宇宙的邊疆
我索取榮譽(yù)的對(duì)象不應(yīng)該是太空，而應(yīng)該是我的靈魂。假如我擁有一切，我就無(wú)所用心。好大喜功則為宇宙汪洋所吞沒(méi)，開(kāi)動(dòng)腦筋則領(lǐng)悟世界。
——布菜斯•始斯卡《感想錄》
已知的事物是有限的，未知的事物是無(wú)窮的；我站立在茫茫無(wú)邊神秘莫測(cè)的汪洋中的一個(gè)小島上。繼續(xù)開(kāi)拓是我們每一代人的職責(zé)。
——T.H.赫胥黎
宇宙現(xiàn)在是這樣，過(guò)去是這樣，將來(lái)也永遠(yuǎn)是這樣。只要一想起宇宙，我們就難以平靜——我們心情激動(dòng)，感嘆不己，如同回憶起許久以前的一次懸崖失足那樣令人暈眩顫栗。我們知道我們?cè)谔剿髯钌願(yuàn)W的秘密。
宇宙的大小和年齡不是一般人所能理解的。我們的小小行星只不過(guò)是無(wú)限永恒的時(shí)空中的一個(gè)有限世界。從宏觀來(lái)看，大多數(shù)人類(lèi)所關(guān)心的問(wèn)題都可以說(shuō)是無(wú)關(guān)緊要的，甚至是微不足道的。但是，我們?nèi)祟?lèi)朝氣蓬勃、勇敢好學(xué)、前途無(wú)量。幾千年來(lái)，我們對(duì)宇宙及我們?cè)谟钪嬷兴幍牡匚蛔鞒隽俗铙@人的和出乎意料的發(fā)現(xiàn)。人類(lèi)對(duì)宇宙的探索，回想起來(lái)是很令人興奮的。這些探索活動(dòng)提醒我們：好奇是人類(lèi)的習(xí)性，理解是一種樂(lè)趣，知識(shí)是生存的先決條件。因?yàn)槲覀冊(cè)谶@個(gè)宇宙中只不過(guò)是晨空中飛揚(yáng)的一粒塵埃，所以，我們認(rèn)為，人類(lèi)的未來(lái)取決于我們對(duì)這個(gè)宇宙的了解程度。
我們探索宇宙的時(shí)候，既要勇于懷疑，又要富于想象。想象經(jīng)常能夠把我們帶領(lǐng)到嶄新的境界，沒(méi)有想象，我們就到處碰壁。懷疑可以使我們擺脫幻想，還可以檢驗(yàn)我們的推測(cè)。宇宙神奧非凡，它有典雅的事實(shí)，錯(cuò)綜的關(guān)系，微妙的機(jī)制。
地球的表面就是宇宙汪洋之濱。我們現(xiàn)有的知識(shí)大部分是從地球上獲得的。近來(lái)，我們已經(jīng)開(kāi)始向大海涉足，當(dāng)然，海水才剛剛沒(méi)及我們的腳趾，充其量也只不過(guò)濺濕我們的踝節(jié)。海水是迷人的。大海在向我們召喚。我們的本能告訴我們，我們是在這個(gè)大海里誕生的。我們還鄉(xiāng)心切。雖然我們的夙望可能會(huì)冒犯“天神”，但是我相信我們并不是在做無(wú)謂的空想。
因?yàn)橛钪孢|闊無(wú)垠，所以那些我們所熟悉的適用于地球的量度單位——米、英里等等已經(jīng)沒(méi)有意義。我們用光速來(lái)量度距離。一束光每秒鐘傳播18.6萬(wàn)英里，約30萬(wàn)公里，也就是7倍于地球的周長(zhǎng)。一束光從太陽(yáng)傳播到地球用8分鐘的時(shí)間，因此我們可以說(shuō)，太陽(yáng)離我們8光分。一束光在一年之內(nèi)約穿過(guò)10萬(wàn)億公里(相當(dāng)于6萬(wàn)億英里)的空間，這個(gè)長(zhǎng)度單位——光在一年里所通過(guò)的距離——稱(chēng)為一光年。光年不是度量時(shí)間的單位，而是度量距離的極大單位。
地球是宇宙中的一個(gè)地方，但決不是唯一的地方，也不是一個(gè)典型的地方。任何行星、恒星或星系都不可能是典型的，因?yàn)橛钪嬷械拇蟛糠质强盏�。唯一典型的地方在廣袤、寒冷的宇宙真空之中，在星際空間永恒的黑夜里。那是一個(gè)奇特而荒蕪的地方。相比之下，行星、恒星和星系就顯得特別稀罕而珍貴。假如我們被隨意擱置在宇宙之中，我們附著或旁落在一個(gè)行星上的機(jī)會(huì)只有1033分之一①。(1033，在10之后接33個(gè)0)。在日常生活當(dāng)中，這樣的機(jī)會(huì)是“令人羨慕的”�？梢�(jiàn)天體是多么寶貴。
從一個(gè)星系際的優(yōu)越地位上，我們可以看到無(wú)數(shù)模糊纖細(xì)的光須象海水的泡沫一樣遍布在空間的浪濤上，這些光須就是星系。其中有些是孤獨(dú)的徘徊者，大部分則群集在一起，擠作一團(tuán)，在大宇宙的黑夜里不停地飄蕩。展現(xiàn)在我們面前的就是我們所見(jiàn)到的極其宏偉壯觀的宇宙。我們隸屬于這些星云，我們所見(jiàn)到的星云離地球80億光年，處在已知宇宙的中心。
星系是由氣體、塵埃和恒星群(上千億個(gè)恒星)組成的，每個(gè)恒星對(duì)某人來(lái)說(shuō)都可能是一個(gè)太陽(yáng)。在星系里有恒星、行星，也可能有生物、智能生命和宇宙間的文明。但是從遠(yuǎn)處著眼，星系更多地讓人想起一堆動(dòng)人的發(fā)現(xiàn)物——貝殼，或許是珊瑚——大自然在宇宙的汪洋里創(chuàng)造的永恒的產(chǎn)物。
宇宙間有若干千億(1011)個(gè)星系。每個(gè)星系平均由1000億個(gè)恒星組成。在所有星系里，行星的數(shù)量跟恒星的總數(shù)大概一樣多，即1011*1011=1022。在這樣龐大的數(shù)量里，難道只有一個(gè)普通的恒星——太陽(yáng)——是被有人居住的行星伴隨著嗎？為什么我們這些隱藏在宇宙中某個(gè)被遺忘角落里的人類(lèi)就這樣幸運(yùn)呢？我認(rèn)為，宇宙里很可能到處都充滿(mǎn)著生命，只是我們?nèi)祟?lèi)尚未發(fā)現(xiàn)而已。我們的探索才剛剛開(kāi)始。80億光年以外嵌著銀河系的星系團(tuán)催迫著我們?nèi)ヌ剿�。探索太�?yáng)和地球就更不用說(shuō)了。我們確信，有人居住的這個(gè)行星只不過(guò)是一丁點(diǎn)兒的巖石和金屬，它靠著反射太陽(yáng)光而發(fā)出微光。在這樣的大距離里，它已經(jīng)消失得無(wú)影無(wú)蹤。
但是，這個(gè)時(shí)候，我們的旅程只到達(dá)地球上的天文學(xué)所通稱(chēng)的“本星系群”。本星系群寬達(dá)數(shù)百萬(wàn)光年，大約由20個(gè)子星系組成，是一個(gè)稀疏、模糊而又實(shí)實(shí)在在的星系團(tuán)。其中的一個(gè)星系是M31，從地球上看，這個(gè)星系位于仙女星座。跟其他旋渦星系一樣，它是一個(gè)由恒星、氣體和塵埃組成的巨大火輪。M31有兩個(gè)衛(wèi)星，它通過(guò)引力——跟使我呆在坐椅上相同的物理學(xué)定律——將矮橢圓星系束縛在一起。整個(gè)宇畝中的自然法則都是一樣的。我們現(xiàn)在離地球200萬(wàn)光年。
M31以外是另一個(gè)非常相似的星系，也就是我們自已的星系。它的旋渦臂緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)著——每2億5千萬(wàn)年旋轉(zhuǎn)一周�，F(xiàn)在，我們離地球4萬(wàn)光年，我們正處于密集的銀河中心。但是，假如我們希望找到地球的話，就必須將方向扭轉(zhuǎn)到銀河系的邊遠(yuǎn)地帶，扭轉(zhuǎn)到接近遙遠(yuǎn)的旋渦臂邊緣的模糊的地方。
我們印象最深刻的是，恒星即使在兩個(gè)旋臂之間，也像流水一樣漂浮在我們的四周——?dú)鈩?shì)磅礴的自身發(fā)光的星球，有些雖然象肥皂泡一樣脆弱，卻又大得可以容得下1萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)或1萬(wàn)億個(gè)地球；有些小如一座城池，但密度卻比鉛大100萬(wàn)億倍。有些恒星跟太陽(yáng)一樣是孤獨(dú)的；多數(shù)恒星有伴侶，通常是成雙成對(duì)，互相環(huán)繞。但是那些星團(tuán)不斷地從三星系逐漸轉(zhuǎn)化成由數(shù)十個(gè)恒星組成的松散的星團(tuán)，再轉(zhuǎn)化成由百萬(wàn)個(gè)恒星組成的璀璨奪目的大球狀星團(tuán)。有些雙星緊靠在一起，星體物質(zhì)在他們之間川流不息，多數(shù)雙星都象木星與太陽(yáng)一樣分離開(kāi)來(lái)。有些恒星——超新星——的亮度跟它們所在的整個(gè)星系的亮度一樣；有些恒星——黑洞——在幾公里以外就看不見(jiàn)了。有些恒星的光彩長(zhǎng)年不減；有些恒星閃爍不定，或以勻稱(chēng)的節(jié)奏閃爍著。有些恒星穩(wěn)重端莊地轉(zhuǎn)動(dòng)著，有些恒星狂熱地旋轉(zhuǎn)著，弄得自己面貌全非，成了扁圓形。多數(shù)恒星主要是以可見(jiàn)光成紅外光放出光芒；其他恒星也是X光或射電波的光源。發(fā)藍(lán)光的恒星是年青的星，會(huì)發(fā)熱；發(fā)黃光的恒星是常見(jiàn)的星，它們已經(jīng)到了中年；發(fā)紅光的恒星常常是垂亡的老年星；而發(fā)白光或黑光的恒星則已奄奄一息。銀河里大約有4千億個(gè)各種各樣的恒星，它們的運(yùn)轉(zhuǎn)既復(fù)雜又巧妙。對(duì)于所有這些恒星，地球上的居民到目前為止比較了解的卻只有一個(gè)。
每個(gè)星系都是太空中的一個(gè)島嶼，它們與其鄰居隔光年之距遙遙相望，我可以想象，在無(wú)數(shù)星球上的生物對(duì)宇宙的模糊認(rèn)識(shí)是如何產(chǎn)生的：他們?cè)陂_(kāi)始的時(shí)候都以為，除了他們自己小小的行星以及他們周?chē)哪切﹨^(qū)區(qū)可數(shù)的恒星以外，再也沒(méi)有其他的星星了。我們是在與世隔絕的情況下成長(zhǎng)起來(lái)的，我們對(duì)宇宙的正確認(rèn)識(shí)是逐漸形成的。
有些恒星可能被數(shù)百萬(wàn)個(gè)沒(méi)有生物的由巖石構(gòu)成的小星球所包圍，這些小星球是在它們演化的某個(gè)初級(jí)階段凍結(jié)而成的行星系。大概許多恒星郡有跟我們類(lèi)似的行星系：在外圍具有由大氣環(huán)所包圍的行星和冰凍衛(wèi)星，而在接近中心處則有溫?zé)岬�、天藍(lán)色的、覆蓋著云的小星球。在一些行星上可能已經(jīng)有高級(jí)動(dòng)物，他們也許正在從事某種巨大的工程建設(shè)來(lái)改造他們的行星世界，他們是我們宇宙中的兄弟姐妹。他們跟我們的差別很大嗎？他們的形狀、生物化學(xué)、神經(jīng)生態(tài)、歷史、政治、科學(xué)、技術(shù)、藝術(shù)、音樂(lè)、宗教、哲學(xué)等方面的情況如何？也許有一天我們會(huì)知道的。
我們現(xiàn)在已經(jīng)回到了我們的后院——離地球1光年的地方。包圍著我們的太陽(yáng)的是一群巨大的雪球，這些雪球由冰塊、巖石和有機(jī)分子組成：它們就是彗核。每當(dāng)恒星經(jīng)過(guò)的時(shí)候都對(duì)它們產(chǎn)生一定的引力作用，最后迫使它們當(dāng)中的一個(gè)雪球傾倒到內(nèi)太陽(yáng)系。由于太陽(yáng)熱的作用，冰塊被蒸發(fā)，于是就出現(xiàn)了美麗的彗尾。
我們現(xiàn)在來(lái)到我們星系的行星上。這些星球相當(dāng)之大，它們都是太陽(yáng)的俘獲物。由于重力作用，它們被迫作近似圓周運(yùn)動(dòng)。它們的熱量主要來(lái)自太陽(yáng)。冥王星覆蓋著甲烷冰，它唯一的伙伴是它的巨大衛(wèi)星卡戎。冥王星是被太陽(yáng)照亮的，因?yàn)樘?yáng)離它很遠(yuǎn)，從漆黑的天空中看上去，太陽(yáng)只不過(guò)是一個(gè)明亮的光點(diǎn)。巨大的氣體星球海王星、天王星、土星——太陽(yáng)系的寶石——和木星部分別有一個(gè)冰凍衛(wèi)星作伴相隨（這些行星近年均被發(fā)現(xiàn)有更多的衛(wèi)星甚至衛(wèi)星群相伴隨�！幹�。在氣體行星及其冰凍衛(wèi)星的內(nèi)側(cè)就是充滿(mǎn)巖石的溫暖的內(nèi)太陽(yáng)系。例如，在那里有紅色行星——火星。在火星上有高聳的火山、巨大的裂谷、席卷火星的大沙暴，并且，完全可能還有一些初級(jí)形態(tài)的生物。所有太陽(yáng)系的行星都繞著太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)。太陽(yáng)是離我們最近的一個(gè)恒星，它是一個(gè)令人恐怖的氫氣和氦氣的熱核反應(yīng)爐，它的強(qiáng)光照耀著整個(gè)太陽(yáng)系。
經(jīng)過(guò)一番漫游之后，我們終于回到了我們這個(gè)弱小的淺藍(lán)色星球。宇宙汪洋茫無(wú)際涯，范圍之大，難以想象，而這個(gè)星球僅是其中之一，完全淹沒(méi)于宇宙汪洋之中，它的存在可能僅僅對(duì)我們有意義。地球是我們的家，我們的母親。人類(lèi)是在這里誕生和成長(zhǎng)的，是在這里成熟起來(lái)的。正是在這個(gè)星球上，我們激發(fā)了探索宇畝的熱情。也正是在這里，我們正在痛苦和不安之中掌握我們自己的命運(yùn)。
人類(lèi)有幸來(lái)到地球這個(gè)行星上。這里有充滿(mǎn)氮?dú)獾乃{(lán)天，有碧波蕩漾的海洋，有涼爽的森林，還有柔軟的草地。這無(wú)疑是一個(gè)生機(jī)勃勃的星球。從整個(gè)宇宙來(lái)看，它不但景色迷人，天下稀有，而且到目前為止，在我們的行程所經(jīng)歷過(guò)的所有時(shí)空當(dāng)中，只有這個(gè)行星上的人類(lèi)開(kāi)始對(duì)宇宙進(jìn)行探索。必定有許多這樣的星球散布在整個(gè)宇宙空間里，但是，我們對(duì)它們的探索從這里開(kāi)始。我們有人類(lèi)百萬(wàn)年來(lái)用巨大的代價(jià)積累起來(lái)的豐富知識(shí)。我們這個(gè)世界人才濟(jì)濟(jì)，人們勤學(xué)好問(wèn)。我們的時(shí)代以知識(shí)為榮。我們是很幸運(yùn)的。人類(lèi)是宇宙的產(chǎn)物，現(xiàn)在暫時(shí)居住在叫做“地球”的星球上。人類(lèi)返回家園的長(zhǎng)途旅行已經(jīng)開(kāi)始。
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