您现在的位置是:网站首页>科普科普

《暗淡蓝点》解码宇宙奥秘的微观窗口,见证人类航天科技突破的科学启示录

铛铛铃2025-09-13科普602人已围观

简介

今天为你解读的这本书叫《暗淡蓝点》,副标题是“探寻人类的太空家园”。

1990年,当美国“旅行者一号”无人探测器掠过海王星和冥王星的轨道时,拍摄了一张著名的照片。在这张照片中,一束阳光穿过无边的黑暗,其中隐约能看到一个像尘埃一样的暗淡蓝点,那就是我们的地球。这就是本书的书名《暗淡蓝点》的由来。

这是一本关于宇宙思想史的书,讲述了人类对宇宙认识的变化。本书的作者是美国著名的天文学家卡尔·萨根。萨根曾担任美国康奈尔大学行星研究实验室的主任,长期参与美国太空探测计划,在行星物理学领域取得了许多重要的成就。萨根还是享誉世界的科普大师,在20世纪80年代,他主持拍摄的大型科学电视系列片《宇宙》,曾被翻译成十多种语言,在60多个国家播放,有超过6亿人观看。他还写过十余本科普著作,这本《暗淡蓝点》便是其中之一。

本书首版于1994年,被评为《纽约时报》和亚马逊网站畅销著作,在此后的20多年时间里畅销不衰,并被认为是20世纪最具影响力的科学著作之一。

在这本书,萨根既为我们梳理了人类宇宙观改变的过程,也一针见血地指出当下宇宙探索存在的问题,人类太空探索在未来该怎么走。

下面,我将分三个问题为您讲解本书的主要内容:第一,人类的宇宙观是如何转变的;第二,当下的太空探索取得了哪些成就,存在哪些问题;第三,未来的宇宙探索应走向何方。

我们首先来讲讲本书的第一个问题,人类的宇宙观是如何转变的。

在古代,人类是通过肉眼观测来认识宇宙的。当人们看到日月星辰每天东升西落,自然而然的就认为自己所居住的大地是宇宙的中心。这种朴素的直觉被哲学家和科学家进一步发展成了地心说。比如在古希腊,柏拉图、亚里士多德都认为地球是宇宙的中心。古希腊天文学家托勒密是地心说的集大成者。托勒密已经认识到,我们居住的大地是球形的,他认为地球位于宇宙的中心,而且始终不动。在地球的外面,还有很多个大小不同的水晶球壳,日月星辰镶嵌其上,水晶球壳的转动让日月星辰产生运动。

随后地心说进一步与宗教相结合,成了不容置疑的所谓真理。比如基督教就认为上帝是宇宙的创造者,他把地球置于宇宙的中心,安排日月星辰绕着地球转动。上帝还创造了人类,让人类成为了地球上最为高贵的物种。一些统治者则为了巩固自身的统治,利用宗教中王权神授的思想,声称自己的统治地位是上帝或诸神所合法赋予的。他们为此大力宣扬宗教教旨,让地球和人类是宇宙中心的宇宙观逐渐变得根深蒂固起来。

可是,地球和人类真的是宇宙的中心吗?在哥白尼之后,这种思想开始发生动摇。我们喜马讲书曾经讲《哥白尼革命》一书,在1543年,天文学家哥白尼发表了《天球运行论》,提出日心说,被认为是近代科学革命的开端。哥白尼发现,如果把地球放在宇宙的中心,计算各个行星的运行轨道会相当复杂,它们的运行轨迹就像没头苍蝇一样,一边自己打转,一边绕着你转。但如果把太阳放在宇宙的中心,假设地球和行星是绕着太阳运动的,这些行星的运动轨迹都近似于圆形。

哥白尼提出日心说之后,不少人开始相信地球并不是宇宙的中心。到了18世纪,光行差和恒星视差的发现进一步动摇了地心说。1725年,英国业余天文学家布拉德利发现了光行差。“光线的光、行走的行、差,距的差”,什么是光行差呢?想象你站在雨中,如果没有风的话,雨滴会是从你的头顶垂直落到你的身上。如果你向前行走,就会发现雨滴会从斜前方落到你的脸上和身体的前面,走得越快,雨滴倾斜的程度也就越大。布拉德利发现,宇宙中射向地球的星光,也是有一定的角度斜着射向地球的,这就是光行差。

12年后,恒星视差也被发现了。“视觉的视,差距的差”,什么是恒星视差呢?伸出一根手指放在面前,用一只眼睛去观察它,然后闭上这只眼睛,同时睁开另外一只眼睛,你会发现你手指的相对位置会发生改变,称为视差。这是因为你两只眼睛的位置不同。当地球运行到太阳两侧时,人们观测到恒星的相对位置也会发生变化,这就是恒星视差。由于恒星距离地球通常都非常遥远,这个恒星视差非常小,不过1737年,恒星视差还是被天文学家们发现了。

光行差和恒星视差的发现,有力地证明了我们的地球始终在运动,根本就不是宇宙的中心。随着天文望远镜等观测设备越来越精密,人们又观测到了太阳系外数千亿个和太阳一样的恒星,共同组成了银河系。而银河系之外,还有数千亿个和银河系一样的河外星系。人们通过天文望远镜,也观测到了太阳系内的其他行星和它们的卫星,他们中的一些也有大气层、山脉、冰盖和云层,和地球很像。原来地球真的没有什么特别的,它在宇宙中既渺小又普通。

既然地球不是宇宙的中心,那人类在宇宙中又是否有特殊之处呢?长期以来,人类中心主义的思想根深蒂固,《圣经》等宗教经典告诉我们,造物主创造人类,让人类来统治地球。再加上近代以来,人类不断征服自然,成为了地球上占据绝对优势的物种,这让人们相信自己在宇宙中地位独特。然而,到了19世纪中叶,达尔文的进化论证明,一个物种可以在自然演化中变为另一个物种,人类也是由其他动物进化而来的,既不是造物主的作品,也没什么特别的宇宙,更不是造物主为人类所造的。

好,以上我们讲完了本书的第一个问题,人类的宇宙观是如何转变的。在古代,人类对于日月星辰的观察与哲学、宗教相结合,产生了地球与人类中心主义。近代以来,哥白尼革命、达尔文的进化论逐渐让人们认识到,地球和人类并不是宇宙的中心。人类宇宙观的进步,大大推动了宇宙探索的步伐,人类对于外太空的认识也日新月异。

下面我们就来讲讲本书的第二个问题,人类的太空探索取得了哪些成就,又存在哪些问题。

20世纪50年代以来,人们已经不再满足于在地面上进行天文观测,开始飞出地球去观测那些原本只在望远镜里看到的世界。人类要飞出地球去研究宇宙,主要有如下两个原因:首先,虽然地面上使用的天文望远镜日益精良,但仅通过它们很难发现遥远的天体,也很难看清一些天体,比如太阳系其他行星和卫星上的一些细节。通过发射飞行器,飞临这些星体近距离观测,就能证实天文望远镜中看到的那些大气、山脉、冰盖等等是否属实。其次,在地面上进行天文观测存在着一些死角,月球在围绕地球运行的时候,就始终有一面是朝向地球的,只有通过飞行器才能看到月球的背面。

从探索太空新家园的角度出发,萨根认为,20世纪50年代以来的宇宙探索最重要的成就有两个。第一是将人类的无人探测器送达太阳系的各个主要行星,以及它们的卫星,开展近距离观测研究。在1962年,美国开展了水星行星探测计划,把“水手2号”探测器送往金星。在同一年,苏联的“火星一号”飞往了火星,标志着行星探测拉开序幕。在人类发射的行星探测器中,最著名的要数1977年美国发射的“旅行者一号”和“旅行者2号”。“旅行者一号”和“旅行者2号”是水手行星探测计划的后续,又被称为“水手11号”和“水手12号”。它们的发射时间间隔半个月,飞行速度和轨迹略有不同,但目的都是掠过太阳系中的主要行星,如木星、土星、天王星和海王星,以及它们的卫星,并进行近距离的探测。在完成这些任务之外,这两个探测器还要飞出太阳系,尝试与地球之外的生命接触。这两个探测器上面储存着地球与人类的形象,以及人类的音乐,比如中国的古曲《高山流水》,还有55种语言的问候语,比如英文的问候语是“行星地球的孩子向你们问好”。

通过这些探索,人们发现地球上的一些环境特征大都也可以在其他行星和卫星那里找到。比如说大气层,地球的近邻金星就被厚厚的大气层所覆盖,大气压力是地球的90多倍。不但是行星,许多卫星也有大气层,比如木卫一、木卫三、土卫六、海卫一等等。其中论大气的厚度,土卫六跟地球最相近,除此之外,它的大气中含有最多的气体和地球一样都是氮气,但土卫六的大气中不含氧气和二氧化碳,而是含有大量的氨气。

再比如说山脉,火山喷发是地球上山脉形成的原因之一,探测器发现金星、火星以及月球等有固体表面的行星和卫星都存在火山。这其中和地球山脉最像的是火星。1971年,美国的“水手9号”探测器飞临火星,发现四个红斑,他们觉得这挺古怪的,因为这四个红斑的顶部有洞,他们原本被火星上的沙尘暴所掩盖,等到沙尘暴吹散了,人们才看清楚,这四个红斑原来是四座巨大的火山,每一个的顶上都有一个巨大的火山口。其中最高的被命名为奥林匹斯山,也就是希腊神话里众神的居所,它的高度超过25千米,是地球上珠穆朗玛峰的两倍多。火星和地球一样,在形成之初被厚厚的岩浆所覆盖,是个熔岩球,正是火山活动塑造了这些星球高低起伏的地貌。

而地球的南北极覆盖着的厚厚的冰盖,也并不是地球所独有的,比如海卫一的两极也存在着冰盖,看上去有点像地球两极的冰盖一样,亮闪闪的。不过由于海卫一是太阳系中最冷的天体之一,表面温度在零下200℃以下,它的冰盖的成分是氮气、甲烷和其他氮氢化合物。地球上的结冰和消融是物理变化,海卫一的结冰和消融则包含着复杂的化学变化,冰盖里的氮气、甲烷等物会形成一种复杂的有机物,名叫脱磷。由于脱磷呈淡红色,所以人们可以在海卫一的表面看到一些美丽的条纹。

最后再来说说这天气变化,在其他行星或者卫星上也一样存在。比如土卫六上就有阴晴雨雪的天气变化,只不过这里的雨雪都不是水,而是液体或固体的碳氢化合物。土卫六被称为太阳系中的石化工厂,它上面有河流、湖泊和海洋,只不过里面流淌的是乙烷等有机物。

当然,这些星球上没有生命,地球比较幸运,在某个时期有适宜的温度、充足的水和氧气,具备生命长期存在的条件。萨根认为,只要未来人类科技发展到一定的程度,就有可能对他们中的一些进行改造,使它们成为人类的家园。

除了发射无人探测器,人类太空探索的第二大成就是载人航天。1961年,苏联宇航员加加林乘坐“东方一号”飞船进入了绕地球飞行的轨道,成为第一个进入太空的地球人。人类可以在绕地轨道上的飞船里进行长时间停留,并进行太空行走。而美国开展的阿波罗计划在1969年第一次把人送上了月球。尽管月球上没有空气、没有水,也没有任何生命存在的迹象,萨根却认为,登月不仅帮助我们了解了月球的组成、年龄和历史,更重要的是,他完成了人类建立太空家园的第一步,也就是登临别的星球,这证明在地球之外建立人类的新家园在技术上是完全可行的,只是需要花费更多的资金,更长的时间。

在人类把航天器发射入太空之时,仍然有人以为地球外是一层层的水晶球壳,他们甚至发出警告,进入外层空间时,航天器会撞碎水晶球壳,听到哗哗的破碎声。结果人们当然没有听到什么破碎声,即便如此,一些人在潜意识里并没有抛弃人类中心主义的思想。比如本书的作者萨根就曾收到记者来信,这名记者这么写道:“也许我们与猴子令人丢脸的有些关系,但至少我们是最优秀的生灵,除了上帝和天使,我们是宇宙中仅有的智慧生物,因此人类回到它作为宇宙中心的地位理所当然。”

萨根认为,一些人不愿意放弃人类中心主义,不仅是为了满足自身优越感的需要,还是为无节制的掠夺地球自然资源、杀戮其他物种找借口。萨根更担忧的是,人类中心主义还衍生出了狭隘的地方中心主义、民族中心主义。不同国家与民族之间为争夺土地等资源展开的战争和对抗,本质上是这些国家和民族把自身摆在了中心地位,自己比别人优越,理应占有更多资源。

20世纪中叶,人类宇宙探索的迅速推进,直接动力是美苏争霸。虽然美国和苏联都对外声称进入太空是为了和平利用太空,但这两个国家的太空竞赛本质上也是这种狭隘的地方中心主义、民族中心主义,是一小部分人为了自身的利益在太空展开的争夺。从技术上来说,把飞行器送入太空的火箭本身就是战争的产物,现代火箭的雏形是德国的V2导弹,1942年被研发成功并运用于战争。二战结束之后,前苏联获得了大量V2导弹的研发资料,而美国则接收了V2导弹的研究专家,被称为现代火箭之父的冯·布劳恩。美国和前苏联分别研制成功了用于航空的火箭,获得了进入太空的能力。1957年,第一颗人造地球卫星“斯普特尼克一号”由苏联发射升空,第2年,美国的人造卫星也上了天。这场争夺充满了火药味,美国前总统尼克松就曾提出把军事人员送入太空,并在绕地的飞行器上安装自动控制的武器,目的就是击落苏联的卫星和弹道导弹。后来,美国另一位前总统里根提出的星球大战计划,也是抱着把战场延伸到太空的思维。

20世纪50年代到80年代,是美苏冷战最为激烈的一段时期,同时也是太空探索发展最为迅速的一段时期。到了20世纪90年代,也就是本书写作的时期,随着苏联解体,冷战结束,军事对抗的逐渐降温也让太空探索失去了强大的推动力,步伐逐渐放缓。

以上我们讲完了本书的第二部分,20世纪50年代以来,人类的飞行器已经抵达太阳系的各主要行星和卫星,并把宇航员送上了绕地轨道以及月球,向建立太空家园迈出了第一步。虽然冷战早已结束,但在目前,太空探索对于地球上所有国家来说,不仅关于科学探索本身,还是国家军事战略的一部分。但萨根认为,军事对抗不应该是人类探索太空的主要推动力。

下面我们就来讲本书的第三个问题,未来的宇宙探索应该走向何方。

在萨根看来,未来人类进行宇宙探索的目标应该是把人类送入宇宙空间,寻找人类新的生存家园。人类之所以要寻找新的家园,原因有两点:第一,迁徙与开疆扩土是人类的本性,人类本身就是漂泊者。地球上最原始的生命物质很可能是天外来客,源自彗星的撞击。在20亿年前,人类的祖先生活在海洋中,在演化过程中逐渐迁徙到陆地上。即便是在几十万年前,真正的人类在非洲诞生,他们也没有始终待在原地,而是逐渐迁徙到了各地,寻找更适宜自身的生活环境。如今,大部分人类都定居在某处,并建立了自己的城市和国家,称他们为自己的故土,给人以故土难离的假象。然而,随着人口的增长,地球上的资源被耗尽,人类必将再次走上漂泊者的道路,走出地球,进入宇宙空间,开拓生存疆域,是人类未来的必然选择。

第二,为了躲避灾难,避免灭种,移居别的星球是人类的现实需要。除了资源耗尽,人类还有可能遇到全球灾变,导致地球的环境不再适宜人类生存,就必须寻找新的家园才能避免种群灭绝。比如说失控的温室效应,随着化石燃料的使用,二氧化碳等温室气体的大量排放,使得地球的气温在缓慢上升。虽然地球对于自身的温度有一定的调节功能,但超过了一定程度就可能失控,后果是什么呢?金星就是温室效应失控的典型,它的大气中97%都是二氧化碳,表面温度超过400℃,就像人间炼狱一般。即便人类可以减少温室气体排放,但星际碰撞事件却难以人为避免。星际碰撞对于地球来说并不罕见,科学家们研究发现,地球平均每几百年就会遭到直径超过70米的小行星撞击。1908年,发生在俄罗斯西伯利亚地区的通古斯大爆炸就被认为是一次小行星撞击事件,2000平方公里的原始森林瞬间被爆炸产生的冲击波全部击倒。平均每100万年,地球就会遭到直径超过2千米的小行星撞击,这样的撞击相当于1万亿吨TNT炸药爆炸,会导致绝大多数人丧生。导致恐龙灭绝的小行星直径则超过了10千米,每1亿年会遇到一次,这样的撞击也会导致人类灭绝。要注意的是,每1亿年遇到一次,并不是说要过1亿我们才会遇到一次,而是说在人类生活在地球上的日子里,这个事情随时都会发生,只是概率极小而已。

如果发生这样的撞击,会是怎样的景象呢?科学家们推测,火星可能先于地球孕育出了生命,但是它在40亿年前曾经遭遇了一次惨烈的星际碰撞,撞击火星的小行星直径达到了2000千米,有冥王星那么大。这次撞击不仅让火星生命全部灭绝,还把火星的北半球削去了一大块儿,导致火星表面岩浆翻滚。虽然经过了40亿年的自身修复,火星的北半球和南半球相比还是凹进去了数千米,是太阳系八大行星中最不圆的一个。

最后,即便地球和人类的运气好,没有遭遇严重的星际碰撞,我们的太阳也有寿终正寝之时。在几十亿年之后,太阳会逐渐膨胀成一颗红巨星边缘到达地球的轨道,把地球给吞没。所以人类要进行宇宙探索,寻找新的太空家园。

而在萨根看来,要达成这一目标,最重要的前提是人类要团结起来。因为太空探索需要大量的资金和人力物力,就拿行星无人探测器来说吧,这个探测器本身价格并不高,大概只相当于一辆高级跑车的价格,但发射、控制等后续的研发则需要大量的人力物力,耗费要数倍、数十倍于这个探测器本身的价格。而要把人送上遥远的太空,则是耗资更加巨大的系统工程。比如美国的阿波罗登月计划,仅是把人送上月球,就需要举全国之力,不仅花费数百亿美元,参加工程的也有多达2万家企业、200多所大学和80多个科研机构,总人数超过30万人。要把人送入比月球远得多的太空,人力、物力非一国之力能够承担。可是现在地球上的许多国家仍然把大量人力、财力放在军事对抗上,比如美国每年的军费多达数千亿。只有人类之间放弃对抗、团结起来,才能把这些巨额的军费开支用于太空探索,才有可能实现太空探索的突飞猛进。

那么,人类未来太空探索的目标应该是什么呢?萨根认为,近期的目标应该是把人送上火星。目前,人类已经建立了绕地球飞行的国际空间站,并登上了月球,这还远远不够,因为国际空间站能完成的研究,我们完全可以靠人造卫星以及一些人工智能设备来进行,空间站最大的意义就是它上面有人。目前人类在空间站可以待上几个月,最长的可以达到两年以上,这有助于人类研究自身在太空中的生理变化,为长途太空旅行做准备。如果人类不去其他星球,国际空间站就失去它存在的意义。至于月球,它上面没有大气、没有水,并不适宜建立人类定居点,并且一旦地球遭遇不测,月球也在劫难逃。因此,再次登上月球也不应是人类宇宙探索的目标。最合适的人类近期实现登陆的目标就是火星。虽然火星上并没有生命存在,但在太阳系的行星中,它和地球环境最像,并且它距离地球也不算太遥远,数个月就可能抵达。尽管火星看上去荒凉,但随着人类科技的发展,有能力逐渐的去改造这个星球。比如说火星的温度较低,可以在火星上引入二氧化碳、氯氟烃、氨气等温室气体,调节火星表面的温度。由生物工程改造过的植物既可以在火星上制造足够的氧气,又能提供食物,满足人类基本生存的需要。就像人类曾经改造地球上的一些不毛之地一样,火星也终有一天可以适于人类居住。

而人类太空探索更为长远的目标则应该是走出太阳系,不断寻找更合适人类生存的家园,这样在数十亿年后,太阳变成一颗红巨星,结束自己的生命之时,人类才能继续繁衍下去。

以上我们讲完了本书的第三个部分,未来的宇宙探索将走向何方。人类未来宇宙探索的目标应该是把人类送入更遥远的宇宙空间,寻找新的家园。这既是人类作为漂泊者的本性,也是应对地球灾变的必然选择。为此,人类要团结起来,才有可能实现这一目标。

到这里,《暗淡蓝点》一书的主要内容就被你讲完了。在阿波罗登月项目实施期间,正是在萨根的建议下,宇航员们回望地球,第一次拍下了地球全貌的照片,也就是我们在微信开机时看到的那张照片。萨根希望人类走出地球,寻找新的太空家园,但他也始终对我们的地球家园保持着深沉的爱。他在书中这么描写我们所生活的暗淡蓝点:“在浩瀚的宇宙剧场里,地球只是一个极小的舞台,但这是家园,这是我们,你所爱的每一个人,你认识的每一个人,你听说的每一个人,曾经有过的每一个人,都在它上面度过了他们的一生。”

好,《暗淡蓝点》就为你解读到这里,听书笔记在音频下方,我们下期见。



"感谢喜欢,赞赏支持是对我的鼓励。"

微信收款码   微信收款码

很赞哦! (0)

发表评论

本栏推荐