通过小行星与陨星性质的比较，通过对陨星的实验室研究和计算机的预测，推溯小行星运动的时代，人们有朝一日便有可能重建小行星的历史。今日我们尚不知道，它们是否代表了一颗行星，由于附近木星强大的万有引力干扰而阻止它形成为行星，或者它们就是一颗完全形成的行星由于某种原因引起爆炸而留下的残存物。研究这个课题的大多数学者都倾向于前一种假设，因为谁也无法指明，一颗好端端的行星何以会炸裂呢！最后，我们也许能对整个问题加以归并。
就现有资料看，也还有些陨星并非来自小行星。或许有些是新生成不久的彗星的碎片，或是火星卫星的碎片，或是水星表面的碎片，也可能是木星卫星的碎片，它们被放在某些偏僻的博物馆里，满是灰尘，也无人问津。但是，很显然，陨星起源的真实图象正在开始展现出来了。
以弗所城戴安娜庙内的至圣地也遭破坏。但“卡伯”却被妥善保留下来了，尽管似乎还从来没有对它作过真正的科学考察。有些人相信它是一块黑色的石质陨星，而不是金属陨星。新近有两位地质学家在有了相当多的碎片证据基础上，已经建议认为，它只是一块玛瑙。有些穆斯林著作家相信，“卡伯”的颜色原本是白的，不是黑的，而目前的颜色是由于经常被人触摸的缘故。黑石管理人的官方观点是，它是由鼻祖亚伯拉罕放置在目前这个地方的，而且是从宗教天国而不是从天文学的天国掉落下来的——因此，凡对这颗星体所作的可设想的物理检验，都不可能是对伊斯兰教义的检验。不过，借助优良装备的现代化实验室技术，考察“卡伯”的这一块小小的碎片，确有巨大的意义。它的组成能够精确测定。如果是一颗陨星，它的宇宙射线曝光年令——即从碎裂到达地球上所花的时间——能够加以确定。而且，检验关于其起源的下述假设也会是可能的；例如，认为大约起源于五百万年以前，即大约是人类祖先起源的时代，卡伯从命名为22号卡里奥佩的小行星被分裂出来，围绕太阳轨道运行了若干地质年代，接着在二千五百年前，偶然地与阿拉伯半岛邂逅相遇了。
(本章完)
[(第18章 )]
第十六章行星探索的黄金时代
这个动荡中的迷官似的行星共和国，正在猛烈拚搏，向苍穹的自由荒野进军。珀西·比希·雪莱（PercyByssheshelley）《普罗米修斯获释记》1820年我以为，人类历史的很多方面，都能描述为逐步地、有时是痛苦地从狭隘观念中解脱出来的历史，日益意识到有着比我们祖光普遍相信的那个世界更多的东西。地球上所有的部落，都带有极端的种族地方主义，把他们自己称作“人类”或“绝无仅有之人”，而把人类的其他集团贬低到劣等地位。高度文明的古希腊人，把人类共同体分成希腊人（Hellenes）和野蛮人（barbarian），后者系按照非希腊语，“巴巴……”（“BarBar……”）这种刻薄的模仿取名的。在许多方面是我们自己祖先的古典文明，把其所在地的小岛称之为地中海——意指是地球的中心。数千年来，中国自称为“中心王国”（MiddleKingdom），而其意义也是一样：中国处于宇宙的中心，位居于外围黑暗区域的，则是野蛮民族。
诸如此类的观点，只是缓慢地发生着变化，人们可以看出，所有人类共同体在早期实际上都普遍存在某些种族主义和民族主义的劣根性。但我们生活在一个不寻常的时代，技术进步和文化相对主义使这种种族主义难以为继了。有这样一种观点正在出现；我们全都生活在宇宙大海内的一只小船上，地球毕竟是一个资源有限的小地方，我们的技术目前已经达到的能力有可能深刻地影响我们这颗小行星的环境。通过太空探索——通过从遥远的地方摄取地球的精致照片，显示出这颗朦胧的、蓝色而旋转着的小球，恰如瀚渺无艮的太空中的一颗蓝宝石；与此同时也通过对其他世界的探索，揭示出他们与我们人类家族的同异，我相信，这将大大有助于消除人类的这种狭隘观念。恰如我们谈论“这个”太阳和“这个”月亮一样，我们老是谈论“这个”世界，仿佛再也没有其他世界似的。但还是有许许多多其他世界存在的。天空中每一颗恒星都是太阳。天王星的环，就代表了环绕第七颗行星天王星轨道旋转的数百万颗先前尚未预料到的卫星。而最近十五年内，太空飞行器已戏剧性地论证了，确有许多其他世界存在，这些世界，有的在我们附近，有的虽离我们遥远却易于接近的，有的相当有趣，但却无一与我们这个世界十分类似。人们普遍地意识到，由于这些行星间的差别，以及达尔文关于其他地区的生命很可能与我们这里的生命极不相同，所以，我相信他们将对人类家族提供一种团结和统一的影响，这个人类家族曾有一个时期居住在无数世界中的这个惹人讨厌的世界上。
行星探索很有价值。它使得我们能够精练从局限于地球范围的科学，诸如气象学、气候学、地质学和生物学等所推演出末的见识，扩大这些科学的能力，改善地球上的实际应用。它为世界的不同命运提供了劝告式的推测。它为对地球上生命具有重要意义的未来高级技术指出了道路。它为人类历来热衷于探索、发现、倾心于寻求的嗜好，提供了一条途径，而在很大程度上，正是这些探索、发现与寻求才使我们这个物种得以取得成功。而正是这种行星探索使得我们在历史上第一次以严密的方式，提供我们去找出关于世界起源和命运，生命的开始和终结以及生活在天空中其他生物的可能性等等问题的真正答案的机会，而这些问题都是与人类事业息息相关的。
新一代行星际无人驾驶的宇宙飞船，扩展了人类的视界，在人类面前展现出远比任何神话和传说要奇独的异乎寻常的画面。这些飞船的速度达到接近脱离地球的速度时，用小型火箭发动机和气体的极小喷射来调整它们的弹道。然后，它们就以太阳光和核能为动力自行飞行。有的飞船只需几天就飞越过地球和月球之间的太空湖；有的则可能需要一年到达火星，四年达到土星，或者需十年才飞越我们与遥远天王星之间的内海。它们安详地遨游在由牛顿万有引力和火箭技术所预定的路径上，它们那明亮的金属辉光，淹没在充满诸世界间太空中的太阳光里。当它们到达它们的目的地时，有的会一飞而过，但却把对别的行星所见收集起来，也许会带上一员卫星随从，而继续进入太空深处的飞行。其余的则自己插入另一个世界的轨道，在它的基本成分瓦解或损坏之前，或许几年内在更近的范围内考察另一个世界。某艘宇宙飞船会在另一世界上着陆，在轻轻地着陆在某个地方以前，可通过大气摩擦或降落伞拖曳，或精确点燃制动火箭。有些着陆器是固定的，是被设计用来考察待探索的世界的单一地点的。其余的则是自动推进的，缓慢地向遥远的水平面漫游，而在水平面上谁也不知道会有什么东西存在。还有其他飞船则能从远距离获得岩石和土壤（它们是另一世界的样品）并把它们带回地球上来。所有这些宇宙飞船都有惊人地扩展人类感觉范围的传感器。有许多装置能够测定从轨道到另一行星间放射性的分布情况；有些装置能从某个行星表面感知该遥远行星深处剧烈震动所发出的微弱隆隆响声；还有的装置能够拍摄着陆地区地形的立体彩色的或红外的图象，这些图象在地球上见所未见的。这些机器至少在有限程度是有智慧的。它们能根据它们自身所接收到的信息作出选择。它们能够以极大的准确性记住一套详细的指令，这些指令要是用英语写出来，足以成为一本相当厚的书。它们能服从指令，也能重新接受指令，按地球上人类控制者向它们发送的无线电消息行事。它们曾发送回关于我们所居住的这个太阳系本质的丰富多样的信息，这些信息大多是用无线电传送的。它们中有的是飞掠而过，有的是碰撞着陆器，有的是软着陆器，有的是绕轨道运行器，有的是自动爬行器，而有的是无人驾驶的，从我们最近的天上邻居月亮上取回样品的使者，当然也还有六次阿波罗系列成功而英勇的载人探险。有过一次曾飞掠于水星；有的绕金星轨道运行或进入金星圈细探并在金星上着陆；有的飞掠过火星，或绕火星轨道运行并在火星上着陆；也有的飞掠过木星和土星。火星的两颗小卫星福博斯和德莫斯，已被作过近距离的考察，并且已获得了水星的几颗卫星的诱人的图象。我们已第一次窥探到了木星的氨气云和巨大的风暴系统；木星卫星艾欧那寒冷的、盐类覆盖的表面；荒芜的、百孔千疮的坑穴、古老而灼热的水星不毛之地；以及我们最近的行星邻居金星那荒野而奇异的景色，在那里云层是由酸雨组成的，酸雨连绵而无声地飘落到金星表面，因为那崎岖的景色，由于受到通过永久云层扩散的太阳光照射，而各处温度达900度F。而火星呢？那令人迷惑、使人兴奋，又是那样谜一般难解且又令人喜悦的正是火星，它有古老的河床；巨大的、受侵蚀而成的梯形极地；有一座差不多八万英尺高的火山；狂怒的风暴；午后的温和天气；以及我们第一次所作的开创性努力以寻求找出许多问题中的一个问题的答案遭致的最初失败，这个问题就是，这颗行星无论是现在或是永久性地是否潜藏着那个家庭中成长起来的生命形式。地球上只有两个国家在进行太空飞行，只有这两个国家有能力把机器发送到远距地球大气圈之外，这就是美国和苏联。美国唯一地已经实现了由人驾驶的飞船飞抵另一星体，唯一地实现成功的火星着陆，也是唯一地实现了对水星、木星和土星的探险。苏联已开创了对月球的自动化探索，包括它所独有的无人驾驶的海盗号和从任何天体上取回样品的发射，以及第一次进入金星圈内并在金星上登陆。自从阿波罗计划结束以来，金星和月亮，在某种程度上已成了俄国的势力范围了，而太阳系的其余地区只有美国的太空飞行器去拜访了。尽管这两个太空飞行国家在某种程度上有科学合作，但对这种行星的瓜分既互不协调又各不相让。近年来，苏联已有了一套野心勃勃的向火星发射的计划但并未成功，而美国则在1978年发射了一系列适度的金星轨道飞行器并成功地进入了金星圈内作了探查。太阳系非常之大，需要探索的东西很多。某至连小小的火星也有可与地球陆地面积相比较的表面积。从实践的目的看，组织两个或更多个国家既有独立又有协作的发射，比起合作的多国家的冒险，要容易得多。十六、十七世纪，英、法、西班牙、葡萄牙和荷兰各自都组成了庞大的队伍，以有力的竞争，开展全球探索和发现的工作。但是，当时探索竞争的动机是经济和宗教，并不象今天这样还有与此相对立的动机。有一切理由认为，在探索行星的国家间竞争，至少在不远的将来，将会是和平的竞争。行星探索工作需要花费很长时间。一艘典型行星飞船的设计、制造、检验、整装和发射，需要花许多年。一项系统的行星探索计划需要持续赞助。美国在月球和行星探索上最值得庆贺的成就——阿波罗号、先驱者号、水手号和海盗号——都是在本世纪六十年代开始发射的。至少直到最近，只有美国对整个七十年代的行星探索，做出一项重要的承诺，这就是1977年夏季发射的“旅行者号”宇宙飞船，对木星、土星，它们的二十五个左右的卫星和壮观的土星环进行了第一次系统的飞掠考察。缺乏新开端，会给那些对在1962年用水手2号飞掠金星开始的工程成就和具有重大意义的科学发现基础上继续下去负有责任的美国科学家和工程师们，造成真正的危机。在这个探索进程中，曾有过一度中断了。工作人员被解雇，转去从事非常不同的职业，而这给为第二代行星探索的连续性带来了真正的问题。例如，最早有可能担保“海盗号”对火星的探索，会惊人成功并具有历史意义，结果甚至在1985年前还不能飞到这颗红行星上——造成火星探索中差不多有十年的空白。而对于尔后是否将有这种飞行探索，如今连一点起码的保证都还没有。这种趋势——颇像十六世纪初期西班牙解雇造船工、船帆制织工和海员——显示了某些不景气的倒退迹象。新近已通过了一项伽利略工程计划，预定在八十年代中期实现对木星作首次轨道飞行侦察，并对其大气层作第一次探索——木星的大气层内可能含有有机分子，这些有机分子也许是以类似于地球上导致生命起源的化学事件的方式合成的。但是在第二年，国会竟将用于伽利略工程计划的资金大大缩减，以致到写作本书时，这项计划正濒临摇摇欲坠的危险境地。近年来，美国国家航空和宇航局的整个预算，一直低于联邦预算的百分之一。行星探索的资金开支一直少于该项预算的百分之十五。行星科学团体提出的新飞行任务的要求，一再被遭到拒绝——一位参议员向我解释说，尽管《星球大战》和《星球旅行》（StarTrek）等书出版了，但公众并没有写信给国会要求支持行星飞行探索，而科学家们也没有组成一个强有力的院外活动集团。不过，在特殊的科学探索与明显的公众呼吁相结合的水平上，有着一系列的飞行任务。
利用太阳能航行与彗星的会合。在普通的行星际飞行中，要迫使宇宙飞船遵从耗能最小的弹道飞行。火箭在地球附近燃烧时间非常短促，而宇宙飞船的其余航程，主要靠惯性滑行。我们做这一点以及已经做到这一点，不是因为火箭助推器的巨大能力，而是因为具有严密制导系统的高超技巧。其结果，我们只得接受小的有效负载，长的飞行时间，而且很难选择发射或到达的日期。但是，正如在地球上一样，我们正在考虑从使用矿物燃料转到使用太阳能，对太空飞行也在作同样的考虑。太阳光产生一种虽小但却可感知的力，这种力名之曰辐射压力。一块船帆般结构物，质量虽小面积很大，就能利用辐射压力作为推进器。适当调整这块船帆的位置，我们就能获得从太阳来的太阳光，或让其进入或让其离开船帆。借助一块每边长半英里的极薄方形船帆，比起习惯上使用火箭推进器更有效地达到行星际的飞行目的。船帆可以用有人驾驶的航天飞机发射到地球轨道上，再打开并支撑起来。那将是一幅奇独的景象，肉眼就能容易地看到，它象是一个明亮的光点。借助一架双简望远镜，这幅航帆的细部都能够辨认出——或许甚至是十七世纪帆船上被叫做“图案”那样的东西，或许是某些合适的书画印刷符号、或许是地球这颗行星的标记。附着在这张帆上的，将是为特殊应用而设计出来从事科学研究的宇宙飞船。
这里要讨论的第一次也是最令人激奋的应用之一是，彗星会合的发射飞行，或许是于1986年与哈雷彗星的一次会合。彗星在星际空间中消磨了它们的大部分时间，并将提供出有关太阳系的早期历史和恒星间物质本质的主要线索。太阳能飞船驶近哈雷彗星，可能不只提供彗星内部的近距离图象——而且令人惊奇地可携带一块彗星碎片返回行星地球。太阳能航行的实际好处和传奇色彩在这个事例中都显示出来了，并且很清楚，它不仅代表了一次新的飞行，而且还体现出新的星际航行技术。因为利用太阳能航行技术的发展落后于离子推进技术的发展，所以，推动我们第一次飞往彗星的可能还是离子推进技术。这两种推进机制，在未来的行星际旅行中都将占有它们的地位。但从长远来看，我相信，利用太阳能航行将会产生更大的影响。也许到二十一世纪初期，会出现行星际划船比赛，比一比哪种方式会以最短时间从地球飞抵火星。
火星漫游者。在海盗号发射之前，还没有地球上发射的宇宙飞船成功地在火星上着陆过。苏联曾遭到过几次失败，其中包括至少有一次是相当秘密地发射遭致失败在内。并可能归咎于火星地形的险恶性质。因此，海盗1号和海盗2号，在经过了艰苦的努力之后，才成功地着陆于两个最阴暗的地方，这两个地方我们能在火星表面上看到。着陆器立体摄像机拍摄出的照片，告诉我们许多漫长的峡谷和其他险峻难达的狭长景色。轨道摄像机拍摄的照片显示出变化多端的、地质上极端复杂的地形，这些地形我们是不可能用固定的海盗号着陆器作近距离的考察的。对火星的更进一步探索，不论是从地质学上还是生物学上的探索，都迫切需要用漫游器，才可能在安全而阴暗的地方着陆，并漫游数百或数千公里而达到令人振奋的地方。这样一种漫游器将能够每日按其本身设计要求漫游，并摄下火星上新地形、新现象以及非常可能使人大为惊奇的一卷卷连续照片。它的重要性还会进一步得到改进，只要它一前一后地操作一台火星极轨道器，这台轨道器将从地球化学的角度勘测火星，或者借助于一架无人驾驶的火星飞行器就能从很低的高度拍摄出火星表面的照片。
提坦着陆器。提坦（Titan）是土星的最大卫星，也是太阳系中的最大卫星（见第十三章）。它的大气圈密度明显地要比火星大气圈密度大，而且很可能还覆盖着一层由有机分子组成的棕色云。与木星和土星不同，它有一个我们能在其上着陆的表面，而它的深层大气不是非常高热，不致于破坏有机分子。提坦内层探索器和着陆器的飞行，可能是土星轨道飞行的部分，土星轨道飞行也许还包括着对土星近层的探索。金星轨道摄象雷达。苏联的“金星9号”和“金星10号”飞船，带回了金星表面的第一批近距离照片。由于永久云层的遮盖，金星表面特征是不能用地面光学望远镜看到的。不过，地球上的雷达和金星轨道器小先驱者号上的雷达系统，现在正开始绘制金星表面特征的图形，并且已揭示山脉、坑穴和火山以及更奇独的形态结构。一种设想的金星轨道摄象雷达将提供金星的一极到另一极的雷达图象，这些金星的雷达图象比地球表面上所能获得的细致得多，并且容许把金星表面的最初侦察与1971－1972年“水手9号”对火星所作的侦察结果相媲美。
太阳探测器。太阳是离我们最近的恒星，也是我们至少数十年内有可能进行近距离考察的唯一的恒星。接近太阳的方法将有巨大的意义，将有助于理解它对地球的影响，并且还将为对象爱因斯坦广义相对论这样一些引力理论提供活生生的辅助检验。太阳探测器的飞行是有困难的，原因有两个：一是要减弱地球（和探测器）绕太阳旋转所需要的能量，这样它才能落到太阳上；二是克服由于探测器接近太阳而造成的无法承受热度。第一个问题可以通过发射宇宙飞船到木星外层，然后利用木星的引力把它投进太阳而获得解决。由于木星轨道内有许多小行星，所以，这样做也许对于研究小行星可能是一种有利的飞行。第二个问题的一种解决方法，乍看起来显然有点天真，那就是让它在夜晚飞进太阳。在地球上，晚上时间当然只是由于实心的地球置于我们和太阳之间的中间位置而造成的。这对于太阳探测器也是一样。有许多小行星行至非常靠近太阳的地方。太阳探测器将在掠过太阳的小行星的阴影中接近太阳（其时也可对小行星进行观察）。当小行星最临近太阳的点附近时，探测器从小行星阴影中突然钻出来，装满抗热液体，竭其所能，投入尽可能深的太阳大气中，直至探测器熔化并蒸发——来自地球的原子就这样被加进最近的恒星中了。
载人飞行。按粗略估计，载人飞行比无人飞行所花费的钱要多五十倍到一百倍。因此，单就科学探索而论，使用机器智能的无人飞行是可取的。然而，探索太空，除了科学的目的之外，还可能有别的原因——社会的、经济的、政治的、文化的或历史的原因等等。人们经常谈论的多数载人飞行都是绕地球轨道运行的各空间站（以及或许是致力于收集太阳光，并以微波束的方式把收集的太阳光传送到渴求能量的地球上），和飞行永久性的月球基地。在地球轨道上建造永久性的空间城市的宏伟计划也正在被讨论之中，建造这些空间城市的材料从月球上或小行星上取得。从这些低引力的世界，如月球或小行星上，把材料转送到地球轨道所需的花费，比从我们这个高引力的行星上把同样材料转送到地球轨道所需的花费，要小得很多。这些空间城市也许最终是自我增殖的——由较老的空间城建造起新的空间城。这些大型载人站的花费，至今尚未作出可靠的估计，但似乎很有可能，全部载人站，以及教人到火星的飞行，总花费将在一千亿到二千亿美元范围之内。或许这些计划有朝一日终被实现；更重要的是，这些计划富有深远的和历史的意义。但我们这些成年累月为组织花费不到百分之一的太空冒险而战斗的人，想知道所需资金是否会得到满足，还想知道这些花消社会是否负有责任，也许是会得到谅解的。
然而，在实质上资金不多的情况下，为这些载人冒险飞行之一作准备的一次重要探险，还是可以凑集起来的，例如，到穿越地球的含炭小行星上去作一次探险是可能的。这些小行星大多出现在火星和木星之间。其中小部分小行星具有的弹道能使它们穿越地球轨道，偶而将进到地球圈的几百万英里之内。许多小行星主要是含炭小行星——具有大量的有机物质和化学性质上不活泼的水。有机物被认为在从星际气体和尘埃到太阳系形成的最早阶段，大约四十六亿年前，被凝结在其中，对它们进行研究并与彗星样品加以比较，将具有特殊的科学意义。我并不认为，从含炭小行星取得的物质很可能会遭到象阿波罗从月球上取回的样品所遭到的批评那样，指出这种样品“仅仅”是岩石而已。再者，在这种星体上载人着陆为最终开发太空资源，将是一种极好的准备。最后，在这样一种星体上着陆，将是一件乐事：因为重力场是如此之低，以致使宇航员有可能就地弹跳高达约十公里。这些穿越地球的星体，正在以快速增加的步伐，日益被发现出来，它们统称阿波罗星体，这个名字是在载人宇宙飞船出现之前早就选定的。它们也许是，也许不是彗星上剥落下来的外壳。但不论它们是怎样起源的。它们都有着巨大的意义。其中的一些是人类迈向太空最易达到的星体，只需要使用穿梭技术便行，而这种穿梭技术将在不远的几年内就会见成效的。
我所概述的这些飞行类型，都在我们的技术所能及的范围之内，需要国家航空和宇航局的预算也不超过现有的预算。它们把科学利益和公共利益结合起来，因为这两者往往具有一致的目标。这一计划一旦实现，我们就能对所有的行星和从水星到天王星的大多数卫星作出初步的考察，也能取得小行星和彗星的代表性样品，并发现出我们这个漂浮在太空中的洞穴的边界和内容。由于我们对围绕天王星的环至今尚一无所知，因而，有许多重大的、始料未及的发现正在等待着我们去作出。这一计划还将使我们这个物种在利用太阳系方面迈出蹒跚的第一步，去开发其他世界的资源，为人类在太空中的居住作出安排，并最终改造其他行星的环境或使其变成地球上的形式，以便使人类能适应在那里生活。人类将变成多个行星上的物种。
这几十年具有明显的过渡性特征。只要我们不自我毁灭，那么，很显然，人类将再也不会永远被限制在一个单独的世界里。事实上，空间城的最终出现以及人类往其他世界的移居，对人类这个物种来说，远比自我毁灭要困难得多。很清楚，我们已几乎不知不觉地进入到行星探索的黄金时代。如同人类历史上许多类似的情况一样，探索视界的开阔同时将伴随着艺术和文化视界的开阔。我虽然不曾猜想过，十五世纪的许多人是否意识到他们正生活在意大利文艺复兴时期，但希望，快乐，新思路的开拓，技术发展，外国货，以及当时狭隘地区观念的消除，等等，已呈现在那时有思想的男男女女的眼前了。我们有能力和手段，并且我真诚地希望我们还有着与今日探索相适应的意志。我们这一代人有能力把自己的足迹，在人类历史上第一次扩展到太阳系的其他世界上去——敬畏他们的奇迹，渴求他们所不得不教导给我们的一切。
(本章完)
[(第19章 )]
第四部未来
第十七章“你能走得快一点吗？”
“你能走得快一点吗？”一条小鳕鱼对一只蜗牛说，
“有一只海豚紧跟在我们后面，而它正踩着我的尾巴呢。”
刘易斯·卡罗尔
《爱丽丝奇遇记》
在人类历史的大部分时间里，我们旅行的速度，不过为我们的两腿行走的速度－－就任何一次持续的旅程而言，每小时仅仅数英里。规模庞大的旅行也曾有过，但是很慢。例如，两万或三万年前，人类曾经穿越白令海峡，首次进入美洲，并逐渐地把他们的栖息地扩拓到南美洲的最南端，到达火地岛（位于南美南端），查尔斯·达尔文曾经在那次乘坐贝格尔号舰所作的著名航行中遇见过他们。假如一伙人齐心协力地从亚洲与阿拉斯加之间的海峡，徒步到火地岛，大约需要几年时间；事实上，人类迁息到如此遥远的南方，恐怕用了几千年的时间。
正象小鳕鱼所抱怨的那样，跑得快的原初动机，肯定是为了躲避敌人和捕食者的袭击，或者是为了追捕敌人和猎物。几千年以前，有了一项了不起的发现；马能够被驯养并用来驾驭。这个想法非比寻常，而且马并不是为了供人骑才进化的。客观地看，这比章鱼骑鱼科鱼的愚蠢想法来，也聪明不了多少。但是，这种设想确是可行的——尤其是在发明了车轮和双轮车之后——骑马或用马拉车，在上千年的时间里代表着人类所能利用的最先进的运输技术。借助于马的利用，人每小时可行十英里甚至二十英里。只是在最近，我们才从使用马的技术中摆脱出来。例如，我们使用“马力”来计量汽车发动机的功率，就清楚地表明了这一点。一台功率为三百七十五马力的发动机，只是很粗略地说成为三百七十五匹马的拉力。一支三百七十五匹马组成的马队看上去显得很壮观。每五匹马一排，该马队将长达约十分之二英里，那将是极其庞大又很累赘的。在很多道路上，马车夫将看不到前排的马匹。当然，三百七十五匹马也不可能比一匹马走得快三百七十五倍。即使利用庞大的马队，运输速度也仅比全凭我们的两腿所能达到的速度快十倍左右。
因此，上个世纪在运输技术上所发生的变化是惊人的。我们人类依赖两腿已有数百万年之久了；依赖马力有数千年之久；依赖内燃机不到一百年；利用火箭作为运载工具则不过数十年。但是，这些出自人类创造天才的产品，已经使我们在陆地和水面上的旅行速度比我们步行快一百倍，在空中快一千倍，而在太空则要快一万倍以上。在人类较早期的历史上，通讯速度往往与运输速度相等。那时，曾有过一些快速的通讯方法——例如，信号旗或施放狼烟，甚至曾几次试图在一排排的信号塔上，利用镜子的反射，将阳光或月光从一个塔传到另一个塔。匈牙利突击队从土耳其人手中夺回吉厄要塞的消息，显然是利用“月光电报”这样一种方式传达给哈普斯堡皇室鲁道夫皇帝二世。这种方式是英国占星学家约翰·迪伊（JohnDee）发明的，在布拉格和吉厄之间好象没有十个中转站，每四十公里一个。但事实证明，除少数例外情况，这种方式并不实用，其传递速度还不如人送或用马传送来得快。现在就不同了。电话及无线电通讯达到了光速——每秒186，000英里，或每小时六亿七千英里。这不仅是最新的进展，同时也是最后的进展。就我们所知，根据爱因斯坦的狭义相对论，宇宙是以这样一种方式构成的（至少在地球周围是如此）：没有任何物体或任何信息能传送得比光速快。这并非由于技术上的障碍如声障之类的原因，而是深刻地建立在大自然结构之中的一种基本的宇宙速度的极限。然而，每小时六亿七千英里，在大多数实际应用中还是够快的了。不寻常的是，我们在通讯技术中已经达到了这个最终限度，并且运用自如。没有人在打日常的长途电话时因传递速度之快而心跳气喘、大惊小怪。我们对这种几乎是瞬时的通讯方式已习以为常。然而，在运输技术中，我们还根本未达到接近光速的速度，我们发现自己正与其它一些限度如生理的和技术上的限度相抵触：
我们的行星在自转。当地球的某一点是中午时，另一面则是午夜。因此很方便地将地球依次划分为二十四个宽度大致相等的时区，并围绕这个行星划出呈条形地带的经度。如果我们飞得很快，将会造成这样一种情况，即我们的心理上能够适应得了，但我们的身体则难以忍受。今天人们司空见惯的事情是，向西作较短的飞行时，到达的时间早于出发的时间——例如，在隔一个时区的两点之间作不超过一小时的飞行就会是这样。当我乘坐夜晚九点的班机开始飞往伦敦时，那里已是翌日了。经过五、六个小时飞行抵达目的地时，就我来说当是深夜，而那里却是忙碌的一天的开始。我的身体感觉不适，我的生理节奏被颠倒了，需要过几天才能适应英国的时间。从纽约飞往新德里，这方面情况更令人苦恼。
我发现十分有意思的是，二十世纪最有天才并最富于创造性的两位科学幻想小说作家——艾萨克·阿西莫夫和雷·布雷德伯里（RayBradbury）——均拒绝乘坐飞机飞行。他们的心理虽已经沉湎于行星际和星际太空飞行里，但他们的身体却厌恶乘坐DC－3飞机飞行。运输技术变化的速度之大，简直令我们很多人无法适应。
过去被视为奇特的可能性，今日有许多已成为现实。地球每二十四小时在它的轴上自转一圈。地球的周长为25，000英里。因此，如果我们能以每小时25，000／24＝1，040英里的速度旅行，我们就可以正好补偿地球的旋转，在日落时向西航行，可以在整个旅行期间观赏日落景象，即使环绕这个行星航行一周也是如此（事实上，当我们向西旅行从一个时区到另一时区时，这种旅行也可以使我们始终保持同一的“当地”时间，直至我们横越国际日界线而一下子进入明天为止）。但每小时1，040英里比声速低二分之一还多，全世界各地有数十种飞机，主要是军用机，已经达到这样的时速。有一些商用飞机，如英法联合生产的“协和式”飞机，具有类似的性能。我认为，问题不是我们能否快一点，而是有没有必要这样做？对于超音速运输所提供的种种方便能否补偿它们的全部成本和它们对生态环境的影响，有人麦示关切，其中有些见解在我看来是颇为中肯的。
有关高速度长距离旅行的要求，大多来自商界人士和政府官员，他们需要同别的政府或国家相应的人员举行会议。但是，这里所要真正涉及的不是物资的运输，而是信息的运输。我认为，如果现有的通讯技术能更好地被利用的话，目前很多高速运输将没有必要。我曾经多次参加政府或私人的会议，就以每次参加会议的人数为20人计吧，需要支付给每人500美元作为交通和路途食宿费用，这样，仅仅为把会议人员召集在一起，就需花费10，000美元。但是，所有与会者需要交换的总是信息而已。可视电话、分经电话线，以及传送文字与图片的传真复制机也可用于信息交换，我相信甚至可以服务得更好一些。这样一类会议的所有重要作用——包括与会者“在走廊里”的私了讨论——都可用通讯手段而非运输技术取而代之，这样可以少花钱。至少是同样便捷的吧。诚然，在我看来，运输方面有些发展是很有前途和值得称道的：对于地处与外界隔绝和边远地区的人们来说，在发生医疗或其它紧急事故的情况下，垂直起落的飞机（VTOL—一即verticaltakeoffandlanding）就显得极为有用了。但是，在运输技术的最新发展中，我发现最吸引人的还是借助于通气管及水下呼吸器潜泳的人和风筝状滑翔机上使用的橡胶翼。这种技术上的革新，大有十五世纪里奥纳多·达·芬奇（Leo－nardodaVinci）为人类首次认真寻求飞行技术的精神；它们使得个人凭借并非比他自身体力高强的能力——以一种足以令人满意的速度——完全进入另一个环境。随着矿物燃料逐渐被耗失殆尽，我想，由内燃机发动的汽车，很有可能至多不过几十年就要被淘汰了。未来的运输技术将会很不相同的。我们不妨想象一下，将来会有十分舒适和相当快速的蒸气、太阳能、燃料电池或电力制动的地面运行车辆，它们几乎不会造成污染，而且所用的技术能让使用者轻而易举地学会。
许多有责任感的医学专家担心，我们西方人——甚至包括一些发展中国家的人们——正在变得过于惯坐而少活动了。驾驶汽车几乎用不着活动体力。从长远来看，终止使用汽车肯定具有许多积极作用。其中之一是让人们再次使用最古老的运输机械以及步行和骑自行车，而骑自行车是许多方式中最明显有益的。
我可以很容易地设想出一个健康而稳定的未来社会，在那种社会里，步行和骑自行车是基本的运输方式；那里广泛使用着无污染的低速地面小汽车和国立铁路运输系统，尖端运输工具普通居民则用得较少。尖端技术的应用之一是太空飞行。由无人驾驶的太空飞行所提供的直接的实际效益方面、在科学知识和吸引人的探索方面的报酬，给人十分深刻的印象，我期望，在今后的几十年里能有许多国家发射更多的太空飞行器，使用更精巧的运输形式，诚如前面一章所描述的那样。核能发电、太阳能航行和离子推进器设计方案已经提出，并且在一定程度上得到进一步发展。由于核聚变能源工厂几十年来在地球表面范围的应用和完善，现在该是发展太空核聚变发动机的时候了。
行星的引力作用，已经被用来提供采用其它方法所不能获得的速度。水手10号之所以能到达水星，正是由于它飞临金星很近的地方，然后由金星的引力给它助推而明显加速才获成功的。而先驱者10号之所以被助推而进入那条使它完全越出太阳系的轨道，也仅仅是因为曾近距离飞过巨大的木星才能获得成功。在某种意义上，先驱者10号和11号，以及旅行者1号和2号，都是我们最先进的运输工具。它们正以每小时43，000英里的速度飞离太阳系，携带着地球上人们发出的消息，也许在黑夜的天空中被某个智慧生物所截获。地球上的人们，不久以前，还只能以每小时几英里的速度旅行咧！
(本章完)
[(第20章 )]
第十九章太空中的实验
我们总是渴望看到美丽的幻景，
我们总是梦见一些未知的世界。
马克西姆·高尔基
长期以来，天文学的发展一直遭受着严重的阻碍，直到近年来才有所突破，究其发展缓慢的原因，则在于天文学自身的独特性；它是唯一的一门完全没有实验的科学。需要研究的材料全都在天上，而我们和我们的仪器则全部在地上。
没有哪一门科学象天文学这样受到如此严重的限制。当然在物理学和化学中，所有进展都是在实验室内取得的，那些对既定结论持怀疑者，可以随心所欲地进行广泛实验，将物质或能量进行一系列不同的选择和处理，以便引出矛盾或其他不同的解释。研究进化论的生物学家们也存在类似的困难，因为即便是那些极有耐心的人，也无法呆上几百万年去观察一个物种进化为另一个物种。然而，许许多多的包括有关常见的氨基酸排列顺序、酶的结构、核酸密码、染色体带等实验，以及解剖学、生理学、行为学等方面的实验，使人们不得不相信进化过程是的确存在的客观事实，这些实验还清楚地表明哪一些植物或动物群体（比如人类）跟另外哪一些群体（比如形体高大的猴子）有亲缘关系。的确，地球物理学家在研究地球深部情况时，是无法进入地心和地幔之间的古登堡——维舍特（Wiechert）间断面的，同样也不能（起码目前还不能）进入地幔和地壳之间的莫霍洛维奇契（Mohorovicic）间断面去进行考察。但是地球表面到处可以发现和观察到从地层深处喷出来的岩基。地球物理学家主要依靠地震数据进行研究，在这一点上，他们象无文学家一样，不能强迫大自然俯首听命地奉送贡品，而不得不耐心等待大自然真心实意的馈赠——例如，有一次在地球的另一端发生了地震事件，震区附近的两个测震表之一，可能在地震中心波及的范围内，而另一个则可能不在震中范围内。但是，急不可耐的地震学家却能够引发并且也已经引发过化学物的爆炸或核爆炸，就象敲钟样地来震撼地球，最近有一些令人感兴趣的迹象是，地震可以引发或避免。当地球物理学家在推理上发生困难，百思而不得其解时，他们总是涉足现场，考查与地震同时发生的陆地侵蚀过程。遗憾的是，天文学家不具备象硬岩地质学家那样精确的研究条件和对象。天文学家已被局限于对天体反射和发射出来的电磁辐射的研究上。我们还不能在我们的实验室中检验恒星或行星的碎片，或者飞往这些天体去就地检测。地面的消极观察把我们局限在一些范围狭窄而又零散的有关天体的资料上。我们的处境，比寓言中所说的六个盲人摸象还要糟得多，或许说更象动物园中的一个瞎子。多少世纪以来，我们站在那里不过是摸到了一只左后脚。要是我们判断不出这抚摸物是象牙，或者没注意到那只脚根本不属于大象，则是不足为奇的。假如，碰巧双星绕轨道飞行的平面进入了我们的视线，我们就能看到象日食、月食这样的食象，否则就看不到。我们无法在太空中随意移动位置来观察食象。如果我们在观测银河系时，突然一颗超新星爆炸了，那么，我们正好可以趁机考查这个超新星的光谱，否则就观察不到了。我们没有能力去进行超新星爆炸实验——同样，我们也不能在实验室中考查月球表面的电学、热学、矿物学和有机化学的性质。我们不得不仅仅凭借食象或月亮光照等这些偶尔发生的天然实验，根据月亮反射的可见光以及发射的红外线和无线电波来进行推断。
但是，所有这些情况都逐渐有了改变。以地面为基地的天文学家对邻近的天体的研究至少已经具备了一种实验工具。即射电天文学。我们可以任意地选择频率、极化、波段和脉冲长度，我们可以用微波来照射附近的月球或行星，并检测其反射回来的信号。我们可以将无线电光束从地球照射到所观察的行星上，然后耐心地观测行星在光束下的旋转，随着行星的旋转，光束会照亮它表面的其他地方。射电天文学已经提供了大量有关金星和水星自转周期的新结论，涉及到有关太阳系潮汐演化、金星的陨石坑、月球的断层表面，火星的高地、以及土星环中诸粒子的大小和组成等一系列问题。射电天文学才刚刚兴起。我们仍然被局限于较低的高度，而对太阳系较外层情况来说，射电天文学仅被应用于面对太阳的诸半球。然而，使用最近在波多黎各国家天文学和电离层中心的新更换表面的阿里西博望远镜，我们将能够绘制出分辨率为一公里的金星表面图——比在地面上进行月面摄影的最佳分辨率还要精确——这样就获得了大量有关小行星、木星的“伽利略”卫星和土星环的新信息。我们正在用电磁方法象一只手指似地伸到了太阳系，破天荒地首次在宇宙天体周围探寻其本质。
一种更为行之有效的实验天文学（相对于观测天文学而言的）技术是宇宙飞船探索。我们现在已能够进入行星的磁层和大气层去游览观光。我们能够在这些行星的表面着陆并四处漫游。我们能够直接从行星际站收集各种数据资料，从我们踏入太空的最初几步起，浩瀚的宇宙就已经向我们显示出许多我们从未知晓但却早已存在的种种现象：地球的范艾伦（VanAllen）俘获粒子带；月球圆形表面黑暗区以下的质量密集；火星表面蜿蜒起伏的河道和巨大的火山；火星的两个卫星“福博斯”和“德莫斯”的陨石坑表面。但是，令我最为惊异的是，宇宙飞行器出现之前，天文学家就已经干得很出色了——尽管他们的研究手段残缺不全，可他们利用已有的观察作出的解释却是相当精彩的。宇宙飞行器对天文学家通过推理所演绎出来的结论提供了检验的途径，同时也为确定对遥远天体——即使借助宇宙飞行器在近期内也无法达到的那些遥远天体——所作的天文学推论是否可信提供了一种方法。
在天文学史上最早的一个主要争端是，究竟是地球还是太阳位于太阳系的中心位置。托勒密和哥白尼用不同的观点对月球和诸行星的视运动进行了解释，两种观点各执一端，互不相让。对于确定月球和其他行星在轨道上所处位置这样一个实际问题，仅根据地面观测的情况来进行判断，是很难以充足的理由来决定两种假说的取舍的。然而，地心说和日心说的哲学含意却是相当不同的。长期以来，人们想方设法要弄清谁是谁非，在哥白尼的观点中，金星和水星应该和月亮一样，经过位相的整个循环。而托勒密的观点则认为金星和水星的运行不存在位相变化。当伽利略用第一架天文望远镜观测到圣娥眉月形状的金星时，他意识到他已经用所观测到的事实有力地证实了哥白尼的关于内行星存在位格变化的假说。
宇宙飞行器还为我们提供了一种更直接的检验。根据托勒密的学说，诸行星是被固定在巨大的水晶般球体上的。但是，当“水手2号”或“先锋10号”宇宙飞船穿过托勒密假想的水晶球境域时，没有发现阻挡它们运动的障碍物。更直接地说，音响探测器和陨石微粒探测器甚至没有听到最细微的沙沙声，更不用说破碎的水晶石的声响了。关于这类检验，还是有一些能令人满意的、与实际相符合的东西。在我们中间，大概不会有托勒密体系的信奉者了。但是，可能会有些人对某种修正过的地心假说中金星是否经过位相变化仍保持怀疑。这些人现在可以解开内心的疑团了。
在宇宙飞行器出现以前，德国天体物理学家路德维希·比尔曼（LudwigBierman）观察到在彗星经过近日点时，其彗尾显著地变长变大，而彗尾上的亮点显然在加速出现，这一观察使比尔曼产生了浓厚的兴趣。比尔曼指出，太阳辐射的压力不足以解释彗星亮度增加的原因，他还提出了一种新奇的见解，认为来自太阳的一种带电粒子流与彗星相互作用，从而产生了亮度增加的现象。好了，或许有这种可能。但是，我们难道不能说这种现象同样也可以由于彗核的化学爆炸而产生的吗？或者是否还有其他的解释呢？然而，在宇宙飞船“水手2号”首次成功地飞经金星的过程中，确定了太阳风的存在，其速度与电子密度，恰恰在比尔曼所计算的范围内，这种太阳风必然会加速彗星亮点的出现。
当时，对太阳风的本质有过争论。有一种观点是芝加哥大学的尤金·帕克（EugeneParker）的观点，认为太阳风的形成是由于来自太阳的流体动力流所引起的；而另一种观点则认为，是太阳大气顶部的蒸发导致了太阳风的形成。在流体动力学解释中，应该不存在质量分级现象；这就是说，太阳风的原子成份应该与太阳的成份相同。然而，在蒸气假说中，较轻的原子比较容易摆脱太阳的引力向空间逃逸，而重元素在太阳风中则应被首先摔尽。星际宇宙飞船已经发现，太阳风中氢与氦的比率正好与太阳一样。从而对太阳风起源于流体动力流的假说提供了令人信服的证据。
在所引用的这些有关太阳风物理学的例子中，我们发现，宇宙飞行实验对有争议的假说做出严格的判断提供有力的手段。我们只要回顾一下以往的事实，就会发现，有些天文学家象比尔曼和帕克等是正确的，因为他们有正确的理由。但是，还有其他一些同样智能高强的人，他们不肯轻易相信这些天文学家的观点，假如不是进行了具有说服力的宇宙飞行实验，他们或许会继续持怀疑态度。值得引起注意的不是那些现在证明已错了的各种假说，而是那种资料数据十分不足的假说，无论谁都很难利用这些资料推导出正确的答案来——从直观便知，物理学和常识都是不能只凭推理行事的。
在阿波罗探索月球的计划实施之前，月球表面最上层的月面性质，可以利用月球的自转周期和月食的过程通过可见光、红外线及无线电的观测测定，由月面反射的阳光的偏振强度也已测出。根据这些观察，康奈尔大学的托马斯·戈尔德（ThomasGold）制备了一种黑色粉末，在试验室中这种粉末非常有效地重现了所观察到的月面性质。这种“戈尔德粉尘”，甚至不用花很贵的价钱就可以从埃德蒙科学公司购买到，凭肉眼观察，“阿波罗”宇航员带回的月球粉尘与戈尔德粉尘几乎看不出有什么差别。在粒度分布和电学与热学性质方面，它们都很相似。然而，它们的化学成分却有很大不同。戈尔德粉尘主要是波特兰水泥、木炭末和头发屑。而月球粉尘则几乎不含有这些外来成分。但是在“阿波罗”月球探索之前，戈尔德通过观察所测定的月球性质，主要不是依据月面的化学成份。他那时之所以能够非常出色地推断出月球表面的部分性质，还应归功于他1969年以前对月球所进行的观测。
在苏联“金星号”探测器首次到达金星就地观察金星大气层以及随后金星号探测器在其表面着陆之前，我们就已经根据对所获得的无线电和雷达资料的研究推断出金星具有很高的表面温度和表面压力。同样，我们也正确地推断出火星上存在的地势高度差可达二十公里之多，尽管我们曾错误地认为那些暗区是该行星的高地。
或许，在这种天文学推论被宇宙飞船观测所验证的实例中，最有趣的要算木星磁层范围的确定了。1955年肯尼思·富兰克林（KennethFranklin）和伯纳德·伯克（BcrnardBurke）在美国首都华盛顿附近试验一架射电望远镜，打算用来绘制频率为22赫兹的银河系无线电发射图。他们注意到在他们的记录中，周期性地出现一种有规则的干扰，最初，他们以为这是起源于某种常见的无线电噪音——例如，象附近某拖拉机的不完善的发火装置系统产生的无线电噪音。但是，他们很快发现这种干扰的发生时间，与无线电信号经过木星头顶的时间完全相符。他们终于发现木星是一种强有力的十米波长无线电发射源。
随即又发现木星也是分米波长的明显来源。但是，这种波谱非常奇特。在波长为几厘米时，发现其温度很低，约为140度K左右——该温度相当于按红外线波长所发现的木星的温度。但是，当其波长从分米到一米时，——其亮度温度随波长的增加而迅速增加，接近100，000度K。这一温度对热的散发来说则太高了——一切物体之所以能产生无线电发射，只不过是因为它们的温度在绝对零度之上。
其后，国家射电天文台的弗兰克·德雷克（FrankDrake）于1959年提出，这种光谱意味着木星是一种同步加速发射的来源——即带电粒子按其运动方向，以接近光速的运行速度发射的一种辐射源。在地球上，同步加速器是在核物理学中使电子和质子的运动速度加速增长的一种非常便捷的装置，正是在同步加速器中，对这种发射首先进行了一般性研究。同步加速器发射是被极化的，而发自木星的波长为分米的辐射光也是被极化的，这一事实给德雷克的假说增加了一条有利的依据。德雷克推测，水星是被一条巨大的相对论性的带电粒子带所环绕，就象当时刚被发现的环绕地球的范艾伦辐射带一样。如果事实确是如此的话，分米波长的发射范围就应该比木星的可见体积大得多。但是普通的射电望远镜却没有足够的角度分辨率来辨认木星磁层范围内所存在的任何空间细节。然而无线电干涉仪则能够达到如此精密的分辨率。1960年春，也就是德雷克作出上述推测后不久，V·雷德哈克里斯南（Radhakrishnan）和他在加利福尼亚理工学院的同事们使用了一台由两付天线组成的干涉仪，天线直径为九十英尺，均安装在铁轨上，两者相距约为三分之一英里。他们发现木星周围的分米波长发射范围，比通常只靠射电望远镜所见到的木星星球要大得多，进而证实了德雷克的假设。
接着，他们又用这台分辨率较高的无线电干涉仪测出，木星两侧有两只对称的发射无线电波的“耳朵”，其形状很象地球的范艾伦辐射带。这一观测图象逐渐引伸出一个结论，即来自太阳风的许多电子和质子，被行星的磁偶极场俘获并加速，使他们不得不成螺旋形分别沿着行星的磁力线，从一磁极跃向另一磁极。从而表明水星周围的无线电发射范围与它的磁层范围是一致的。磁场越强，磁场边界就向行星外伸展得越远。此外，根据同步加速器发射原理，所观察到的与此相称的无线电频谱可以确定木星的磁场强度。可是在二十世纪六十年代末和七十年代初，对木星磁场强度还无法作出很精确的测定，而多数只能根据射电天文学来估算，其数值在5－30高斯之间，大约相当于地球赤道表面磁场的10－60倍。
雷德哈克里斯南和他的同事们还发现，来自木星的分米波的偏振，随着该行星的运转而有规律地变化，木星的这种辐射带对于视线来说好象是颤动的。他们提出这种现象是由于木星的自转轴和磁轴之间有一个9度的倾斜角而导致的——这和地球地理上的北极与地磁北极之间的位置偏移没有多大区别。而后，科罗拉多大学的詹姆斯·沃里克（JamesWar－wick）和其他天体物理学家们在研究分米和十米波长的发射时，提出木星的磁轴与其自转轴不过是稍许偏离了一点，这与地球上两轴相交于地球中心的情况大不相同。詹姆斯·沃里克等还作出了这样的结论：即木星的南磁极是在北半球；也就是说如果我们站立在木星球面上，那么我们手中的指北针所指示的北方恰好是木星南极的方向。简直想象不出会有比这个结论更离奇古怪的了。地球磁场在其历史上已颠来倒去地变换过多次方向了，目前，只是从定义上规定地球的北磁极在它的北半球内。根据分米波长和十米波长发射的强度，天文学家还可以计算出在木星的磁层范围内，其电子和质子的能量和通量值。
这是一系列内容极为丰富的结论，虽说它们显然都是属于推理性质的。但是所有这些精心构思的理论体系都是建立在1973年10月3日“先锋10号”宇宙飞船飞经木星的磁层这一关键性实验的基础上的。飞船上装有磁强计，当飞船经过木星碰层的各种不同位置时，装载的磁强计也就测量了各个不同位置磁场的强度和方向；飞船上还装有各种带电粒子探测器，测量所俘获的电子和质子的能量与通量。令人不胜感慨的是，每一项射电天文学推理，实际上都大致被先锋10号及其后继者先锋11号宇宙飞船所证实。木星的赤道表面磁场约为6高斯，大于两极的磁场。木星磁轴与自转轴的倾斜角约为10度。磁轴可以说是明显偏离木星的中心，偏距约为木星半径的四分之一。从木星向外远离其三个半径的空间位置上，其磁场与偶极磁场相近似；然而在这一空间位置与木星之间的空间磁场情况则比原来所估计的要复杂得多。
先锋10号沿着它的轨道飞过木星磁层时所捕获到的带电粒子通量比所预料的要大得多——但是，并没有大到阻碍飞船运行的程度。先锋10号和先锋11号之所以能顺利通过木星的磁层而安然无恙，主要不是因为先锋号飞行前，天文学家所推断出来的磁层理论如何如何精确，而是由于运气好和良好的火箭技术装备。
总的来说．有关木星分米发射的同步加速器理论已经得到确证。所有那些射电天文学家们顿时领悟到他们过去所做结论的深刻内容以及实际意义。我们现在可以比以往更有把握地相信根据同步加速器物理学所作出的推论，并将其应用到其他更遥远、更难以接近的宇宙天体上去，比如用到脉冲星、类星体或超新星的残骸上去。事实上，这些推论现在可以重新加以修正，从而提高其精确性。理论射电天文学已经第一次被纳入了至关重要的实验轨道——它已带有飞行色彩经受了第一次严峻的考验。在先锋10号和先锋11号的许多重大发现中，我认为其最伟大的成就是：它确认了我们对宇宙物理学一个重要分支的理解。
当然，关于木星的磁层和无线电发射有许多东西我们还一无所知。十米波长发射的详细情况，仍然是一些深不可测的谜。木星上十米波长的发射源为什么会集中在大概不到一百公里的范围内？这些十米波长的发射源究竟是什么？十米波长发射区围绕着木星运转，其运转时间为什么竟如此精确——精确度超过七位有效数字——但是，这种精确性为何又不同于木星云中可见形象的自转周期？为什么十米波长的脉冲具有一种非常精密的（万分之一秒）结构？为什么十米波长的无线电波的发射源是成柬状定向发射的——也就是说，不是同等地向所有方向发射？为什么十米波长发射源是间歇性发射——即，并非每时每刻都发射？
所有这些有关木星的十米波长无线电发射的神秘性质，不禁使人联想起脉冲星的性质。典型的脉冲星磁场比木星磁场大一万亿倍；它们的自转速度比木星快十万倍；它们的年龄只是木星年龄的千分之一；而它们的体积则比木星体积大一千多倍。木星磁层边缘的移动速度还不到脉冲星光锥速度的千分之一。然而，木星可能是一种衰落的脉冲星，是快速旋转的中子星中的一种原始的很不起眼的模型，而中子星则是星球演化的最终产物。我们对有关脉冲星发射的作用过程和磁层几何图形的一些疑难问题的重要见解或许可以根据宇宙飞船对木星上的十米发射作近距离观察得出——如美国国家航空和宇航局的旅行者号和伽利略号发射正是要作这一观察的。
实验天体物理学正在迅猛地向前发展．在今后几十年内，我们将看到行星际站直接进行的实验性调查：太阳光照的空隙——受太阳风支配的区域和受星际等离子体支配的区域之间的境域——估计它所处的位置高地球不会超过100天文单位（93亿英里）。（可是，假如那儿不过只是一个局部的太阳系类星体和背后黑洞的话——大家明白，我们就好比是些幼稚无知的婴儿，无论如何也想象不出这样的结论——然而我们或许可以利用宇宙飞船就地测量，以核对这个现代天文物理学所推测出来的较大天体。）如果我们凭过去的经验来进行判断，那么将来实验性宇宙飞船天体物理学的每次探险，都将发现。（1）天体物理学家们的主导学说是完全正确的；（2）对各流派学说，人们开始往往众说纷纭，各执一词，直到获得宇宙飞船飞行结果时，人们的认识才统一到正确的学说上来；（3）宇宙飞行器所获得的成果将揭示出一连串更加动人心弦的全新事物和基本问题。
(本章完)
[(第21章 十一章)]
第二十章为机器人辩护
……因为你的形状是这样引起我的怀疑，我要对你说话；……
威廉·莎士比亚
《哈姆雷特》，第一幕，第四场“机器人”这个词，是从斯拉夫语“劳动者”一词的词根派生出来的，它是由捷克作家卡雷尔·卡佩克（KarelCapek）最先引用的。然而，这个词并不是用来表示人类劳动者的，而是用来表示一种机器。机器人，尤其是太空机器人，经常在报刊上受到无端的贬责。我们常在报刊上读到这样一些描述，阿波罗11号登月着陆的最终调整，必须由宇航员来进行，否则的话，第一次载人的登月飞行就会以惨重的失败而告终；机器人在火星表面挑选要带给地球地质学家的样品时，决不会表现得象宇航员那样精明强干；这些机器人也决不会象人那样能灵巧自如地修理太空实验室的太阳遮光罩，以保证太空实验室的持续飞行。
然而，所有这些带有成见的机器人与人的对比写照，毕竟是由人自作聪明地勾画出来的。我不禁怀疑，在这些判断中是否已不知不觉地渗入了一些自我炫耀的因素，渗入了某种人类沙文主义的精神。就好比在白人中有时能发现种族主义以及在男人中也能偶尔看到对妇女的性别歧视那样，我怀疑我们是否也能在这些不公正的描绘中，瞥见某种相类似的人类精神在悄然作祟——这是到目前为止还叫不出名的一种病患。它和“人类中心说”一词的含义还不尽相同。“人道主义”一词已经被我们人类赋予了其他一些诸如仁慈、行善之类的含义。鉴于这种病态般的人类精神与性别歧视和种族主义极为相似，我想将其命名为“人种主义”——即一种认为任何生物都不如人类那样完美、能干、可靠的偏见。
我们之所以说这是一种偏见，至少是因为，在所有事实被弄清之前，就如此这般地妄加评判，甚至由此引出了不符合实际的结论。这种太空中人与机器的比较。实际上是聪明人与愚笨的机器的比较。我们倒要问问，究竟建造什么样的机器曾耗费过三百亿美元左右的资金？然而“阿波罗号”宇宙飞船和太空试验室就花费了这样一笔巨额资金。每一个人体都是一台结构精巧、非常严密、自我控制的计算机——能应付裕如地独自作出决定并真正控制他或她的环境。而且，正象流传着的古老笑话那样，这样精密灵巧的计算机竟也可以通过笨拙的劳动建造出来。可是在某些环境中，人的行动是受到严重限制的。没有大量的防护用品，人类就无法钻进海洋底部，登上金星表面，深入木星，甚或作长久的太空飞行。机器在太空实验室中哪怕停留数月之久，它的骨骼也不会象人类那样发生严重失钙和磷的现象，这也许是机器在太空实验室中未能取得的唯一有趣的结果——这似乎意味着人类自身是没有能力在重力为零的状态下飞行六至九个月或者更长一点时间。然而，星际航行的特点是，每次航行起码要花费一年或两年的时间。因为我们非常珍视人的生命，所以我们不愿意委派我们的人类同胞去执行这样冒险的飞行任务，如果我们非要把人类送往别具异域风光的空间环境的话，那么，我们必须同时送去他们所需的食物、空气、水、舒适的生活设施和废物回收设施以及伴侣。比较起来，机器则不需要复杂的维持生命的自我调节系统和设施，不需要文化娱乐，不需要伴侣，并且，我们还没有感觉到有任何强烈的出于道德观念的精神束缚而反对把机器送去执行一去不复返的或自取灭亡的任务。
当然，就简单的飞行而言，机器实际上已独自执行过多次任务了。无人驾驶的宇宙飞行器已经拍摄出整个地球的和月亮背着地球一侧的首批照片；它们已经在月球、火星和金星上进行了首次着陆；“水手9号”和“海盗号”宇宙飞船在飞往火星的途中，还第一次对火星的运行轨道进行了全面的勘察。就是在地球上，机器人操纵生产的情况也日益普遍，一些技术性很高的生产——例如化学品和药物生产厂——大部或全部置于计算机控制之下。在所有这些控制活动中，机器都能在一定程度上发觉错误，纠正错误，并将所发现的问题向远距离操纵的人报警。
计算机解算术题的强大能力——比常人独自运算要快几亿倍——简直是传奇式的。然而，真正使人感到为难的事情到底是什么呢？机器能海阔天空，富于想象地随意思考新问题吗？它们能够象我们人类那样随机应变、巧妙应答吗？（也就是说，我提出问题1；如果答案是A的话，那我就提出问题2；但如答案是B，我提出问题3；以此类推。）几十年以前，英国数学家A·M·图林（A·M·Turing）描述过他认为能够确认机器有智慧所必不可少的条件。这个条件简单说来，就是他虽然用电传打字机和一台机器交谈，却辨别不出谈话对象并非是人。图林设计了如下一般机器与人所进行的对话：提问人；在你的十四行诗的第一行中，是这样一句诗，即“我愿把你比作一个夏日”。是不是改为“比作春日”也行，或者更好些呢？
计算机说；这恐怕不合格律吧。
提问人：“比作冬日”怎么样？这回该符合格律了吧。
计算机：是的，但是谁也不愿意“比作冬日”呀。
提问人：你不是说皮克威克先生提醒你想起了圣诞节吗？
计算机；是的，他以某种方式提醒了我。
提问人：然而圣诞节就是一个冬日啊，我想皮克威克先生是不会介意这种比喻的。计算机：我觉得你的这种比喻不太严格，诗中所提到的冬日是一个典型意义上的冬日，而不是一个象圣诞节这样的特定的日子。
尽管我不敢断定将来究竟会有多少人能通过这种图林人的测验，可目前毕竟还是没有制造出这种能说善辩的装置。然而，当前所存在的困难是投放到人工智能上去的力量和资金总额还是十分有限的，全世界也不过只有大约六个人工智能的主要中心。后来，在麻省理工学院工作的特里·威诺格雷德（TerryWinograd）经过一番努力，在一项内容有限的话题——儿童积木上取得了更惊人的成果。下面是人和机器的一段对话，该机器的工作程序是由威诺格雷德编制的。
问；这盒子里是什么？
答：是蓝色棱锥体和蓝色盒子。
问：那么有多少木块不在盒子里？
答：有四块。
问：它们中间是否至少有一块比我让你捡起的那块窄些？
答：是的，那块红色正方形木块窄些。
问：是不是有块尖顶木？
答：真抱歉，我不知道“尖顶木”这个问是什么意思？
问：尖顶木就是一种堆垛的积木，比如说它包括两块绿色四方木块和一块棱锥木块。答：我明白了。
问：那么，这里有尖顶木吗？
答：没有。
问：搭一个吧。
机器人动手搭积木了。它伸出它的机械手，移动方形木块并搭起了刚才所描述的那种结构。
问：你什么时候捡起来的那块棱锥木？
答：在我搭好那块红方木、大红木块和大绿方木的时候。
问：为什么？
答：为了把它去掉。
问：你为什么要去掉那块方木？
答；为的是把它放在大绿方木上去。
又如另一个例子是麻省理工学院的约瑟夫·韦曾鲍姆（JosephWeizenbaum）设计出来的机器精神病医生。这部机器的工作程序要比威诺格雷德的机器人简单得多，因为它涉及到启发式的心理疗法，只需要极其简单的思维计算程序。下面就是病人与计算机精神病医生（简称“医生”）之间的一段惊人的对话。（当然，这里选的是效果较为理想的例子，而其它许多机器与人之间的类似精神病学对话并非如此动人心魄，但是我想，大多数人与人之间的精神病学对话也不见得会比这种对话更精采多少。）
病人：男人们都一样。
医生：这是从哪一方面来说的呢？
病人；他们常常不是为这事就是为那事而给我们找麻烦。
医生：你能举出一个特殊的例子吗？
病人：你看，我的男朋友竟把我弄到这儿来了。
医生：噢，是你的男朋友把你弄到这儿来的呀！
病人：因为当时他发现我情绪很低落。
医生：听说你情绪不好，我很难过。
病人：他是对的，当时我是很不快活。
医生：你想过没有，你到这里来会有助于你消除烦恼。
病人：的确，我需要某种帮助，这一点很清楚。
医生：如果你得到某种帮助，对你来说将意味着什么？
病人：也许我能学会如何和我母亲相处过日子。
医生：请多谈谈你的家庭情况好吗？
病人：经常照顾我的是我母亲。
医生：你家里还有谁照顾你？
病人：我父亲。
医生；是你父亲吗？
病人：你在某些方面挺象我父亲的。
医生：你看什么地方象？
病人：你性格不是很暴躁，但是我认为你并没想要我注意到这一点。
医生：是什么使你觉得我性格不很暴躁？
病人；因为你不和我争吵。
医生：为什么你认为我不和你争吵？
病人：你怕我。
医生：觉得我害怕你能使你高兴吗？
病人；我父亲就觉得我怕他并因此而感到高兴。
医生：当你想到你父亲的时候，你是否还有过其它的想法？
病人：他是响当当的男子汉。
医生：事实上，你的男朋友把你弄到这儿来，还是有点事情可以干干嘛。计算机的这种应答如流的精采表演真使人忍不住要说它是“有知觉的了”——当然，计算机的所有这些答复都是事先设计编制的程序。但是，真正的精神病医生的回答也不过如此而已。我甚至设想当我们的社会似乎有越来越多的人需要用精神病学的知识来自我开导时，当计算机被广泛应用时，可以创办一个治疗精神病的计算机终端网，就好象是一排排的大型电话间，我们只要花上几元钱就可以和网点中的任何一位体贴入微，经检验是完全称职的，其大多又不是真正的精神病医生交谈。目前，有待深入研究的几个重要课题之一，就是如何保证精神病学对话的准确可靠。
智能机的另外一些成就，还表现在下棋游戏上。即便是十分简单的计算机——一个十岁的聪明孩了就能组装——一经编制了特定的程序就可以娴熟无误地表演“井字棋”棋艺。有些计算机还能够扮演世界级方格棋棋手的角色。国际象棋当然比井字棋或者方格棋要复杂多了。在象棋棋弈中给计算机编制一套能获胜的程序是比较困难的，然而我们还采用了不少新奇的技巧，其中包括使计算机学会比以往参加棋赛的经历中汲取经验的几项相当成功的尝试。例如，计算机能凭经验学会这样一条规则，即在棋赛一开始时就控制住棋盘的中心要比控制其边缘更为有利。目前，世界上十名最佳国际象棋手对已有的计算机还未感觉到任何威胁。但是，情况正在不断变化。最近有一台计算机表现得很出色，并终于首次成功地参加了明尼苏达州国际象棋公开赛。大概可以说，地球这个行星上非人类物体还是第一次参加这种重大的竞技运动。（我不禁想到，玩高尔夫球的机器人和被指派进行格斗的计器人在今后十年里是否也会崭露头角呢？至于机器人的海豚式自由泳比赛，似乎就更不用说了。）虽说那台计算机在那次象棋公开赛中并没有获胜，然而，它毕竟是出色地进入这种比赛的第一台计算机。这种会下棋的计算机正在极其迅速地改进中。
我也曾听到过一些有意贬低计算机的言词（往往带有一种颇感遗憾的叹息），当然这是由于在象棋领域中，人类棋手仍占优势的这一事实引起的。这使我蓦然想起一个寓意深远的古老笑话，说的是一位异乡过客，对一只会表演数方格的狗所取得的惊人成绩赞不绝口。可是狗的主人却回答说；“哦，这还不算是最精彩的哩，它在三次表演中就错了两次。”一台能以中等人类竞技水平下棋的机器可算是一台很有能力的机器了；尽管人们中存在着数以千计的优秀棋手，但也还存在数以百万计的劣等棋手。一个优秀的棋手不仅需要有策略、预见和分析能力，而且还需要具备把大量变化因素彼此相互联系起来，并能从以往的经验中汲取教训的能力。对于那些从事发现和探索工作的人们来说，以及对于那些护理婴儿和驯狗的人们来说，是否具备这些优秀品质，乃是关系到事情成败的重要因素。
上述一系列多少具有代表性的例子，表明了机器智能的发展状况，显而易见，再努力奋斗十年，就可能产生出许多更高级的样机来。这也是从事机器智能方面大多数工作人员的看法。
在设计下一代智能机器时，最关键的是要使自我控制机器人有别于遥控机器人。自我控制机器人的智能系统是存放在其内部；而遥控机器人的智能系统则在其他的某个地方，它的成功操作取决于遥控它的中心计算机和本机之间密切的通信联络。当然，也存在介于两者之间的另一种情况，即智能机器有一部分是自动的而另一部分则是遥控的。这就是遥程控制和就地控制的一种混合形式，它似乎能在不久的将来发挥出最高效能。例如，我们可以构想出这样一种专用于海底采矿的机器人。海洋深处到处布满了大量锰核。人们一度认为这些锰核是陨石落到地球上而形成的，但是，目前时髦的看法则认为由于地球内部的地壳构造活动造成了巨大的锰喷泉，从而导致了锰核的偶然形成。在海洋深处还发现了其它许多具有工业价值的稀有矿物。我们今天已经有能力设计一系列可以在海洋底部来回游戈或缓慢爬行的装置；能对地表物质进行分光光谱测定以及进行其他化学检验的装置；能通过无线电将海洋底部的所有发现物的信息发送回船只或陆地的装置；以及能够标明海底发现物、特别是贵重矿物的矿床位置的装置——例如，通过低频无线电自动导引装置去定位。随后，无线电信号就可将大型采矿机械引导到适当的位置上去。深海潜水艇技术和太空飞船环境中的传感器技术能够有今天这样的成就，显然是和这类装置的发展分不开的。至于近海石油钻探、煤矿和其他地下矿藏的开采所取得的巨大进展，也同样是与智能装置的发展密切相关的。从这些装置的安装使用中收回的经济效益不仅可以为上述那些事业的发展提供资金，而且可使整个太空计划长期受益。
当这些机器突然面临特殊的困难条件时，已编制好的程序设计使它们承认，这些情况超越了它们自身的能力而难以应付，于是就向操纵它们的工作人员询问——为了能保证在安全和愉快的环境中工作——下一步该怎么办。刚才所列举的这些智能机器大多是自我控制型的。当然反过来按遥控处理也未尝不可。在美国能源部的实验室里，就按照遥控设计路线对强放射性物质的远距离处理，做了大量的探索性工作。说到这里，我设想有这样一个人，他通过无线电路与一台活动装置连接起来。比方说操纵者就在马尼拉；可活动装置却在棉兰老海的海底深处。同时操纵者又与一系列电子传送装置联系在一起，这种电子传送装置可以将他的动作放大并传送给那台活动装置，并且反过来又能把活动装置的海底发现变成无线电信号往回传送到他的感觉中去。因此，当操纵者的头向左扭动时，活动装置上的电视摄像机也随之向左转，从而操纵者就能从他周围一个巨大的半球面的电视屏幕上看到由活动装置的探照灯所照射到的并由摄像机揭示的海底景象。当马尼拉的操纵者身着电子服装向前跨出几步时，位于海底深处的活动装置也从容、轻巧地朝前迈几步。当操纵者伸出他的一只手时，活动装置的机械手臂也仿效着自动伸展开来；由于人和机器之间彼此的行为达到了如此完美的协调一致，因此，我们将可能通过机器的手指来精确处理海洋底部的物质。有了这样的装置，人类就能够进入他们原本无法涉足的自然禁区中去了。
为了对火星进行探索，无人驾驶飞行器已经在火星软着陆，不久，它们就会象月球上的旅行器那样在这颗红色行星的表面上称心如意地四处漫游。我们还未打算向火星发射载人的宇宙飞船。我们当中有些人对于执行这样的飞行任务忧心忡忡，因为其后果不仅有可能把地球上的细菌带到火星上去，而且，假如火星上也有细菌的话，同样可能会把火星上的细菌带回到地球上来，并且这种飞行要耗费巨额资金。1976年夏，留在火星上的“海盗号”着陆器，装有一系列非常有趣的传感器和科学仪器，它们是人类感官向异域环境的延伸。
“海盗二号”装置，显然由是用于探索火星的，是“海盗号”的主要附属装置，这是一种利用海盗技术而设计的“海盗号漫游器”，它与“海盗号”宇宙飞船的结构完全相同，只是更科学一些，被装上了轮子或履带，可以缓慢地在火星地表上随意爬行。但是，现在我们又遇到一个新问题，这是一个在地球表面上进行机器操作时从未遇到过的问题。虽然火星是第二个离地球最近的行星，但毕竟离地球还是很远的，以致于不得不用光速时间表示。按火星和地球的标准相对位置来说，从地球到该行星的距离为20光－分。这样，如果宇宙飞船碰到险峻的陡坡不得不急剧升降的情况时，它就会向地球发回信息并请示对策。于是，四十分钟后，将得到诸如“看在上帝的面上，立即就地停住”之类的答复。然而，到那个时候，不灵巧的机器早已跌进深山峡谷中去了。因此，任何火星漫游器都需要装有斜坡陡壁传感器。非常幸运的是，这样的传感器并不难弄到，而且甚至已应用于某些儿童玩具中了。当遇到陡峭的斜坡或巨石时，飞船或者停下来等待，直到接收到地球对它的请示报告（及地形的电视录像）作出的指令性答复时为止；或者干脆掉转头来朝别的安全方向驶去。
到二十世纪八十年代，宇宙飞船的计算机很有可能会装上更精密的随机决策电路。为了将来能对更遥远的目标作进一步探索，我们可以设计出一些沿轨道环绕目标行星飞行的拟人控制器，或者设计停留在目标行星的一个卫星上的拟人控制器。例如，当我们对木星进行探索时，可以设想将拟人控制器放置在木星强烈的辐射带之外的一个小卫星上，从而就控制了遨游在木星密云中的宇宙飞船，这样，只消几秒钟的功夫就可以对飞船作出应答性指令了。
如果地球上的人们情愿在这项事业上花费一些时间的话，同样也可以置身于这样一种相互影响的控制回路中。但是，如果在火星探索过程中，每一项决定都必须由地面上的操纵者供给的话，那么，漫游器一个小时就只能移动几英尺了。不过，这种漫游器的寿命很长，以致于一小时几英尺的速度都算得上是相当可观的进步速度了。然而，当我们设想到太阳系最远的行星去探险时——并且最终飞到其他星系去的时候——显然，承担更重要责任的将是自我控制型智能机。
在发展这种智能机的过程中，我们发现一种与生物学进化相类似的情况。“海盗号”漫游器就像是某种躯体庞大，行为笨拙的昆虫，这种似曾相识的感觉真可谓奇特。当然这种智能昆虫还无法自动行走。并且肯定不能自我繁殖，然而，它却有一副外露的骨骼，有一系列类似昆虫的感觉器官，它的智力跟一只蜻蜓不相上下。不过，“海盗号”还具有一种昆虫无法比拟的优点：它能不时地向其地面操纵者请示，并接收人类智慧的信息——操纵者能根据他们的决策重新编制“海盗号”计算机的程序。
随着智能机器这个领域的迅猛发展，并由于天文学的进步，使得太阳系中遥远星体变得日益可接近和可探索时，我们就将看到，飞船上越来越精密复杂的计算机也会随之迅速发展。智能机将缓慢地攀援它的种系进化之林，从昆虫智能到鳄鱼智能，到松鼠智能——我想，在不很遥远的将来——会出现狗的智能。任何一艘飞往太阳系较外层空间的宇宙飞行器都必须装有一台能够确保飞行正常的计算机，因为不可能派地球上的人去修理。当机器产生故障时，它必须能及时感觉出来，并娴熟有素地自己排除故障。因此，一种既能修理又能替换一台失效的计算机、传感器或者结构部件的智能机器就成为必不可少的了。这种被称为自检自修（STAR）计算机才不过刚刚踏入发展的门坎。这种计算机装有很多备用元件，像生物那样——我们有两叶肺和两个肾，部分是因为当一个器官的功能丧失时，另一个器官就可代替和补偿病变器官。不过，一台计算机所装有的备件可能会比人身上的备用器官多得多。比如说，它往往不止有一个头和一个心脏。重量的减轻，是茫茫宇宙中所进行的探索冒险能否成功的一个重要因素。这迫使人们不得不想方设法力促智能机器的继续小型化。显然，目前已经出现了一些引人注目的小型化迹象，二晶体管已取代了真空管，印刷电路已经代替了有线电路，全套计算机系统也已经被硅片微型电路技术所取而代之。过去多达1930台收音机所占用大量位置的电路，今天却可以印刷在仅占用针尖样大小位置的电路板上。如果在地球采矿和太空探索方面我们能够应用智能机器，那么家务和其他家用机器人的发展趋于商业化的时代就为期不远了。而这类机器是不同于科学幻想小说中那种类似古猿人的机器的，因此没有任何理由非要把它们的模样打扮得如同真人一样，其实，只要和真空吸尘器相差不多，也就心满意足了。它们将按照各自不同的功能来进行专业化作业。然而有许多平凡的工作，从酒吧间招待员到擦洗地板的服务员，尽管所需的主要是体力和耐心，但也需要动点脑筋使之有条不紊。那些如同十九世纪英国正式的男管家那样善于料理家务的多功能自动行走家庭机器人的出现，恐怕将是几十年乃至上百年以后的事了。但是，承担某项特定家务的专用机器人，则可能已经出现在世界上了。
由智能机来承担城市中的许多其他工作及日常生活中的一些基本事务的设想并非是可望而不可即的。二十世纪七十年代初期，安克雷奇、阿拉斯加和其他一些城市收倒垃圾的工人赢得了一项工资协议，以保证他们每人每年的工资收入达到二万美元。由此可见，仅是经济负担这一条就有足够的理由发展自动垃圾收集机了。当然，一俟家用和城市公用机器人普遍发展起来了，人们则不得不考虑如何有效地重新安排那些被机器人夺去了饭碗的人们的生计；但是，待到下一代新人出现之时，这种恼人的社会难题也就可望迎刃而解了——特别是如果开明的教育改革大见成效的话，人们就更不用为失去工作而发愁了，因为人类是乐于学习的。
我们似乎已经开始踏上了发展各式各样特殊智能机的历程，可以想见，凡是对人来说太危险、太昂贵、太繁重或太令人生厌的工作，都将由特殊智能机来执行。依我所见，这类智能机的发展实在是太空计划所必然带来的少数几桩尽如人意的副产品之一。甚至可以说，我们这个物种所赖以生存之基础的农业，其能源的有效开发，或许也要视这类智能机的发展程度而定。然而，细细追究起来，这种智能机发展的主要障碍，实在似乎还是人的问题：是内心深处自发的，悄然而生的安于现状的感觉，以及认为这种机器多少有点“令人恐慌”或者“不通情理”，担心它们干起工作来可能并不比人类逊色甚或更高明一些。或者有这样一种厌恶情绪，即嫌恶这些智能物是由硅和锗做成，而不是由蛋白质与核酸做成的。但是，作为一个物种来说。我们的生存很大程度上要取决于能否超越这种原始的沙文主义。我们对智能机的调节有几成是适应新环境的问题。现在已经有了能够感知人们心脏跳动的心脏起搏器；只要稍有纤维性颤动的暗示，起搏器就会马上刺激心脏。这是一种令病人心舒意静且疗效卓著的智能机器。很难想像，佩带这种装置的那些受益者们会怨恨它的智能。我想要不了多久，就会有许多更精巧、更高级的智能机如同心脏起搏器一样博得人们的欢心而被人们所采用。智能机一点也不粗野；它的确表现出了非凡的智能，在我们这个行星上的所有生物中，今天还只有人类拥有这种智能。
(本章完)
[(第22章 十二章)]
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第二十一章美国天文学的过去和未来
人们在这个领域中所做的一切都是微不足道的——可以说天文学这门学科不过才刚刚开始；然而比起过去整整一个世纪该领域空空如也的状况，这一切可谓硕果累累了。当然，在那些继往开来的后辈子孙眼中，我们的知识则不过是一些粗浅贫乏的童稚之见；然而，这没有什么可值得鄙薄的，因为正是凭借这一星半点的可怜知识。我们才得以在黑暗中摸索前进，并终于触摸到了上帝长袍的边缘。
艾格尼丝·M．克拉克（AgnesM.CIerke）《天文学史概论》（亚当和查尔斯·布莱克，1893，伦敦）1899年以来，世界发生了巨大的变化，然而几乎没有哪个领域——在基本理论的发展中，在新现象的发现中——其变化能比得上天文学那样惊天动地了。这里只要读一读最近在一些科学杂志，如《天体物理学杂志》和《洲际宇宙火箭》上刊登的几篇论文的标题就可窥豹一斑了。这些论文的标题是：《G240－72：一颗带有不寻常极化的新磁性白矮星》、《相对论性的恒星稳定性；最佳结构效应》、《星际甲胺的检测》、《52颗衰变星的最新一览表》、《半人马座a星的年龄》、《OB逃逸使伴星坍缩了吗？》、《中子星中有限核体积对中微子偶韧致辐射的影咖》、《来自星际衰变过程的万有引力辐射》、《探寻M31方向上软性X－射线背景的宇宙学成分》、《含钛大气中碳氢化合物的光化学》、《金星8号测定的金星岩石中铀、钍和钾的含量》、《来自科霍特克彗星的氰化氢无线电发射》、《金星局部的射电亮度和标高图像》以及《水手9号拍摄的火星卫星的照片图册》。我们的天文学祖先们恐怕已从这些题目中悟出一鳞半爪的含义了吧，但是我想，他们的主要反应恐怕不过是疑团满腹而已。
1974年，当我被邀担任美国天文学会周年纪念委员会主席时，我由衷地庆幸自己得到一次赏心乐事的难得机会，于是，我开始专心致志地了解上一个世纪以来我们这个学科的发展状况。我兴趣盎然地追溯我们以及我们的前人在过去和现在所取得的成就，如果可能的话甚至将来所要达到的一些目标。1897年，耶基斯天文台正式举行落成仪式，该台有世界上最大的望远镜。举行仪式期间还同时召开了天文学家和天体物理学家的科学会议。1898年在哈佛大学天文台召开了第二次会议，1899年在耶基斯天文台召开了第三次会议，至那时为止，美国天文学会才算正式成立了。
1897至1899年的天文学似乎是朝气蓬勃、充满活力的，是由极少数几个强有力的名人支配的。那一时期的天文学论文能在非常短暂的时间里获得发表，从而促进了天文学的繁荣。在此期间，《天体物理学杂志》审阅论文的平均时间——从送交稿件到正式发表，似乎比现在的《天体物理学论坛》还要迅速。许许多多稿件则是来自编辑该杂志的耶基斯天文台，这一事实也许与上述异常短暂的发表时间有些关系。威斯康星州威廉海湾的耶基斯天文台的正式落成日——盖有1895年印章——则由于地板的倒坍而被耽误了一年多的时间，这次事件险些使天文学家E．E．巴纳德（E．E．Barnard）送命。在《天体物理学杂志》第六期149页上提到过这一事件，但是在报道中，却没有发现一点对玩忽职守者的批评迹象。然而，英国杂志《天文学》（第二十期393页），则清楚地暗示了这一建筑的粗制滥造，但又采取了掩盖手法庇护了这一事件的直接责任者。我们还在《天文台》杂志同一页上发现，为了向耶基斯先生——这位靠残酷剥削致富的美国资本家捐助人——的旅行计划提供食宿，庆祝耶基斯天文台落成仪式被延迟了几个星期。《天体物理学杂志》报道中说，“庆祝耶基斯天文台落成仪式有必要从1897年10月1日向后延期，”但却没有讲明原因。
《天体物理学杂志》是由耶基斯天文台台长乔治·埃勒里·海耳（GeorgeEueryHale）以及詹姆斯·E·基勒（Jam－esE．Keeler）负责编辑的。詹姆斯·E·基勒于1898年担任了加利福利亚哈密尔顿山的利克天文台台长。然而，《天体物理学杂志》却受到威廉斯·贝（WilliamsBay）的某种控制，也许这是因为利克天文台在同一时期还控制了《太平洋天文学学报》（PASP）。《天体物理学杂志》第五卷中的有关耶基斯天文台的整页插图不下十三张，其中包括一个发电站插图。第六卷前50页也有十二、三张耶基斯天文台的整页插图。第一届美国天文学和天体物理学学会会长是华盛顿海军天文台的西蒙·纽科姆（SimonNewcomb），而第一任副会长则是杨（Young）和海耳，这一事实反映了美国天文学会对美国东部的控制。当时，西海岸的天文学家在赶赴耶基斯天文台召开的天文学家和天体物理学家第三次会议的旅途中遇到了种种困难，为此，他们怨天尤人，牢骚满腹，同时似乎又对由于阴雨天气而不得不使庆祝耶基斯天文台落成仪式延期举行一事，感到了某种欣慰，这种欢欣的气氛成了预示耶基斯天文台的40英时折射望远镜首次表演获得成功的好兆头。这是天文台相互之间积怨甚多的最典型的例子了。从这两本杂志中，我们都可以找到彼此相互怨恨的踪迹。
然而，在这同一时期，《天文台》杂志对美国天文学界的流言蜚语已早有所闻，非常敏感。从《天文台》杂志上，我们发现利克天文台发生了一场“内战”，人们竞相传言的“丑闻”则是与爱德华·霍尔登（EdwardHolden，他是利克天文台台长基勒的前任）密切相关的。人们传说，是他让耗子进入哈密尔顿山天文台的食用水中的。《天文台》还发了一篇关于预定在美国旧金山湾海域，进行化学爆炸实验，以及该实验将受到哈密尔顿山的地震仪的监测报道。在约定的时间，除了霍尔登外，全体工作人员中无一人能辨认出地震仪器指针微小的偏差变化。而霍尔登却果断地立即派出了一个信使下山，想提醒人们注意利克测震表的高灵敏度。然而，信使刚去不久，另一个信使上山带信来了，告诉实验已延期了。紧接着，利克天文台又派出一个跑得飞快的信使去追赶先派下山去的那个信使。《天文台》的评论说，将使利克天文台感到狼狈不堪的处境，终于这样勉勉强强地避开了。
1900年的那个值得自豪的宣告，即伯克利天文系将自此从加利福尼亚大学土木工程系中独立出来的宣告，雄辩地反映出，这一时期的美国天文学正昂首步入它的青年时代并焕发着青春的气息。1832年，乔治·艾里（GeoryeAiry）教授，后来英国最出色的天文学家，发表过一番评论，对无法报道美国天文学方面的进展，羞愧地感到无地自容，因为实质上，美国天文学无任何进展。若是在1899年，那他就不会这样说了。
人们还从来没有看到外界政治对这些杂志有过多的干涉（如遭到大学师生们的反对）。只是偶尔看到一些比如像学会会长麦金利（Mckinley）任命T．J．J．西伊（See）为美国海军的数学教授之类的布告，以及利克天文台和波茨坦（德国）天文台的天文学家们在一些科学争端上无休止的论战。
偶而也透露出一些有关十九世纪九十年代流行观点的痕迹。比如，乔治亚
（Georgia）在一篇关于1900年5月28日在西罗亚池（耶路撒冷附近之一池）观测食象的详尽考察报告中提到：“甚至有些白人对行星食象的观测方法都缺乏深刻的了解。很多人认为，这不过是赚钱的勾当，而常被人提起的非常重要的问题是我究竟打算对参加者收缴多少费用。另一个观点是，行星的食象只能在我的天文台里观测到……正是在这一点上，我希望表达我对学会团体崇高的道德风尚的敬意，这是因为，这个包括关系最密切的邻里在内的、全体成员总数不过一百人的学术团体，供养着两个白人教堂和两个黑人教堂，然而在我居住期间，我从未听到过一句亵渎宗教的言词……由于我是一个虽生活在美国南部，但对南方的生活方式却很不习惯的涉世也不深的新英格兰人（北方人），我自然而然的犯下了很多小错误，而人们并没有把这些过错真正当回事。人们对我在我的黑人助手的名字前使用尊称的嘲笑，迫使我将其改称为上校，这一称呼使每个人都感到非常满意。”
有一个参观团被委派去美国海军天文台解决一些（从未公开登载的）难题。这个参观团的成员，包括两名参议员：爱德华·C·皮克林（EdwardC.Pickering），乔治·C·康斯托克（GeorgeC．Comstock），以及海耳等教授，他们起草了一份报告——我们之所以提到这份报告，是因为这份报告提到了一些天文台的开销费用。我们发现世界上主要的天文台每年开销的费用是：海军天文台，85，000美元；巴黎天文台，53，000美元；格林威治天文台（英格兰），49，000美元；哈佛天文台，46，000美元；普尔卡瓦天文台（俄国），36，000美元。美国海军天文台两位台长的月薪均为4，000美元，哈佛天文台台长的月薪为5，000美元。这个参观团知名人士建议，认真制定一项工资计划以便能吸引一批富有才华的优秀天文学家们进行工作，天文台台长的工资应该为6，000美元。在海军天文台，计算机每年要花费1，200美元（工作人员的开销除外），但是，在哈佛天文台每年只需花费500美元，并且几乎未雇用妇女。事实上，哈佛天文台所有人的工资，除台长以外，都明显低于海军天文台。委员会宣称：“华盛顿天文台和坎布里奇天文台之间工资收入的巨大差别，特别是低职官员的工资，大概是不可避免的。形成这种工资收入巨大差别的部分原因是由于文职人员服务法则所规定的缘故。”天文学研究人员贫困的另一个迹象，是在耶基斯天文台设置了“义务研究助理”，这一职位虽然没有收入，但是据说可为学生获得高学位提供丰富的经验。
那时，天文学也象现在这样，遭到一些反论家的围攻，即遭到那些喜好阐发皮相之谈或各种奇谈怪论的建议家的围攻。曾有人建议使用按顺序装有九十一副透镜的望远镜来替换透镜数量较少，但孔径较大的望远镜。在这期间，英国天文学也遭受了同样的干扰，但或许是以一种较平缓的方式。例如，英国皇家天文学学会月报第五十九卷226负刊登的亨利·佩里哥（HenryPerigal）的讣告告诉我们，死者在1850年被推选为皇家天文学会会员之前，就曾以皇家学会会员的身份来庆祝他九十四岁生日。然而，“我们的报刊杂志却没有登载过他的任何作品。”讣告描述道，“佩里哥先生以他那富有魅力的个性为自己赢得了一个位置，这一位置对于持有他这样观点的人来说似乎本来是不可能得到的。因为无需掩饰的事实说明，他是一个既单纯又直率的反论家，他的主要观点是月球不运转，而他一生中主要的天文学目标是尽力说服他人，特别是劝阻年青人不要顽固不化地坚持站在他认为极其错误的对立观点上，为了达到这一目标，他绘制了图解，构筑了模型，抒写诗句，怀着英雄自有高见的乐趣，耐心忍受着接踵而来的失望，因为他发觉，他的一切努力都是徒劳的。尽管如此，只要撇开这一不幸的误解，他还是工作得相当出色的。
在这段时间里，美国天文学家为数很少。美国天文学和天体物理学学会的细则规定该学全法定人数为20人。到1900年为止，在美国天文学界只授予了9名博士学位。而在1900年则有4名天文学学者获得博士学位：有两位是来自哥伦比亚大学的G·N·鲍尔（G·N．Bauer）和卡罗林·弗内斯（Ca－rolynFurness）；一位是来自芝加哥大学的福雷斯特·雷·莫尔顿（ForestRayMoulton）；还有一位是普林斯顿大学的亨利·诺里斯·罗素（HerryNorrisRussell）。
在这一期间，对科学成果是否重要的判断，主要依据能否获奖而定。E·E·巴纳德之所以获得了皇家天文学学会的戈尔德奖章，部分原因是由于他发现了木星的卫星“木星5号”以及他发明的使用一个照相镜头的天文学摄影术。然而，他乘坐的轮船在大西洋上遇到了狂风巨浪，因而他没有准时到会参加庆典。据说由于风暴的折磨，他的身体需要好几天才能复原，为此英国皇家陆军（RAS）医院又款待他吃了第二顿丰盛宴席。巴纳德的学术报告颇洋洋大观，该报告充分利用了最近加以改进的视听直观教具，即幻灯放映机。
巴纳德在论及他所摄制的靠近蛇夫座＆的银河系区域的照片时，推断说：“银河系的整个基础下面……有一层星云状物质。”〔同时H·K·帕尔默（H·K·Palmer）却报道说在球状群MB的照片上没有星云物质］。巴纳德，是一位超极目测观察者，他对珀西瓦尔·格韦尔（PerclvalLowell）所提出的火星上不仅有人居住，而且人工运河纵横交错的观点，表示了极大的怀疑。在对巴纳德的演讲致辞答谢时，皇家天文学会会长罗伯特·鲍尔（RobertBall）爵士，表达了对此的关注，他说，今后，他“对火星上存在运河的观点将持某种怀疑态度，甚至连存在海洋的可能性也被部分地排除了。或许，我们的演讲者最近在大西洋上的遭遇能够对这种怀疑作出某种解释。”而洛韦尔的观点并不因此就对英国有利，正如《天文台》的另一篇公告所表明的那样。当诺曼·洛克耶（NormanLockyer）教授在1896年答复人们向他提问，哪本书最使他高兴和感兴趣时，他回答说，“珀西瓦尔·洛韦尔的《火星》，J．M．巴里（J．M．Barvle）的《多愁善感的汤米（Tommy）》。（没有时间认真的读）。”
1898年，由法国科学院所授予的天文学奖，包括有：发现纬度变化的塞恩·钱德勒（SethChandler）；贝洛珀尔斯基（Belopolsky），他获奖的部分原因是由于利用分光镜对双星进行研究；以及研究地磁的肖特（Schott）。另外，还有一项关于土卫七——土星的一颗卫星的摄动理论的最佳论文比赛奖。我们得知，“华盛顿的G·W·希尔教授所撰写的论文。是应征的唯一一篇论文，他因此而成为获奖者。”
1899年太平洋天文学学会授予柏林的阿瑟·奥渥斯（Ar一thurAuwers）教授以布鲁斯奖章。在对奥渥斯演讲的答谢辞中包括下面一段话：“今天，奥渥斯站在德国天文学的最前列。在他身上，我们看到了我们时代研究工作者最完美的形象，在德国，这类人的发展要比其它国家的同行更出类拔萃。他们细心的探索，坚持不懈的勤奋工作，不断积累实例，小心谨慎地提出新的理论或新的解释，然而遗憾的是，首先他们缺乏一种以第一个作出发现获取公众承认的努力。”1899年，国家科学院第一次提出建立七年一次的亨利·德雷珀金奖。受奖人是基勒。1898年，布鲁克斯，他的天文台分别设在纽约和日内瓦，宣告了第二十一颗彗星的发现——布鲁克斯把它描绘成他所取得的“主要成就”。此后，由于他详细记录了发现彗星的整个过程，因而荣获了法国科学院的莱兰德奖。
1897年，比利时举办了一个博览会，布鲁塞尔政府提供为解决天文学中某些难题的奖金。这类难题包括由于地球引力加速度的数值，月亮的长期加速度，太阳系经过宇宙空间的基本运动，纬度的变化，行星表面摄影术以及火星运动的实质。最后一个题目是发明了在无日食（食象）情况下观察日冕的方法。《月报》（二十卷145页）评论说：“……如果这笔奖金真的引诱某人解决了这最后一道难题，或实际解决了其它的任何一道难题，则我们认为这笔钱就值得花。”
然而，只要读一下这个时期的科学论文，就会产生一个印象，即文章的中心焦点早已转移到其它题目上了。而不再拘泥于授奖的那些题目了。威廉爵士和哈金斯
（Huggins）女士进行了实验室的实验，这些实验表明，在低压条件下，钙的发射光谱只显示出所谓的H和K线。他们得出结论：太阳的成份主要是由氢、氦、“氖”
（“Coronium”）和钙构成的。哈金斯在这之前不久已宣布行星的光谱序列，他相信行星的光谱序列表明了行星的演化程序。在这一时期，达尔文主义者对科学的影响是非常强烈的，而在美国天文学家中，T．J．J．西伊的工作是明显受进化论者观点的支配的。将哈金斯的光谱序列与现在的摩根－基南（Morgen－Keenan）的光谱类型进行比较是很有趣的：
哈金斯的恒星光谱序列
_______________________________________________________增长寿命的顺序恒星（圆括号内是新的光谱型）
新天狼星（A1V）天琴座a（AOV）
………………
天鹰座α（A7IV－V）
猎户座β（B8Ia）
天鹅座α（Asu
2su
Ia）
………………
………………
御座α（G8，GO）太阳（GO）
牧夫座α星（Ksu
1su
Ⅲ）
金牛座α（Ksu
5su
Ⅲ）
老猎户座α（Msu
2su
I）
————————————————————————
注：现代恒星光谱序列；从早期到末期的光谱排列类型有如O、B、A、F、B、K、M。哈金斯是相当正确的。
这里，我们可以看到目前所沿用的术语“早型”和“晚型”光谱型的来源，这也反映了维多利亚晚期科学的达尔文精神。显然这里有合乎情理的光谱类型的连续次序，而且还有恒星演化的最新理论的开端，这些开始经由后来的赫茨普龙－罗素图（简称赫罗图——译者）发展而来的。
在这一期间，物理学方面有重大进展，而一些重要论文摘要的重新印刷引起了《天体物理学杂志》读者的注意。实验仍然是根据基本辐射定律进行的。在一些论文上，物理的精密程度还未达到最高水平，比如，在PASP（十一卷18页）的一篇文章中，火星的线性动量被计算成是行星质量和表面线速度的单一乘积，文章作结论说：“行星，顶部除外，有183[3/8]×10[24]尺磅的动量。”而对于大数目的指数计算法显然未广泛采用。在这个时期，我们看到了有关恒星，例如M5中的恒星视觉光曲线和摄影光曲线的报道；以及友基勒进行的关于猎户座恒星的滤光摄影实验。一个显然很激奋人心的课题是时间可变的天文学，这个课题其实必定引起了一些动人心魄的东西，例如，今天所知的脉冲星、类星体以及X射线源。我们对视线的可变速度已有很多研究，正是从中得到了光谱学的双星轨道，以及源于H伽玛光谱线和其它光谱线的多普勒位移的鲸鱼座的视向速度的周期性变化。
对恒星的首次红外线测量是由欧斯特·F·尼科尔斯在耶基斯天文台进行的。研究结果表明：“我们从牧夫座o星接收到的热能，还不如一个远离五、六里地的蜡烛给我们的热能。”至此再未作进一步的计算。在这一时期，由鲁宾斯（Rubens）和阿奇凯内斯（Aschkinass），进行了第一次有关二氧化碳和水蒸汽红外线遮光的实验性观测，阿奇凯内斯从本质上发现了二氧化碳在15微米时的v2基线以及水的纯净旋转范围。在德国波茨坦，朱利叶斯·沙因纳编著了新编仙女星座星云的摄像光谱学，沙因纳正确地作出结论：“即以往对旋转星云是恒星群的怀疑现在烟消云散、毋庸置疑了。”下面这段话是反映这一时期对人身攻击所能忍受的程度的例子，是从沙因纳的论文中摘取出来的：在《天体物理学杂志》第十一月号刊物上，坎普贝尔（Gampbell）异常愤怒地抨击了我对他的发现所提出的批评意见……这种神经过敏对一个为了工作已将自身严肃地交付给他人的人来说，真有点令人吃惊。更有甚者，一个频繁地观测到别人无法观测到的天文现象，同时又观测不到别人能够观测到的现象的天文学家，务必要准备将自己的观点来一番辩驳。如果像坎普贝尔教授所埋怨的那样，我只能用一个单独的例子来支持我的观点，我只是出于礼貌的动机而不肯再添加一例说明。那么就是说，事实上坎普贝尔教授无法观测到的火星光谱的水蒸汽谱线却被哈金斯和沃格尔在第一个位置观察到了，在坎普贝尔教授已经对它们的存在表示怀疑时，威尔兴（Wilsing）教授和我又观察到它们，并且毫无疑问地证明了它们的存在。现在已知存在于火星大气中水蒸汽的含量本未使用分光镜方法是完全不易察觉到的。
光谱学是十九世纪不对科学的发展具有重要影响的因素。《大体物理学杂志》曾频繁地发表罗兰的太阳系光谱，其光谱的谱线波长多达20，000种，而每一谱线的波长都是醒目的七位数字。那时，该杂志曾发布了邦森的重要补闻。偶尔，天文学家们还注意到他们所察觉的不寻常性质。“一颗行星所发出的微弱闪光竟成了难以想像的遥远发光天体的物质和条件的自动记载。”《天体物理学杂志》所争论的一个主要课题是光谱谱线的排列究竟是红色朝左呢还是红色朝右。那些倾向红色朝左的天文学家们引证了钢琴这样的类比例子（钢琴是高频趋向右方），而《天体物理学杂志》偏偏不顾一切地选择了红色朝右。在波长的排列顺序上，关于红色是应该处于顶部还是应该处于底部的问题还是可以得到某些回旋余地的。哈金斯激动地写到：“任何变化都不能不说是难以忍受的。”但是《天体物理学杂志》终归还是获胜了。
在此期间，另一个重要的讨论是关于太阳黑点的本质。G·约翰斯通·斯托尼（G．JohnstoneStoney）提出太阳黑点是由太阳光球中的凝聚云层引起的。但是威尔逊（Wilson）和费兹杰拉德（FitzGerald）则认为，除可能存在含碳的情况外，很难想像在这些高温中会存在冷凝物。于是他们又十分含糊地提出另一种说法，即，太阳黑子是由于：“气体对流的反射。”埃弗谢德（Evershed）有一个更富于独创性的概念。他认为太阳黑子是太阳光球外层的空洞，它使我们看到太阳更广阔炽热的深处。但它们为什么是黑暗的？他提出，任何辐射都会是认可见光转移到很难吸收辐射的紫外线。当然，这一提法是在炽热物体辐射的普朗克分布被人们所理解之前。在这一时期，人们还认为不同温度的黑色体的光谱分布可能会相交；并且这一时期的一些实验曲线，也的确显示了这种相交——正如我们所知道的那样，这是由于发射率和吸收率的偏差所致。
拉姆齐（Ramsay）最近已发现了元素氪，据说这种元素在十四种可察觉的光谱线中，其谱线为5570A，碰巧是和极光的主谱线一致。E·B·弗罗斯特总结说：“这样一来，似乎那迄今为止使人困惑的光谱线的真正源头已被发现了。”我们现在知道引起这条光谱线的缘由是氧气。
当时，在仪器设计方面出现了为数众多的论文，其中海耳的论文最有趣。1897年元月，海耳提出，无论是折射望远镜还是反射望远镜对天文学来说都是不可缺少的，然而他留意到人们对反射望远镜有明显偏爱，特别是赤道折轴望远镜。在一篇史记中，海耳曾提到，耶基斯天文台之所以能置备40英寸的透镜，只是因为原先打算在加利福尼亚的帕萨迪纳附近安装一架大型折射望远镜的计划最终化为泡影。我独自思忖着，假如这一计划成功了，天文学的历史将会是一副什么模样呢？实在令人称奇的是帕萨迪纳似乎已经表示愿意向芝加哥大学提供帮助，将耶基斯天文台装置在芝加哥大学。实际上，这种相互间的往来，在1897年以前就早已在进行了。
十九世纪末，有关太阳系的研究表现出一种与行星的研究特点相类似的复杂情况，即对未来的希望以及对现实的迷惑不解交织在一起。这一时期，最有价值的论文之一，是亨利·诺里斯·罗素的一篇标题为《金星的大气层》的论文。这篇论文讨论的是有关金星新月尖的延伸性问题。该论文的论据，一部分是根据作者在普林斯顿的霍尔斯特德天文台用5寸大赤道寻星望远镜观测的结果。或许，在普林斯顿人们并不认为年青的罗素操作大型望远镜是完全可靠的。根据现行的标准来看，罗素的分析实质上是正确的。他判断说，阳光的折射不能说是月尖延伸的真正原因，其真正的原因将在阳光的散射中寻找到：“……金星的大气层如同我们地球一样，含有某种悬浮尘埃和雾粒子，而……我们所看到的则是这种混浊气体的上部，是被经过并靠近行星表面的射线所照亮的部分。”他后来说，这层视表面或许是一层密集的云层。混浊层的厚度据计算比我们现在称呼的主云层还要高约一公里厚，这个数字恰好与“火星10号”宇宙飞船的分幅摄影照片相一致。罗素认为，根据其它天文学家的研究结果看来，有些分光镜研究结果表明，在金星表面大气层中有薄薄的一层水蒸汽和氧气。然而，罗素论据的要素已经非常出色地经受了时间的考验。
威廉·H·皮克林宣布发现了月亮女神，这是土星最外围的卫星；洛韦尔天文台的安德鲁·E·道格拉斯发表了他的观测记录，这一观测记录导致他做出了错误的结论，即“木星3号”比它自转周期的旋转约慢一小时，显然这一结论算错了一小时。
其他天文学家对行星自转周期的估算也并不很成功。例如，曾在卢辛皮克勒的马诺洛天文台进行观测的利奥·布伦纳曾严厉地批评了珀西瓦尔·洛韦尔对金星自转周期的估计。布伦纳亲自比较了两张由两个不同的民族分别在相距四年的时间拍摄的白光金星图——通过这一比较，他推论金星自转周期为23小时57分36．37728秒，他说这一结果正好与他自己拍摄的“最可靠”图片的平均时间相吻合。然而就在他考虑这一结果时，他发现另一个使人难以理解的结果出现，即金星的自传周期仍可能是224．7天。他最后说：“一个缺乏经验的观察者，一台不适用的望远镜，一副选择不当的目镜，行星的直径过于小，观察时电源不足以及倾斜角度小，所有这些缺陷都解释了洛韦尔照片之所以奇特的原因。”当然正确结果并不介于洛韦尔与布伦纳两种过于偏激的论点之间，而是存在于望远镜刻度尺度的带有负号（－）的另一端，即周期为243天的逆转周期。在另一次学术交流活动中，赫尔·布伦纳首先发言：“先生们；我很荣幸地告诉大家，玛诺洛太太已经发现在土星光环系统有一新的分界，”——在这段发言中，我们所知道的不过是位于卢辛皮克勒的玛诺洛天文台有一位玛诺洛太太以及她和赫尔·布伦纳一起进行了观测。随后引来了恩克、卡西内、安东尼亚迪、斯特鲁夫以及玛诺洛各派之间意见的争相阐述。然而只有前两个流派的意见经受住了时间的考验。而赫尔·布伦纳似乎已在十九世纪的迷雾中销声匿迹了。
在剑桥召开的第二届天文学家和天体物理学家的会议上，有一篇论文提到，假如小行星自转存在的话，可以通过光曲线推论出来。但是论文却忽视了光是随时间变化的，于是亨利·帕克斯特得出结论：“我觉得不去考虑这一理论，反倒更可靠些。”现在这一理论却成了小行星研究的基石。
天文学家和天体物理学家们在讨论月球的热性能时，形成了自我体系的热传导线性方程，但该方程的计算则是根据实验室所获得的发射率测量结果进行的，由此弗兰克·维里得出结论说，月球上的白天温度约为100℃——真可称为是恰如其分的正确答案。他的结论很值得在这里引用一下：“地球上唯有沙漠是最可怕的地方了，在那里，炽热的沙子将皮肤烫出了疱，而人、动物、鸟类都纷纷死去，月球就好像我们的星球无云层遮掩正处在正中午一样灼热无比。只有月球纬度的月极两端白天温度还能忍受，晚上更不待说了，刺骨严寒将迫使我们变成类人猿以保护我们免遭冻害。”这种解说方式通常是非常出色的。
在这十年中的最初年代，巴黎大文台的马里斯·洛伊和皮埃尔·普鲁斯厄爱克斯发表了一本月球照片图册，在《天体物理学杂志》（5：51）中讨论了这本图册的理论推断。这个巴黎天文学家团体对月球火山口、月面山谷以及其它地貌形式提出了一种经过修改的火山理论，可后来E·E·巴纳德在用40英寸的望远镜观测了月球后批判了这一理论。随后巴纳德的批评意见又被皇家天文学会所否定，等等。在这场争辩中有一个容易使人误解的过于简单化的论点：火山会产生水；而月球上没有水；因此月球上的环形山则不是火山口。然而推测大多数月球环形山的论点不能说是令人信服的论点，因为这一论点忽视了这样一个难题，即月球上可能存在水的资源。维里关于月球两极温度的结论或许已表现出某种优势。这样可以认为月球上的水冻成了冰霜。另一种可能性是水或许是从月球上蒸发到宇宙中去了。
这一观点在斯托尼的一篇题为《论行星和卫星上的大气》的论文中得到承认。他推断说，由于月球引力小，气体非常迅速地跑到宇宙空间，因此月球上不应该存在大气层，而地球上同样也不存在任何庞大的最轻气体的集结，如氢和氦。他相信在火星大气层中没有水蒸汽，而火星大气层和复盖气体大概是二氧化碳。他暗示木星上的气体大概是氢和氦，而海卫一，这个海王星最大的卫星上大概存在大气层。这中间的每一个结论都是与当今的新发现和新观念相呼应的。他还断定，土卫六不存在气体，这一预见连某些现代理论家都赞同——尽管土卫六在这一问题上似乎还存在另一种观点（见第十三章）。在这其间，还曾有过一些虽为数不多但妙不可言的惊人意见，如像雷弗·J．M．培根所提出的从高空中进行天文学观测的意见就可算是非常美妙的主意了。例如用一个自由飞翔的气球进行观测。他提出，这至少有两点好处：观测度更清晰以及运用紫外线光谱学。随后戈达德对发射火箭的天文台提出了类似的意见（见第十八章）。
在这之前，赫尔曼·沃格尔早已通过直视光谱学（eyeballspectroscopy）发现在土星星体上的6183A处有一吸收光带。随后，芝加哥国际彩色摄影公司试制成功了摄影胶片，这种胶片的质量非常之优良，甚至可以察觉与红色光谱中的Ha波长相同的光波波长，这种被检测出来的光波波长为行星光度的五分之一。耶基斯天文台使用了这种新的感光乳剂。海耳报道说，在土星光环没有6183A带域的迹象。现在我们知道这一红外吸收光带是在6190A处，是甲烷的6U3。
我们从詹姆斯·基勒在祝贺耶基斯天文台落成典礼的演说中可以发现对珀西瓦尔·洛韦尔文章的另一反应：
一个天文学家承认知之甚少的课题：行星的可居住性问题，已被传奇作家当作文章题材而大书特书了，这将是一个遗憾，对传奇作家来说，从可居住性到居住是短短的一步之距。这种独出心裁的想象使得事实与想象在这种外行人的头脑中变得纠缠不清，他逐渐把同火星上居民进行交流看成是一个值得严肃考虑的目标（为了这一目标，他或许希望向科学界投资），然而他不知道，他的这种想法被那些曾以出色的工作极大地激发了小说家想象的天文学家们谴责为奇想。当他被迫去理解我们这一课题已有知识的真实现状时，他就会感到非常失望，甚至对科学产生某种怨恨情绪，就好像科学欺骗了他。其实科学本身对这些错误的见解是不负责任的，这些错误见解，由于没有坚实基础，则会逐渐消亡并被人们所遗忘。
西蒙·纽考姆（SimonNewcomb）在这次演讲中提到一些时髦的提法，这些观点对我们正在进行的科学努力来说，是否有点过于理想化了：
“这个人由于受到压抑不住的热情所驱使而进入了对自然的探索，这将使人感到羡慕呢还是使人觉得可怜？然而任何其它的追求都无法使他感受到如此明确的目标。没有哪一种生活能有那些由于自身本性的冲动而将全部精力自发地毫无保留地贡献到苦苦追求的事业中去的人感到更愉快了。真理的探求者是很少屈服于失望的，失望则期待着其它活动领域的那些雄心勃勃的人们。令人欣慰的是一种兄弟般的关系正在迅速发展并遍布于全世界，在这个世界上除了由于力图工作得比其它任何人都好的愿望而产生的竞争外，不存在别的敌对情绪，同时，相互钦佩的感情抑制了嫉妒的感情……正如工业界的巨富头子是被对财富的爱所深深感动，而政治家是被对权力的爱所为之动情那样，天文学家也是迷恋在对知识本身的爱而不是动情于对知识应用的爱。然而他很自豪地了解到，他所从事的这门科学对人类来说比他自身的价值更大。他感到人光靠面包是不能生存的。如果我们意识到我们对宇宙的知识并不比对面包的知识更多一些的话，那么这肯定是我们不应该放置于人类生计之后甚远的事情。”
在我读过四分之三世纪前天文学家们论著的文章后，我感到有一种无法抵抗的诱惑力驱使我想象美国天文学学会的第150周年纪念会——或者无论它届时将可能变成的任何其它形式的名称——并且痴情地猜想着到那时，人们将如何看待我们时代的开拓者们。纵观十九世纪末的科学文献，我们对某些有关太阳黑子的争端充满了浓郁的兴趣，给我留下深刻印象的还有，人们认为齐曼效应并不是实验中的罕见现象，而是天文学家应倾注极大注意力的东西。正如所预见的那样，几年后，在G·E·海耳的关于太阳黑子中有很强的磁场强度的发现中，这两条思路被纠缠在一起了。
同样，我们发现在无数的论文中，都假设了恒星演化的存在，但是恒星演化的本质却一直被掩盖了；在这些论文中，开耳芬——赫尔姆霍兹引力作用的收缩力被认为是唯一可能的恒星能源，然而却一直没有预料到核能。尽管如此，当时就在《天体物理学杂志》的同一卷本上，承认法国一个名叫贝克勒尔的人完成了一项关于放射性的奇特实验。这里我们又看到在十九世纪天文学史中那短暂几年的快镜头中，贯穿着两条明显不相干的线索，而后这两条线索又命中注定地相互缠结了四十年之久。
还有很多彼此关联的事例——比如，通过望远镜得到的非氢元素的系列光谱的分析说明有某种联系。新的物理学和新的天文学是正在形成的天体物理学的相辅相成的两个方面。
因此，要想不对现存的如此众多的尖锐争端感到惊奇将是十分困难的事情——比如，关于类星体的本质，或黑洞的性质，或脉冲星的发射几何形状——都必须等待与物理学的新进展相交合。如果七十五年前的经验起到某种指导作用的话，今天就会产生能够朦胧地预测究竟哪种物理学将与哪种天文学相结合的人了。而几年后，这种联系将明显受到考虑。
我们在十九世纪的文献中还看到大量事例，其中的观测方法或表述，用现今的标准来看显然是欠缺的。通过由具有不同特点的人绘制的两张图的比较（我们现在知道，这从一开始就是不真实的），可以从行星周期推断出十个重要数据，这是最糟糕的事例之一了。但是还有许多其它事例，包括对彼此相隔很远的天体所进行的多余的“双星测量”，这些天体主要都是物质实体彼此分离的星球；当人们不再将其注意力放到生长分析曲线时，就出现了一种对压力以及有关光谱线频率的其它影响的强烈兴趣；至于有关某些物质的存在或不存在的苛刻争端则只是以肉眼光谱学为其基础的。
在维多利亚天文物理学时代末期，物理学的不景气也是区区怪事。合理的高精尖物理学几乎排除了几何光学和物理光学、摄影技术以及太空机械师等范围。天文学家们将恒星演化的理论建立在恒星光谱的基础上，然而却对依靠温度的激磁和电离知识不求甚解，或是想要计算月球地表下温度却没有解决傅立叶的热传导方程式，我似乎并不感到这是些很离奇的事情。现代读者在读到有关实验室光谱的经验主义的详尽表述时，总是对玻尔和薛定谔及其发展量子力学的后继者感到不耐烦。我想知道我们这个时代的争端究竟有多少？而大多数著名的理论将会以低劣的观测，智力平庸或先天不足的物理学见解在2049年这样一个标志着优越的年代降生。我有一个感觉，即我们今天比1899年的科学家更具有自我批判的精神；这是因为天文学家人数的增多，我们之间更加经常地互相检验彼此的成果；另一部分原因是由于有象美国天文学学会这样的组织存在，以及天文学成果的交流和已显著提高的讨论的标准。我希望2049年的同行们会同意我的看法。我们必须看到，1899年至1974年间的主要进步仍是技术性的。但是早在1899年，世界上就已经建立了最大的折射望远镜。现在这仍然是世界最大的折射望远镜。现在正在考虑一种100英寸口径的反射望远镜。我们仅用了几年的功夫，就依据两个系数在口径技术上获得了改进。但是生活在赫兹之后马科尼之前的我们的1899年的同行们究竟建造了什么样的阿里西博天文台呢，是非常大的阵势，还是非常长的基准线干涉（VLBI）？或是用雷达多谱勒光谱学来验证有关水星的自转周期？或是将月球表面物质取回些许来检测月球表面的性质？或是用绕火星轨道运转一年，并拍摄带回七千二百张照片，这些照片的每一张都比1899年拍摄得最好的月球照片更清晰，以便弄清有关火星的性质以及火星可居住性的难题？或是将光电图像系统、微生物实验仪器、测震表以及甚至1899年不复存在的气相层析／质谱测定仪送上火星？或是用星际氘（重氢）的轨道紫外线光谱学检验宇宙论模式？——1899年就知道那时即不能检验模式又不能检验气体的存在，更不必说天文观测技术了。
显然，在过去的七十五年历史中，美国和世界天文学已经大踏步的前进了，甚至超越了维多利亚末期天文学家的最浪漫的推想。那么再过七十五年又会怎么样呢？做一些缺乏想象力的预测还是可能的。我们将彻底测清楚从相当短的Y射线到相当长的无线电电波的电磁波谱。我们将向太阳系的所有行星和大部分卫星发射了宇宙飞船去进行恒星结构的实验，或许先进行太阳黑子的实验——因为黑子温度低于其它区域。到那时，长眠于九泉之下的海耳会对这一实验感到无比欣慰的。我想从现在起再过七十五年，我们将可能向附近星球发射次相对论性宇宙飞船并以约0．1的光速运行。这种飞行使命的众多好处之一是能够对太空行星际站进行直接的观测，使我们获得比今天所想象的还要长许多的VLBI基准线干涉。我们将不得不创造某种新的科学高峰以使“非常”——或“超常”获得成功。到那时脉冲星、类星体以及黑洞的本质将会乖乖地就手擒拿。同时也将会对某些深奥的宇宙问题有所解答。我们甚至将可能开辟一条与外星居民联络的固定通讯线路，而天文学以及许多其它科学的分明边界将来自一类广漠无垠的银河，然后以很高的速率传送到某些排列齐整的巨型射电望远镜上。
但是在阅读七十五年前的天文学文献时，我觉得，除了星际接触外，所有这些成就，尽管饶有趣味，都将可能被认为是相当陈旧的天文学了，而科学真正的尚待研究之领域以及科学的主要刺激因素则要依靠新物理学和新技术领域的开创，然而对这种新物理学和新技术，我们今天充其量不过是模糊不清的一瞥。
(本章完)
[(第23章 十三章)]
第二十二章探索外星智慧
现在海上女妖拥有比她们的歌声更加致命的武器，这就是她们的无声……有些人或许已逃避了她们的歌声，但却永远逃避不了她们的无声。
弗郎兹·卡夫卡《寓言集》开天辟地以来，我们人类就一直在探索着天空星辰，冥思苦想着人类是否是宇宙空间中独一无二的智慧生命？或者说，是否就在茫茫夜空的某个地方还有别的象我们人类一样能思维和质疑的生灵？是否在这宇宙中还存在着我们人类的太空之友？这样的生物或许是用完全不同的观念看待他们自己和宇宙。或许在别的什么地方存在着充满奇异色彩的生物和技术。以及与我们人类社会大相径庭的外星人社会。生活在这样一个广漠而古老、深邃而令人难以理解的宇宙中，真使我们人类感到有点孤独；因此，我们需要认真思考一下我们这颗在宇宙中显然是微不足道的蓝色行星的深远意义，假如它确实还有点什么意义的话。探索外星智慧，就是探索人类这个物种与宇宙的相互关系，这是一种被大家普遍接受的观点。说到底，探索外星智慧就是探索我们自己。
在最后那些年，即在地球上有了我们人类的整个历史的百万分之一的时间内，我们已经达到了特殊的技术能力，使我们能够去探寻遥远得难以想象的文明，即使他们并不比我们更先进也罢。这种能力被叫做射电天文学，还包括单机的射电望远镜、组合的或整排的射电望远镜、灵敏的射电探测器、对接受到的资料进行加工的高级计算机，再加上孜孜以求的科学家们的想象力和技艺。射电天文学在最近十年内为物理宇宙打开了一个新的窗口。只要我们以充分的智慧作出努力，也许还将为生物学宇宙投下灿烂的光辉。一些从事探索外星智慧的科学家，其中也有我本人，曾试图估算一下银河系内高级技术的文明的数目（操作上定义为射电天文学所能及的那些社会）。这些估算比猜测略好一些。这些估算需要指定诸如恒星的数目和年龄等定量的数值；行星系统的丰度和生命起源的可能性，而对这些问题我们所知甚少；对智力生命进化的可能性以及技术文明的寿命，我们事实上所知无几。
我们做了这道算术题，得到的数目大约为一百万技术文明。一百万文明是一个令人惊异的大数目，而想象那一百万个世界的多样性，生命的多种形式以及交往，该有多么的令人喜悦呵。但银河系包含2500记颗恒星。即使有一百万个文明，还不到二十万颗恒星中有一颗恒星，会有一种高级文明所居住的行星。由于我们难得有恒星可能会有文明的思想，所以，我们将必须考察大量的恒星。这些考虑提示出。探索外星智慧可能需要作出相当大的努力。
尽管有许多关于古代宇宙航行和飞碟的见解，但尚无确实证据表明过去曾有其他文明光顾过地球（见第五、第六章）。我们还局限于遥远的信号，而我们在技术上有效的长距离技术，无线电显然是最好的了。无线电天文望远镜相对说来花费不大；以光速传播的无线电信号，其速度之快是无与伦比的；无线电用于通讯不是一种无远见的或以人类为中心的活动。无线电描述的是大部分志磁频谱，而且星系内任何地方的任何技术文明都将早早地发现无线电——恰好在最近几世纪内，我们已从短伽玛射线到非常长的无线电波中，探索到了完整的电磁频谱。高级文明也许使用非常好的其他手段与他们的同辈们进行通讯了。但如果他们希望与落后的或新出现的文明通讯，那么，他们也只有用一些明显的方法才行，其中主要的就是无线电。
第一次认真地力图收听从其他文明发来可能是无线电信号的，是在1959年和1960年，由西弗吉尼亚格林班克国立无线电天文台进行的。这项工作是由弗兰克、德雷克（FrankDrake）组织的，德雷克目前在康奈尔大学执教。这项工作被称为“奥兹马”计划，它是以奥兹大陆的公主而得其名，奥兹大陆是一个非常奇特、非常遥远且又非常难以到达的地区。德雷克考察了两颗相邻的恒星：埃普西伦·埃里达尼和陶·塞蒂，但工作了几个星期得到的是否定的结果。肯定的结果将是令人惊奇的，因为正如我们所知，即使对星系上技术文明的数目作相当乐观的估计也暗含着：为了用任意的星体选择而获得成功，就必须考察数十万颗恒星才行。
自从奥兹马计划以来，在美国、加拿大和苏联，已有六个或八个其他这类计划，全部都具有相当分量的水平。所有的结果也都是否定的。使用这种方式考察过的单个恒星的总数，迄今不下一千。我们已经做了的，仅仅是需要作出努力的千分之一而已。不过有种种迹象表明，可望在不久的将来会作出更多更认真的努力。迄今为止的所有观察计划，使用巨大的望远镜所花的时间还相当少，而即使有大量时间，也只有极少量无线电天文望远镜可供使用。对此问题的全面考察，最近已由麻省理工学院的菲利普·莫里森（PhilipMorrison）任主席的美国国家航空和宇宙航行委员会担当起来了。该委员会选出了一系列广泛课题，包括新的（和价格昂贵的）巨大的地面和太空无线电天文望远镜。委员会还指出，通过发展更灵敏的无线电接收器以及精巧的计算机化的资料加工系统，以有限的花费作出较大的进步。在苏联，有专事组织探索外星智慧的国家委员会，在高加索山脉，新近建成了巨大的“雷坦－600”无线电天文望远镜，大部分时间专注于这一努力。新近在无线电技术上并驾齐驱的蔚为壮观的进步。探索外星生命的整个课题的科学声誉和公众中的影响，已有了明显的增长。新姿态的突出标志，就是海盗号飞往火星，这类飞行正是致力于探寻其他行星上的生命的重要扩展。但是，随着致力于这一认真探索的发展。出现了一点消极的苗头，不过却非常有意义。少数科学家近来提出了一个古怪的问题：如果外星智慧很丰富，那么，为什么我们至今尚未见到它的显现呢？想一想我们自己过去一万年内的技术文明的进展，再想象一下这些进展还将几百万年或几十亿年地持续下去的情景吧。如果仅有一小部分高级文明比我们要高级几百万年或几十亿年，那么，他们为什么没有生产出为我们所能探测到的如此重要的人工制品、人工装备或工业污染呢？他们又为什么不按他们的便利而重组整个银河系呢？
怀疑论者也会问，为什么没有明显的证据证明外星人来访地球。我们已经发射了速度缓慢而又稳妥的星际宇宙飞船。一个比我们更高级的社会，应当能够在一定的努力下方便地在星际间往返飞行。已往的几百万年内，这些社会应当建立可供他们自己据以发射星际探险队的驻地。何以在我们这里就没有他们的驻地呢？诱人的推断是，恐怕最多只有少量的商级外星文明——要么是因为，从统计角度看，我们是已经突现的首批技术文明之一，要么是因为，所有这些技术文明在比我一们更进一步之前，自行毁灭正是他们的命运。
在我看来，这些沮丧为时未免太早了。所有这些论证，都依赖于我们正确地臆测远比我们更加高级生命的意向。而当更细致地作出考察时，我以为这些论证揭示一系列有意义的人类想象力。为什么我们定要期待，认出非常高级文明的显现会是轻而易举呢？难道我们的境况不是更接近于，比方说，亚马逊河盆地的一个孤立社会中的成员吗？这个孤立社会中的成员们缺乏工具以探测他们周围强大的国际无线电和电视通讯网。另外还有广泛的一系列不完全理解的天文现象。例如，脉冲星的电波频率变化或类星体的能源可能有它们的技术根源吗？或者也许还有落后文明或新出现的文明互不干预的星系伦理学哩。或许在接触之间考虑到等待一段时间是适当的，假若我们如此得意忘形的话。那么以便给我们一个相应的机会，让我们先自行毁灭，或许一切在重要性上比我们自己更先进的社会，每个人都已做到真正的永恒。因而没有那种去星际间闲逛的动机了。因为就我们所知，这种星际闲逛可能唯有青春期文明才有的典型的坚强欲望。或许成熟的文明并不希望去污染文明呢！这种“或许”、“或许”，我们可以列出一长串来，但其中很少有一个主张我们能以任何程度的自信作出评价。
在我看来，外星文明问题还全然是一个悬而未决的问题。就我个人而论，我以为理解我们在其中是独一无二的技术文明，还是极少中的一个的这个宇宙，要远比设想充满智能生命的宇宙困难得多。幸好，这个问题的许多方面需要实验的证实。我们能够探求其他恒星的行星，寻找在象火星这类附近行星上生命的简单形式，以及从事更广泛的有关生命起源化学方面的实验研究。我们能够更深入地研究有机体的进化和社会的进化。这个问题要求我们作长期虚心的和系统的探索，让自然本性作为是非曲直的唯一仲裁人吧。
倘若银河系中有一百万种技术文明的话，那么，文明之间平均相隔约为三百光年。由于光年代表光走一年的行程（差不多是六万亿英里），所以，这就暗含着，来自最近文明进行星际交往一个单程旅行时间是几个三百年。一问一答的时间将是六百个光年。这正是星际交往（尤其是第一次接触的时间）比之星际独白可能性很少的理由。乍一看来，一种文明可能广播无线电消息（message），至少在不久的将来，是无望知悉其他文明是否接收到和对他们可能作出什么回答，这似乎是明显不能责怪自己的。但是人类常常采取下面一些非常类似的行动，例如，将埋葬时间装在瓶内密封起来，以备将来的人们了解，或者甚至写成书，作成乐曲和制作艺术品，意在让子孙们知晓。过去用接收这样的消息之助的文明。可能类似地希望有益于其他实现的技术社会。
为了使无线电探求计划获得成功，地球必须立意为其他文明造福。要是发送信号的文明只是略比我们高级，那么，这种文明定会具有星际无线电通讯的充分能力。或许这种能力如此充分，以致无线电广播被授权给比较小的无线电嗜好者小组和一伙低级文明去做。如果某个行星的统一政治或诸世界的联盟去执行这一计划，无线电广播将能发送到非常多的恒星去，多到足以使一个消息发送到我们这里，即使不可能有任何理由会对我们这个天空区域引起特别的注意。
显而易见，文明之间即使事先没有任何协议或接触，发送和接收无线电通迅也是可能的。要破译清晰地发自智慧生命的星际无线电消息也并不困难。包含着1、2、3、5、7、11、13、17、19、23、29、31这些前十二个质数的调节信号（的、的－的，的－的－的……），只能发自生物。无需文明间的事先协议，也无需预防地球的沙文主义，就能弄清这一点。
这样一种消息将是一种宣告，或信号，它指示出有高级文明的存在，但很少能传达文明的本性。信号也可能提出特定的频率，在这种频率便可找到主要消息，或者它可能指示出，基本消息能够准时在信号频率中发现出来。相当复杂信息的传送，并不很困难，甚至对具有极为不同的生物学和社会习俗的文明来说，也是不难的。算术命题也能被传送，包括一些真命题，一些是假命题，每一种都以适当编码号（例如，一长—短）表示，就能传送真假观念，以及许多人可能以为在这样的条件下将是极难传送的那些概念。不过，最最有前途的方法还是发送图象。两个质数乘积的重复消息显然可译为二维排列或屏面——即一幅图象。三个质数的乘积可能是一幅三维静止图象，或是二维活动图象的一个构架。作为这种消息的范例，试考虑0和1的排列，它们可以变成两个相邻频率的一长一短声音，如啼-的或者变成不同振幅的音调，或者甚至变成不同无线电偏振的信号。1974年这种消息由波多黎各阿里西博天文台的三百零五米无线发送到太空，这项工作是国家科学基金会委托康奈尔大学实施的。其时正是标志阿里西博新换了截抛物面天线的庆祝会，因为这是一架地球上最大的射电／雷达天文望远镜。这个信号被发往叫M13的恒星团，它是一个含有大约一百万颗分离太阳的球状星群，碰巧在庆祝会场的上空，因为M13离我们是二万四千光年，所以，这个消息要花二万四千年才到达那里。如果有任何易引起反应的生物正在收听，那么将经过四万八千年我们才能收到它的回答。阿里西博所发的消息，意图明确地不在认真致力于星际通讯，而宁可说是显示地球上无线电技术的卓越进步。
这个消息译出来的意思是：“这里是我们如何从一数到十。这里是五种化学元素——氢、碳、氮、氧和磷——的原子序数，我们认为这是有趣的或重要的。这里是这些原子结合在一起的一些方式：腺嘌吟、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶等分子，以及由许多糖和磷酸盐交替组成的链。这些分子组成的结构依次结合在一起，便形成DNA分子。这个分子的链中包含四十亿个纽结。它是一个双螺旋分子。这种分子对于发送这个消息中心的手脚笨拙的生物是重要的。我们这种生物是14无线电波长，或约176厘米高。大约有四十亿这样的生物存在于从我们这颗恒星外数第三颗行星（即地球——译者）上。有九颗行星在一起——四颗小的在里面，四颗大的依次在外面，最外面又是一颗小的。带给您的这个消息是2430波长或直径306米的一台射电天文望远镜。您忠实的。”凭借许多类似的图片消息，彼此一致并相互印证，很有可能使甚至在从未相遇过的两个文明之间达到几乎是清晰的星际无线电通讯联系。我们的直接目标并不在发送这些消息，因为我们还非常年轻和落后。我们所希望的是收听到别的文明发来的消息。对于从太空深处发来的具有智慧的无线电信号进行探测，会使我们以实验的和科学的严谨方式处理许多最深奥的问题，这些问题自史前时代以来早已为科学家和哲学家们所关注了。这样一种信号将指示出，生命起源并非是一种困难的或不可能的奇特事件。它将暗示出；已知几十亿年的自然选择，生命的简单形式普遍地进化为复杂而具有智慧的形式，正如地球上的生命进化一样；它还暗示出，这些具有智慧的形式都有产生高级技术的能力，正如我们这里所发生的情况一样。但是我们所收到的传送，不可能是与我们技术进步水平一样的社会。只要略比我们落后的社会，根本就不会有射电天文学。最可能的情况是，这样的消息。将来自已经有了我们到很远的将来才会有的技术的文明。因此，甚至在我们破译这种消息之前，我们将得到一种无法估价的知识：有可能免除使我们目前正在经历着的这个时期的危险。
有这样一些人，他们冷眼旁观我们地球上的专球性问题——深刻的国家之间的对抗，核武库和日益增长的人口，贫富间的悬殊，粮食和能源的短缺，自然环境的轻易改变——并且断定，我们生活在一个突然变成不稳定的系统之中，生活在一个注定要立即崩溃的系统之中。另有一些人，他们相信我们的问题是可以解决的；相信人性还依然处于它的幼年期；也相信总有一天我们会迅速成长起来的。从太空接收单一的消息将表明，径由这样一个青春期是能够生活下去的。传送消息的文明毕竟已幸存下来了。在我看来。这种知识可能是有巨大价值的。
星际通信的另一个可能后果是，加强了连接地球上全人类和其他生物的团结。进化的真正教训是，其他地方随有机体必定具有各自的进化途径；他们的化学、生物学以及很可能还有他们的社会结构都会与地球上的大相径庭。我们也许能够与他们很好地交往，因为我们共属于一个共同的宇宙中－－因为物理学和化学定律以及天文学的规律性都是普遍适用的。但从最深刻的意义上，他们也许总有不同，而面对这种不同。使地球上的人们造成隔阂的仇恨可能就会消失。人类分为种族与国家、宗教和性别之间的种种差别，比起全人类与所有外星智慧生物的差别来，很可能就微不足道了。
如果消息由无线电得来，那么，无论是发送的文明，还是接收的文明，至少都会有共同的无线电物理学知识。物理科学的共同性。正是许多科学家期待来自外星文明的消息能被破译的理由——可能用缓慢的，一点一滴的方式破译，然而却是毫不含糊的。谁也不会聪明到足以预言这种破译结果的细节，因为谁都没有聪明到足以事先就理解这种消息会是什么样的性质。由于这种发送可能来自远比我们自己先进的文明，因此，可能在物理学、生物学和社会科学是震聋发聩的洞悉，可能具有十分不同类型智能的新颖远见。不过，这种破译可能将是几年乃至数十年的任务。
有人担忧，来自高级社会的消息也许会使我们失去对自己的信任，可能会使我们丧失作出新发现的积极性，因为看来好象别人早已作出这些发现了，或者可能已有了否定的结果了。这种情况是相当可能的，正象一个学生，因为觉得他的老师和教科书的学问比他要多得多。如果我们发现一则星际消息是令人讨厌的，我们可以自由地不理睬它。如果我们决定不作答复，那么；发送消息的文明就无法确定：它的消息是否已被小而远的行星地球所接收和理解。对来自太空深处无线电消息的翻译，我们可以如我们所希望的那样慢慢地和谨慎地进行，但看来这类翻译对人类不会有危脸；相反，它对实践和哲学两者的利益必定具有最大的希望。
尤其是，很可能这种消息的开头的内容，是对避免技术灾祸的详细描述，对从青春期到成熟期过渡的详细描述。或许来自高级文明的电讯会描绘出，文化演变的种种途径很可能导致一种智慧物种的稳定性和持久性；并描绘出导致停滞、退化或灾祸的其他途径。当然，无法担保星际消息的内容定会是这样，但忽视这种可能性也是不明智的。或许有许多地球上迄今未发现的，对食品短缺、人口增长、能量供给、资源减少、污染和战争等问题的轻而易举的解决办法。
只要文明之间真正存在差别，那就可能有文明发展的规律可寻，不过这些规律必得有了关于许多文明进化的有效信息之后才能看出来。因为我们与宇宙的其余部分是隔离的，所以我们只有独一无二的文明——我们自身——进化的信息。这种进化的最重要方面——未来将怎样对我们来说仍然是完全无知的。也许不是可能而是肯定可能是这样：人类文明的未来，取决于接收和破译来自外星文明的星际消息。
再说，如果我们作了长期的努力，献身于探索外星智慧并且失败了，那又该怎样呢？即使真的失败了，我们也的确不会白费时间的。我们会发展出一种重要的技术，可以应用于我们自己文明的许多别的方面。我们将大大增添关于物理宇宙的知识。我们就有了标定我们这个物种，我们这个文明和我们的行星的重要性和独特性的尺度了。因为如果别处很少或没有智慧生命，那么，我们将学到某些有意义的东西，使我们了解到，我们的文化和生物学遗产的稀有和价值，因为它们是从四十六亿年曲折的进化历史中艰辛地提炼出来的。这样一种发现将增强我们（也许不再有别的东西能比得上我们）对我们这个时代的责任感：因为在作了全面而又足智多谋的探索之后，对否定结果最有可能的解释只能是，那些社会在他们进步到足以建立高能力的无线电发射设施以前，就共同自行消灭了。在一定的意义上，组织探寻星际无线电消息，离结果虽相当远，但对整个人类的困境，还是可能有一种密切相关的和建设性的影响。
不过，如果我们不作出认真的努力去收听信号，那么，我们自然将不知道这一探寻的结果，更谈不上来自星际文明的消息的内容了。也有可能是，文明被分成两大类：那些作了这种努力的文明，实现了接触并成为星系共同体松散联盟的新成员，而那些不能作或不选择作这种努力的文明，或者他们缺乏尝试的想象力，而结果是迅速衰退乃至消亡。
很难想象在我们力所能及和以相对节约耗费的情况下，还能有对人类未来大有希望的其他事业！
(本章完)
[(第24章 十五章)]
第二十四章哥特和海龟
现在，一天飞来到这样一个时分：这一片昏黑的宇宙，充满了令人不安的嘁嘁喳喳的嘈杂声。
威廉·莎士比亚
《亨利五世》，第四幕，序曲
在关于我们这个物种最早的神话和传说中，有一种普遍而可理解的宇宙观：人类中心论。诚然，神是有的。但这些神有感情，也有弱点，他们具有人的特性。他们的行为是反复无常的。他们能用祭祀和祈祷来赎罪。他们有规则地干预人类事务。不同部门的神，在人类战争中，各自支持对立的一方。《奥德赛》表达了这样一种普遍持有的观点；和善地对待陌生人是明智的，因为这些陌生人可能是神改扮的。神一旦与人结成配偶，他们的后裔一般与人没有区别，至少在外貌上难以区分。神住在山中，或天上，或地府或龙宫——总之，生活在十分遥远的地方。神既然难以亲眼见到，所以，讲述关于神的故事自然难以核实。神的行动有时受更有权力的神控制，例如“司命运的三女神”就控制奥林帕斯诸神。整个宇宙的性质，它的起源和命运，都不能认为已有了充分的理解。在《吠陀》神话中，不仅关于神是否创造世界，甚至关于神是否知道究竟是谁创造了世界，都是有怀疑的。赫西奥德（Hesiod）在他的《宇宙开创论》中说，宇宙可能从（或可能由）混沌创造出来的——或许是因为这个问题的困惑而用的一种比拟吧。
古代亚洲有一些宇宙论观点，颇接近与因果的无限回归，下面这个可疑的故事可作例证：一位西方旅游者遇见一位东方哲学家，请他描述一下世界的本质：
“世界乃是放置在世界海龟扁平背上的一个大球”。
“哦，是啊，但是世界海龟又停伏在什么之上呢？”
“停伏在一个还要大的海电的背上。”
“是的，但是它又停伏在什么之上呢”？
“这是一个非常透彻的问题。不过，这个问题没有意义。阁下；下面全都是一只只海龟。”
我们现在知道，我们生活在一个广漠无垠而又卑贱低下的宇宙中的一粒小小的尘埃上。各种神，如果确实存在，也不再干预人类的日常事务了。我们并不生活在一个以人类为中心的宇宙中，宇宙的本质、起源和命运，比我们远古祖先们所设想的看来要神秘得多。
但是，情况在不断地变化着。把宇宙作为整体研究的宇宙论，正在日益变为实验科学。地面上用光学望远镜和射电望远镜所获得的信息，通过在地球轨道上用紫外线和X射线望远镜所获得的信息，通过实验室中对核反应的测量以及通过陨石中化学元素丰度的确定所获得的信息，正在使可容许的宇宙论假说的范围大大缩小了；而且可以毫不夸张地预期，那些一度被看作哲学和神学思辨而特别保留下来的问题，不久将会有明确的观察答案。
这种观察上的革命，开始于一个不太可能的来源。本世纪二十年代，由珀西瓦尔·洛厄尔（PercialLowell）在亚利桑那的弗拉格斯塔夫地区建立了一座取名洛厄尔观察站的天文设施，这座天文台至今尚在，洛厄尔用它不遗余力地寻找其他行星上的生命。正是洛厄尔普及并推进了火星上遍布纵横交错的运河这一思想，他相信那是热衷于水力工程的生命的人工运河。现在我们知道，运河根本就不存在。所谓运河显然是主观愿望的产物，同时也是受到地球上朦胧大气而限制了观察的结果。
在他的其他一些有意义的研宪中，洛厄尔尤其关心螺旋状星云——天空中那些精致的轮形光亮体，现在我们知道，它们是遥远的星团，由数千亿颗单个恒星组成的。正象我们的太阳是其一部分的银河系一样。然而，在那时，还无法确定那些星云的距离，而洛厄尔则热衷于另一种假说——螺旋状星云不是巨大的、遥远的星群，而是相当小的、较近的星体，它们处于由星际气体和尘埃凝聚成单个恒星的早期阶段。由于这种气体在自引力下收缩，根据角动量守恒，它们加速旋转并从而收缩成一个薄平的圆盘。快速旋转能用天文学上的分光光谱方法进行检测，让来自遥远天体的光，连续通过一架望远镜，一条狭缝和一块玻璃棱镜或其他装置，使白光展开成一条彩虹。恒星光的光谱含有彩虹的各种明暗线，即分光仪狭缝的各种象。一个例子是由钠所发射的明亮的黄线，很象我们把一小块钠扔进火焰中所看到的。由许多不同比学元素组成的物质。将显示出许多不同的光谱线。当光源不动时，这些光谱线代替了它们通常的波长，就给了我们关于光源朝向我们和背向我们运动的信息——这种现象叫多普勒效应，这是一种我们已在声学中所熟知的现象，正象一辆汽车快速驶近或离开远去时，汽车喇叭声的音响度会升高或降低一样。
据说洛厄尔曾要求一位年轻助手V．M．斯莱弗（Slipher）检查较大螺旋状星云，确定一下是否一边显示出光谱线移向红端，而另一边则移向蓝端，从中就有可能推导出星云旋转的速度。斯莱弗研究了附近的螺旋状星云的光谱，但使他感到惊异的是，几乎所有诸线都显示出向红端移动，实际上所有谱线都没有向蓝端移动的迹象。他没有发现旋转，而只发现了退移现象。这表明仿佛所有的螺旋状星云都在退离我们远行。
本世纪二十年代，由埃德温·哈勃（EdwinHubbell）和米尔顿·赫马森（MiltonHumason）在蒙特·威尔逊（MountWilson）天文台，获得了一组广泛得多的观察结果。哈勃和赫马森发展了一种确定螺旋状星云距离的方法；由此进一步弄清了，它们不是在银河系中离我们较近的凝聚气体云，而是本身就是相距几百万光年或更远距离的巨大星系。使他们惊异的是，他们还发现，星系相距越远，它们退离我们的速度越快。由于我们在宇宙中所处的位置没有任何特殊之处，所以，这种退离现象用宇宙在普遍膨胀的解释，才能得到最好的理解。所有星系都退离一切其他星系，因此，在任何星系上的天文学家都会看到所有别的星系都在明显地退行着。
如果我们把这些相互退行推回到过去，那么，我们发现，曾有一个时期——或许是一百五十亿或二百亿年前——所有星系必定是“接触”的；也就是说，被限制在一个极其小的空间体积内。现存的物质形式是不可能以这种令人惊奇的压缩状态幸存下来的。这个膨胀的宇宙的最早期阶段必定是受辐射支配而不是受物质支配的。这就是我们目前习惯上所说的大爆炸时期。
对于宇宙的这种膨胀，曾经提出过三类解释：稳恒态、大爆炸和振荡宇宙，这样三种宇宙学理论。在稳恒态假说中，星系彼此退行，更远距离的星系以非常高的表现速度运动，按照多普勒效应，它们的光向越来越长的波长转换。将达到这样一个距离，在这个距离上，星系运动是如此之快，以致越过了所谓它的事件水平线，而从我们有利的观点来看，它已消失了。这个距离是如此之远，以致在一个膨胀的宇宙内，不会有机会得到这个宇宙之外的信息。随着时间的流逝，如果没有别的干扰，那就有越来越多的星系将超越这个边界而消失了。但在稳恒态宇宙学中，在边界消失了的物质，恰好被在各处连续创造的新物质所补偿，新物质又最终凝聚成新的星系。由于星系越过事件水平线而消失的速率，正好与新星系产生的速率相平衡，所以，宇宙随时随地看上去多少是同一的。在稳恒态宇宙学中，不存在大爆炸；一千亿年前，宇宙看上去是那个样子，而从现在起再经一千亿年，宇宙也还是那个老样子。那么，新物质又从何而来呢？物质怎么能够从无中创造出来呢？稳恒态宇宙学的信奉者回答说，大爆炸信奉者的爆炸是从哪里来的，那么，我们的物质也就从哪里来。假如我们想象，宇宙中的一切物质是在一百五十亿年到二百亿年前不连续地从无中创造出来的，那么，为什么我们就不能想象，它能从四面八方以涓涓细流的方式，连续而永恒地创造出来的呢？假如稳恒态假说是真的，那么，星系永远不会有靠得很近的时候。这个具有最大结构的宇宙，自然是不变的和无限古老的。
但是，宁静而以令人惊奇的方式使人满意的稳恒态宇宙学，仍有着反对它的强有力证据。每当一台灵敏的射电望远镜指向天空的任何一处时，就能探测到一种宇宙静电场的经常不断的吱吱声。这种无线电噪音的特性，与我们所期望的早期宇宙是热的，并为除物质外还有辐射所充满的情况，几乎完全相符。宇宙黑体辐射在天空的一切地方都是相同的，并且很象是发生在遥远地方的大爆炸的隆隆声，它们随着宇宙的膨胀而冷却和减弱，但仍然流经时间的长河。原始火球，产生膨胀宇宙的爆炸事件能够被观察到。稳恒态宇宙学的支持者，现在被迫假定辐射的许多特殊来源，总起来说，不外乎重弹来自冷却了的原始火球的老调，或者假设，超越事件水平线很远的宇宙是稳恒态的，但通过一个特定的偶然事件，我们便生活在一个膨胀着鼓泡中，这个鼓泡象是一个在更加巨大而又更加宁静的宇宙中的急胀着的脓疱。这种思想孰优孰劣，要视每个人的观点而定，因为它不可能为任何可设想的实验所否证，而事实上，所有宇宙学家已将稳恒态假说抛弃了。
如果宇宙不是一种稳恒态，那么，它正在变化着，而这些变化着的宇宙是由进化宇宙学描述的。它们以一种状态开始，而且它们以另一种状态告终。在进化宇宙学中，宇宙可能的命运是什么呢？如果宇宙以目前的速率继续膨胀，而星系在越过事件水平线后又消失，那么，在可见的宇宙内，物质最终将越来越少。星系间的距离将增加，而在斯莱弗、哈勃和赫马森的后继者看来，就是螺旋状星云将越来越少了。最后，从我们的星系到最近的星系间的距离将超过到事件水平线的距离，这样，天文学家将不再能看到那怕是最近的星系，只有到（非常）古老的书和图片中去看这些星系了。由于引力，把我们的星系中的恒星聚在一起，膨胀着的宇宙才不会把我们的星系驱散，但即使是这样，也还有一种奇特而凄凉的命运在等待着我们。举一件事便可知，恒星在演化，而在百亿年或千亿年后，大多数现有恒星都将变成小而暗的矮星。留下的将被坍缩成为中子星或黑洞。不再有新物质可供产生有活力的年轻一代的恒星。太阳、诸恒星、整个银河系都将慢慢熄灭。黑夜长空中的点点光亮也将消失殆尽。
但在这样一个宇宙中，依然还存在进一步的演化。我们通常使用放射性元素这样的观念，放射性元素是一些原子能自发蜕变，或分裂成碎片。普通铀就是一个范例。但我们却很不熟悉这样的观念，即除铁以外的每种原子都是放射性的，并且有足够长的放射时间。即使是最稳定的原子，也有放射性蜕变，放射a粒子和其他粒子，还分裂成碎片，天长日久，最后只剩下铁。这种情况要经历多长时间呢？美国高级研究所物理学家弗里曼·戴森（rreemanDyson）计算出铁的半衰期约为106[500]年，这个数字就是在1后面加五百个零——它是如此之大，以致一应专心孜孜的数字学家将花去十分钟才能把它写出来。所以，如果我们再等稍长时间——10[600]年就够了——不仅恒星将消失，而且宇宙中的所有物质，除中子星和黑洞外，也都将蜕变成最终的核尘。最后，星系将一起消灭。太阳也将变得黑暗无光，物质发生分解，因此，这时生命、智能或文明会继续生存下来的可能性，将是不可设想的——这真是一个冰冷、黑暗和孤寂死亡的宇宙。
但是，宇宙需要永远膨胀下去吗？如果我站在一颗小行星上，并向上抛掷一块石头，那么，这块石头将离开这颗小行星，因为在这样的一个小世界上没有足够的引力能把石头拉回。如果我从地球表面，抛掷同一块石头并用相同的速度，这块石头自然会返回并落到地面，这是因为地球实际存在的引力作用所致。但是，同一种物理学应该适用了作为整体的宇宙。如果物质的量不到某个数值，那么，每一星系都将不受其他星系的引力吸引而逐渐离开，宇宙的膨胀也将永远继续下去。另一方面，如果超过某一临界质量，膨胀将最终缓慢下来，而我们也将从宇宙永远膨胀下去这种颓废的目的论中拯救出来。那么，宇宙的命运将如何呢？为什么一个观察者不会看到膨胀最终将被收缩所代替，即各星系会缓慢地，随后又以一直增加的速度彼此接近，各星系、世界、生命和物质发生急速的碰撞而一起遭毁灭，直到宇宙中的全部结构最终遭到破坏，而宇宙中的一切物质都转变成能量为止：宇宙不是以冰冷和孤寂告终，而是以炽热而又稠密的火球结尾。很可能这个火球会重新活跃起来，导致宇宙的新膨胀，而如果自然界的规律依然相同，则也将导致物质的新形式，一系列新凝聚成的星系、恒星和行星，以及生命和智能的新进化。但是，来自我们宇宙的信息，不会慢慢地传给下一个宇宙，因此，往好处说，这样一种振荡宇宙学，说明宇宙既是永不停止的膨胀，又有一个确定的和萧条冷漠的终结。具有永远膨胀的大爆炸和振荡宇宙学之间的区别，明显地与物质存在的量有关。如果超过了物质的临界量，那么，我们就是生活在一个振荡着的宇宙中。否则，我们就是生活在一个永远膨胀着的宇宙中。膨胀的时间——以百亿年计——是如此之长，以致这些宇宙学问题，并不直接影响人类的利害关系。但是，对我们的自然观、宇宙之命运以及——如果眼光放得稍远一点——也包括我们自己，则具有最深远的意义。
1974年12月15日出版的《天文物理学杂志》上，发表了一篇著名的科学论文，文中以一系列范围广泛的观察证据，论述了宇宙是否将继续永远膨胀下去（“开放”的宇宙），抑或它将作为振荡的无限系列的部分而逐渐地变得缓慢并重新收缩（“封闭”的宇宙）的问题。这篇论文是由J．理查德·哥特第三（J．RichrdGottIII）和詹姆十·E．冈恩（JamesE．Gu－nn），以及戴维·N．施拉姆（DavidN．Schramm）和比阿特丽斯·M．廷塞列（BeatriceM．Tinsely）合写的，前两位当时在加利福尼亚理工学院，后两位当时在得克萨斯大学。在他们的论证中，有一条是审查了对已作了充分观察的空间区域“附近”的星系内和星系间的质量所作的计算，并外推到宇宙的其余部分；他们发现，没有足够的物质能使膨胀缓慢下来。
普通氢具有包含单一质子的核。重氢，又名氘，具有包含一个质子和一个中子的核。在地球轨道上运行的一架取名“哥白尼”的天文望远镜，第一次测得恒星间的氘量。氘必须在大爆炸中产生，其量取决于宇宙早期的密度。宇宙的早期密度与宇宙现今的密度有关。“哥白尼”发现的氘量暗含了宇宙早期密度的值，并已提示出，目前的密度不足以阻止宇宙永远膨胀下去。而所说的就是哈勃常数的最佳值——哈勃常数规定更遥远的星系比我们附近星系退行速度快多少——这与我们前面所述相一致。
哥特和他的同事们强调指出，在他们的论证中可能会有漏洞，强调这种论证或许有可能以一种我们所难以察觉的方式掩盖了星系间的物质。这种质量上的忽略的证据目前已开始提出。高能天文观察（HEAO）是一组绕地球轨道运行的卫星，并观察宇宙的粒子和辐射，而这些粒子和辐射在我们这里，在厚厚的空气层之下，是难以探测到的。这类卫星已探测到了极强的X射线，它们来自星系团，来自星系际空间，在这些空间内迄今还没有迹象表明有任何物质存在。星系间的极热气体，用别的实验方法是看不到的，因此，在哥特和他同事们所开列的宇宙物质清单中被漏掉了。不仅如此，在波多黎各阿里西博天文台地面站所进行的射电天文学研究结果已经表明，星系中的物质从星系的表现边界向远远超过视觉光方向扩展。当我们注视着一张星系照片时，在没有明显发光的物质之外，我们还能看到一个边界或周界。但是，阿里西博射电望远镜已经发现，物质在极其缓慢地消退，而且还发现在星系的周界和外部有实际的暗物质存在，这些情况在以前的观察测量中被忽视了。
所忽视的物质的量，是使宇宙最终坍缩所必需，而且是绰绰有余的。它比例如哥特发明的所需物质标准大30倍。但很可能是，在星系边界内的黑暗气体和尘埃，以及星系之间的X射线中增长的令人惊奇的炽热气体，一起构成了恰好适合使宇宙封闭的物质，从而阻止永远膨胀下去——但它因此而向我们宣告一个不可避免的结局，即宇宙将在五百亿年或一千亿年中变为火球。不过，这个结果依然处于动摇之中。氘提供的证据指出了另一种方式。我们的质量清单还远不完善。但随着目前观察技术的发展，我们将有能力探测出越来越多的任何忽视了的质量，并因此似乎事态正在朝有利于封闭宇宙的观念方面发展。
在这个问题上不作过早的决定是正确的。尽可能不要让我们的偏爱影响作出这种决定。相反地，在科学取得成功的长期历史中，我们应该容许大自然为我们揭示真理。但发现的速度正在加快。从现代实验宇宙学中突现出来的宇宙本质，大大不同于对宇宙和神作思辨的古希腊人的宇宙本质。如果我们避免人类中心说，如果我们实在地和无偏见地考虑一切选择，那么，说不定在今后的几十年里，我们将第一次严格地决定宇宙的本质和命运。那时，我们将明白哥特是否真的认识到了。
(本章完)
[(第25章 十六章)]
第二十五章羊膜内的宇宙
死与生同其自然；也许对一个婴儿来说，生与死是一般痛苦的。
弗朗西斯·培根
《论死亡》（1612）我们所能有的最美好的经验是神秘的经验。它是坚守在真正艺术和真正科学发源地上的基本感情。谁要是体验不到它，谁要是不再有好奇心也不再有惊讶的感觉，他就无异于行尸走肉，他的眼睛是迷糊不清的。……我们认识到有某种为我们所不能洞察的东西存在，感觉到那种只能以其最原始的形式为我们感受到的最深奥的理性和最灿烂的美——正是这种认识和这种情感构成了真正的宗教感情；在这个意义上，而且也只是在这个意义上，我才是一个具有深挚的宗教感情的人。
阿尔伯特·爱因斯坦
《我的世界观》（1930）威廉·沃尔科特（WilliamWolcott）死了并且升入天国。或者好象是这样。在他被坐轮推到手术台前，人们提醒他，这场外科手术会有一定的危险。手术是成功的，但麻醉恰恰使他的心脏受到损害而引起纤维性颤动，他终于死了。对他来说，他多少还留下了他的躯体，躺在坚硬而不忍目睹的台面上，让人俯视，枯萎可悲的躯体上只覆盖一床被单。他并不那么悲哀，在最后的时刻似乎从一个新的高度上关心他的躯体，并继续地升天的旅程。而他的周围已被陌生而永恒的黑暗所笼罩，他认识到，万物现在都逐渐变得光明起来——你可以说，情况正在好转。接着他被来自遥远的光流所照亮。他进入了一个光辉灿烂的王国，而且他成了那个王国的国王，他能辨出轮廓，看到从他身后射来眩目的光亮，他正在毫不费力变成一位伟大的神一般的人物。沃尔科特努力辨认着他自己的脸……。
随后他苏醒过来了。在医院的手术室内，用纤维性颤动机催动他，终于在最后可能的时刻使他复活了。实际上，他的心脏已经停止了跳动，按照某些人关于死亡的定义，他确实死了。真的，沃尔科特已经死了，他在死后被赋予了生命的微光并得到犹太-基督教神学的确认。
医生和其他人提供大量证据表明，类似沃尔科特的经历，世界各地都有。这些临床死亡或接近死亡，不仅西方传统宗教的信徒，而且印度教和佛教信徒以及怀疑论者，都经历过主显节（耶稣显灵之日——译者）。很有可能的是，我们关于天国的许多因袭观念，就是从这样一些接近死亡的经历中推出来的，这些关于天国的因袭观念必定与千年期有规则地联系着。没有比返回的旅游者所带来的新闻更有趣或更有希望的了，他报告说，死后有一次旅行和生命，有一个上帝在等待我们，并且还说，我们应该在临死时感到愉快和振奋，敬爱而又视死如归。
就我所知，这些经历也许正好是他们觉得好象是那么回事，而且是对从过去几个世纪的科学那里采纳的这样一种令人迷惑的虔诚信念的维护。就个人而言，如果死后真的还有生命，我当然也会感到高兴——尤其是，如果能容许我继续学习有关这个世界和其他东西，如果能给我机会去发现历史的本来面目。但我是一位科学家，所以，我还思考其它可能有的解释。所有时代的人，文化和终世学癖性，怎么会有同样的接近死亡的经历呢？
我们知道，类似的经历可以用产生幻觉的药剂进行诱发，通过交叉培育而形成确定的规律性。体外感受可以用溶解的麻醉剂，例如，用克他命（Ketamine，2－（氧一氯苯）－2－［甲胺基〕环已酮）进行诱发。飞起来的幻觉通过阿托平和其他碱性颠茄制剂就能诱发，这些幻觉药分子可以从例如，曼陀罗花或大麻烟草中得到，它们被欧洲的巫婆和北美治病者（“郎中”）经常用来在宗教的麻痹中，感受到升腾和愉快的飞翔。MDA（2，4－甲二氧基苯异丙胺）有助于诱导年岁的倒退，使人产生变得年青甚至回到幼年时期的感觉，而幼年时期的情况自己原以为完全忘掉了。DMT（N－N－二甲基色胺）能使人产生视物显小病和视物显大病，即对世界的感觉分别地收缩或膨胀——有几分象爱丽丝的巧遇，她在小房子里顺从地读“吃我”或“喝我”的教育。LSD（麦角酸二乙基酰胺）能使人产生一种与宇宙合一的感觉，就象印度教信仰中婆罗门教徒与梵天同一一样。
那么，当印度教的神秘感受事先灌输给我们时，是否只需要200微克的LSD就能真的形成幻觉感呢？如果濒死危险或接近死亡，在克他命药物作用消除而从这种感受中复原的人总作出关于天国和上帝的相同说明，那么，在我们大脑的神经组织中硬灌输西方宗教以及东西宗教，就必定有这样一种感觉吗？
很难理解进化为什么应该选择有易于接受这些感受的大脑，因为谁都似乎不会因神秘的热诚而要求去死或不希望复生。这些可诱发药物的感受以及接近死亡而复生，难道仅仅是由于大脑在进化过程中造成的某种神经连接的缺陷，而偶然致生改变对世界的知觉吗？在我看来，这种可能性是极端非似真的（implausible），或许只是一位愚蠢的理性主义者试图回避与神秘主义者严肃论战吧。
按照我的理解，只能有一种选择，那就是：每个人都无例外地共同具有象那些起死回生的旅游者那样的感受：飞腾的感觉；从黑暗中突然出现光明；至少有时会觉得自己朦胧地成了一个英雄人物，沐浴在阑珊的灯火下。只有一种与这种描述相一致的共同感受：那就是诞生。
有一位名叫斯坦尼斯拉夫·格罗夫（StanislavGrof）的医生。在有些发音中，他的第一和最后的名字叫赖姆（rhyme）。他是一位精神病学家。二十多岁，在心理疗法中使用了LSD和别的治疗精神病药物。他的工作长期领先于美国的药物研究。他的研究开始于1956年捷克斯洛伐克的布拉格，而在近几年还在继续研究，跟马里兰州巴尔的摩研究方向略有不同。格罗夫在治疗精神病药物对病人的效果方面，可能比其他任何一个人更具有长期的科学经验。他强调，鉴于LSD能被用来娱乐和美的享受，所以，这种药物能有其他的和更重要的效用，效用之一便是能正确回忆起胎儿（Perinatal）的感受。perinatal一词是用来说明“出生前后”而新创造的字，旨在用于不只是生下后那一个时刻，还包括出生之前的那一时刻。（它正好与“perithnatic”，接近死亡一词同构）。他报告了大量的病人在经过了适当的训练之后，实际上不仅是回忆深藏着的感受而是重新感受很久以前的事情，并思考我们从服儿（Perinatal）时期以来，那些所难以驾驭的不完全的记忆。事实上，这是一种共有的LSD的感受，决不只限于格罗夫的病人。
格罗夫把胎儿时期分为四个阶段，这是他在心理治疗过程中揭示出来的。第一阶段是，婴儿在子宫内天赋的自足、无忧无虑，处于小小的、黑暗而又温暖的宇宙之中心。这个宇宙是一个在羊膜液囊内的宇宙。在子宫内，胎儿似乎感受着某些东西，非常接近于弗洛伊德描述为宗教情感来源的大海似的狂喜。当然，胎儿恰好在出生前活动，它可能与刚出生后一样活泼，甚至更活泼一些。我们似乎不大可能偶然而不完全地记得这个伊甸园，那正是一个黄金岁月，那时每种需要，包括食物、氧气、取暖和废物处理，在他感知以前就得到了满足，这种需要是由设计得极好的生命支持系统自动提供的；而在以后朦胧地回忆的年岁里，就把这一过程描绘成“是与宇宙混为一体的”。
第二阶段，子宫开始收缩。用来固定羊膜液囊，作为稳定的子宫环境基础的子宫壁变得不固定了。胎儿极度地受压缩。宇宙似乎震动了，一个良好的世界忽然转变成了一间宇宙刑讯室。收缩也许最后间歇数小时。随着时间的继续，收缩变得更剧烈了。要停止收缩是不可能的。胎儿不能有别的，而只能是这样的命运，一个他的宇宙以他为转移的无罪人，似乎经受了无穷的痛苦。这种严酷的经历谁都一目了然，我们可以看到胎儿头颅的损伤，这在他出生以后依然还很明显。当我能够理解到最终地冲刷掉这种痛苦痕迹的一种强烈动机时，可否强制地重新形成一层新的外表呢？格罗夫问道，这种朦胧而被抑制的经历，难道不会激起类似偏执狂那样的狂想，并解释我们人类那种虐待狂和受虐狂的偶然偏爱，解释攻击者和受害者的一致性，解释对世界的毁灭竟视同儿戏那样津津有味，这意味着世界可能明天变成不可预言和不可靠的可怕吗？格罗夫发现第二阶段的回忆与潮汐波和地震有关联，表明子宫外泄与物理世界的相似性。
第三阶段，是出生过程的末了，这时孩子的头已透出子宫颈，即使双眼还紧闭着，他也许已感受到了“隧道”一端的光亮，也感觉到子宫世界的灿烂光辉了。一个生活在全然黑暗中的人见到了光亮，这种感受必定是深刻而且从某种意义上说也是难以忘怀的。一当新生儿的眼睛有了低的朦胧的辨识力，就有了某个神明般的人物，被一圈光环围绕着他——就中有助产士或产科大夫或他的父亲。一阵剧烈的疼痛结束时，婴孩就从子宫宇宙中飞出来了，并向着光明和诸神升腾。
第四阶段，是刚出生不久，其时胎儿窒息已经消散，孩子被裹在毛毯里、或裹在襁褓中，逗笑和给他喂奶。如果回忆是正确的话，对于一个根本没有别的经验的婴儿来说，第一阶段和第二阶段与第二阶段和第四阶段之间的对比，必定是非常深刻和显著的；第三阶段的重要性，作为痛苦和至少是第一阶段娇嫩的假宇宙的统一之间的过渡，对孩子以后的世界观必定有着强烈的影响。
当然，在格罗夫的说明和我对它的发挥中，还为怀疑论留有余地。许多问题尚待回答。分娩前用剖腹产术出生的孩子，是否永远不能回忆那使人极度痛苦的第二阶段呢？反之，用激素垂体后叶催产索诱发而“有选择的分娩”中，经受特别剧烈的子宫收缩之后出生的孩于，是否更有可能具有第二阶段的心理负担呢？如果给产妇用一种很强的镇静剂，那么，成熟后的孩子会回忆从第一阶段直接到第四阶段这一非常不同的过渡吗？在他出生之后的经历中，从来没有报告过光辉灿烂的主显节吗？未满月的婴儿能分辨诞生时刻的形象或他们仅仅只有对光亮与黑暗的感觉吗？在近死的经验中，描绘出一种模糊的没有确定形状的高大的神，是否就是一个不完全满月的形象的完善回忆呢？格罗夫所选择的病人是否是从范围最广泛的人中选出来的呢，还是他的那些说明只局限于没有代表性的小范围的一群人呢？
许多人会反对上述思想，这也容易理解，阻力或许类似于某种沙文主义，我们可以从吃肉习惯的证明中觉察到这种沙文主义：大螯虾没有中枢神经系统；鲜活蹦跳的大虾，当把它们放进煮沸的水中去时，它们也并不在意。是啊，或许就是这样。可是，吃大虾的人却在这种关于疼痛的神经生理学假设中得到了享受的乐趣。同样，我怀疑大多数成年人在相信婴儿们具有极有限的知觉和记忆能力中，并没有既得利益，在相信不存在出生经历可能有深刻的，尤其是深刻的反面影响方面有任何既得利益。
如果格罗夫所说的这一切是正确的，那么，我们必得问一问，为什么这些回忆是可能的；如果出生前经受了这么巨大的不幸，又为什么进化不选择反面的心理结果呢？有一些事情是新生儿必须做的。他们必须好好地吃奶；否则他们就活不下去。总的说来，他们必须逗人喜爱，因为至少在人一生的前期，婴儿需要得到某种方式以更好的照顾。但新生的婴儿必须看作是他们环境的形象么？他们必须记得生前所经历的恐怖么？在何种意义上，他们的幸存具有价值？回答可能是赞成者多于反对者——或许失去了我们所完全适应的宇宙激励我们强有力地去改变世界并改善人类的环境。倘若人类没有遭遇到出生的恐怖，那么人类那种奋发努力，探索精神，或许就不复存在了。
我被下面一点所强烈地吸引住了——这一点在我的《伊甸园的飞龙》一书中强调过——这就是，孩子出生的痛苦在他们的母亲那里尤其明显，因为最后几百万年中，脑近来有了极大的发育。看起来，我们的智能简直就是我们那种不幸的来源；但它也同时暗含着，我们的不幸乃是我们这个物种之所以有力量的源泉。
这些思想可能为宗教的起源和本质找到了一点解释。多数西方宗教求死后长生；东方宗教求死和复生的持续轮回中解脱苦难。但二者都祈望上苍或悟道，乃是一种向个人和宇宙统一的质朴真诚的复归，是向胎儿的第一阶段回复。生便是死——孩子离别了羊膜内的世界。但那些相信再生的信徒们却主张，死便是生——这个生前的记忆能通过生后的经验激发出来的命题，被认为是对生的一种回忆。（“棺材里有一种微弱的敲击声。我们把它打开，原来阿布达耳［Abdul］却并没有死。他自己从长期的病魔中挣脱出来，病魔曾用魔力摄住了他，于是他讲了一个又一次诞生的奇妙故事”。）
西方热衷于惩罚和赎罪，不就是使胎儿的第二阶段具有意义的二种针对性的努力吗？为某事——不论怎么不合理的罪，例如原罪——而受惩罚，不是比莫须有而受惩罚更好吗？第三阶段看起来非常象是全人类所共有的共同经历，它没有嵌入我们最早的记忆，并且在这些宗教主显节作为近死经历而偶然得到挽回。试图用这些术语理解其他令人疑惑的宗教动机，是很能吸引人的。在子宫内，我们实际上是一无所知。在第二阶段内，胎儿获得了在尔后的生活被叫作邪恶的、也许非常有意义的经验——接着就离开了子宫。这便迷人地接近于吃善与恶的智慧果，随后被从伊甸园中“驱逐了出来”。在米开朗基罗（Michelangelo）在梵谛冈教皇小礼拜堂天花板上的著名油画中，上帝的手指不就是助产士的手指么？为什么洗礼，特别是全身浸入的洗礼，被认为是一种象征性的再生呢？圣水是否是羊膜内液体的一种隐喻呢？洗礼和“再生”的整个概念不就经历了出生和神秘的宗教情感之间联系的明显公认吗？
我们要是研究一下地球上数千种宗教，我们就会对它们是那样的五花八门而留有深刻印象。它们中至少有一些似乎肤浅得令人惊异。在教义的细节上，相互一致的地方是罕见的。但是，许多伟人和善良人会说，在明显的歧异背后是基本的和重要的统一；在教义的愚蠢低下是基本和实质性的真理。在对待信仰原则方面，有着两种非常不同的方法。一方面，有许多信仰者，他们往往轻信和字面上接受一种被承认的宗教，即便这种宗教有着内在的不一致或者与我们确切知道的关于外在世界或人类自身的知识有巨大的差别。另一方面，也有不少苛刻的怀疑论者，他们发现全部宗教是一种思想贫乏得毫无意义的大杂烩。有些人自以为是清醒的理性主义者，他们甚至抵制考虑记录宗教经验神学大全。这些神秘的见识必定是有所指的。但所指的是什么？人类总的说是理智的和富有创造性，能良好地解决问题的。倘若宗教全是无稽之谈，那又为什么有如此众多的人相信宗教呢？
当然，官僚政治的宗教，在全部人类历史上，都与世俗的权力结成联盟，并且经常为那些统治国家的人灌输信念的利益服务。在印度，当婆罗门希望保持不与奴隶接触时，他们就提供神的证明。白种人使用同样为自己服务的论证，这些白种人把他们自己描写成基督教徒，在美国南北战争之前支持对美国南部黑人的奴役。古代希伯来人，在他们有时光顾无辜的人民时肆意杀戮和劫掠，但却援引上帝的御旨和怂恿。中世纪教会赋予那些人死后以光辉灿烂生命的希望，从而鞭策他们满足于低微而穷途潦倒的地位。这些例子真是不胜枚举，实际上包括了全世界的宗教。我们能够理解为什么寡头政治可以赞成宗教，因为在通常情况下宗教为压迫辩护——例如柏拉图是一位焚书的热诚倡导者，在他的《共和国》中就为压迫作辩护。但是，为什么受压迫与这些神权政治说教如此急切地并肩而行呢？
宗教思想的普遍接受，在我看来，可能只是因为在它们中间有某种与我们自己的知识共鸣的东西——某种深刻而令人沉思的东西；每个人都把某种东西看作我们人类的中心。按我看。这共同的线索是出生。宗教基本上是神秘的，神是不可思议的，诉诸的教义也是不健康的，因为我认为，迟钝的知觉和含糊的预见是能为新生儿所能想象的最好东西。我想，宗教经验的神秘核心，既不在字面上真、也不在邪恶上有意地错。当它力图与我们最早和最深刻的生活经验保持接触时，我们宁可说它是一种勇敢精神。宗教教义基本上是鱼龙混杂的，因为从来没有单独一个人对出生事件有着陈述一致说明所必需的回忆和复述的技巧。所有成功的宗教，其核心似乎都陈述不清，或许甚至只是对生前感受的无意识共鸣而已。也许当世俗的影响减除时，情况将是：最成功的宗教便是那些行使这种共鸣最好的宗教。
对宗教信仰作理性主义说明的企图，一直受到有力的抵制。伏尔泰（Voltaire）曾认为，如果上帝不存在，人将不得不发明他，并咒骂那些否定上帝的论调。弗洛伊德指出，上帝这位仁慈的家长，部分地只是当我们是孩子时，我们那些有着父亲感觉的成年人的表情达意罢了；他把他论宗教的书叫《幻觉的未来》。他没有遭到如我们对这些观点所想象的那么多的蔑视，但或许只是因为他引进了象婴儿性感这样一些令人反感的概念而使他的名誉大受损害。
为什么在宗教中合理的论述和推理论证，竟遭到如此强烈的反对呢？我想，这部分地由于虽然我们生前的共同感受是真实的，但难以准确地回忆它。不过，我以为还有另一个理由，这就不得不涉及到对死的恐惧。人类和我们的直接祖先以及旁系亲族，例如，安尼德塔人，都可能是在这个行星上清醒地意识到我们自己有不可避免的末日的第一批有机体。我们会死，我们惧怕死。这种惧怕是世界性的，也是超文化的。它可能具有重要的生存价值。那些希望晚死或不死的人，能够改善世界，化险为夷，使后来的孩子们过好日子，创造出为孩子们永志不忘的伟大工作。那些提出宗教是合理的和怀疑论论述的人，被认为是向对人类恐惧死亡依然还有广泛解决余地的观点的挑战，他们假设人的肉体死了以后尚有灵魂活着。由于我们中的大多数人，强烈希望不死，迫使我们对那些提示出死便是末日的人很不合意；对那些认为我们每个人的个性和灵魂都不会活着的人不满。但灵魂假设和上帝假设是可区分的；事实上，有一些人类文化，其中无需别种文化而能找到一种文化。总之，我们并不能因为拒绝考虑使我们害怕的种种思想而推进人类的理想。
那些怀疑上帝假设和灵魂假设的人们，决不都是无神论者。无神论者中有的确信上帝不存在，有的则以令人信服的证据反对上帝的存在。因为可以把时间、地点和终极因都归结为上帝，所以，我们更有必要知道大量关于宇宙的知识，而不必我们在现在就确信没有这样的上帝存在。上帝确实存在和上帝确实不存在，在我看来，都是信仰的极端，这个问题如此充满怀疑和不确定而漏洞百出，以致事实上很少有人相信了。有一系列中间主张看来是可接受的，并且考虑到巨大的情感能量被赋予这个课题，一种探索的、有胆识的和开放的精神似乎成为用以缩小我们关于上帝存在这个共同无知的范围的基本工具。
当我作关于边缘科学或伪科学或民间科学的讲演（沿着本书从第五章到第八章的线索）时，我有时间，类似的批评是否不应适用于宗教教义呢？当然我的回答是应该适用的。宗教自由，是美国赖以创立的基石之一，对于自由探究是必要的。但这并不意味着免除对宗教本身进行批评或再行解释。“问题”（question）和“探索”（quest）这两个词是同源词。只有通过探究，我们才能发现真理。我并不坚持认为，宗教和生前经验之间的这些联系是正确的或具有独创性的。其中有许多至少内含在斯坦尼斯拉夫·格罗夫和精神病学的心理分析学派，尤其是奥托·兰克（OttoRank）、桑多儿·费伦克兹（San－dorFerenczi）和西格蒙德·弗洛伊德（SigmundFreud）WJ思想中。但他们的考虑是有价值的。
当然，关于宗教的起源还有更多的思想，比这里简单的提示要求富得多。我并不认为，神学全然是生理学。但是，如果我们出生前胎儿的经验不以最深刻的方式影响我们对生和死、性欲和童年的态度，影响我们对目的和伦理、因果性和上帝的态度，却以为我们真的能够记得我们出生前胎儿的经验，这将是令人惊讶的。
再说宇宙论。天文学家们研究宇宙的本质、起源和命运，作了详尽的观测，用不同的方程和张量积分来描述宇宙，从X射线到无线电波中考察宇宙，计算星系，确定它们的运动和距离——而当做这一切时，从下面三种不同观点中作出一种选择：稳恒态宇宙学，这是极乐的和宁静的；振荡宇宙，其中宇宙膨胀和收缩，这是痛苦和永恒的；以及大爆炸膨胀宇宙，其中宇宙是在猛烈的事件中被创造的，弥漫着辐射（“没有光存在”），接着长成和冷却、逐渐演化并变得沉寂，这在前一章我们谈到了。但这三种宇宙学分别类似于格罗夫的人出生前后第一、二和三加第四阶段的经验，其精确性既棘手又令人困惑。
对现代天文学家来说，要取笑其他文化的宇宙学是极容易的，例如多冈人关于宇宙是从宇宙蛋中孵出来的这种思想（第六章）很觉可笑。但是按照刚才提到的思想，我主张对待民间宇宙学的态度要更慎重一些；他们的人类中心说比起我们的看法来恰好有一点比较容易辨认。令人困惑的巴比伦人和圣经中提及太空上下都是水（托马斯·阿奎那由于痛感它与亚里士多德物理学相调和而作了斗争），是否就纯粹是羊膜的隐喻？我们是否可以构思一门不是把我们自己个人的起源译成某种数学密码的宇宙学呢？爱因斯坦广义相对论方程允许有一个宇宙膨胀的解。但爱因斯坦却令人不解地忽略了这个解，而选择一个绝对静态的、不演变的宇宙。探究这种疏漏是否具有生前胎儿的来源而不是数学的来源，是否做得够了呢？物理学家和天文学家有一种勉强接受大爆炸宇宙学的论证，按照大爆炸宇宙学、宇宙永远膨胀下去，而因袭的西方神学家们多少表示欢迎，因为这正是他们所期待的。这种几乎确定地基于心理学癖性的争论，是否可用格罗夫的术语得到理解呢？
我不知道个人出生前后的经历与特定的宇宙学模型之间的类比有怎样的一致性。我想，希望稳恒态假说的发明者们都是剖腹产诞生的，这也太过分了。但是，这种类似性却是很多的，而且精神病学与宇宙学之间的可能联系似乎非常真实。宇宙起源和演化的每种可能模式对应于人类出生前后的经历，这能是真实的吗？我们是这样一些受限制的生物，以致我们不能构思出一种与出生前后阶段的一个根本不同的宇宙学，这种说法对吗？我们了解宇宙的能力是否被无望地囿于诞生与婴儿期的经历中了呢？我们是否被注定要用佯装理解宇宙的方式来认识我们的起源吗？或者是否有可能突然出现一种观察证据，逐渐迫使我们协调并理解这个浩瀚而令人敬畏的宇宙，而我们正是在这个宇宙中漂浮着，迷惑地和勇敢地探索着。
世界上的宗教通常把地球描述为是我们的母亲，而天空描述为是我们的父亲。这是古希腊神话中优拉纳斯神（天王）和大地女神的真谛。在土著美洲人、非洲人和波利尼西亚人中，事实上地球上大部分人中都是这样看待的。然而，出生前经验的症结所在，是我们离开了我们的母亲。我们确实是先生下来，然后再由我们自己步入世界。虽则这种离开是痛苦的，但这种离开却是人种延续所必不可少的。是否是由于这一事实，才迫使我们（至少我们中的许多人）几乎神秘地要求太空飞行呢？这是不是离开我们的大地母亲，生育我们的世界，到星际中去寻找我们的出路呢？这正好是《2001：太空奥德赛》这部电影终剧时形象化的隐喻。康斯坦丁·齐奥尔柯夫斯基是一位俄国教师，几乎完全是靠自学成才，他正好处在世纪之交，在火箭推进和空间飞行的发展上他曾系统地阐述过许多理论步骤。齐奥尔柯夫斯基写道：“地球是人类的摇篮。但人并不永远生活在摇篮里。”
我相信，我们将坚定不移地开辟出一条走向星星的途径——除非荒谬地屈从于某些愚蠢行为和童稚之见，而使我们自己先遭毁灭。在太空深处的其他地方，看来极有可能我们会迟早发现其他的智能生物。其中有的不会比我们先进；有些，可能是多数，会比我们更先进。我不知道，所有遥远空间的生命都是诞生时蒙受痛苦的生物？比我们更先进的生命定会有能力大大超越我们的理解。在某种非常真实的意义上，在我们看来，他们似乎是神仙般的。也还有大量未成熟的人种需要成长。或许那些遥远年代的我们的子孙们，将回头来看我们，回顾我们所经历的漫长而曲折的旅程。追溯人种从地球这颗遥远行星上所获得朦胧记忆的起源，并以透彻、明智和爱慕的心情回忆我们个人和集体的历史，回溯我们的科学和宗教的传奇。
(本章完)
[(第26章 十七章)]
第七章的附录
附录1关于太阳系较大质量的成员与地球最近一次碰撞之可能性的简单碰撞物理学讨论
我们这里考虑这样的可能性．维里科夫斯基所设想的大量质星体，从木星中抛出来冲击地球。维里科夫斯基假定，该彗星与地球之间发生了摩擦碰撞或近碰撞。我们将把这一思想包含在“碰撞”的名称之下。试考虑一球形星体，其半径为R，在与它大小相似的其他星体间运动。当诸星体的中心相距2R时，碰撞就会发生。这时，我们可以说有个有效的碰撞截面为σ＝π（2R）2＝4πR2，这便是为了使碰撞发生而运动星体的中心所必须碰击的靶面积。让我们假定，仅有一个这样的星体（维里科夫斯基的慧星）正在运动，而其他星体（即内太阳系的诸行星）是静止的。内太阳系诸行星运动的这种忽略可以表明所造成的误差小于2的因子，令彗星以速度V运动并令潜在靶（内太阳系的诸行星）的空间密度为n。我们将使用的单位中，R是厘米（cm），σ是（厘米）’，v是厘米/秒，而n是每立方厘米内的行星，n显然是一个非常小的数字。
当彗星与椭圆平面成一系列轨道交角时，如果我们假定这个交角有最小似真值，那么，我们将正好作出了最有利于维里科夫斯基假说的假定。如果彗星的轨道交角不存在任何限制的话，那么，轨道交角就会有集中在太阳的一个体积中任何地处运动的相等可能性，而且具有半径r＝5天文单位（1天文单位＝1．5×10[13]厘米），即木星轨道的半主轴。彗星能在其中运动的体积越大，则这个彗星与另一个星体以任何形式相碰的可能就越小。因为木星的快速旋转，从它内部飞出的任何星体都将有在行星赤道平面中运动的趋向，这个赤道平面与地球绕太阳转动平面倾斜1．2度。然而，因为彗星完全进入太阳系内部，所以，喷射事件必须充分有力，以致最终它的轨道交角的任何值i都是似真的。此时一个最可能给出的较低值i＝1．2度。因此，我们考虑彗星在包含楔形体积某处的轨道中运动（见图示），楔形的中心点是太阳（彗星轨道在一个焦点上必定有太阳）并具有角i的一半。这时它的体积为（4／3）πr3sini＝4×1040（厘米）3，仅是以r为半径的球的整个体积的百分之二。由于在这个体积中有三个或四个行星（不考虑小行星），所以与我们的问题有关的靶的空间密度大约是每立方厘米10－40行星（10－40行星／（厘米）3）。在内太阳系偏心轨道上运动的一彗星或其他星体的典型相对速度，可能是每秒20公里。地球半径R＝6．3×108厘米，这个数字几乎恰好也是金星这颗行星的半径。
现在让我们作这样的想象：彗星的椭圆径迹，在我们看来，仍然是笔直的，它行进了某个时间T，直到碰上一行星才停下来。在这段时间内，它将在具有体积avT立方厘米背后开辟一条想象隧道，而在这个体积内，必定刚好有一颗行星存在。但1／n也是包含一个行星的体积。所以，两个量值相等且有T＝（nσv）－1；
此处T称为平均自由时间。
当然，实际上，彗星会在椭圆轨道上行进，而且碰撞发生的时间将受到引力的某种程度的影响。然而，容易指明（参见例如尤里，1951年），对于V的典型值和如维里科夫斯基所设想的太阳系历史的相对短暂的运行来说，万有引力效应会使有效碰撞截面a有少量增加，而用上述方程作粗略计算，必定能给出近似正确的结果。
自太阳系有了最早历史起，造成月亮、地球和内行星上冲击陷坑的星体，是那些高偏心轨道的星体：彗星和特别是阿波罗星体——它们要末是“死”彗星，要末是小行星。利用平均自由时间的简单方程，天文学家们就能很准备地说明，比方说，月球、水星或火星，自它们形成以来在其上所产生的陷坑数：这些陷坑是阿波罗星体偶然碰撞的结果，或更罕有的是彗星与月亮表面或行星表面偶然碰撞的结果。同样，方程还正确地预言了地球上最近形成冲击坑，诸如亚利桑那的陨石坑的年代。在观察和简单的碰撞物理学之间的这些定量的一致性，提供了某种实质性的理由使我们确信；同样的考虑完全适用于我们这里所讨论的问题。
我们现在能就维里科夫斯基的基本假说作些计算了。目前并不存在直径大于几十公里的阿波罗星体。小行星带内的星体大小，事实上在碰撞确定大小的任何其他地方，都可通过粉碎物理学（ComminutionPhysics）得到理解。已知大小范围内的星体数，与具有某种负功率（通常在2至4这样一个范围内）的星体半径成正比。因此，如果维里科夫斯基的原始金星彗星是象阿波罗星体或彗星那样一些星体的某家族的一员，那么要找到一颗半径是6，000公里的维里科夫斯基彗星的机遇，将大大低于要找到某一颗半径为10公里彗星机遇的百万分之一。更可能这个数低于十亿倍，不过，让我们在未经证实之前为维里科夫斯基的假说留下一点余地吧。
由于半径大于10公里的阿波罗星体大约有十个之多，所以，存在一颗维里科夫斯基彗星的机遇，这时大大小于十万分之一，从而表明维里科夫斯基的主张难以成立。这样一个星体要以稳定状态存在的丰度（若设r＝4天文单位，而i＝1．2度），将是n＝（10×10－5）／4×1040＝2．5×10－45维里科夫斯基彗星／厘米3。与地球相碰的平均自由时间，这时便是：
T＝1／（nσv）1／［（2．5×10－45cm－3）×（5×1018cm2）×（2×106cm／秒）」＝4×1021秒≈1014年这个时间比太阳系的年龄（5×109年）还要大得多。这就是说，如果维里科夫斯基彗星是内太阳系中其他碰撞所造成的诸多残骸之一的话，那么，它会是一颗非常罕有的星体，它实际上从来没有与地球发生过碰撞。
再反过来考虑一下。让我们同意维里科夫斯基假说，以便论证和弄清他的彗星在被木星抛出之后将需要多长时间才与内太阳系中的一颗行星相碰。这时，n适用于行星靶的丰度而不适用于维里科夫斯基彗星的丰度，而T＝1／［（10－40cm－3）×（5×1018cm2）×（2×106cm／秒）］＝1015秒≈3×107年。因此，维里科夫斯基彗星，在过去几千年内与地球发生单一的全碰撞或磨擦碰撞的机遇是（3×104）／（3×107＝10－3，或者说机遇为一千分之———假定它与其他诸多残骸无关的话。如果它是这些残骸中的一部分，那么，这种可能性上升到（3×104）／1014]＝3×10－10，或者说机遇是三十亿分之一。
关于轨道碰撞理论的一种更精确的表述，可以在厄恩斯特·奥皮克（ErnstOpik）的经典论文（1951年）中找到。他考虑了一个围绕质量为M的中心体轨道中具有轨道要素ao、eo＝io＝0的质量为mo的靶体。于是，一个具有轨道要素a、e、i和周期P，质量为m的试验体在接近距离为R的靶体之间有特征时间T，这就得出
T/P≈［xsini[Ux/U]］/｛Q2［1＋2（mo＋m）/MQU］｝A＝a／ao，Q＝R／ao
[Ux]＝〔2－1／A－A（1－e2）〕[1/2]
U＝｛3－1／A－2［A（1－e2）］[1/2]cosi｝1／2；
这里U是“在无限”时的相对速度，Ux是沿着交点线上的分量值。
如果取R为行星的物理半径，则：
金星地球火星木星
Q×1055．64．31．58．82
mo／MQ0.0880.140.04321．6
为了把奥皮克的结果应用到我们讨论的问题，方程可简化为近似式：
T/p≈（xsini）/Q2
用P≈5年（a≈3天文单位），我们就得到
T≈9×10[9]sini年，
或从上述较简单的论证得出大约1／3个平均自由路径的寿命。
请注意，在两种计算中，一种是在地球半径N之内，有物理碰撞可能性的N2倍。因此，当N＝10时，略去63，000公里，上述T值必须减少二个数量级。这大约是地球与月球之间距离的六分之一。
对维里科夫斯基的工作来说，必须使用一种较严密的方法；毕竟他的书就叫《碰撞中的世界》。此外，书中宣称（第72页），由于地球经过金星的结果，海浪将涌起到1600公里的高度。从这点出发，很容易从简单的潮汐理论（潮高与M/r3成正比，这里的M是金星质量，r为相遇时行星间的距离）中倒推计算出维里科夫斯基所谈的摩擦碰撞，即地球和金星表面摩擦。但也请注意，即使忽略63，000公里，碰撞物理学也救不了维里科夫斯基假说的命，这个附录中勾划出这些问题的梗概。
最后，我们看到，木星的轨道和地球的轨道相交的那条轨道，意味着与木星再次密切接近，使之在与地球近遭遇时从太阳系中抛出星体的高几率——先锋10号宇宙飞船的弹道就是一个自然的范例。因此，金星这颗行星的现实存在必定暗含着，维里科夫斯基的彗星很少造成后来到达木星的途径，所以，这颗彗星的轨道迅速成了圆形轨道了。（似乎无法实现这种迅速圆形化的问题，在正文中已作了讨论）。于是，维里科夫斯基必须假定，彗星与地球的紧密相遇，在它从木星抛出之后就立即发生了——这与上面的计算相一致。
彗星从木星中抛出后只在几十年内就会冲击地球的几率在百万分之一的机遇和兆分之三的机遇之间，那是建立在存在诸多残骸成员的两个假定基础上的。即使我们假设：如维里科夫斯基所说，彗星是从木星中抛出的，并作出这样一个不可能的假定，即；它与我们今日在太阳系中所见到的任何别的星体无关——就是说，较小星体从没有从木星中抛出来过——那么，它冲击地球的平均时间将约为三千万年，与他的假说约一百万的因子是不一致的。即使我们让他的彗星在接近地球之前漫游内太阳系几个世纪，但统计学依然会有力地反对维里科夫斯基的假说。当我们断定维里科夫斯基相信在几百年内从统计上有若干独立的碰撞（见正文）时，他的假说是真的纯可能性慢慢地消失了。他的行星反复遭遇战，将需要可能被叫做《碰撞中的世界》的那种东西。
附录关于地球自转突然减缓的结果
问：那末，布赖恩（Bryan）先生，你一直在思考地球如果依然在那里，它会碰巧发生什么的问题？
答：没。我相信上帝会负责安排这件事的。达罗（Darrow）先生。
问：你不知道它会转变为一种熔化的物质吗？
答：当你站在这里时，你就在验证了这一点。我将给你一个机会。《试验的范围》（1925年）
把我们固定在地球表面的
万有引力
加速度是103厘米／秒2＝1克。而减速度a＝10－2克＝10厘米／秒2，几乎是不可觉察的。如果造成的减速度是不可觉察的，那么，使地球停止其旋转的T是多少呢？地球的赤道角速度是Ω＝2π/p＝7．3×10-5弧度／秒；赤道线速度是RΩ＝0．46公里／秒。因此t＝RΩ／a＝4600秒，或者说略微超过1小时。
地球自转的比能是
E＝[1/2]IΩ2／M≈1/5（RΩ）2≈4×108尔格／克
这里的I是地球的主要转动惯量。它小于硅酸盐熔解的潜热L≈4×109尔格／克，因此，克拉伦斯·达罗（ClarenceDar-row）关于地球熔解的观点是错误的。不过，他是立足于正确的观念上的：热的考虑事实上对约书亚故事是决定性的。具有典型的比热容Cp≈8×106尔格／克·度，要使地球在一天内停止和重新转动，将传递平均温度增值为△T≈2E／Cp≈100度K，足以使温度上升到超过水的正常沸点。接近地表和低纬度处甚至将是最严重的；具有v≈RQ，△T≈v2/Cp≈240度K。值得怀疑的是，居民们竟不能注意到如此戏剧地发生的气候变化。减速只是要逐渐充足，而不是变热，这也许还是可以忍受得住的。
附录如果由接近太阳的路径给金星加热，则金星目前的温度如何？
假定与太阳接近的路径加热金星，又由于辐射到太空而使行星最后冷却，这是维里科夫斯基论题的中心。但是，他没有计算过任何地方的热量或冷却速率。然而，一个粗略的计算是能够很容易地做到的。掠过太阳光球层的星体，如果它来自外侧太阳系，就必定以很高的速度运行：500公里／秒是近日点路径上的典型值。但太阳半径是7×1010厘米。因此，加热维里科夫斯基彗星的典型时间标度是（1．4×1011厘米）／（5×107厘米／秒）≈3000秒，这比1小时要少。彗星因它紧密接近太阳而可能达到的最高温度是6000度K，这也是太阳光球层的温度。维里科夫斯基没有讨论他的彗星与太阳发生近一步摩擦的事件；随之，该彗星成了行星金星并在太空中冷却——这些事件，比方说，一直到目前为止已经历了三千五百年。但以辐射方式加热和冷却，以及以服从斯蒂芬·玻尔兹曼热力学定律的同样方式支配这些事件的物理学，都要求热量和冷却速率均正比例于温度的四次幂。所以，彗星在3，000秒太阳热中所获得的温度增值与3，500年辐射冷却中的温度增值的比率为（3×103秒／1011秒）1／4＝0．013。金星从这一来源中所致目前的温度，至多只有6000×0．013＝79K，或者说大约恰好是空气冷凝时的温度。维里科夫斯基的机制无法使金星保持是热的，纵然对“热”一词作了名符其实的定义也罢。
即使有若干条（不止刚好一条）接近的途径通过太阳光球层，结论实质上也不会改变。金星高温的来源，不管如何戏剧性，不会只发生一次或几次加热事件。热的表面需要有连续的热源——这热源或者是内生性的（来自行星内部的放射热），或者是外源性的（太阳光）。现在，正如许多年前所提示过的那样（参见怀尔德［Wildt］，1940；萨根，1960），事情很明显，来源正是后者：正是太阳目前的辐射，连续地落在金星上，才使它的表面具有高温。
附录使偏心的彗星轨道圆形化所需要的磁场强度
我们近似计算了使一颗彗星的运动产生有意义的振动所需磁场强度的数量级，维里科夫斯基没有这样做。摄动场可能来自彗星即将更靠近的行星，或来自行星间的磁场。因为这个场起了重要作用，所以，它的能量密度必须可与彗星的动能密度相比较。（我们甚至不用担心彗星是否具有电荷和场的分布，将允许这种分布对强加的场作出反应）。因此，条件是
B2/8π＝［[1／2]mv2］/［[4/3]πR3］＝[1/2]ρv2这里的B是磁场强度，单位是高斯，R是彗星的半径，m是彗星的质量，V是它的速度，P是它的密度。我们可以看出，这一条件与彗星的质量无关。取内太阳系中典型的彗星速度约为25公里／秒，ρ取作金星的密度，约5克／cm3，我们发现，需要超过一千万高斯的磁场强度。（如果圆形化是电场而不是磁场所致，则将应用静电单位的类似值。）地球赤道表面的场大约是0．5高斯。火星和金星的场都小于0．01高斯。木星的场，根据先锋10号所测结果表明小于10高斯。典型的行星之间的场是10－5高斯。在太阳系这样一个大尺度范围内，无法产生接于10兆高斯的任何电磁场。也没有迹象表明，地球附近有过这样的场。我们忆起，熔化的岩石在再度冻结过程中的磁域是由占优势的场来定向的。如果地球在3500年前曾经历过（即便是相当短暂地）10兆高斯的场，岩石磁化证据就会清楚地表明这一点。但实际上并没有任何证据。
(本章完)
