* 宇宙的边疆　卡尔·萨根

宇宙的边疆 /

我索取荣誉的对象不应该是太空，而应该是我的灵魂。假如我拥有一切，我就无所用心。好大喜功则为宇宙汪洋所吞没，开动脑筋则领悟世界。

布菜斯•始斯卡《感想录》

已知的事物是有限的，未知的事物是无穷的；我站立在茫茫无边神秘莫测的汪洋中的一个小岛上。继续开拓是我们每一代人的职责。

T.H.赫胥黎

宇宙现在是这样，过去是这样，将来也永远是这样。只要一想起宇宙，我们就难以平静——我们心情激动，感叹不己，如同回忆起许久以前的一次悬崖失足那样令人晕眩颤栗。我们知道我们在探索最深奥的秘密。

宇宙的大小和年龄不是一般人所能理解的。我们的小小行星只不过是无限永恒的时空中的一个有限世界。从宏观来看，大多数人类所关心的问题都可以说是无关紧要的，甚至是微不足道的。但是，我们人类朝气蓬勃、勇敢好学、前途无量。几千年来，我们对宇宙及我们在宇宙中所处的地位作出了最惊人的和出乎意料的发现。人类对宇宙的探索，回想起来是很令人兴奋的。这些探索活动提醒我们：好奇是人类的习性，理解是一种乐趣，知识是生存的先决条件。因为我们在这个宇宙中只不过是晨空中飞扬的一粒尘埃，所以，我们认为，人类的未来取决于我们对这个宇宙的了解程度。

我们探索宇宙的时候，既要勇于怀疑，又要富于想象。想象经常能够把我们带领到崭新的境界，没有想象，我们就到处碰壁。怀疑可以使我们摆脱幻想，还可以检验我们的推测。宇宙神奥非凡，它有典雅的事实，错综的关系，微妙的机制。

地球的表面就是宇宙汪洋之滨。我们现有的知识大部分是从地球上获得的。近来，我们已经开始向大海涉足，当然，海水才刚刚没及我们的脚趾，充其量也只不过溅湿我们的踝节。海水是迷人的。大海在向我们召唤。我们的本能告诉我们，我们是在这个大海里诞生的。我们还乡心切。虽然我们的夙望可能会冒犯“天神”，但是我相信我们并不是在做无谓的空想。

因为宇宙辽阔无垠，所以那些我们所熟悉的适用于地球的量度单位——米、英里等等已经没有意义。我们用光速来量度距离。一束光每秒钟传播18.6万英里，约30万公里，也就是7倍于地球的周长。一束光从太阳传播到地球用8分钟的时间，因此我们可以说，太阳离我们8光分。一束光在一年之内约穿过10万亿公里(相当于6万亿英里)的空间，这个长度单位——光在一年里所通过的距离——称为一光年。光年不是度量时间的单位，而是度量距离的极大单位。

地球是宇宙中的一个地方，但决不是唯一的地方，也不是一个典型的地方。任何行星、恒星或星系都不可能是典型的，因为宇宙中的大部分是空的。唯一典型的地方在广袤、寒冷的宇宙真空之中，在星际空间永恒的黑夜里。那是一个奇特而荒芜的地方。相比之下，行星、恒星和星系就显得特别稀罕而珍贵。假如我们被随意搁置在宇宙之中，我们附着或旁落在一个行星上的机会只有1033分之一①。(1033，在10之后接33个0)。在日常生活当中，这样的机会是“令人羡慕的”。可见天体是多么宝贵。

从一个星系际的优越地位上，我们可以看到无数模糊纤细的光须象海水的泡沫一样遍布在空间的浪涛上，这些光须就是星系。其中有些是孤独的徘徊者，大部分则群集在一起，挤作一团，在大宇宙的黑夜里不停地飘荡。展现在我们面前的就是我们所见到的极其宏伟壮观的宇宙。我们隶属于这些星云，我们所见到的星云离地球80亿光年，处在已知宇宙的中心。

星系是由气体、尘埃和恒星群(上千亿个恒星)组成的，每个恒星对某人来说都可能是一个太阳。在星系里有恒星、行星，也可能有生物、智能生命和宇宙间的文明。但是从远处着眼，星系更多地让人想起一堆动人的发现物——贝壳，或许是珊瑚——大自然在宇宙的汪洋里创造的永恒的产物。

宇宙间有若干千亿(1011)个星系。每个星系平均由1000亿个恒星组成。在所有星系里，行星的数量跟恒星的总数大概一样多，即1011*1011=1022。在这样庞大的数量里，难道只有一个普通的恒星——太阳——是被有人居住的行星伴随着吗？为什么我们这些隐藏在宇宙中某个被遗忘角落里的人类就这样幸运呢？我认为，宇宙里很可能到处都充满着生命，只是我们人类尚未发现而已。我们的探索才刚刚开始。80亿光年以外嵌着银河系的星系团催迫着我们去探索。探索太阳和地球就更不用说了。我们确信，有人居住的这个行星只不过是一丁点儿的岩石和金属，它靠着反射太阳光而发出微光。在这样的大距离里，它已经消失得无影无踪。

但是，这个时候，我们的旅程只到达地球上的天文学所通称的“本星系群”。本星系群宽达数百万光年，大约由20个子星系组成，是一个稀疏、模糊而又实实在在的星系团。其中的一个星系是M31，从地球上看，这个星系位于仙女星座。跟其他旋涡星系一样，它是一个由恒星、气体和尘埃组成的巨大火轮。M31有两个卫星，它通过引力——跟使我呆在坐椅上相同的物理学定律——将矮椭圆星系束缚在一起。整个宇亩中的自然法则都是一样的。我们现在离地球200万光年。

M31以外是另一个非常相似的星系，也就是我们自已的星系。它的旋涡臂缓慢地转动着——每2亿5千万年旋转一周。现在，我们离地球4万光年，我们正处于密集的银河中心。但是，假如我们希望找到地球的话，就必须将方向扭转到银河系的边远地带，扭转到接近遥远的旋涡臂边缘的模糊的地方。

我们印象最深刻的是，恒星即使在两个旋臂之间，也像流水一样漂浮在我们的四周——气势磅礴的自身发光的星球，有些虽然象肥皂泡一样脆弱，却又大得可以容得下1万个太阳或1万亿个地球；有些小如一座城池，但密度却比铅大100万亿倍。有些恒星跟太阳一样是孤独的；多数恒星有伴侣，通常是成双成对，互相环绕。但是那些星团不断地从三星系逐渐转化成由数十个恒星组成的松散的星团，再转化成由百万个恒星组成的璀璨夺目的大球状星团。有些双星紧靠在一起，星体物质在他们之间川流不息，多数双星都象木星与太阳一样分离开来。有些恒星——超新星——的亮度跟它们所在的整个星系的亮度一样；有些恒星——黑洞——在几公里以外就看不见了。有些恒星的光彩长年不减；有些恒星闪烁不定，或以匀称的节奏闪烁着。有些恒星稳重端庄地转动着，有些恒星狂热地旋转着，弄得自己面貌全非，成了扁圆形。多数恒星主要是以可见光成红外光放出光芒；其他恒星也是X光或射电波的光源。发蓝光的恒星是年青的星，会发热；发黄光的恒星是常见的星，它们已经到了中年；发红光的恒星常常是垂亡的老年星；而发白光或黑光的恒星则已奄奄一息。银河里大约有4千亿个各种各样的恒星，它们的运转既复杂又巧妙。对于所有这些恒星，地球上的居民到目前为止比较了解的却只有一个。

每个星系都是太空中的一个岛屿，它们与其邻居隔光年之距遥遥相望，我可以想象，在无数星球上的生物对宇宙的模糊认识是如何产生的：他们在开始的时候都以为，除了他们自己小小的行星以及他们周围的那些区区可数的恒星以外，再也没有其他的星星了。我们是在与世隔绝的情况下成长起来的，我们对宇宙的正确认识是逐渐形成的。

有些恒星可能被数百万个没有生物的由岩石构成的小星球所包围，这些小星球是在它们演化的某个初级阶段冻结而成的行星系。大概许多恒星郡有跟我们类似的行星系：在外围具有由大气环所包围的行星和冰冻卫星，而在接近中心处则有温热的、天蓝色的、覆盖着云的小星球。在一些行星上可能已经有高级动物，他们也许正在从事某种巨大的工程建设来改造他们的行星世界，他们是我们宇宙中的兄弟姐妹。他们跟我们的差别很大吗？他们的形状、生物化学、神经生态、历史、政治、科学、技术、艺术、音乐、宗教、哲学等方面的情况如何？也许有一天我们会知道的。

我们现在已经回到了我们的后院——离地球1光年的地方。包围着我们的太阳的是一群巨大的雪球，这些雪球由冰块、岩石和有机分子组成：它们就是彗核。每当恒星经过的时候都对它们产生一定的引力作用，最后迫使它们当中的一个雪球倾倒到内太阳系。由于太阳热的作用，冰块被蒸发，于是就出现了美丽的彗尾。

我们现在来到我们星系的行星上。这些星球相当之大，它们都是太阳的俘获物。由于重力作用，它们被迫作近似圆周运动。它们的热量主要来自太阳。冥王星覆盖着甲烷冰，它唯一的伙伴是它的巨大卫星卡戎。冥王星是被太阳照亮的，因为太阳离它很远，从漆黑的天空中看上去，太阳只不过是一个明亮的光点。巨大的气体星球海王星、天王星、土星——太阳系的宝石——和木星部分别有一个冰冻卫星作伴相随（这些行星近年均被发现有更多的卫星甚至卫星群相伴随。——编著）。在气体行星及其冰冻卫星的内侧就是充满岩石的温暖的内太阳系。例如，在那里有红色行星——火星。在火星上有高耸的火山、巨大的裂谷、席卷火星的大沙暴，并且，完全可能还有一些初级形态的生物。所有太阳系的行星都绕着太阳运转。太阳是离我们最近的一个恒星，它是一个令人恐怖的氢气和氦气的热核反应炉，它的强光照耀着整个太阳系。

经过一番漫游之后，我们终于回到了我们这个弱小的浅蓝色星球。宇宙汪洋茫无际涯，范围之大，难以想象，而这个星球仅是其中之一，完全淹没于宇宙汪洋之中，它的存在可能仅仅对我们有意义。地球是我们的家，我们的母亲。人类是在这里诞生和成长的，是在这里成熟起来的。正是在这个星球上，我们激发了探索宇亩的热情。也正是在这里，我们正在痛苦和不安之中掌握我们自己的命运。

人类有幸来到地球这个行星上。这里有充满氮气的蓝天，有碧波荡漾的海洋，有凉爽的森林，还有柔软的草地。这无疑是一个生机勃勃的星球。从整个宇宙来看，它不但景色迷人，天下稀有，而且到目前为止，在我们的行程所经历过的所有时空当中，只有这个行星上的人类开始对宇宙进行探索。必定有许多这样的星球散布在整个宇宙空间里，但是，我们对它们的探索从这里开始。我们有人类百万年来用巨大的代价积累起来的丰富知识。我们这个世界人才济济，人们勤学好问。我们的时代以知识为荣。我们是很幸运的。人类是宇宙的产物，现在暂时居住在叫做“地球”的星球上。人类返回家园的长途旅行已经开始。

卡尔·萨根，即卡尔·爱德华·萨根（Carl Edward Sagan，1934年11月9日－1996年12月20日），美国天文学家、天体物理学家、宇宙学家、科幻作家，和非常成功的天文学、天体物理学等自然科学方面的科普作家。行星学会的成立者。小行星2709、火星上的一个撞击坑以他的名字命名。

卡尔·爱德华·萨根（Carl Sagan）是美国天文学家。1934年11月9日生于纽约州纽约市。萨根1960年获芝加哥大学哲学博士学位。他主要的兴趣是行星的表面和大气，这个领域随着柯伊伯的研究和火箭技术的出现而重新获得了生气。例如，他创立了金星大气的温室模型，解释这颗行星令人费解的高温。他也为火星表面的高度差和木星大气中的有机分子找到了证据。此外，他业余爱好研究的是其它行星上存在生命的可能性以及我们这个行星上生命起源的问题（毫不奇怪，他是那些好读科幻小说的科学家之一）。他一直是一个小组的成员，他们试图从模拟原始地球条件的物质体系制造出化合物，经过氨基酸再到核酸的基本构件。1963年他成功地探测到三磷酸腺苷（ATP）的形成，那是生命组织的主要能库。因此，看来完全有理由设想在海洋中形成了化学能库，靠太阳能逐步建立起来，并为复杂核酸和蛋白质的产生(总之，为生命的产生)提供了现成的能源。1968年他调到康奈尔大学，任天文学副教授兼行星研究实验室主任。1969年他担任天文学杂志（伊卡鲁斯）编辑的职务。

早期

卡尔·萨根1934年，萨根出生于纽约布鲁克林区的一个普通家庭。8岁的时候，萨根就开始认为在太阳系的其他行星上一定存在着生命——这后来成为他毕生探寻的一个题目。1951年，他进入芝加哥大学攻读物理学。1956年，他获得物理学硕士学位，1960年，他又获得天文学和天文物理学的博士学位。毕业之后，萨根曾在哈佛大学任教。在20世纪60年代早期，没有人知道浓密云层之下的金星表面到底是什么样子。甚至有人想象金星的表面布满了繁盛的动植物。萨根根据金星自身的辐射特征，计算出金星表面是一个酷热的世界，甚至可以融化铅，这是萨根的科学成就之一。

科普时期

从20世纪60年代开始，萨根就投身科普事业。1966年，他与苏联天文学家什克洛夫斯基（I．S．Shklovskii）合作撰写了《宇宙中的智慧生命》一书。1968年，萨根来到了康奈尔大学。在那里他获得了教授职位，主要从事行星天文学的研究，直到逝世。1973年，他出版了《宇宙联系》一书。1978年，他的《伊甸园的飞龙》一书获得了当年的普利策奖。然而真正让他成名的是两年后的一部电视片。电视常被称为“傻瓜盒子”，但是萨根充分利用了电视的优势。在这部制作历时两年、共13集的电视片《宇宙》中，萨根不仅担任了编剧，还作为贯穿始终的解说人出镜，带领观众体验人类探索宇宙的历史，把微小的原子与广袤无垠的宇宙联系了起来。

1980年秋天，《宇宙》在美国公共电视台一播出便取得了巨大的成功。在整个80年代，没有任何其他在公共电视频道中播放的节目超过《宇宙》的收视率。据统计，该片已经在全世界60多个国家播出，观众人数约达6亿。萨根本人为该片撰写了一部同名的图书，连续数十周处于《纽约时报》畅销书排行榜的首位，仅英文版就发行了数百万册。

1984年，西蒙－舒斯特出版社以200万美元的“天价”稿酬，购买了萨根的科幻小说《接触》。13年后，《接触》改编成了电影，由著名导演罗伯特·赞米基斯执导，朱迪·福斯特主演。电影上映时萨根已经逝世，因此片尾特地打出了“献给卡尔”的字幕。虽说是科幻，它的情节却非常严谨，其中的“外星人”也一改以往电影中邪恶的形象。萨根的科普书籍后来都相继获得成功。

1984年他写了《彗星》一书，1992出版了《被祖先遗忘的影子》，1994年出版了《暗淡蓝点》。在生命的最后两年中，他还完成了《魔鬼出没的世界》和《数以十亿》两本书。

生命科学研究时期

演讲中的萨根对于地外生命的兴趣从来没有减弱过。在《宇宙》中，他曾说，如果哪天发现了外星人，没有谁会比他更高兴。但是，萨根也不相信所谓的“不明飞行物”（UFO）是来自外星的智慧生命的飞船。1969年，在美国科学促进会组织的一次会议上，萨根和其他怀疑“不明飞行物是外星人的飞船”的科学家一起，与赞同不明飞行物来自地外文明的人士进行了一场辩论。这场辩论后来以图书的形式出版。

萨根是一位著名的怀疑论者——对各种超常主张进行质疑，对证据严格要求。科学方法是他最有力的武器。另一场著名的辩论发生在萨根与维里科夫斯基之间。维里科夫斯基的《碰撞中的世界》是一本著名的伪科学著作，维里科夫斯基把神话和传说当成了真正的历史，牵强附会地解释了一番（例如，他提出从木星飞出的一颗彗星，真的为地球带来了从天而降的食物），倒也引起了不少人的兴趣。在1974年美国科学促进会组织的辩论会上，萨根和维里科夫斯基当面交锋。此役过后，维里科夫斯基的理论便走上了穷途末路，不久几乎销声匿迹。

1983年，里根政府提出了一个著名的反弹道导弹计划，也就是所谓的“星球大战”计划。萨根随即公开批评“星球大战”计划根本无法起到“核保护伞”的作用，它只能让核裁军变得更加困难。

1986年，为了抗议美国进行核试验，萨根还曾故意跨进内华达核试验场的警戒线，被警察逮捕。

1987年萨根曾在加利福尼亚州的帕萨迪纳做了一场关于怀疑论的演讲，正是这场演讲改变了他的人生，最终让他成立了怀疑论者学会。

去世

1996年12月20日，萨根在西雅图的弗莱德·哈金森癌症研究中心因肺炎病逝，死后墓志铭为：纪念卡尔·萨根（1934年11月9日—1996年12月20日）——丈夫、父亲、科学家、教师。卡尔，你是我们在黑暗中的蜡烛。