宇宙百科全书：太空+月亮（全2册）

作者简介

尼古拉斯·马丁是法国文化广播电台每日科普节目《科学方法》的制作人。他还制作了《清晰的想法》节目，这是以科学报道揭露假消息的周播节目。 马修·勒弗朗索瓦自2017 年以来一直是一名科学记者。他曾是法国文化节目《科学方法》的定期合作者，现在负责《青少年科学与生活》杂志的物理学和天体物理学等学科的相关工作。 罗伯特·梅西（Robert Massey），天文学家，曾任职格林威治皇家天文台，同时也是英国皇家天文学会副执行董事，一生致力于向主流大众宣传天文学。 亚历山德拉·洛斯克（Alexandra Loske），艺术史学家，英国布莱顿博物馆馆长。出生在阿波罗登月之夜的德国。

内容简介

火星上的水 在宇宙探索的历史中，地球之外没有生命的想法是一个相对较新的概念。当人类开始意识到其他星球是完全不同于地球的世界时，便很自然地认为这些地方也可能有生物居住。自从天文学家能够使用望远镜观察星球后，就发现火星与地球十分相似。他们相信自己看到了火星的四季交替、积雪出现，还有颜色的变化——这被认为有植被存在。于是，火星便给人一种适宜生命生存的幻想。 一段充满幻想的历史 如今人们已经知道，“植被”和“积雪”实际上是尘埃和干冰，但在当时，认为其他星球有人居住的想法是完全合乎逻辑的。很多人自然地相信“火星人”的存在。1877年，意大利天文学家乔凡尼·夏帕雷利（Giovanni Schiaparelli）对“河道”进行观测，这是火星上的一种地形特征，在传播时被误译为“运河”，由此点燃了许多天文学家的想象力，特别是美国人帕西瓦尔·罗威尔（Percival Lowell）和法国人卡米伊·弗拉马利翁（Camille Flammarion）。在那个时代，望远镜的精度已经达到人眼视力极限，观测者们看到了火星表面的一道道线条。这就是为什么直到20世纪60年代，几乎所有火星绘图都会给这个星球画上条纹。19世纪末，为了更好地观测火星及其著名的“运河”，富有并渴望名誉的天文学家、商人帕西瓦尔·罗威尔决定在美国亚利桑那州山区的弗拉格斯塔夫建造一座大型天文台。火星上极有可能有生命成为一件显而易见的事。然而，也有一些批评者站出来反对这种理论。其中最著名的是天文学家欧仁·安东尼亚第（Eugène Antoniadi），他在巴黎天文台墨东基地进行观测后，认为火星“运河”只是一种视错觉。 1964年，美国国家航空航天局（NASA）发射了“水手4号”，大众媒体和科学界随之迎来了震撼的发现。发射次年起，“水手4号”开始拍摄火星南半球照片，人们发现火星上有与月球上类似的陨石坑。凭借超精密设备，“水手4号”对火星大气成分进行分析，进而估算出其表面气压。在那之前，人们以为火星大气层与地球大气层相近，因此预计这颗红色星球的表面气压约为地球的一半。令人震惊的事实是：火星大气层非常稀薄，实际上仅由二氧化碳组成，其压力不到地球的百分之一。很难想象火星人能在这种情况下生存…… 曾经存在生命的可能性 由于火星上缺少现存生命的踪迹，并且环境相当恶劣，科学家们转而寻找已经消失了的古老生命的线索。自从1972年“水手9号”传来火星照片起，一场火星探索的变革到来了。在这片超过30亿年历史的陆地上，人们发现了类似地球河网的河床。这些流域表明火星过去的环境曾有利于液态水的存在，与其目前的干旱形象相去甚远。进一步提高照片精确度后，以下观察证实了上述发现：火星上有黏土等矿物质存在，也就是说曾有液态水浸渍并使玄武岩变质。这在地球上很常见，但在火星上出现，可以说是一个惊喜。在一些地方，沉积岩的堆积标志着古代三角洲的存在，例如法国卡玛格的罗讷河口。因此人们认为在火星历史上曾经有过一段时期，湖泊、河流甚至海洋都可能形成。 那么如何知道哪里能寻找到生命的踪迹？在天体生物学家看来，生命发展有几个条件：液态水、能源和组成生命的六种基本化学元素，即碳 (C)、氢 (H)、氮 (N)、氧 (O)、磷 (P) 和硫（S）。并且，还需要在足够长的时间内这些条件都能得到满足。 火星上发现的有机分子 最近几篇科学出版物已经检测到火星上存在有机分子，即由碳原子和氢原子为基础形成的分子。这个发现鼓舞人心，但一定不能太快被冲昏了头脑：有机物痕迹和生命痕迹之间的差异十分巨大。这些有机分子有可能是由非生物过程产生的，类似于热液系统中的反应，比如岩石和热水之间的相互作用。 科学界提出了两大探索方向：一方面，寻找古代生命的痕迹，可以是活动迹象，也可以是化石；另一方面，调查现在存在生命的可能性，在深处更温暖且存在液态水的地方，这样的环境有利于细菌生长，因此有可能存在生命。地球上就有这种情况发生，人们发现地表以下几千米处的地下水中也有令人惊讶的生物圈，其中有一种奇异的细菌进行新陈代谢时消耗氢而不是氧——换句话说，这些生命形式与地表生命形式的标准并不相同。探索地下生物，最好的办法是在火星底土中进行深钻，但目前这种操作仅靠自动装置是不可能实现的。 既然如此，能否间接检测到细菌活动？这也是2016年欧洲发射的火星痕量气体轨道器（Trace Gas Orbiter）的目标。这颗人造卫星在火星轨道上运行，能捕捉气体痕迹，这可以成为火星潜在生化活动的指标。 寻找考古痕迹 为了探测火星表面生命存在过的痕迹，应该挖掘最远古的土地，最理想的就是已经消失的湖泊底部，那里能够找到黏土，证明以前有过水源。如果这些水域能够在有利于生命出现的时间形成，就有可能捕获并保存有机物。我们可以期待在这类地方找到什么样的生命形式？当然不是像地球上的贝壳化石，从生物进化角度来看，这是非常近期的物种。在古老的火星土地上，很可能只有细菌。 理想的情况是发现保存完好的细菌化石。然而，即使火星上的温度远远低于地球上的 度，似乎也很难找到有数十亿年历史且保存完好的细菌。不过，这些生物能够留下它们活动过的宏观证明。在地球上，特别是在澳大利亚，最著名的例子是叠层石。这种结构肉眼可见，乍一看让人以为是普通的地质构造：这实际上是多年来蓝细菌形成的非常精细的地层沉积物。蓝细菌也叫蓝绿藻，可以利用阳光营造出叠层岩结构。 我们还有希望检测到细菌产生的有机分子。但是怎么能确定一个有机分子是来源于生物呢？在地球上，生物体的一大特征是有机分子氨基酸的独特选择。作为蛋白质的组成成分，氨基酸在生物的结构和功能中发挥着核心作用。理论上氨基酸在空间上有两种构型，化学特性相同，但两者是镜像，就像我们的双手一样。因此，同种氨基酸的不同形式通常被叫作“左型氨基酸”和“右型氨基酸”。令人惊讶且无法解释的是，地球上所有生物体只有“左型氨基酸”。这引发了几个疑问，可能会让我们重新审视生命是如何演变的。理论上氨基酸的种类繁多，但实际上地球生物使用的只有大约20种。我们能在火星上找到与地球生命体内不同种类的氨基酸吗？如果这颗红色星球上存在生命，它是否也使用了两种氨基酸结构？不幸的是，这些问题目前无法回答。 另一个调查方向：进行同位素研究。每种化学元素都会存在多个版本，称为同位素。同位素可以是稳定或不稳定的，在不稳定的情况下，它们会发生放射性衰变。碳是有机生命的基础，它有几种同位素：碳-12（地球上99%的碳都是碳-12），还有稳定的碳-13和不稳定的碳-14（用于考古测年）。然而，一些生物过程更容易消耗碳-12而不是碳-13，如果某些火星岩石中碳-12的相对浓度低于其他天然岩石中的含量，这可能会成为这些岩石中生命活动的标记。 于是便有了一个推测性更强的假设：在火星上发现细菌化石，其中有类似于化石化作用的机制可以逐渐使二氧化硅取代每个碳原子（二氧化硅是一种海边沙滩中常见的矿物质）。这样的过程让细菌能够像恐龙或植物那样成为化石，从而保持自己的原始形式。 作为女性的月亮 女性的月经周期与月亮的月相周期大致相仿，因此月亮长期以来与女性、生育，和其他公认的女性特征联系在一起也就不足为奇了。数千年以来，男性与女性一直被类比成太阳与月亮——这两个天空中最显著的天体。然而，历经不同的文化和时代，宇宙神祇的性别一直处于互换不定的状态。在众多古代文化中，月亮是男性，或者双性一体，是男是女取决于月相。直至时间推移到人类历史的相对近代（大约自铁器时代始，尤其在希腊），月亮是女性的想法才最终确立下来，至少西方文化如此。 这种转变告诉我们的关于性别角色的认知，可能比从其他任何事情中得到的都要多。太阳和月亮相互依存，它们各自突出的能力和弱点之间存在相似性：比如太阳是巨大的能量来源，同时也具有毁灭的威力；月亮是稳定的，同时又是多变而温和的存在。月亮反射太阳光这一事实被普遍了解之前——后来被用来象征女性具有被动性——它曾是空中较为暗淡的发光体，尽管具有暂时遮盖太阳的本领。 月亮影响潮汐的认知增进了人类对人体的了解，尤其是女性的身体。在中世纪，水是代表月亮的元素，月亮女神露娜往往被描绘成具有水的特性，或者具有夸大的女性特征。相关的无稽之谈也随之兴起，比如满月时出生的婴儿比其他任何时候都要多，月圆时女性的生殖力更强。? 数不胜数的书籍和网站提供着如何将月亮和女性生殖力的联系最大化的指导，然而事实上，月经周期和月相周期之间没有丝毫的关联。倘若情况真的属实，所有的女性就都会根据月相同步进行规律的排卵了，可是不容辩驳的统计数据证明这些流行的说法都是错的。 古代月神 我们对月亮的原始痴迷，意味着几乎所有古代文化都存在月亮崇拜的例子。月亮女神的形象自希腊罗马文化传播以来就占据了主导地位，这种传播渗入基督教文化直至今日。可是，在更为古老的文明中并不缺乏男性月神的存在，诸如美索不达米亚文化中的辛（南那），古埃及的透特、孔苏与奥西里斯；在西方之外的文化中，月神有时也一直保持男性的性别。? 在印度教中，我们会邂逅月亮男神旃陀罗（Chandra）（或Soma苏摩），他的名字源自梵文，字面意思是“月亮”或“发光”。旃陀罗/苏摩通常作为生殖神被膜拜。宇宙主题在印度教大行其道，形成的代表各行星的众神（包括太阳神和月亮神）统称为“九曜”。宇宙现象被解读成正邪力量的永恒较量和恶魔的作祟，比如罗睺吞噬太阳或月亮造成日食或月食。光亮的暂时消失是紊乱、躁动的标志，预示将给众神、行星和人类带来危险。 旃陀罗以及其他月神和宇宙息息相关，因此通常被描绘成乘坐鹅、白马或羚羊拉的轮车驶过天际的形象。 在宗教语境和通俗文化中，神祇乘坐鸟儿或其他生物拉的轮车穿过宇宙奔向月亮的意象一直延续着。希腊罗马神话中的塞勒涅或露娜（分别对应希腊和罗马）就经常被描绘成在空中乘坐轮车驶过天际的形象，而在描绘月球之旅的幻想文学中，鸟儿驱驶的飞行器是频繁出现的主题。这种古怪的交通方式的灵感也许正是源于对古代月亮男神和女 的描绘。 但旃陀罗在月球的历史上留下了另一个印迹：2008年10月，印度将自行研发的月球探测器送入太空。探测器绕月10个月，拍摄下高分辨率的全新照片。他们将它命名为“Chandrayaan-1”（月船1号），向这位印度神祇致敬。? 悲伤的月亮 月亮总能触动我们的思绪。漫漫长夜它常常高悬在上，给那些失眠的人们、孤独的流浪者、沉思的诗人和思念的爱人带去陪伴。月亮在诗歌和艺术中成为代表这些心境的有力符号。潜在的基调往往是忧郁的，是一种人在反思自身的生命、意义以及在人世间的位置时体会到的深沉的哀伤，月亮在其中却扮演被动的角色：它挂在空中折射我们的所思所感，如同一张空白的画布、一位沉默的倾听者。在最受欢迎的英文诗歌之一——托马斯格雷的《墓园挽歌》（1750年）中曾有，“一只阴郁的鸱枭向月亮诉苦”。格雷以一段墓志铭结束他对死亡和回忆的沉思，其中有这样一句，“‘清愁’把他标出来认作宠幸”。 在科学取得巨大进步和发现的时代，广阔无垠的自然反而是会被特别强调的一个主题。譬如在19世纪之初，当我们几乎完成了探索和绘制地球后，我们开始理解某些天气状况的形成因由，并且即将创造出更快捷的交通方式。小小的人物形象，凝望辽阔的风景或者地平线，画面上月亮都作为共同焦点出现，这些似乎都拨动了文化人的心弦，极受追捧。画面传达的忧伤往往带给人宁静的感受。月亮虽然总在变化却总是值得信赖的，在发生巨变的时代，我们似乎可以向月亮寻求一份慰藉的怀旧感。 一种更为深沉的忧伤弥漫在爱德华蒙克的作品中，他也把月亮和月光用作反省和沉思的符号。他将更大的人物形象单独或成双置于月光下的地面风光或者海景之中，独处转变成孤独甚而沮丧。他的画作《圣云之夜》（1890年）就强烈地渲染出了这种氛围。在这幅作品中，我们可看到一个身体轮廓半藏在阴影中的男士倚窗而坐，月光透过窗倾泻而入。画面的深度透视和浓郁的黑暗凸显了蓝色的月光，赋予了整幅画沉思冥想的氛围。两年后，蒙克开始创作题为《忧伤》的系列作品，均以满脸心事重重、摆出沉思姿势的人物为特征，这幅画被认为是这个系列的前驱之作。 1.中国科普作家协会工业创作委员会推荐！ 2.世界著名天体物理学家、圈量子引力理论创始人之一、全球科普畅销书作家、世界上具影响力的 100 名知识分子之一——卡洛·罗韦利作序推荐！ 3.美国《国家地理》杂志推荐！ 4..NASA（美国国家航空航天局）、ESA（欧洲航天局）珍藏影像！ 4.物理学家×科学家——给所有人的太空知识大全！ 5.为所有人揭开宇宙神秘的面纱，这种事当然要专业人士出面！作者包括行星科学家、天体物理学家、天文学家、法国科学院院士、国际宇宙探索任务的成员、宇宙拓扑学专家、宇宙大型建模专家，也有法国大学研究所的高级成员、法国学术棕榈骑士勋章的获得者，银河系外大陆——拉尼亚凯亚的发现者之一。 6.科普节目制作人×科学记者——给所有人的宇宙科普指南！ 7.天文学家×艺术史学家——天文学和艺术史的绝妙结合，揭秘月球的多面历史。 8.亚马逊4.8高分！ 9.本质上，人类就是星尘。看星星就像潜入宇宙的过去，也像追寻生命的原点。 10.从古代神灵到艺术象征主义，从望远镜到载人航天飞船，人类对月球的无限痴迷从未停止。 11.宇宙的历史，科学与探索，猜想和推测——内容逐步推进，清晰明了，有效帮助构建知识体系。 12.哈勃望远镜、韦布空间望远镜、开普勒太空望远镜……这些世界著名的太空望远镜为我们展示了闪耀的太空。 13.雕塑、壁画、油画、木刻、塔罗牌、雷达图像、显微照片、摄影作品、书籍封面、电影剧照、玩具包装、海报、邮票、明信片、服装设计、建筑设计、流行文化…… 14.迄今为止，人类踏足过的地外星球只有月球。上百幅罕见的精美图片，涵盖了月球艺术、科学、宗教、日常生活等多个领域。15.背景强大的专家“破译”不可错过的五大宇宙研究！让人欲罢不能的宇宙专业话题轻松GET！ 16.这套书会成为一把钥匙，为地球上无数好奇心开启通向太空探索的大门。