物质，这些物质凝结积聚的结果，形成了今天的行星和卫星。
像木星一样，土星的磁场能俘获和激化太阳风中的带电粒于。当一带电粒子从一个磁极飞向另一磁极时，它必然要经过土星的赤道面。假如它在途中遇到一光环粒子，该小雪球就会吸收质子和电子。从而使两者的辐射带消失，因为辐射带只存在于粒子环的内部或外部。离木星或土星很近的一颗卫星，也能吞食辐射带中的带电粒子。事实上土星的一颗新卫星，正是这样发现的，一颗先前不为人知的卫星吸收了辐射带中的带电粒子，使辐射带产生了空当，从而“先驱11”号飞船也意外地发现了这颗卫星。
太阳风把土星轨道远远地抛在后面，进入太阳系外的空间。当“旅行者”号飞船经过天王星，进入海王星和冥王星轨道时，要不是仪器出了故障，肯定会探测到宇宙间的太阳风。这儿是太阳系的终点，离太阳比冥王星离太阳还要远两三倍，星际间的质子和电子的压力比太阳风在此处产生的压力还大。大约在21世纪中叶，“旅行者”号飞船将穿过太阳风的终点，进入茫茫的宇宙。但不会进入另一太阳系，而是最终进入银河系，并且将在银河系中漫游若干亿年。那时我们已经进入了更加伟大、更加壮观的航行时代。
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①惠更斯（1629～1695年），荷兰物理学家、天文学家和数学家，1655年3月，用经过改进的望远镜发现了土卫六，由此闻名于世。1655～1656年发现七星光环。逝世三年后出版了《宇宙论》，书中阐明恒星都是宇宙中的太阳，提出别的行星上也有生物。
②换一种比较方法，我们可以这样说，一粒受精卵从输卵管运动到并殖入子宫的时间同“阿波罗Ⅱ号从地球飞抵月球的时间一样长，而“海盗”号航抵火星的时间则同这粒受精卵发育成婴儿的时间一样长。人类正常的寿命运长于“旅行者”号飞离冥王星的时间。
③葡萄牙航海家麦哲伦的故乡。——校注
④我们甚至还知道他们送给朝廷什么样的礼物。他们呈献给皇后的是“六尊潜水员半身像”，呈献给皇帝的则是“两包肉桂”。
⑤1979年，罗马教皇保罗二世郑重宣布撤销346年前“神圣法庭”对伽利略的判决。
⑥其他人没有伽利略和开普勒提出日心论假说那样的勇气，就连居住在宗教教条不太严格的欧洲其他地方的人也是如此。例如，当时住在荷兰的笛卡尔，在1643年4月的一封信中写道：
“毫无疑问，你已经知道，伽利略最近受到了教堂法庭的谴责，以及他有关地球运行的观点被判定为异端邪说。我必须告诉你，在我的论文中说明的所有观点，包括地球运行的观点，都是如此地相互关联，从而不难看出，一但我的任何一个观点有误，我所用的全部论点便都站不住脚了。我认为，虽然它们是以十分确切可靠的证据为基础的，但我却无论如何不想对抗教庭的权威而去坚持我的观点。……我想安安静静地过日子，并能继续遵循遁世自好的格言，平安地过我已经开始的生活。”
⑦这种考察传统可以说明下述事实，即直到现在，从每人做出的贡献看，荷兰为著名天文学家提供了极大的方便，其中如柯伊伯，在本世纪40和50年代，是世界上惟一专职的行星天体物理学家。当时大多数职业天文学家都认为这个课题至少有点不体面，受了洛韦尔学说的极大影响。荣幸的是，我是柯伊伯的学生。
⑧牛顿称赞惠更斯，并认为他是当时“第一流的数学家”，也是过去和现在都极受推崇的古希腊数学传统的最真诚的继承者。牛顿认为，部分地因为阴影有锐边，因此光运行时看来就像一条微粒流。他认为，红光是由最大的粒子组成的，而紫光则是由最小的粒子组成的。但是，惠更斯则认为，光运行时像是真空中传播的一种波，就像海中的海浪波一样，这就是我们要说光的波长、光的频率的原因。光的许多特性，包括衍射性，都能由波动说加以自然解释，惠更斯的光的波动说后来流行了好多年。但在1905年，爱因斯坦宣布，光的粒子论能够解释光电效应，即金属经光束辐照时的电子发射现象。现代量子力学把上述两种观点结合在一起。今天，通常都把光在某些情况下的运行当粒子束，而在另外一些情况下的运行看做波。这种波—粒子论也许不容易符合我们的一般见解，但却与实验所显示的光运行的真实情况极其一致。这两者的结合显得有点奇妙和令人不解，把牛顿和惠更斯这两位单身汉称为当代我们对光的特性的理解的父母是适宜的。
⑨伽利略早就发现了这些环，但他不知道环为何物组成。从他初期使用的天文望远镜看来，这些环似乎像紧接着土星的两个对称凸块，他不无困惑地说，像两只耳朵。
⑩另外一些人也持有相同的观点。开普勒在《宇宙谐和论》中写道：“第谷的有关论点是，茫茫宇宙并非全是不毛之地，而是住满了居民。”浩瀚的宇宙，竟有如此众多的太阳和地球，这种想法多么诱人、多么奇妙啊……，而且，每一个地球上，都是绿草如茵、森林遍地，动物成群，既有大海，也有高山！而考虑到众多的恒星与其间巨大的距离，我们的惊奇与崇敬又将增大多少倍呀！
⑾这类传说是古代人的传统、其中有许多从探险一开始便带有宇宙的主题。例如：15世纪中国明朝对印度尼西亚、斯里兰卡、印度、阿拉伯和非洲一系列探险就被费信，——参加者之一——在一本进呈御览的图书中描绘为“星槎胜览”。可惜的是，图画都遗失了，但其文字版本还在。
⑿因为光速仍是有限的。详见第八章。
⒀惠更斯在1655年发现了土卫六，他认为：“现在，不管是什么人，只要他观察一下这两个（土星和木星）行星系，并把他们同我们这个小得可怜的地球进行一下比较，那他一定会为这两个行星的广阔疆域和众多高尚的随从（指卫星——译注）而大吃一惊。难道他们现在还会强迫自己认为，睿智的造物主把他所有的动物和植物都安置在地球上，造物主也仅仅刻意装饰和打扮地球这个地方，而让其他的星球（尽管他们也会崇奉祭祀造物主）成为荒无人烟的不毛之地吗？难道他们还会认为．所有这些巨大的星体存在的目的仅为了在空中闪烁星光，仅为了让我们少数几个可怜虫观察研究的吗？”由于土星每30年围绕太阳转一圈，土星及其卫星上的四季远远长于地球上的四季。因此，对于土星卫星上的假设存在的居民，惠更斯写道：“土星卫星的冬季如此漫长，他们的生活方式绝对不可能和我们的十分相同。”
第七章 夜空的脊柱
第七章 夜空的脊柱
他们来到空中的一个圆洞……闪耀着像一团火焰。神鸦说，这是一颗星球。
摘自爱斯基摩人创世神话。
我宁愿弄懂一个道理，也不愿做波斯的国王。
德漠克利特
萨摩斯岛的阿里斯塔恰斯写了一本书，照该书的说法，就会得出这样的结论：宇宙比我们想象的要大得多。他推测说，某些星球和太阳是静止不动的，地球以圆形轨道绕太阳运行，而太阳则处于圆形轨道的中心。他还推测说，太阳附近的上述星球，体积十分巨大，以致地球轨道离这些星球的距离，只及这些星球的半径那么大。
阿基米德《繁星》
假如仔细推敲人们的神学观点，任何人都一定会承认，“诸神”一词是用来表示他目睹的事物的不可知性。每当他看不出自然界中某种事物的根源，而目绞尽脑汁也理不出任何头绪的，他就推出诸神这个词来解决他的难题，结束他的思考……。因此，当他把某种自然现象产生的原因归之于上帝时……，难道不仅仅是用一种阴影来替换自己头脑里的黑暗而已吗？对于上帝的声音，他是习惯于带着敬畏之情去认真聆听的。
迪特里希男爵《自然界》,1770年于伦敦
我的少年时代是在纽约市度过的。当时我住在布鲁克林区的本森赫斯特街上，我极其熟悉我的左邻右舍，每一幢楼房，每一个鸽棚，每一个前廊后院，每一片空地，每一棵榆树，每一条装饰漂亮的栏杆扶手，每一条运煤斜槽，每一堵玩中国手球的壁墙，上述种种以一座叫做罗佑的斯第尔威尔的砖墙剧场质量最好。我认识许多住在这里的人，例如布鲁诺和迪诺、罗奈德和哈威、桑迪、伯尔尼、丹尼、杰基和米拉。但离我住的地方不远，就在第86街靠近铁路的那个汽车声嘈杂的地方，是一个令人奇怪的、我从未涉足的禁地。当时对我来说，那里就像火星一样神秘莫测。
“在冬天，每天临睡之前，我经常仰望天空，无数的星星，在遥远的高空向我眨眼。它们是些什么呀？每当我想到这个问题，我就会去问大伙伴和大人们，而他们的回答几乎都是“星星就是天上的灯光呗，傻瓜！”星星会发亮，那还用他们说吗？但是，星星仅仅是悬挂在天上的小灯吗？它们到底有什么用处呢？到底是不是和灯光一样的东西呢？面对群星，一股怅然不禁涌上心头。我那些不爱探奇索隐的伙伴们对司空见惯的群星依然有所不知。其中许多问题还得去探索许多更为深刻的答案。
待我够岁数时，我的父母给了我第一张借书证。我记得，图书馆就在第85街，对我来说，那是一片陌生的地界。我一踏进图书馆，就急切地向一位女管理员打听星星的事。她递给我一本带有彩色照片的书，满是一些男女电影明星的像片，我嘟嘟嚷嚷地抱怨着。管理员笑了，当时真让我感到莫明其妙。她又给我找来另一本书，这一次她拿对了。我迫不及待地翻开书，就找有关星星的段落。那本书告诉一些令我非常吃惊的东西，告诉我一个伟大的想法。书上说，星星都是太阳，不过是远离我们的太阳。太阳也是一颗星星，只是离我们很近的一颗星星罢了。
试想，我们抓住太阳，把它推移到遥远的地方，推移到只剩下一个闪烁不定的小亮点的地方，那究竟要把它推移多远呢？对角度大小的概念，我一无所知，对计算光速传播的平方反比定律更是一窍不通。而且，我压根儿就没有机会去计算从地球到星星的距离。但如果说星星就是许许多多的太阳，那我当然知道，它们的距离一定比第85条街，比曼哈顿，也许比新泽西州距离我们还要远。它们实际上何止我想象的那么远呢。宇宙宏大无比，远非我当时所能想象的。
不久，我了解到另一个令人吃惊的事实：地球--自然也包括布鲁克林区--是一颗行星，而且是一颗围绕太阳运转的行星。还有好多别的行星，也是围绕太阳运行的，有的远离太阳，有的靠近太阳。这些行星与太阳不同，自己不会发光，只是反射太阳光。假如从远处观察，那么，在耀眼的阳光下，这些行星，其中包括地球，只是若明若暗的小点。于是我就想，其他的星星，一定也有行星，这是一些我们尚未测知的行星。在这些行星上，一定也有生命，（为什么不能有呢？）这些行星上的生命形式，也许与我们所了解的布鲁克林区的生命迥然不同。从此，我决定当一名天文学家，去研究星星和行星，如有可能，就去亲自拜访它们。
使我深感幸运的是，对我的这种异想天开，双亲大人和老师们都十分赞赏。尤其幸运的是，我生活的时代是历史上人类第一次进人太空旅行，对宇宙进行深入探索的时代。假如我先于这个时代出生，那么，不论我的抱负多大，我也不可能认识星星和行星到底是什么，也不可能懂得宇宙间居然还有其他众多的太阳和地球以外的宏大世界。对宇宙间这许多奥秘的认识是经过我们前辈百万年以来耐心观察和勇敢探索才从大自然中获得的。
星星到底是什么呢？提出这样的问题如同婴儿的笑容一样自然，人类一直提出这样的问题，同前人所不同的是，我们这个时代终于获得了部分答案。书籍和图书馆为我们发现这些答案提供了方便的手段。在生物学中有一种虽不完美但却有很强适应性的原理，叫做重演。这种原理认为，从人类自身的胚胎发育过程中，我们可以回顾人类的进化史。我认为，这种重演性也会体现在人类智力发展的过程中。我们常常不自觉地进行追溯人类远祖的思维。想想几千年以前的情形吧，那时既谈不上科学，也没有图书馆，但当时人类对社会和性别方面的问题也像现在这样精明，这样好奇，这样涉足其中。不过那时并没有科学实验，也没有发明创造，人类这个生物种尚处于童年期。当人类首次发现火时，他们的生活是什么样子呢？我们的祖先，那时是怎样看待星星的呢？有时，我不由浮想联翩，我设想他们当中大概有一个人是这样想的：
我们吃浆果草根、坚果和树叶，也吃死亡的动物。这些动物有些是我们找到的，有些是我们杀死的。我们知道哪些东西能吃，哪些东西不能吃。假如我们吃了某种东西而倒毙，那是因吃了这些食物而受到惩罚，我们并不想做坏事，但毛地黄或者毒芹会毒死你。我们热爱子女和朋友，我们要警告他们，别去吃这种有毒的东西。
当我们去打猎时，我们也可能送命，被兽角顶死，被群兽踩死或吃掉。野兽的行为对我们来说意味着生与死，它们的习性如何，足迹怎样，何时交配，何时产仔，何时出游，对这一切我们都必须了解。并把这些知识传给我们的儿女，我们的儿女再传给他们的儿女。
我们靠猎物为生。我们追逐它们，特别在冬天，没有什么植物好吃时更是如此。我们是流动的猎手和死兽收集者，我们称自己是狩猎族。
我们大多数人就睡在露天，或睡在树下，或睡在树杈间。我们穿兽皮保暖和遮羞，有时也用兽皮做吊床，兽皮披于身上，我们感受到野兽的威力。我们与羚羊赛跑，与大熊搏斗。我们与野兽结下了不解之缘，我们追逐它们，吃掉它们，它们也追逐我们，吃掉我们，我们彼此相依为命。
我们学会了制作工具，因而存活下来了。我们当中有些人在找石、凿石和磨石方面是行家。我们用兽筋把石头绑在木棍上，做成斧头。用这样的石斧，我们可以砍树猎兽。我们把一些磨尖的石头绑在长棍上做成长矛。如果我们小心翼翼，怕不作声，有时可以接近猛兽，用石矛刺死它们。
兽肉发臭了，有时我们饿了，就不去注意它的臭味；有时就加上些野菜，以冲淡臭味。不会发臭的食物，我们就用兽皮或大树叶或大坚果的壳把它包起来留着。把一些食物留起来带着是明智的。假如我们过早地把肉吃了，有些人以后就会挨饿。因此我们应该互相帮助。由于这个原因以及其他许多原因，我们制定了规则，每一个人都必须遵守规则。我们总是有规则，规则是神圣的。
有一天暴风雨来了，电闪雷鸣，大雨倾盆。孩子们都害怕暴风雨，我自己有时也觉得害怕。我们不知道暴风雨的秘密。雷声深沉震耳，闪电又快又亮，这使我们觉得，也许是某个强大有力的人发怒了。我认为，一定是天上的什么人在发怒。
雷雨过后，在附近的森林中，发出了劈里啪啦的响声。我们跑去一看，原来是一种散发热气的东西，闪耀着黄色或红色的亮光。这种东西我们从未见过。现在，我们称它为“火焰”。火焰发出一种特殊的味道。从某种意义上说，火焰是活的，它会吞食物。如果你让它吃，它能吃掉植物和树枝，甚至整棵大树。它是有力的，但它不够精明，一旦食物吃完了，它也就死了。而且，假如一路上找不到食物，它也不会从这一棵树跃过不远的距离去吃另一棵树。没有食物，它寸步难行。但只要有足够的食物，它就会长大，而且会生下许多火焰孩子。
我们当中有一个伙伴，产生了勇敢的想法：去抓住一个火焰，给它一些东西吃，和它交朋友。我们弄来一些木质坚硬的长树条，火焰毫不客气地吃起来，不过吃得很慢。这样，我们就可以拿着没有火的一端而把火焰带走。手里拿着小火焰，如果我们很快地跑起来，它就会死去，它们的孩子太娇嫩了。我们没有跑，我们轻轻地走，好心地喊着：“别死呀。”其他狩猎族的人惊奇地看着我们做这件事。
从此以后，我们就一直带着火焰，并不断地喂它，以免它饿死①。火焰是一种奇迹，也对我们帮助不小；它很可能是一位强有力的人送给我们的礼物。这个人是不是就是暴风雨中发怒的那同一个人呢？在寒冷的夜晚，火焰给我们温暖，给我们光明。在新月之夜，点点火光戳破茫茫黑夜。如今在夜间，我们也能为明天的打猎准备石矛了。晚间，要是我们还不累，我们也能在黑夜中互相看得见并且交谈了。使我们格外高兴的是，火焰使猛兽不敢靠近。过去，在深夜熟睡之时，我们常受猛兽之害，甚至小动物，如鬣狗和狼，也可能吃掉我们的伙伴。如今有了火，情况就大大不同了。火焰使它们不敢靠近，而只是在夜幕下无望地徘徊，嚎叫着，眼睛在火焰前闪亮闪亮的。它们害怕火焰，但我们不怕火焰。因为火焰是我们的朋友，我们照顾火焰，火焰也就照顾我们。
天空是重要的。天空覆盖我们，还会对我们说话。在我们发现火以前，每当黑夜来临时，我们常常躺在地上，仰望天空，注视着天上无数的亮点。有时一，许多亮点会走到一起，在天空中形成一幅图画。我们中有一个人的眼力比旁人好些。她就教大家认识空中的图画及各个图画的名字。我们常常围坐在一起，聊到深夜，编织着星空图画的故事，如狮呀，狗呀，熊呀，猎人呀和其他更为奇怪的事情。这些天上的图画是不是就是发怒时制造暴风雨的那强有力的巨人的形象呢？
天上总是没有什么变化。年复一年，星图一成不变。月亮呢，阴晴圆缺，周而复始。月相变化时，女人们就会流血。有些部落规定，在月亮消长的某些日子禁止性交。有些部落在鹿骨上刻下月亮缺而复圆的天数，或是女人流血的间隔天数。这样，人们就会预先算出时间，遵守规则。规则是神圣不可侵犯的。
星星远在天边。我们爬上一座山顶或是一棵大树时，并不觉得它们离得近些。云彩飘来，挡住我们观看星星。星星一定是躲到云层后面了。当月亮慢慢往前走动时，会从星星的面前走过。但过后一段，星星仍然安然无恙，月亮并没有吃掉星星。星星一定是在月亮的后面，它们在眨眼。星星是一种奇怪的、寒冷的、清白的、远离我们的光。许许多多这样的光，遍布苍穹，但只有在晚上才看得见。我不明白，星星到底是什么呢？
我们找到了火以后，有一天我坐在筹火旁遐想星星，一个念头逐渐产生：星星就是火焰。然后我又想到，星星是其他的猎人在夜晚点燃的篝火。星星没有篝火亮，因此，星星一定是离我们很远很远地方的篝火。但我这么一说，附近的人立即问我，“天上怎么会有香火呢？篝火堆和它周围的猎人，为什么不会落到我们面前呢？为什么那些陌生的部落人，不会从天上掉下来呢？
他们问得好。这些问题困扰着我。有时，我觉得天空像半个大蛋壳，或是半个大坚果壳。我想，远在天际的那些人，正在往下看我们呢（可是对他们来说，都好像是在往上看）。他们会说，我们呆在他们的天上，他们也弄不清楚，我们为什么不掉到他们的地上去。我的这个想法，你们理解吗？但我的伙伴说，“上是上。下是下呀！”这个回答同样很在理。
有位伙伴的想法不同。他认为，夜空是一大块扔到天上去的黑色的兽皮。兽皮上有很多洞孔。透过洞孔，我们才看到了天上的篝火。他认为并不是我们看到星星的地方才有篝火。他想，篝火布满整个天空，只是被兽皮挡住了，在有洞的地方，我们才看得见。
有些星星能够走动，就好像我们追逐的动物，也像我们自己会走动一样。不过，星星走得很慢，只有细心地连续观看几个月，你才会发现它们走动了。会走动的星星，只有5颗，和一只手上的手指一样多。它们在群星间缓慢地移动。假如认为天上的星星是等火的想法是对的，那么，这些星星必定是天上的猎人举着火把在移动。但是我不明白，能移动的星星怎么会是兽皮上的洞孔呢。假如在兽皮上钻个洞，洞也不会动呀，洞毕竟是洞。此外，假如天上满是火焰，我也觉得不妙，万一兽皮掉了下来，到处火龙飞舞，夜空就会大刺眼了。我想，烈焰腾腾的天空会把我们都吃掉。看来，天上有两种强有力的巨人，一种好，另一种坏。坏人想用火来吞食我们，好人则用兽皮挡住火。我们必须以某种方式，向好人感恩才对。我不知道，天上的星星是篝火还是兽皮上的洞孔，透过这些洞孔我们看到了火光。我拿不定主意。有时，我觉得是篝火，有时，又觉得是兽皮上的洞孔。有一次，我猜想天上既没有篝火，也没有兽皮洞，而是些别的什么东西，但这对我来说太难理解了。
把脖子枕在木头上，头向后仰，这时你就只能看到天空，看不到山岗，看不到树林，看不到猎人，也看不到篝火，只看到天空。有时我觉得我可以就这样跌入天空。如果说星星是篝火，我倒乐意去拜访那些升起篝火到处游动的猎人。这时我觉得跌入天空真是件美事，但如果说星星是兽皮上的洞孔，我就担心了。这是因为，我不想跌进洞孔。掉进熊熊烈火中去。
到底哪种想法对呢？我很想弄清楚，我可不想不明不白的。
我认为，当时许多狩猎采集部落的成员对星星并不都有上面的想法。也许在长久的岁月中，少数人有这样的想法，但绝不是说所有这些想法都来自一个人。然而，在那些部族里产生各种复杂的想法并不奇怪。例如，博茨瓦纳卡拉哈里沙漠中的昆布须曼人，对银河的说法就别具一格。他们所处的地区，银河常常就在他们的头顶。因此，他们把银河叫做“夜空的脊柱”，好像说天空是某一种巨兽，人们就住在巨兽的腹内。他们这种解释使银河可以被理解，而且非常有用。他们认为，夜空是由银河支撑住的，要不，夜空就会散架，摔到地上来。这是一种奇妙的想法。
随着岁月的迁移，在大多数人类文化中，这种天上篝火和银河脊柱的比喻性想法逐渐为别的想法所代替。天上的强有力的巨人被升格为天神。他们有名有姓，有男有女，还有亲戚朋友，各自在天上负有专门的职责。人类所关切的每一件事都由一位神祗主管。神祗们主管着世界。没有他们的参与，便将一事无成。他们一高兴，食物充足，人类幸福。但一旦有什么事情激怒了神祗（有时只是一点点小事），灾难就接踵而至，就会发生干旱、暴雨、战争、地震、火山喷发和瘟疫。神祗是要享受香火的。于是，为了让他们不发大怒，庞大的祭司和神使队伍便应运而生。但是神祗的心意难测，凡人很难知道他们的好恶。因而，大千世界神秘莫测，难以理解。
爱琴海中萨摩斯岛上的赫拉天后庙现在仅有很少一点遗迹。这个庙是古代的一大奇迹，是一座供奉天后赫拉的大庙宇。赫拉最早是司天女神，她是萨摩斯岛的守护神，其作用同雅典城的智慧女神雅典娜一样。后来，赫拉与奥林匹斯山众神之父宙斯结了婚。远古的故事说，他们的蜜月就是在萨摩斯岛上度过的。在希腊神话中，夜空中那光茫四射的光带，是赫拉乳房横空喷射的乳汁。西方人把银河叫做奶汁路（Milky Way），其来源正在于此。也许，这在原初就表示大地靠苍天滋养，如果是这样，这种含义早已在几千年前便被忘却了。
我们差不多所有人的祖先对于存在的危险都编出了故事，把危险说成是由不可预知的，或者是愤怒的神祗造成的。长期以来，幼儿刚一懂事，就受到了宗教解释的全面包围。例如在古希腊的荷马时代，无论什么都有神祗掌管，有天神、地神、雷神、海神和地狱之神，还有火神、爱神、时间之神和战神等等；就是每一棵树，每一块草坪，都有其森林女神，或是侍奉女神。
