在火星上留下印迹

最终,某种形式的智慧正在改变我们邻近星球尘土飞扬的面貌


漫游火星:勇气号、机遇号和红色星球的探索
作者:史蒂夫·斯奎尔斯
亥伯龙神出版社,2005年

垂死星球:科学与想象中的火星
作者:罗伯特·马克利
杜克大学出版社,2005年


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火星这颗行星——深红色而明亮,用模糊的、几乎熟悉的陆地形态的暗示填满了我们的望远镜——长期以来构成了一块天上的白板,我们在上面铭刻了我们的行星学理论、乌托邦式的幻想以及对外星入侵或生态崩溃的恐惧。在过去的几年里,我们已经开始在火星的沙地上铭刻一些新的东西:轮胎痕迹。

最近出版的两本书从截然不同的角度探讨了这颗行星。在《漫游火星》中,史蒂夫·斯奎尔斯为我们生动而亲切地描述了火星探测漫游者任务的壮观成功(并且截至本文撰写时仍在进行中),他担任该任务的首席研究员。罗伯特·马克利的《垂死星球》以更遥远的视角审视了人类与火星的关系。马克利是伊利诺伊大学的一位英语教授,他以一位知识渊博的局外人的身份撰写关于火星科学的文章,融入了文化史和科幻小说。

漫游火星》是一本引人入胜的书。斯奎尔斯的文笔清晰,带着朴实的风格,包括一丝幽默和简短但揭示关键人物个性的生动描写。许多书都对行星探测赞不绝口。斯奎尔斯展示了它是如何实际完成的。“勇气号”和“机遇号”可能不是有史以来最好的航天器名称,但它们确实为本书提供了完美的副标题。我们了解到,人类的智慧、毅力、欢乐和泪水以何种程度融入到这些航天器中,以及多年来机遇如何敲响斯奎尔斯的大门,然后迅速跑开并离开他,因为提案被拒绝,任务被取消,NASA 的火星计划经历了无数次修改。他的毅力有时似乎是堂吉诃德式的,但他从未停止应门,当机遇最终真正敲门时,斯奎尔斯得到了一个机会,在一个可笑的压缩时间表内,在 34 个月内建造、测试并准备好发射两个漫游车。

他和他的团队可以理解地对漫游车产生了感情。当您了解这些机械小狗的坎坷孕育、匆忙诞生和孤独离开时,您也会认同它们。我最初感到惊讶的是,这本书 65% 的内容发生在第一张来自火星的照片返回之前。我开始欣赏这种对鲜为人知的早期故事的关注。

我早已认为“勇气号”和“机遇号”是“奇迹漫游车”,因为它们寿命很长。但我不知道内情。即使你知道在它们到达火星之前最终不会发生任何严重的事情,但磨难的故事仍然引人入胜。在巨大的时间和预算压力下,团队与有故障的降落伞、有缺陷的仪器、搞砸的测试、神秘的短路以及在日历上的页码飞向因天体力学定律而无法更改的发射窗口时发现的设计缺陷作斗争。当斯奎尔斯描述发射最终引起的奇怪悲伤时,我发现自己擦拭着眼泪,因为他意识到无论结局如何,它们永远不会回家了。

漫游火星》通常令人耳目一新地坦诚。在描述一个导致他的团队的相机在早期任务中被拒绝的设计错误时,他坦言,“由于一个可怕的、愚蠢的错误,我们浪费了五年多的工作。” 他分享了赢得大型科学游戏所需的一些不太光彩的行为:巧妙地组建科学团队,部分目的是为了消除竞争,改变任务设计以赢得潜在的评审员,以及有时残酷地与长期朋友和同事竞争的必要性。他还揭示性地描写了“理想主义、不切实际的科学家与固执、务实的工程师”之间紧张的斗争。这种令人消除戒心的诚实是我最欣赏这本书的方面之一。他们现在要做什么,夺走他的任务吗?斯奎尔斯可以实话实说,因为他成功了。[中断]

在《垂死星球》中可以找到对科学文化的截然不同的视角。这本书不是一本引人入胜的书。文风过于学术化且冗长。作为一名科学家,我发现马克利的方法,即将科学视为一种文化企业,并批判性地剖析我们的语言、方法和信仰,既具有启发性,又偶尔令人恼火——后者主要是当语言变得晦涩难懂且分析冗长时。对《宇宙威龙》等平庸(但有趣)的电影投入大量认真的审视,高估了它们作为社会对人类未来在火星上的看法和态度的晴雨表的重要性。这本书还散布着许多小的但令人恼火的错误,这些错误本可以在行星科学家仔细检查一遍后被发现。但是,如果您可以接受偶尔出现的关于将火星“纳入历史和经验时间的符号学”以及“火星作为复杂的多学科对象而存在的方式”的段落,那么有很多历史、文学、政治和文化方面的金块——特别是,对 20 世纪早期提出火星上可见的线条是先进种族为灌溉他们干旱、垂死的世界而进行的工程的行星学家帕西瓦尔·罗威尔的火星运河理论对行星科学的挥之不去的影响的重新分析。

尽管之前的作者认为罗威尔的影响在 1920 年后迅速减弱,但马克利认为,这种标准说法“低估了罗威尔的垂死星球范式影响关于火星大气成分、其表面特征及其假定的生命形式的科学推测的方式”。运河的想法,以及相对潮湿和温和的火星的想法,在科学论述中一直存在到太空时代,甚至进入太空时代。马克利表明,在整个 20 世纪,即使温度和大气成分的光谱证据表明情况并非如此,但信誉良好的科学家仍然对火星上的水和植物生命抱有希望。当我们今天为可能适合生物生存的火星的最新证据欢欣鼓舞时,这段历史应该让我们停下来思考。

在罗威尔具有争议的观测结果出现一个多世纪后,火星仍然是失去了水,可能也失去了生命能力的行星。现在显而易见的是,火星不可能像地球那样公然地充满生机。今天的问题是,火星是否至少可以勉强地生存,地下湖泊和温泉中是否还有殖民地?可能的生命迹象仍然是辩论的主题,并刺激了进一步的观测:100 年前是运河;50 年前,人们看到了短暂的叶绿素迹象,后来被否定。今天,我们看到了大气甲烷的痕迹,这可能正是地下幸存者的呼吸。与此同时,作为真正火星故事的沉默见证者,岩石在火星探测漫游者的耐心审视下开始说话。

马克利可能会对《漫游火星》中的一些语言大发雷霆。斯奎尔斯似乎痴迷于寻找“关于水的故事”,甚至反复暗示每个漫游车任务的成功都取决于找到在液态水中形成或被液态水改变的岩石的具体证据。当然,现在,“追寻水源”对于弄清火星的自然历史以及它过去是否可能更适合生命生存非常重要。但是,如果一个机器人地质学家,尤其是新世界上的第一个机器人地质学家,只是了解了岩石要讲述的任何故事,它不算是成功的吗?发起一项致力于寻找某个答案的调查似乎不太正确。当答案“是的,这里曾经有水,在某个不确定的时间和某个不确定的持续时间内”基本上证实了自 1971 年以来一直在发展的范式时,就更不应该这样做了,因为“水手 9 号”和随后的轨道飞行器提供了图像和全球地图,显示了大量洪水和河道形成的证据。最终,这项任务的巨大成功远不止是对这种广泛信念的简单验证。火星有无数的故事要讲述。如果我们寻求水,那么我们将找到水。[中断]

显然斯奎尔斯知道这一切,那么为什么要使用这种浅显的言辞,将成功等同于证明某个假设呢?这部分是在迎合 NASA 正在用来包装我们当前火星探测计划的某种路线。“追寻水源”是一个很好的口号,它确实抓住了比较行星学和宜居性(无论是过去还是未来)问题的本质,这些问题构成了我们火星计划的核心目标。然而,实际的动机和策略从来没有那么简单。鉴于斯奎尔斯在谈到 NASA 政治的其他方面时表现出的令人钦佩的坦诚,我感到惊讶的是,当他描述其复杂、多方面任务的成功标准时,他会不加批判地采用这种看似简化的激励口号。也许他只是被罗威尔的幽灵缠住了。

斯奎尔斯的书在 2004 年 9 月结束,当时“机遇号”在“奋进”陨石坑的沉积岩壁中寻觅,“勇气号”则坚定地攀登哥伦比亚山丘的西支山脊,在那里它终于找到了一些货真价实的基岩。我希望明年会有一个平装版,其中包含奇迹漫游车及其坚韧、聪明的设计师的进一步事迹。

大卫·格林斯潘是位于亚利桑那州图森市的行星科学研究所的高级科学家。在 2012 年和 2013 年,他担任美国国会图书馆的首任天体生物学主席,同时研究他的著作《人类手中的地球:塑造我们星球的未来》(Grand Central,2016 年)。

更多作者:大卫·格林斯潘
大众科学杂志 第 293 卷 第 5 期本文最初以“在火星上留下印迹”为标题发表于大众科学杂志 第 293 卷 第 5 期 ()
doi:10.1038/scientificamerican112005-2LYX3R0eYUjdmvERzZvKHA
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