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地球外威胁:葛剑雄文集①

【摘要】:六、天外来客——来自地球外的威胁天空一向是一个神秘的地方,大概每个民族都有对天空的崇拜和向往,他们心目中的神灵大多生活在天上,肉体或灵魂升天自然成为一种最高的追求。降落在宋国的五块陨石并非那次天外来客的全部,因为陨石在地球大气层高压带降落时受到高温高压气流的冲击,有的陨石会发生爆裂,变为许多陨石碎块落向地面,这种现象被称为陨石雨。

六、天外来客——来自地球外的威胁

天空一向是一个神秘的地方,大概每个民族都有对天空的崇拜和向往,他们心目中的神灵大多生活在天上,肉体或灵魂升天自然成为一种最高的追求。但天空也是很多灾害的来源,在古人的眼中,暴雨、大风、大雪、冰雹、迷雾、浓霜,无一不是从天而降,都是天对人类的儆戒和惩罚。

到了20世纪,科学早已能够解释古人对天的种种疑问。但科学的发达又促使人们关注到地球以外的空间,并进而产生了新的忧虑:人类的未来是否会受到来自地球之外的某种力量的威胁?

(一)以往的天外来客

尽管古人经常希望来自上天的神灵会给人类带来好运,但天外来客对人类未必友好。对20世纪的科学家而言,印象最深的大概莫过于著名的“通古斯大爆炸”了。

1908年6月30日清晨,俄罗斯西伯利亚还是一片寂静。突然间上空出现了一个巨大的火球,发出比太阳还耀眼的光亮,伴随而来的震耳欲聋的爆炸声响,在1000公里的范围内都能听到。猛然间大地剧烈抖动,引起了熊熊大火,冲击波摧毁了方圆数百平方公里内的森林,成片成片的树木纷纷倒下。各个地震物理观测站的地震仪记下了这次不平常的地震,并记录了绕行地球两圈的、强烈的空气冲击波。据推测,这可能是一颗直径70米的小彗星的冰核与地球相遇造成的。

所幸撞击发生在荒无人烟的西伯利亚,当时感觉到的人很少,世界上绝大多数人事后也一无所知,连有关的科学家一时也没有弄清是怎么一回事。要是发生在人烟稠密的地方,直接造成的生命财产损失必然会极其巨大,在社会上引起的恐惧、对人类精神上的打击也必将会更大。

其实,这类天外来客早已光顾地球,例如目前所知世界上最大的陨石坑在美国亚利桑那,坑的直径有1240米,深达170多米,坑的四周比周围地面高出40米左右。科学家考察分析后认为,这是大约2万年前,一个直径约60多米、重10多万吨的铁陨石以每秒20公里左右的速度撞击地球的结果。而地表最大的陨石坑要数俄国的波皮盖坑,直径有100公里。

早在公元前2000年,埃及人就在纸草上记下了从天外落下石块和铁块的事,中国夏代也有陨星雨的传说。不过世界上最早并最精确、最系统地对这类天外来客进行记录的,还要数中国人。在著名的儒家经典《春秋》上有这样的记载:“(鲁僖公)十有六年,春王正月戊申朔,陨石于宋五。”(鲁僖公十六年正月初一戊申,五块石头陨落在宋国。)这一天是公元前645年12月24日。对这一事件,《左传》还作了进一步的解释:“十六年春,陨石于宋五,陨星也。”作者认为,这五块陨落在宋国的石头是天上落下的星。这是人类第一次将这类天外来客称为“陨星”,这比欧洲人认识到这类“石头”的来源要早两千多年。从公元前7世纪中叶开始,中国记录到的陨石降落有700多次。

降落在宋国的五块陨石并非那次天外来客的全部,因为陨石在地球大气层高压带降落时受到高温高压气流的冲击,有的陨石会发生爆裂,变为许多陨石碎块落向地面,这种现象被称为陨石雨。破碎后的陨石大小不等,小的陨石比一颗豌豆还小,所以往往不容易发现。世界上最大的陨石雨记录是1976年陨落在中国吉林的陨石雨,在这次陨石雨中发现了目前世界上最重的石陨石,达1770公斤,被称为吉林1号陨石。第二位是美国的诺顿.富尔内斯陨石,重1079公斤;第三位是美国的长岛陨石,重564公斤。相比之下,主要由铁的化石物构成的铁陨石要重得多。世界上最大的铁陨石是非洲纳米比亚的戈巴陨铁,重约60吨。其次是新西兰的约角1号陨铁,重约33吨。我国新疆的大陨铁居第三位,重约30吨。要是这些客人突然光临某一大城市,后果将不堪设想。

据计算,吉林1号陨石是以2°5′的角度砸向地面的,在地面上留下了1.4米宽的擦痕。形成的陨石坑坑口略呈椭圆形,短径2米,长径2.1米,坑深6.5米。由于大多数陨石质量不大,陨落时受到大气的阻力,落地前的速度已经减少到每秒几十米到300米左右,所以形成的坑较小较浅。铁陨石由于含铁量很高,早就被人们发现并加以利用,在中国和其他国家一些二三千年前的古墓中,往往会发现一些用铁陨石制造的器物,如在河北藁城县的商代中期古墓中曾发掘出一件铁刃铜钺,经分析,铜钺的铁刃是由八面体铁陨石锻制而成的。在河南浚县出土过商末周初两件青铜武器,其铁叉和铁援部分也是由铁陨石锻制而成的。正因为如此,较小的铁陨石很少保存下来,而大的铁陨石大多已被搬动,已经不在原来的陨石坑里了。

据调查,世界上有100多个大型陨石坑,但像美国亚利桑那一类特别大的陨石坑底下,往往并没有留下特别大的陨石。这是由于当一个非常大的陨石与地球相遇时,大气的减速作用就显得不够,陨石会以高速与地球相撞,在这一瞬间释放出的巨大能量,会将大部分陨石物质和碰撞点附近大量的地面物质完全粉碎并且气化。也就是说,陨石的大部分和与它接触到的地面的大部分在一刹那间化为气体,剩下的碎片熔化滴粒散布在陨石坑周围的广大区域。

各类陨星是名副其实的天外来客,因为它们本来都是太阳系中的流星体,沿着椭圆形的轨道绕着太阳运动。流星体是一些大小不等的碎块,通常都很小,即使与地球相遇,一般都已在进入大气层时全部熔化气化,质量较大的才能最终落到地面。

尽管先民早就懂得物尽其用,将陨铁当作优质铁来利用,但多数目睹了陨星降落过程的人却无不忧心忡忡,怀疑是天降大灾的预兆。《春秋》之所以要记载陨星落在宋国这件事,也是将它作为一种“灾异”。据《左传》记载,陨星出现后不久,周朝的内史叔兴出使宋国,宋襄公就问他,这陨星是什么征兆,是吉是凶,将会有什么应验。在以后各种正史的《五行志》、《灾异志》中,陨星也都是作为不吉利的象征和灾祸的预兆而载入史册的。

不过到目前为止,世界上还没有陨星直接伤人,造成生命损失的记录;或许有,也是发生在遥远的过去或人烟极其稀少的地方,以至没有产生什么影响。据估计,现在每年降落在地球的陨石大约有500次,但其中大多数坠落在海洋、江河湖泊、山岭、荒漠,能够被人们发现并回收到的是极少数,所以陨星是稀有的宇宙标本。很少有人会担心陨星给人类带来灾害,倒是每次发现陨石或陨冰会引起科学探索的热潮。但科学发达以后,也使一些知情人产生了“远虑”:另一类天外来客——小行星会不会光临地球?

(二)小行星与地球:会不会有“世纪之吻”

小行星为人类所知还不到200年。原来根据提丢斯.波得定则,在火星和木星轨道之间还应该有一颗大行星,它的轨道半长径应为2.8天文单位,但科学家一直没有见到这颗行星的踪影。1801年元旦之夜,意大利西西里天文台台长皮亚齐果然发现了一颗在恒星之间游动的新星,后来被命名为“谷神星”。它的轨道半长径为2.77天文单位,与丢提斯.波得定则相符。但这颗星太小,不能与大行星相比,因而被称为小行星。第二年,一位德国医生、业余天文爱好者奥伯斯发现了第二颗小行星——智神星,1807年他又发现了第四颗小行星——灶神星,在此期间德国天文学家哈丁发现了第三颗小行星——婚神星。此后由于照相术的广泛应用,更多的小行星被陆续发现。到1997年2月20日为止,被发现的小行星已达109745颗,其中被编号命名的已超过2000颗。用照相巡天观测到的亮度大于21.1照相等的小行星达50万颗,但它们的质量不大,估计总质量只有地球质量的万分之四。

天文学家用各种方法测算出了一些小行星的直径,但不同的方法得出的数字有一定的差异,如目前所知最大的谷神星的直径在770.1050公里之间。除了谷神星等几颗较大外,其余的小行星直径都不大,质量也很小。

谷神星和灶神星可能是球状的,但大多数小行星的形状却是不规则的,有三轴体,有长条的,也有其他各种形状。这些质量只有木星、土星质量一百多万分之一的小行星,其自转周期却同木星和土星相近。已经测出的70多颗小行星的自转周期在2.16小时之间。

本来,小行星的发现和观测只是作为一项天文学的成就,或者是业余天文学爱好者的一种乐趣。可是,进入90年代后,观测和计算小行星的轨道却成了与人类的生存休戚相关的一件大事,主要原因是出现了轰动一时的“彗木相撞”。

1991年3月24日夜里,Carelyn Sheemaker和David Levy发现了一颗彗星,这颗彗星因而被命名为Sheemaker -Levy(舒梅克.列维)。随后很快发现彗星已分裂为碎片,到3月底已计算出主要的碎片将于1992年接近木星。1993年4月初,舒梅克的主体已经在绕木星而转,到5月底,天文学家发布了一个惊人的消息:舒梅克彗星可能在1994年撞击木星。当时它距木星的距离还有三分之一个天文单位。这是人类有史以来第一次预测并观测到彗星与行星相撞,有人亲切地称之为“世纪之吻”。

1994年7月16日至22日,舒梅克彗星的21块大碎片和其他小碎片,先后以每秒约60公里的速度撞向木星南半球的表面,每次撞击都引起持续几分钟的剧烈爆炸和震动,远远胜过地球上威力最强大的核武器的爆炸,因撞击而形成的“尘埃罩”的厚度比地球直径还长。所幸木星上还没有生命,否则这一“吻”必定会是他们一场难逃的浩劫。

天文学家和业余爱好者莫不庆幸自己生逢其时,得以看到这亘古未遇的奇景。就是普通人,也有幸看到当时拍下的照片。就在写这一章之前,我在因特网上打上Jupiter(木星)这个主题,就查到了大批有关的报道和论文,并附有很多精美的照片。但早在测出舒梅克将撞击木星时,有人就表达了这样的忧虑:小行星中会不会出现一个“舒梅克”,什么时候来“吻”一下地球?

是杞人之忧吗?不是。因为已经发现的10万余颗小行星中,有404颗是比较接近地球的,在这些近地小行星中有96颗对地球有潜在的威胁。1997年1月20日,中国北京天文台兴隆观测站发现了一颗被临时命名为1997B R的近地小行星,根据国际小行星测算中心的测算,1997B R的直径约1.2公里,它的运行轨道与地球的轨道相切,也就是说,这颗小行星存在着与地球相撞的可能性。到目前为止,这样的近地小行星还只发现过3颗。这一消息一公布,立即引起了全世界天文学界的关注,也使一些人感到有些紧张。

彗木相撞的景象还历历在目,要是这一切发生的地球上,会出现什么后果呢?按照木星上曾经出现过的情况推测,如果有一颗直径超过1公里的小行星撞击地球,将会发生剧烈的爆炸,并引发强烈的地震、海啸、火山爆发。在一瞬间释放出来的巨大能力会将大量物质抛入天空,地面上数以万亿吨计的岩石和土壤将被汽化,由此形成的“尘埃罩”遮天蔽日,持续数年不散。由于太阳的辐射被阻挡,地球上将出现漫长的冬天,生物因此而大量死亡灭绝。

这并非危言耸听,也不是纯粹的想象,因为大多数科学家相信,大约在6500万年前,地球遭遇过一次或多次这样的灾难。一些人认为,这是导致恐龙灭绝的主要原因,也因此使不少物种从此在地球上消失。

我们固然需要密切注视着这颗小行星的运动,精确计算出它未来的变化,但也应该看到,可能性并不等于必然性,更不是既成事实。从目前已经掌握的情况看,这种可能性是微乎其微的。

这颗小行星的轨道与地球运行的轨道相切,说明这两条轨道会出现一个交点,但只有当小行星与地球同时到达这个交点时,才可能发生碰撞。只要地球与小行星不是同时到达这一点,就什么事情也不会发生。与地球的轨道相比,小行星1.2公里的直径几乎可以忽略不计,而双方巨大的相对速度更使一切都变得稍纵即逝。总之,碰撞的概率是极低极低的。

小行星的轨道并不是稳定的,稍有变化,就不会再与地球轨道相切。小行星本身也是很不稳定的,可能与其他星体相撞,也可能分裂为更小的碎片,或许等不到进一步接近地球就已经消失了。还存在着这样的可能性,小行星虽然接近了地球,但方向和速度都比较适当,因而从此像卫星一样环绕地球运转,成为一颗新的“月球”。

在地球几十亿年的历史上,这样的碰撞也并不多见,像6500万年以前的那次大灾,目前还没有发现在此后的地质年代里重演。尽管陨星坠地的事不断在发生,但直径超过1公里级的星体撞击地球的概率只有几百万年才出现1次,这几个世纪的人类恐怕未必那么“幸运”。

再说,人类对小行星运行轨道的测算已经非常精确。从小行星被发现开始,科学家就开始研究它们的运动,计算它们的轨道。20世纪初,科威耳与克洛梅林在研究哈雷彗星的运动时创立了著名的科威耳方法,完全摆脱了中间轨道的束缚,直接计算天体的坐标,所以被广泛地运用于计算小行星轨道。电子计算机普及和发展后,复杂的计算过程已经变得相对简易。目前,天文学家对2000多颗编号小行星的轨道已经计算得非常精确,并且随时在注视着它们的变化。对那几颗近地小行星,全世界的天文学家都在密切地观测,计算出它们可能发生的变化。所以,如果真的有哪一颗小行星越来越接近地球,一定会预先发出警报。

所谓“近地”,只是相对于其他更远的小行星而言,实际离地球的距离还相当远。所以即使万一出现了小行星向地球飞来的预兆,人类还有充分的时间作出反应。科学家已经设想了几种方案,其中之一,是发射火箭去轰击小行星。由于小行星的质量不大,与高速飞行的火箭撞击后可能分裂为很多碎片和粉尘,一般就不会再对地球造成威胁。必要时还可以对分裂后较大的碎片进行二次撞击。另一种可能,就是经过撞击后,小行星的主要部分改变了轨道,从此飞离地球。从目前已经掌握了准确地将火箭送往其他行星、在太空成功地实行多次对接、使火箭在空中重新点火并调整方向等一系列技术看,以上方案的准备和实施不会有太大的困难。

但是多数科学家不相信会有这样的必要,因为这种小行星与地球邂逅的事在人类产生以来还没有发生过。正如澳大利亚一位科学家所说的:“我们的行星保持适宜生命的环境至少已有35亿年了,因而宇宙并非完全充满敌意。如果我们认真地推测一下,在未来几千年里技术得以继续飞速发展,人类将能控制越来越大的物理系统,并最终避免哪怕是天文尺度上的灾难。”

(三)外星人:企盼还是担忧(www.chuimin.cn)

很久以前,就有人开始注意到了来自天外的飞行物体。在我国的古籍中就有不少这方面的记载。现在,记录和研究这类被称为T F O(不明飞行物,或译为幽浮)的活动可谓遍及世界,并且不断有新的发现传来。如在我国,发现这类不明飞行物的不仅有业余爱好者,还有正在观测的专业人员,有时看到的人成千上万,在航线上飞行的民航客机与不明飞行物相遇的报道也不止一次。在世界范围内,已经收集的资料、照片、录像更不计其数。但到目前为止,对不明飞行物依然人言人殊,莫衷一是,成为人类几项不能解决的疑问之一。

不过,T F O只是这一疑问的表面,因为没有T F O便罢,如果有的话,那必定是有人驾驶或操纵的,驾驶或操纵这些不明飞行物的“人”——外星人——才是人类最关心的。他们究竟是谁?生活在什么星球?来地球何事?对人类态度如何?

尽管“外星人”这个名称使用的时间还不长,但古人早已用各种名字来称呼想象中来自天外的“人”了。人们往往将人间的一切都搬到天上,想象天上也有各式人等,敬之者尊之为神仙上帝,惧之者称之为妖魔鬼怪。中国古代还有一个“一人得道,鸡犬升天”的故事,说明在人们的心目中,连鸡犬这些动物也以能升天为幸为荣。天上的“人”光临人间的传说,从古至今一直流传,从古籍中的片言只语到近现代的详细记载,甚至有人拍下了彩色照片。70年代,一本名为《众神之车》的书在世界上广泛流传,写的正是从古到今地球各处留下的外星人曾经光临的证据。作者自称做过长期研究,收集了大量资料,考察了各地的遗迹和各种实物,加上书中谈得神乎其神,似乎凿凿有记,一时间使不少人信以为真。但以后发现,这本书的内容居然完全出于编造,最终被公认为一场大骗局。

但是公众对外星人的热情丝毫没有减退,与外星人相遇的消息时有所闻,如某地确实曾有外星人来过,某人曾被外星人俘获并被作过检查,某人与外星人长期保持着联系。最惊人的信息来自美国西部某地,据说当地不少人见过外星人,有的外星人被美国军方俘获,军方至今藏有外星人的“尸体”。而军方又以“军事秘密”为由拒不说明事实真相,就更增加了此事的神秘色彩。最近,美国军方终于打破沉默,正式宣布,当时确实曾在该地区进行过一系列的军事演习,所谓“外星人”实际上是用作试验的假人。至此,大多数人认为真相已经大白,但那些坚信外星人存在的人并不相信军方的解释,以为这只是继续欺骗公众的一种手段。

这类对外星人的寻找或研究,无论是出于什么目的——探索科学,追求商业利益,娱乐消遣,满足好奇,寻求刺激——一般不会对社会造成什么负面影响。就像人类对其他未知物如神农架野人、喜马拉雅山雪人、尼斯湖怪兽的长期寻访一样,或许能有所发现,或许永远没有结果。但是一些科学幻想影视的误导,却使一些人产生了外星人是人类未来的灾星、人类甚至将被他们毁灭的错觉。

我们经常可以在这些影视片中看到这样一些镜头:外星人凭借着先进的、人类从未了解的武器来到地球,随心所欲、不费吹灰之力地摧毁想要摧毁的一切。世界上的各类武器装备和建筑,在外星人面前如同泥塑纸糊,不堪一击。世界各国联合起来也无计可施,人类已到了灭绝的边缘。最后的结局当然不是人类的灭亡,但与其说是人类的胜利,还不如说是外星人的失败,因为往往只是由于他们自己的某些先天不足被人类利用,或者是外星人中某位善人制止了同类的暴行,或者是人类中某位英雄偶然发现了制胜之道。由于一些“大片”充分运用了高科技成果,在声、光、形、影及各种特技上都拍得光怪陆离,气势恢宏,具有震撼力,给观众留下极其深刻的印象,无形中将幻想当成了事实。

这类故事是千万当不得真的。且不说外星人到目前还是一个未知数,即使有外星人,也不会出现像这类影视片的那样的故事和结局。

科学家已经使用多种手段对太阳系的行星和它们的卫星进行过探测,但迄今为止还没有发现任何生命的迹象。根据现有的知识来推测,个别星球上即使有生命存在,也必定处于相当原始的低级的阶段,要进化到与人类相近的水平不知还要多少年。

至于太阳系以外的情况,尽管我们了解得还不多,也不妨作一些推测。从理论上分析,既然在太阳系中可以产生一个地球,在地球上又产生了人类,那么在其他星系中也完全可能具有同样的条件,所以也可以产生类似地球的星球,进而产生类似人类的“人”。这类“人”当然也应该有一个进化发展的过程,所以他们可能还低于目前人类的水平,也可能已经高于地球上人类的水平。人类还只能登上月球,还不能登遍太阳系的其他行星,更不能飞往太阳系以外。所以,外星的“人”必须大大高于地球上人类的水平,才有来到地球的可能性。不能想象,外星的“人”只有十分先进的物质文明,而不具备相应的精神文明。这是外星“人”与人类关系的一个重要前提。

人类在物质文明进步的同时,精神文明也在不断进步,文明水平在逐渐提高。今天,人类已经开始比较自觉地保护环境,维持生态平衡,抢救濒危生物,维持物种的多样性。人类已经通过发射携带有各种信息和实物的远程火箭,向宇宙中可能存在的同类发出了友好的音讯。那么文明程度远远高于人类的外星“人”为什么要对人类不友好?

万一他们来到地球,会发生什么事情呢?

如果他们想了解地球的环境与人类的状况,相信他们完全能拥有必需的设备和技术,或许根本不必过于逼近地球,也不必俘获一批人去作检查试验。绝不会像某些科幻片中那样,因为不适应地球的环境而突然死亡,或者因为断绝了与所在星球的联系而束手无策。

如果他们想与人类交流,他们应该拥有比人类先进的交流工具,完全可以克服语言和文字的障碍,缩短时间与空间的距离,通过电脑或比电脑更高级的媒体,互相输送各种信息,达到完全的沟通。这样就不致与人类发生误会,或者将人类当成假想敌。

有的科幻片描写外星人需要掠夺人类或地球上的某种物资,这是不合逻辑的。如果外星人比人类落后,这还可以理解。比人类先进得多的外星人如果需要劳动力,完全可以通过其他办法,如多造一些机器人和先进的工具;如果需要人身上的某些器官,也可以用生物工程复制;如果需要人类的某种智慧,那就更荒唐了,他们岂会在这一方面落后于人类?真落后了,一旦他们得知,自然会很快地掌握,绝不会因此而仇视人类。宇宙中的各类物质远多于地球及太阳系的其他星球,何必路远迢迢为此而来呢?即使真有需要,难道不能通过星际贸易或交换?

还有人将到地球来惹祸的外星人设想成外星人中的个别狂人疯子、心态不正常者,他们在地球的破坏摧残也违背了多数外星人的意愿,所以才有其他外星人在紧急关头追踪而来,将这几个祸害消灭的结局。这样的情节虽编得动人,但逻辑上还是经不起推理的。一个健全的社会,精神错乱、心态失常的人必定会大大减少,对个别这类人也会加强治疗和管理,对其他有可能构成危险的人会加强防范,更不会像《水浒传》第一回中那位“洪太尉”那样,误放“妖魔”入人间。就像我们有时担心掌握着核按钮的大国首脑会不会因为精神失常而首先发动一场毁灭性的战争,或者担心保管致命病菌的人会在不知不觉中将病菌释放出来一样,而不了解与此同时存在的种种安全和预防措施。既然地球上没有出现他们所担心的后果,发达的外星人社会难道不会考虑得更周到吗?

总之,与对人类社会未来的忧虑相比,对外星人的威胁我们倒可以高枕无忧。而且,从人类的进步和地球上的繁荣着想,我们倒应该欢迎外星人早一些光临,他们将给我们带来远比我们先进、可能我们还不能理解的新文明,这将成为人类进入真正的新世纪的契机。

(四)走出地球:新的生存空间

人类早就做过离开地面的梦想,并且尝试用各种办法实现这一梦想。早在战国时期,一位能工巧匠公输般就用竹子和木材制成木鹊,纵飞上天。据记载,墨子也制造过能飞上天的木鸟。据《后汉书·张衡传》载,张衡曾制成木鸟,身上有翅膀,腹中有机关,可以飞数里。公元初,王莽征求能人征伐匈奴,有人表示他能飞行窥视匈奴的虚实,王莽令他表演试验,此人用鸟羽做成两只翅膀装在身上,又在头上和身上插上羽毛,装上环钮等器件,结果飞了数百步后落地。大概由于没有出现成功的例子,这类试验以后逐渐停止了。

在欧洲的中世纪,也有不少人进行过飞行的尝试。他们用羽毛作翅膀,从塔上或高处往下跳,想像鸟一样飞起来,结果无不以失败而告终。但还是有人在作进一步的研究,如文艺复兴时期的达·芬奇就研究过飞行问题,并取得了进展。可惜的是,他的研究成果直到19世纪后期才被发现,对航空事业的发展未能起到应有的作用。到17世纪后期,意大利的G.A.博雷利在研究了人类肌肉与飞行的关系后,下了这样的结论:“人类靠自己的体力作灵巧的飞行是绝不可能的。”

13世纪的R.培根提出过用稀薄空气或液体燃料充入薄壁金属球,使之在空气中上升的设想,但直到1783年6月4日,法国的蒙哥尔费兄弟才以自己制成的热气球进行了成功的表演。当年的9月19日,他们制成了一个更大的热气球,载上羊、公鸡和鸭各一只,飞行了8分钟后安全降落。1783年10月15日,F.P.罗齐埃乘热气球上升到26米,飞行了4分半钟。同年11月21日,他和M.达尔朗德乘热空气气球作了一次自由飞行,在约1000米的高度用25分钟时间飞行了约12公里,成为人类乘航空器的第一次空中航行。气球的成功为飞艇的问世铺平了道路。飞艇——带有动力(蒸汽机或内燃机推动的螺旋桨)、可操纵(有方向舵)的气球——应运而生。1852年9月24日,第一艘飞艇由巴黎飞至特拉普斯,航程28公里,速度约每小时10公里。到1936年,世界上最大的飞艇德国的“兴登堡号”长度已达245米,可载75名旅客,每小时速度达150公里,可以从德国飞往美国。但第二年“兴登堡号”在美国新泽西州上空起火,从此结束了飞艇的商业航行。

在制造气球的同时,人们已经开始研究重于空气的航空器——飞机。19世纪初,英国的G.凯利首先提出了利用固定的机翼产生升力和利用不同的翼面控制和推进飞机的概念,这是使飞机成为可能的第一步。1849年,凯利制成了一架滑翔机,将一个10岁的孩子带到几米的上空。1853年,他又制成一架载人滑翔机,带着他的马车夫飞了几百米。但当时还找不到一种足以产生足够大的推力以克服自身重量的发动机,还无法实现动力飞行。1903年12月17日,美国的莱特兄弟驾驶着一架“飞行者”1号起飞了,在当天的4次飞行中,最远一次飞了约260米,留空时间59秒,这是人类最早的持续动力飞行。“飞行者”号的机体用布、木材、钢管制成,装一台8.8千瓦(12马力)的水冷四缸活塞发动机,飞机重约340公斤。不到100年后的今天,飞机已经成为人类生活中不可或缺的工具,每年将数以亿计的旅客、数以万吨计的货物运往地球的各个角落,最快的飞机速度已是音速的数倍,最大的飞机可以装载数百名旅客或数百吨货物,远程飞机可以不着陆地飞往地球上的任何地方。

但是飞机只是缩短了地球上的距离,却没有给企图飞离地球遨游太空的人带来希望,因为再快的飞机都无法摆脱地球的引力。不过,人的想象总是走在科学技术的前面,早在17世纪,开普勒就撰写了幻想小说《梦游》,为读者描述了飞向月球的情景。最富有想象力的是法国的S.C.德·贝尔热拉克,他在《月球旅行》一书中设想了包括火箭在内的推进方法。19世纪后期,太空飞行的科学幻想小说再度流行,其中像法国作家J.凡尔纳的《从地球到月球》、《环游月球》产生了广泛的影响。

科学家也想到了火箭。中国是火箭的故乡,早在公元3世纪的三国时期,就开始使用这个名称。公元10世纪已经有火药用于火箭的文字记载,但那时的火箭还只是将火药绑在箭杆上,由弓弩射出,并不是靠自身喷气推进。12世纪宋金间的战争和以后金、元、宋间的战争促进了火药武器的发展,其中一些武器可能利用了火药燃烧产生的推力。但火箭的雏形却产生于娱乐的需要,在南宋孝宗时(1163.1189年)出现了“高升”(俗称“双响”或“二踢脚”),它利用火药一次爆炸的反作用推力升到空中,然后再引爆另一部分火药发出声响。稍后又出现了“地老鼠”和“走线流星”,都是利用火药燃时自身喷气的反作用力向前推进,是最早靠自身喷气推进的真正火箭的雏形。遗憾的是,直到近代,这类原始火箭丝毫没有进步,并且一直只用于婚丧喜庆活动,而西方的作家和科学家却早已注意到火箭所具有的强大的推进潜力。19世纪后期到20世纪初,俄国的齐奥尔科夫斯基首先从理论上证明用多级火箭可以克服地球引力而进入太空,并肯定了液体火箭发动机是航天器最适合的动力装置。美国的戈达德在1919年提出了火箭飞行的数学原理,指出火箭必须具有每秒7.9公里的速度才能克服地球的引力。他从1921年开始研究液体火箭,1926年3月16日,他制造的液体火箭首次飞行成功,达到12米高,56米远,使他成为液体火箭的创始人。

德国对火箭的军事潜力寄予希望,高度重视火箭的研制。1932年12月,由青年专家W.冯·布劳恩领导的设计研究小组研制的A.2火箭试射成功,高度达到3公里。1935年研制的第二代火箭A.3采用了再生冷却式燃烧室和燃气舵等新技术,重750公斤,推力达14.7千牛(1500公斤力)。1942年10月3日试验成功的V.2导弹,飞行了180公里。第二次世界大战结束后,美国和前苏联通过仿制V.2火箭,建立起自己的火箭和导弹工业,并在此基础上准备发射人造地球卫星。1957年10月4日,苏联用“卫星”号运载火箭把世界上第一颗人造地球卫星送入太空,开创了人类的航天新纪元。接着,美国于1958年1 月31日用“丘比特”C火箭发射了“探险者1号”地球卫星。60年代后,法国(1965年11月26日)、日本(1970年2月11日)、中国(1970年4月24日)、英国(1971年10月28日)、欧洲空间局(1979 年12月24日)、印度(1980年7月18日)先后用自行研制的运载火箭,成功地发射了自己的第一颗人造地球卫星。如今,围绕地球飞行的人造卫星数以千计,每时每刻被运用于民用和军事的各个方面,而气象、通讯、广播、导航、资源、测绘实用卫星已使人类广泛受益。

随着火箭的进步,人类真正进入太空的梦想终于成为现实。1961 年4月12日,苏联用“东方号”运载火箭将“东方1号”飞船送入太空,使加加林成为世界上第一个进入太空的人。1969年7月20日,由美国航天员N.A.阿姆斯特朗和E.E.奥尔德林驾驶的“阿波罗11号”飞船成功地降落在月球赤道附近的静海区,人类第一次在地球以外的星球上留下了自己的脚印。此后,“阿波罗”12、14、16、17号相继登月成功。

美国人登上月球时,中国正经历着“文化大革命”的浩劫。对这一人类壮举,当时一位国家领导人说:“地球上的事还做不完,花那么多钱跑到月球上去干什么?”既表现了对科学技术突飞猛进的麻木不仁,也不得不以此来掩盖自己的万般无奈。当中美恢复交往后的第一个中国科学家代表团踏上美国国土时,正值“阿波罗”又一次登月,但科学家们接到的指示却是不要看电视转播,并且不能表现出丝毫兴趣。今天中国还不能将自己的国民送入太空,这场浩劫及其造成的后果应该是原因之一。

科学探索的最终目的无非是造福于人类,空间技术将给人类未来带来什么呢?就客观事实而言,地球上的确还有很多事情要做,更谈不上做完。但空间技术可以让我们把地球上的事做得更好,有些事在太空中办比在地球上办容易得多,也节约得多。例如卫星用之于通讯、广播、遥感、遥测,不仅具有其他任何手段所不能具备的高效,而且成本已越来越低。卫星通讯、卫星定位、卫星导航等设备成为寻常百姓的日常用品已经为期不远了。飞船上的实验已经证明,在太空育种,生产某些高纯度产品,提炼稀贵金属,合成某些药品,进行某些实验,具有无可比拟的优势,在未来必将得到更广泛的运用。

但是人类能不能走出地球呢?在技术上已经没有什么不能克服的困难了。美国的“天空实验室”、苏联的“礼炮号”和“和平号”航天站、由西欧国家建造并由美国发射上天的“空间实验室”的成功,载人航天器和人在太空停留的时间纪录不断被刷新,证明人类完全有能力制造出将人和物资送入太空并长期飞行的航天器。苏联成功地采用了将空间站的部件分批发射后在太空拼装的技术,为在太空中建成规模更大,并能不断维修更新以至永久使用的空间站提供了可能。而能够多次重复利用的航天飞机已经可以投入商业性飞行,也使地球与空间站的经常性联系、人员和物资的输送变得相当便利。科学家设想,一旦需要,就可以设计一个非常庞大的空间站,用火箭将部件分批运入太空拼装起来,以后可以通过替换或扩大部件的办法进行维修和扩建,达到永久使用的目的。航天飞机不断运送人员和物资,穿梭于空间站和地球之间。空间站可以用之于科学研究、工农业生产、治疗某些疾病,甚至休闲旅游或长期居住。空间站还可以成为继续飞向更远的太空的发射站和基地,使人类能以接力的办法越飞越远。按照目前航天飞机起飞和降落时的加速度,身体健康的人稍加训练就可以承受,空间站的生活设施也可以做到相当完善,所以对大多数人来说,进入太空生活和工作已没有什么困难。从这一角度看,太空将可以成为人类新的生存空间。

问题是,人类有没有必要离开地球?

如果只是将空间站作为地球的延伸,供一些人在那里工作或生活,这就取决于成本和效益。比如说,在地球上同样能生产的产品,除非在太空生产的成本更低,就没有必要到那里去生产。有人预测,由于地球上的人生活得越来越拥挤,环境越来越恶化,一部分人将移居“太空城”。这恐怕更多是出于幻想,因为在可以预见的未来,如果投入同样的资金和物资,在地球上肯定可以生活得更舒适,即使建立了“太空城”,也只能供少数人图一时的新鲜,不会有多少实用价值。而且随着科学技术的进步和人类更自觉地控制人口增长,地球上人满为患的现象将不会出现,更不会成为迁离地球的理由。如果要将这些空间站当作在地球发生毁灭性灾害时的避难场所,或者供人类离开行将毁灭的地球之用,至少目前还没有出现这种需要的迹象,同时实际的可能性也微乎其微,只能当作一种遥远的幻想。至于离开地球迁往其他星球,由于人类对其他星球的了解还非常有限,目前还没有进行预测的基础,显然更没有必要。

但一部分人离开地球是完全必要的。人类对宇宙的探索还刚刚起步,还没有踏上月球以外的星球,更没有离开过太阳系。在太空中可以完成一些地球上无法进行的科学实验和生产,制造出地球上不可能产生的物质。由于速度和时间的相对关系,人在太空中的寿命将大大延长,将有充分的时间来完成在地球上一辈子完成不了的事情。而且,太空中存在着巨大的能量,例如能够接受到的太阳能和宇宙射线就比地球上强无数倍。科学家已经设想,在太空将太阳能转化为电能,再输送到地球上来,这将为地球开辟永久不竭的新能源。一些行星上拥有地球上稀有或即将耗尽的贵金属,还有不少地球上不存在的物质,如果能设法运来地球,或者在太空中加工成地球上需要的产品,将给人类带来巨大的福利。

所以,在21世纪将有更多的人长期或短期进入太空,绝大多数人还不可能有这样的机会,也没有这样的必要。但回顾人类进入太空、探测宇宙的过程,我们不能不惊叹其速度之快,并且越来越快:从第一枚液体火箭试验成功到发射第一颗地球人造卫星花了31年,但4年后就将人送入了太空,8年后人就登上了月球。空间站和航天飞机的运用也超出了人们的预想,在不到一代人的时间内实现了人类千百年的梦想。正因为如此,我们对未来的进步应该有充分的估计,并充满信心。