关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。 通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造当今世界的发现和思想的具有影响力的故事的未来。
关于火星的问题，是天文学家们的一场争论。 更复杂的是，来自望远镜目镜的 slightest hint 已经让有思想的人们开始思考在其他世界是否存在生命这一诱人的问题。 给定“暗示”，想象力便会插上翅膀。 威尔斯先生和他的学派已经接受了火星人，并且把他们搞得一团糟。 特斯拉先生要么已经收到了来自这颗红色星球的以太信号，要么他将会在某个时候收到，要么他知道如何在找到时间时着手处理。 德克萨斯州的平原将要用一面耗资一千万美元的镜子进行玻璃化处理，以便在我们的军事情报部门完成飞艇运输后，立即建立信号服务通信。 一位天文学家正在或将要乘坐气球升入太空绝对零度的寒冷之中，配备空气罐和机械装置向他的系统泵入空气，在那里他将用赫兹波轰击我们的邻居。 所有这些天才中最伟大的胜利，是火星人的形象已经被描绘出来。 人们认为他在文化上比我们领先数百万年，并且在那段时间里，他已经进步到符合我们所不知道的条件。 当然，他不是一个英俊的对象，但也许在火星人的纯粹智慧中，仅仅是美丽是微不足道的。 但是，所有这些想象的翅膀都不能建立在可证明的事实基础上，而只能建立在通过天文观测仪器可见的事实基础上。 因此，这归结为天文学家们的一场争论。 更高级的行星离太阳太远，它们的一天和一年与我们自身的条件相差甚远，光谱仪讲述了它们的热量状况，以至于不可能形成任何关于它们表面生命的概念。 只有火星，我们在太阳系中最外层的邻居，以及金星，在我们轨道内朝向太阳的下一个邻居，才提供与我们熟悉的夜与昼和季节变化相当的条件。 金星比除我们自己的卫星以外的任何天体都更接近我们，有时近到在光天化日之下都可以看到。 但是，照明条件非常令人费解，以至于无法熟悉金星盘面上可能存在的表面条件，因为它总是进入视野。 然而，火星虽然从不在最近时像金星那样近，但提供了更好的可见度条件。 不仅在牧羊人在夜晚看守羊群的时候，这颗伟大的红色星球就挑战了人们的注意力。 即使在中世纪的文化中，也绝非像人们习惯认为的那样完全不开化，火星的影响力对人类事务也至关重要； 勇敢的领袖们并不缺乏勇气，因为他们知道火星在他们的上升星座中占主导地位，并且拥有丰富的占星术来宣扬道德。 在这些恩典岁月的夜晚，当人们希望假设几个世纪的教育可能已经产生了一种理智的本能时，火星仍然冲击着人们的眼睛，好奇的人们试图被告知爱迪生先生是否真的发明了一颗星星。 因此，从战神到电工； 真实的世界仍然是功利的，尽管其效用在其相对重要性上有所不同。 在今年的九月，火星在其轨道上最接近地球的位置上处于冲日，距离为 36,000,000 英里。 逐年地，它在冲日时的距离增加，直到达到 60,000,000 英里。 在未来十五年内，它将不会像今年这样接近。 让我们看看这在所看到的事物中有什么不同。 高倍望远镜呈现的火星图像就像我们看到满月盘面一样，是一个圆盘。 在最近的冲日，火星的圆盘所对的张角为 25 角秒，当行星处于最远位置时，其圆盘仅为 4 角秒。 在最佳状态下，它比最远时大六倍以上。 英尺和英寸已成为熟悉的测量单位，但角测量单位则不然。 因此，需要一些比较，以便对火星圆盘大小的陈述设定一个普遍的含义。 一个张角为 25 角秒的圆盘比一角硬币还小，只比铅笔头大一点。 这就是火星在少数真正伟大的望远镜的目镜中达到最大时的样子。 在一角硬币可以遮挡的表面中，蕴藏着我们可能获得的关于火星的全部知识的可能性。 暂时将此与八英寸的圆盘进行比较，我们熟悉的世界的半球在地图集中呈现出来，并停下来计算一下，从一个像汤盘一样大的区域中，可以找出多少地球物理特征和人类生命。 然后就会对这样一个事实产生一些认识，即必须花费一生时间来研究如此罕见的二十五秒圆盘。 摄影已被引入服务，但它只能提供部分帮助。 只有少数火星圆盘的标记足够强烈，可以印在化学能够生产的最敏感的底片上。 只有在极端的可见度和光化敏感度的条件下，摄影才能捕捉到极少数被称为运河的细线标记的蛛网状记录。 对于更精细的细节，不可能消除人为因素，即观察者的个人差异。 必须是他的眼睛看到行星的标记，并且必须是他的铅笔为以后的研究做出记录。 只要人为因素发挥如此大的作用，就一直会有理由怀疑记录的准确性。 火星问题的开始在于望远镜的发明。 这颗行星是天体中最引人注目的，至少其更好的可见性超过了金星的更大亮度。 它是第一批望远镜的目标——望远镜制造商的光学机械的每一次改进都为火星带来了新的观测序列。 金星，因为它很少远离太阳眩光，当它的圆盘以任何可能产生结果的相位呈现时，实际上已经退回到仅在其凌日时用于测量视差的位置，因此可以确定地球与太阳的距离。 早在 1643 年，那不勒斯的丰塔纳就在行星的圆盘上发现了斑点 011，这是（他的）最初的观测结果，从中产生了整个运河家族。 丰塔纳用他简陋的仪器几乎不敢相信火星斑点的存在，但他在宣布他的发现时注意到他的感觉，如果斑点确实可见，并且如果，正如它们似乎显示的那样，它们的位置每天晚上都在变化，那么这颗行星可能在自转。 直到 1666 年，卡西尼在博洛尼亚才发现自己拥有了更好的仪器，这确实证实了丰塔纳看到的火星斑点的存在。 卡西尼从他对这些斑点的研究中，最好描述为一般标记，在一个月的时间里，他能够宣布行星的轴向自转时间，与现在令人满意地确定的时间，即 24 小时 37 分 23 秒，相差不到三分钟。 火星上的一年，即其围绕太阳的轨道运动的完成，为 687 天。 在卡西尼之后，火星标记变得更加为人所知。 除了一个重要的特殊之处外，它们的持久性提供了数据，可以据此进行一些对其性质的研究。 从在火星日的同一时间在圆盘的同一部分发现相同的通用标记这一事实，即现在的观测结果非常忠实地再现了早期时期的图纸，不难确定我们看到的是行星本身的表面，而不仅仅是稠密的外围大气层，正如它似乎从我们的视线中遮蔽了其他行星的真实物体一样。 如果观察到的标记是由于火星大气层中云层的存在造成的，那么在任何我们能够想象的气流理论中，云层都应该年复一年地停留在同一个位置，并且应该保持相同的形状，尽管温度变化必定伴随着与太阳的距离的广泛变化，这是不可思议的。 由于这些和类似的原因，第一个想法很快就被放弃了，即我们从上方俯视着行星上空的云层。 因此，出现了这样的想法，即在火星的大气层中（当时假设存在大气层），整个季节都风和日丽，因为很容易推断出地球上空大气旋的向东推进，以及它们几乎是大陆式的云层覆盖，必然会不时地遮蔽火星观测者，使其无法看到我们行星质量的更大轮廓。 在对火星圆盘进行数世纪的观测中，缺乏这种现象，这证明其大气层中水蒸气的含量远低于地球大气层中的含量。 火星发现的下一个重大步骤是在 1877 年由米兰的斯基亚帕雷利完成的。 他宣布，在火星圆盘的标记中，他已经识别出许多从辐射点或区域追踪的直线。 他将这些细线或划痕命名为运河。 他的第一次宣布之后又相继宣布：这些线条的出现和消失是有规律的； 在某些时候，一条清晰的线条会被另一条平行的线条紧密地并排成双线； 线条的出现和消失，特别是成双过程，受火星季节的盈亏控制。 已经指出，火星圆盘标记的观察到的持久性有一个重要的例外。 这涉及到行星两极的两个亮斑，它们占据着不同的区域，并且在它们之间存在着固定的多样性规律，即当北极的亮斑扩大其面积时，其南极的同伴会收缩。 南极亮斑在马尔迪观察到它在范围上发生最显着的变化之前，已经为人所知大约六十年了。 然而，直到很久以后，拥有更大的赤道望远镜才使威廉·赫歇尔爵士能够观察到轴线北端类似的现象。 当他能够比较两个极地亮斑的相反符号的同步性时，这位杰出的天文学家就能够提出这样的理论，即这些局部发光是由于两个冰盖的季节性变化造成的，就像已知存在于地球两极的冰盖一样，尽管地球更接近太阳。 斯基亚帕雷利利用赫歇尔的发现来解释他自己发现的火星运河。 以其最简单的形式，他的论点（现在被珀西瓦尔·洛厄尔大大扩展，后者继承了他的运河观测，并且确实大大超越了他）是，我们并没有将运河视为自身携带水体的物体来观察，但我们有理由从我们真正看到的东西来推断它们的存在，这是一个观测天文学家绝不完全赞同的关键点，即植被区域。 以极地存在冰体为前提，假设运河是延伸到冰盖融化面的巨大管道，将水引向无雨的赤道区域，侧向运河将水输送到主要沟渠两侧的远处，这是经济的，随着冰盖融化的到来，水到达可耕地，并且在不久之后，当我们看到这些狭窄的肥沃地带时，结果对我们来说变得可见。 西蒙·纽科姆教授在反对运河可见性的理论时指出，作为火星表面上的蛛网线，我们可以看到的最小宽度不能小于 60 英里。 一旦这些理论被提出并在《天文学 Nachrichten》（天文发现中所有新事物的最终记录）之外普及，立刻就变得显而易见，这涉及到设计的论证。 设计的论证预示着指导智能的存在。 立即，火星上的生命问题就摆在了天文学和神学的研究面前。 它已经肆虐了一代人，并且距离解决问题并不比开始时更近。 神学正统观念已经否定地解决了这个问题。 这种解决办法是非常正确的，因为在任何启示中，都没有为地心宇宙的任何附属行星上的可拯救或可诅咒的生命做出任何规定。 这不是神学已经确定的宇宙物理学的第一个有争议的点。 此类确定迄今为止已被证明是微不足道的。 因此，在这种情况下，该确定与主要争议事实无关。 天文学的论证，仅将有意识的智能作为事件，经过了更系统的辩论，并且解决方案尚未出现。 斯基亚帕雷利和后来的洛厄尔认为，细线在不规则排列中的分布的规律性是不可思议的，除非基于为达到某种理性目的而进行控制设计的假设。 反对派提出了大量关于月球裂缝的统计数据，并有力地表明，行星体的表面破裂可能会产生像火星标记中出现的那种分支，无论是在失去内部热量的最后阶段，还是在行星因零空间温度的最终寒冷而死亡之后，这两个时期在作用于与行星质量成正比的年龄时是同时发生的。 月球假说的支持者提出了不存在设计要素的理由。 火星运河化理论的拥护者为了作物灌溉，深入地接受了拥有更高智能的生物理论，而这种智能是唯一能够对抗自然条件缺陷的智能，他们反驳说，月球裂缝与火星标记完全不同，并且无论一个垂死且现在已死的世界可能发生了什么，都与一颗仍然活着的行星无关，即使它可能已经发展到比我们将在地球条件下应对的年龄更大的年龄，即数百万年或更多年。 火星仍然是一颗活行星的论点目前取决于它是否拥有足够的水蒸气，以允许支持我们可能理解为活着的细胞结构的生物体，尽管成分生命细胞的排列，尤其是专门化，可能不一定与我们自身身体中观察到的功能平衡非常相似。 火星运河理论的支持者承认，他们热情研究的这颗行星的水分不足，除了两个融化的雪帽边缘外，它提供的干旱条件是我们地球上的凡人根本无法维持生命的。 但他们声称，在火星条件下，进化力量已经产生了一个具有更高智慧的种族，从而可以构建一个灌溉机械网络，这样，通过轮流从北部和南部的冰盖中汲取水分，就有可能在火星赤道的温带地区生产庄稼。 在这个论点中，假设在于两个冰盖。 地球，其大气层富含水蒸气，并且在张力下，降水经常可能发生在广阔的区域，当然有冰盖。 斯基亚帕雷利和洛厄尔的反对者否认火星有冰盖。 火星有极地斑点，它们会随着太阳光线入射角的变化而迅速地盈亏。 有人认为，如果火星大气层富含水蒸气，以至于形成了这些巨大的极地冰区，那么它就会非常丰富，以至于在任何可以理解的对流和大气环流理论下，它都不可能在其赤道和中部地区如此干旱，以至于需要任何灌溉系统。 此外，为了反对运河理论，人们认为，如果极地冰帽真的是冰，并且我们知道当太阳在冬季夜晚之后返回照射到每个冰帽时有效的热量单位数量，那么我们就无法解释冰帽在阳光下消失的速度。 它消失的速度如此之快，以至于一些观察家将其描述为几乎是一种蒸发，类似于地球大气物理学中可观察到的我们北部落基山脉温暖的奇努克风，那里的整片雪地都消失了，仿佛被晒干了一样，欧洲大陆上的同一种现象也同样为人所熟知，即阿尔卑斯山的焚风。 当太阳照耀在极地周围区域的亮斑上时，它的消失速度如此之快，以至于即使推断它只是雪也太快了。 据说只有霜才能完全满足观察到的条件。 如果火星大气层中的水蒸气含量如此之少，以至于其最大的极地沉积物不超过霜，那么很明显，蒸发常数必须非常高，以至于任何运河都无法将从融化霜冻区域收集的水滴输送到像我们自己的行星一样大的行星赤道，甚至更远地输送到像理论条件所要求的寒冷大气层中。 因此，这个困境可以这样表述。 如果火星大气层中的水蒸气量足以在极地亮斑处产生冰盖，那么行星其余部分上空的张力必定如此之大，以至于不需要运河，因为降水已经足够； 如果水蒸气含量如此之少，以至于极地冰帽只不过是霜，那么任何工程技术都无法应对张力，这种张力会蒸发掉可能在运河中开始的任何水。 在地球条件下，这两个极端都得到了很好的体现，即从不干涸的哈德逊河，以及那些源头最大，但在流经过程中逐渐减少，直到在骨干边缘的潮湿地点结束的西部干旱河流。 在我们的哲学能够在对火星智慧的讨论中取得重大进展之前，有必要对这个关键问题得出一些解决方案，即红色行星大气层中的水蒸气量是多少？ 幸运的是，我们并非没有可以处理这个基本问题的设备。 光谱仪可以记录它分解的每种光的成分，并且与水蒸气相对应的谱带都已绘制在光谱上。 如果这些谱带显示出来，那就是存在水蒸气的无可辩驳的证据，同样，它们的清晰度也给出了水蒸气量的度量。 然后，如果同时对水蒸气含量已确定的照明物体和火星进行比较观测，那么在火星中尚未确定该因素，则两个光谱中谱带的比较将给出火星的结果的度量。 在九月非常有利的冲日期间，里克天文台全体工作人员的全部资源都投入到进行这种比较。 为了尽可能避免地球大气层的水蒸气含量，这在较低层最大，观测站配备在内华达山脉惠特尼山的顶峰，海拔 14,501 英尺，并且地平线明显干旱。 与天文观测相协调，物理测量是在那里存在的空气中水蒸气的确切量。 为了进行天文比较，月球被用作标准。 一系列漫长的日食观测表明，无论我们卫星周围可能存在什么大气层，在光学上都是无法辨别的。 类似的一系列光谱观测表明，最精密的测试表明，月球上的水蒸气完全可以忽略不计。 如果在相同的地球条件下拍摄的火星光的光谱显示出的水蒸气谱带不比在拍摄的月球光的光谱中出现的水蒸气谱带多，那么可以保证的结论是，火星上的水蒸气非常稀薄，以至于无法用于文化目的。 惠特尼山观测的完整结果尚未得出，但坎贝尔主任授权初步报告，同时进行的火星和月球光谱的比较证明，火星上的水含量不比月球多。 他专注于确定物理学中的这一个事实。 其余的都遵循其必然的逻辑。 如果火星的水量不超过月球，那么极地亮区就不可能是冰、雪或霜； 最合理的推测是它们是固化的二氧化碳，二氧化碳是大气层中最重的成分，也是在一个死寂的世界中徘徊时间最长的成分，它本身就是死亡的寿衣和动物生命的裹尸布。——《纽约太阳报》。