《宇宙与自然篇》秋夜看火星 -李 元

　　主讲人简介

　　李元，中国科普研究所研究员。1925年出生。青年时期考入南京紫金山天文台，后从事天文工作。20世纪50年代调到北京筹建北京天文馆。

　　多年来一直从事天文科普工作，国际行星协会曾以他的名字命名小行星。发表各类天文科普著作多篇。

　　内容简介

　　我们知道今年的2003年的8月27日，是六万年以来火星最接近地球的那一天，所以国际行星协会就把这一天定做“世界火星日”。我记得我在四十七年以前，写了一篇文章叫做《秋夜谈火星》，登在《人民日报》上，收到1956年全国散文集里面，还把我收进去了，那时候看火星和现在可不一样，那时候我怎么谈的，说是秋夜多么优美的环境，看着天上的火星令人向往，只能说几句，上面有什么呢？那是个谜，现在可不是谜了，现在搞得清楚了，火星上没有人，没有植物，也没有动物。有没有最微小的生物呢？那还在探测，所以，我回想起四十几年以前谈火星和今天来讲火星可不一样，今天我们有非常充分的资料能把火星谈得很清楚。2003年8月27号火星和地球这两个之间的距离就到了最小的时候，后来又过了两天，到了2003年8月29号那天叫“火星大冲”。这有什么道理呢？这大冲的意思就是说，火星在外面，地球在中间，太阳在一边，三个成了一条直线，这叫“火星大冲”。火星冲日的意思就是说这三个星在一条直线上了，你看太阳一下山，火星就升起来，火星一下山，太阳就升起来，这个时候就说明了整天晚上火星就在天上转，都能看到，这就叫“火星冲日”。那么火星最接近的时候的冲日就叫“火星大冲”，可这一次的大冲可不简单，是六万年以来最近的距离。我想这些就是我对火星的，我们能够了解到的内容。我今天在路上就想着我光给大家说不够理想，我就写了一首小诗，我试着唱唱。咱也不是音乐家，也不是歌唱家，但是向往火星呢，情不自禁就要唱唱，对不对？“看火星多明亮，反射着红光，照耀在南边天上，等待你去欣赏；看火星多明亮，反射着红光，火星真漂亮，真使我向往。”

　　《秋夜看火星》 （全文）

　　我们知道今年的2003年的8月27日，是六万年以来火星最接近地球的那一天，所以国际行星协会就把这一天定做“世界火星日”。可是在我的日记本上，写的是2003年是我的火星年，整个就是我的火星年，因为火星在这一年里面都非常活跃。在我呢，是六十多年以来，最高兴的一次看火星，我是1925年生的，今年已经78岁，但是我看火星已经看了六十多年了，就在今年的火星最明亮，比我过去任何年代都明亮。我早就说过火星是六万多年以来最明亮的，那么今年火星最亮的时候，就是火星最暗的时候的七十多倍，就是七十多个火星加起来等于那个最暗的时候，所以特别明亮，只要是天晴了，你向着南方，或者是偏东些、偏西些，就能看到颗很亮的火星，如果你时间晚一些呢，就是偏西，早点就是偏东，那明亮极了。

　　这火星呢，它是太阳系里面的一颗行星。我们已经看到，中间是太阳，边上的那个蓝色的那颗小星就是地球。那个地球右边还有颗小星，那就是月亮。那个月亮往上看呢，那就是火星。那么太阳在中间，这些都是想的行星的轨道，轨道最里面的是水星、第二是金星、第三是地球、第四个就是火星，火星是在地球轨道外面的那颗行星，它发红的颜色，所以这画的也是红色的。那么火星的外面呢，就是木星，木星外面是土星，我们看到带光环的土星，那么背景就是银河系了。土星外面还有好多星呢，什么天王星、海王星、冥王星等等。这个火星为什么叫火星呢，这个千万别误会，说是火星上面生着火，所以发红的颜色，其实不是这样的。因为火星在中国古代叫做“萤惑”，“萤”就是“萤萤如火”的样子，像火一样的，而且它来去不定，一会儿往东走，一会儿往西走，我讲的这“一会儿”可不是时间的一小时、几分钟，它是几十天里头，或是几个月，它有的时候往东走，有的时候往西走，它就绕圈子，所以说“萤惑不解”就叫做“萤惑”。我们中国古代还有阴阳五行的学说，阴阳之外还加金木水火土，那么就把“火”字给它命名上了，另外还有金星、水星、木星、土星。其实金星上面没有金子，水星上面没有水，那么在西洋各国把火星叫做Mars，Mars是希腊神话里面的战神，因为它颜色比较发红的颜色，就和战争联系起来，就把那个战神的名字就叫做它了。金星很漂亮，就把美神维纳斯就给了这个金星了，其实这些都是人为的，和那个星本身没有什么关系，火星的名字也就是这样的，那么今年因为是火星离地球最近，最明亮，所以才引起一场火星风暴，这火星上有没有风暴？现在好像没看见，地球上的风暴的确是刮起来了，世界各国都在观测火星。

　　可是你不要误会，也别担心，2003年8月27号那天天阴了，没有看着怎么办？一点没有关系，我告诉你，火星最接近地球的时候非常明亮，但是它离开我们越走越远的时候，它是慢慢来的，不是说明天忽然走得远了，看不着了，早得很呢！在今年的秋天都是看火星的绝好机会，只要天黑了以后，你向着天空的南面去看，那是绝对漂亮。火星，没有别的星比它更亮，在天空中只有太阳月亮比它亮，当然还有颗金星比它还亮，金星有时候傍晚出现在西方的低空当中，天亮以前出现在东方的低空当中。但是火星这时候和地球、太阳成为一条直线，叫“火星大冲”，所以它整夜都在天空当中，而金星不可能，只有傍晚和黎明时候出现在西面或者东面，火星现在整夜都在天上，所以你看起来很方便。

　　我记得我在四十七年以前，写了一篇文章叫做《秋夜谈火星》，登在《人民日报》上，收到1956年全国散文集里面，还把我收进去了，那时候看火星和现在可不一样，那时候我怎么谈的，说是秋夜多么优美的环境，看着天上的火星令人向往，只能说几句，上面有什么呢？那是个谜，现在可不是谜了，现在搞得清楚了，火星上没有人，没有植物，也没有动物。有没有最微小的生物呢？那还在探测，所以，我回想起四十几年以前谈火星和今天来讲火星可不一样，今天我们有非常充分的资料能把火星谈得很清楚。

　　火星人流传了好久了，从19世纪末叶到20世纪上半叶，火星人的名词一直在流传，为什么有这些火星人的流传呢？咱们就一张一张来看这些图片就能知道了，先说这个，左边这个是地球的大小，右上方是火星的大小，下面是月亮的大小，这样一比较你，你就有数了，火星比我们地球小得多，观测起来人们会感觉到有很多变化，因为火星和地球一样，也有四季也有昼夜，所以不同的季度火星表面还是有不大相同的地方。因此过去好多人以为，它春天、夏天来的时候，火星表面就绿了，到了秋天就黄了，冬天就白了，不是这么回事。那时候就是想着这些事情好像是这样的，所以我现在要从火星人的幻想谈起，幻想火星人的时代，的确是一个时代，是幻想火星人的时代。那么我们地球、火星、月亮的比较看清楚以后，我们再看，这个就是过去在19世纪末到20世纪初，有些天文学家观测火星画下来的图像，就是说在火星的不同的季节，看到火星上有些什么情况。最主要的看到什么呢？看到这线条，好多线条，你想火星比地球虽然小，也足够大吧！虽然比地球小，比月亮还大得多，所以如果上面有这么多线条，那可了不起，这每一个线条，那长度大概是上千公里，宽度也有几十公里。就是拿那个火星的比较而言，因为火星的直径，大概是地球的一半，地球是一万二千七百公里，你想想一半也挺大的，所以如果能看到这么多东西在火星上，那真是奇妙，那引起人们的思索，除非有非常科学发达的生命，比人还要聪明，才能够用高科技挖出这么多的运河。挖了运河干什么呢？咱们再说，反正它是挖下这么多运河了，是不是？所以人们感觉到，哎呀，不得了，20世纪也好，19世纪也好，甚至于人类有史以来最大的发现就是火星上有了人，就这意思。

　　其中最有名的一位天文学家是意大利的，意大利的这个人叫斯基亚帕雷利。这个人就观测火星入迷了，上面的图就是他画的火星图，你看火星上有多少运河，他说这是运河，这话有点毛病，他当初并不是说火星上就有这么多运河，他就在他的观测记录上画下这张图以后，这是最早的图，后来画成这详细的图，还有经纬度呢，你看，经纬度、刻度都有。这是1877年9月26日的火星素描的图，后来是1888年斯基亚帕雷利他绘制的火星地图，因为在1877年也是火星接近地球的时候，当然比现在差得远了。那么他就是仔细观测，他在他的笔记本上写的，就是“我看火星上有许多Canali”，Canali在意大利文里面是说水沟、渠道的意思，那时候很多人读意大利文也不懂，结果翻成英文呢，那翻译的人，恐怕他也是有点勉强，他也不知道这深浅，他就把它翻译成Canal。Canal是什么意思，就是运河，在英文里面就是运河，哎呀，一字之差把水沟翻成运河，这就惹下大乱了。水沟是另外一回事，运河那就是人来挖掘的，是不是？所以人们就把这个火星上的这个叫做运河，这个词一出呢，就传遍天下，就引起大乱，就说是不得了，火星上有那么多的运河，那么宽、那么长、那么多，这好家伙，这不是最聪明的人类谁能做得出来，地球上的人类够笨的了，火星上的人才聪明，就这么说的。那么还有一位，这一位是了不起，这位是个美国天文学家叫洛威尔，洛威尔在20世纪初他家里很有钱，他倒是不把这钱胡乱用，他就建了个天文台。这天文台有架很好的望远镜，他就在那望远镜里面经常观测，就观测太阳系里面这些行星，更热衷的是观测火星，所以他就画出这个火星地图。这是他画的，他画的这个火星上的所谓运河呢，有五百多条，这就是很厉害了，能把火星上描绘出五百多条运河，那时候就认为，哎呀！不得了，火星运河是火星人的创作，是火星人给世界留下的是不是文化遗产，我也说不清楚，反正就是很引人注意的。他把这个火星运河画了以后，英国有位大作家叫威尔斯，威尔斯大家也许知道，《世界史纲》那本巨著就是他作的，他不但会写历史书，那么厚一本，他还会写幻想小说，他的幻想小说就有个《大战火星人》，就说某一天火星人来到地球上了，结果和地球人大战一番。有一次在一九三几年，美国有个电台就广播威尔斯的科学幻想片断，就是说火星人来到地球上，正在和地球人打，有些人也没听到前面介绍说这是科幻小说，他以为真来了，就引起一场混乱，好多人就离开家逃了什么等等。这是美国书刊上报道的，这不是我们给造谣，那个时候引起这么一场混乱，可见那火星人对地球的影响还是蛮厉害的。

　　火星人的幻想什么时候破灭了呢？那要到后来，到后来人类派的宇宙飞船到了火星上，探测以后，没有看到任何人、动物，都没看到，微生物也没看到，那个时候是在1976年，才算把火星人的幻想彻底地破灭了，这是一个历史的片断。这些图片是用望远镜拍的了，以前我们都是用眼睛看，从望远镜里看到火星画出来的，都是用大天文台的，那种大望远镜拍摄出来的。拍摄的年代是在1907年，那个时候拍下来的图片和现在其实也差不多，它上面有极冠，就是那个白色的部分，就是火星在两极的冰雪部分。真正是什么呢？是干冰，就是冻结了的二氧化碳，其实和我们这个水还不完全一样。那么还有些暗色的部分，有的时候火星表面完全黑暗了，那就是火星上有了沙尘暴，你别以为只有地球上有沙尘暴，要在太阳系里面沙尘暴谁拿冠军呢？大概火星可能，它那个沙尘暴刮起来就不是两三天，是两三个月，甚至八九个月就那么刮着，昏天黑地的。而且不是一个地方，整个火星都弥漫了，所以有时候你看火星看不着，糊里巴涂的，不是你望远镜出了毛病，是那个地方刮沙尘暴，你要知道这个事。

　　这是在20世纪初期，天文望远镜拍的火星照片，这是后来彩色照片发明了以后，给火星拍的彩色照片，这个照片呢，就是进一步说明了火星上的颜色，火星极冠，那白色的极冠等等，这就是现在我们看到火星的面貌。尽管现在有各式各样的照相，大体上也就是这个样子。所以火星的观测史呢，就是这样观测下来的，那么火星观测的最主要的是什么样的观测法呢？我们现在看，这是“海盗号”宇宙飞船，是没人驾驶的。在1976年的时候，它在上面飞着，有一个飞着，下面降落了一个“海盗号”的宇宙飞船探测器，降落在火星上了。在火星上进行观测，然后就发现没有什么生命，这就是在“海盗号”在火星上拍的照片，这是它的观测的架子。，它还要把这个土挖起来，到它那个里面化验一番，再把结果要传到地球上来了。这是天线，你看背景都是火星真正的面貌，你看见人了吗，反正我没看见。这就是人类派了地球的使者前往火星拍下来的照片，是这个样子的。这个是火星上的火山，我们知道1957年10月4号是人类第一次发射了人造卫星，这是太空时代的开始，后来苏联一直走在前面，美国就着急了，紧起直追，后来在1971年就发射了“水手号”的宇宙飞船飞往火星。到了1971年的年底到达火星，到了以后它就围绕着火星旋转，就拍照片。刚去了的时候什么也照不到，正好遇到沙尘暴起来了，哎呀！真着急，地球上观测的指挥的都很着急，说什么也看不着，后来一分析是沙尘暴，就说你等待着，他就命令它，你就环绕吧，一直等那个沙尘暴落了，咱们再研究，后来沙尘暴落了以后，就拍了很多照片。其中有很多照片就是像这样的，火星的火山，最大的火山，叫做奥林帕斯，就好像奥林匹克运动会一样，奥林帕斯是奥林匹克运动会的发源地吧。这火山和地球比起来可不一样，它的底座，这个山是从底下慢慢升高的，底座就有五百多公里直径啊，就好像从北京到太原这个距离，这底座就这么大。多高呢？二十六、七公里那么高，比地球上的珠穆朗玛峰还高三倍，你看看这多厉害，这就是火星上的火山，这是现在据说这是太阳系里面大概最高的火山。

　　那“海盗号”的飞船也好，那个“水手九号”飞船拍下来的火星照片里面，这张也是最精彩的，你们看到什么了，这真正是火星照片。地球上再怎么照也照不了这么清楚，一看真是有了运河了，那么中间有那么一杠，那一杠可真不简单，那要真是人要挖可了不得，你知道多宽吗？四千多公里宽，如果把这个运河，这个大的河放到地球上来呢，那比长江也不差，那么也可以横跨美国，就这么大的，这叫什么？叫水手大峡谷，这个水手大峡谷就是火星上的一个最著名的景观，将来如果你们有机会，咱们火星的旅游开放以后前往观光，千万别忘了到这大峡谷看看，地球上的大峡谷我知道有两个最有名的，一个就是雅鲁藏布江的大峡谷，还有一个是在美国的科罗拉多那个地方的，亚利桑那州的大峡谷。那些大峡谷都让人神往，看起来简直是感觉到历史的悠久，天地之悠悠，独怆然而泪下，倒不必流泪，反正很感动人的。如果你到了火星上的大峡谷，我看有点晕倒了，太大了！这峡谷四千多公里长，有一二百公里那么宽，有六七公里那么深，你看这大峡谷怎么得了！但是一点水都没有，没发现水，但这个峡谷的确是存在，了不得！所以大家记住在火星上有非常高的奥林帕斯火山，又有大峡谷，叫水手号大峡谷，它的长度是四千多公里。

　　这个还是我们刚才说的，那个“海盗号”宇宙飞船，降落在火星上以后拍的照片。你看多清楚！大块的大石头都有好多，所以发现火星上是没有什么动物、植物、人类更没有，有没有生命呢？它研究了半天没找着。

　　那么这张图又表现什么呢？是这样的，沉默了将近二十年以后，美国又发射了一艘宇宙飞船，叫做“探路者”，在1997年的1月4号就在那天降落在火星上，这个“探路者”还带着一个小机器人，看着像个玩具的小汽车。这也是人类第一次派了一个能够走动的机器人走了那么一段路，走过去研究研究，然后回来。原来以为研究那么几天就够了，结果那个机器人还挺卖命，走了好几十天就在那里转。就拍回大量的照片，是这样的。

　　这就是现代观测火星的情况，它也没有发现火星上有别的，只是发现火星上可能有很大的洪水流过，因为冲积的那些石头，各种形状都能证明这一点。今年可不一样，今年我前些时候，看到哈勃望远镜就拍下更清楚的照片了，这个还是“水手九号”拍的照片的综合，在今年我办了一期火星专刊，在《知识就是力量》，里面就是专讲火星的事，因为今年不是火星离地球最近吗，它到底怎么近法呢？这张图就看得很清楚，中间是太阳，里面的轨道是地球的轨道，外面的轨道是火星的轨道，火星是太阳的第四个行星。那么在它们运行当中，因为火星上一天也是24小时多，它是一年就相当于地球上快两年，它也有四季，那每到两年的当中，就有一次火星比较接近地球。但是像今年这样接近那是空前没有，外面这一圈是火星大小的比较，就是说火星在2003年1月份的时候，很小，但是到了2003年8月底就最大，看到那个最大的，就是2003年8月27号，火星最接近地球，那是多少公里呢？是五千五百七十五万八千多公里远，这个时候火星的亮度是负2.9等，这叫什么意思？就是我们看起来，天上的星比方织女星、牛郎星一眼就看见的那种星，叫一等星。比一等星亮的是零等星，比零等星更亮的是负一等、负二等，这火星今年就变成负2.9等，就等于快负三等了，只有木星最亮的时候，有这个亮度。金星最亮的时候是负四等，更亮。将来你们有机会看金星，傍晚的西天、早晨的东面的天空都可以看到，金星经常可以看到，但是火星看到这么亮，确实是不容易的。

　　那么你就可以看到在这个轨道上，2003年8月27号火星和地球这两个之间的距离就到了最小的时候，后来又过了两天，到了2003年8月29号那天叫“火星大冲”。这有什么道理呢？这大冲的意思就是说，火星在外面，地球在中间，太阳在一边，三个成了一条直线，这叫“火星大冲”。火星冲日的意思就是说这三个星在一条直线上了，你看太阳一下山，火星就升起来，火星一下山，太阳就升起来，这个时候就说明了整天晚上火星就在天上转，都能看到，这就叫“火星冲日”。那么火星最接近的时候的冲日就叫“火星大冲”，可这一次的大冲可不简单，是六万年以来最近的距离。你再往下看，最亮的时候是2003年8月27日，下面一张照片呢，就是2003年9月30日，到了2003年9月30号就快国庆的时候，那火星还是相当大，还不是一下就变成小的了，你看还是相当大。再往下面走到2003年11月，也够大的了，所以你就不要担心你看不着火星，你在整个秋天都是看火星的最好机会。我只能说是今年的秋天，你别等明年看。这就是人类要飞往火星，现在有种学说，说是人类要飞往火星了，但是人类飞往火星是自己的向往，并不是说说那么轻而易举，说现在咱买张飞机票飞到三亚咱们看看火星更好看，因为它在南面，这火星比较低，所以到中国的南面去看比北方好。火星上的空气非常稀薄，就等于地球上面几十公里高的地方那里的空气，而且火星上的温度也很差，白天和晚上温度相差几十度，白天比方说零上多少度，晚上成了零下一百多度了，就是这种恶劣的气候。火星吸引力小，倒是走起路来方便，它因为吸引力小啊！可是火星沙尘暴又是厉害，火星上现在还没找到水，好多飞船都是去找水，有了水以后才能有生命，有了水以后人才敢去。作为科学探索是可以去火星，派什么飞船都行，人要去的话，绝不是今年和明年的事，恐怕是几十年以后了。因为去火星可不容易，去火星不是那么一两天，我们坐上磁悬浮列车，几小时就到上海了，去火星哪有那么简单，到火星是几个月，一年的事，去了以后，还得留在火星上，说是看完了就回来，不行，你还得等到下次合适的轨道的时候，你才能发射回往地球来。你要带能源、带吃的、喝的，还有很多科学仪器等等。这么多东西要发射到火星上谈何容易，火星上还有两颗卫星，这两颗卫星倒是我们的桥梁，我们先发射到火星卫星上，大批的东西储藏到那儿，然后我们从这儿再去火星都可以。

　　2003年火星最接近的时候，宇宙飞船纷纷地飞向火星，到明年第一季度，这些飞船呢，或者有的飞船像“火星快车”大概最早到达，也许是今年圣诞节的前后就到达火星了。别的飞船到2004年1月份，或者我们过春节的时候，才能到达火星。那些飞船也没人，上面载了研究的探测设备，发回信息就告诉我们火星上面怎么回事，科学家们还有一个想法，就是从火星取样回来，就是从火星上挖一块土，拿一块石头回来，这里头很有个意思。

　　香港有位牙科医生，他用牙科医生的那种小巧的工具，就发明了到火星上取样的时候，钻到火星的土层下取土的工具。比方说是钻到地下二十厘米，再抠东西，再往上拿，再回来。他发明了这个工具，英国马上就采用了，别的国家也有采用的。他这个是用中国筷子的原理，再加技术改造，就成了探测火星的一个技术，很先进的一个手段。因为自动化地要把东西抓到飞船里头，自动化地把飞船又飞起来，又能够走到飞向地球的轨道，这可是高科技里面的高科技，太难了！我想这些就是我对火星的，我们能够了解到的内容。我今天在路上就想着我光给大家说不够理想，我就写了一首小诗，我试着唱唱。咱也不是音乐家，也不是歌唱家，但是向往火星呢，情不自禁就要唱唱，对不对？“看火星多明亮，反射着红光，照耀在南边天上，等待你去欣赏；看火星多明亮，反射着红光，火星真漂亮，真使我向往。”谢谢大家。