本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。
人类在地球上生存繁衍了数百万年,从茹毛饮血的采集狩猎生活、到农业社会,再到工业时代不过短短数千年的时间。也就是说,我们真正拥有文明的时间并不长。
人类在不断地改善自己生存条件的同时,还在思考这样的问题:我们是谁?我从哪里来?最终要走向何处?
这种对起源与归宿的追问,既是一个哲学问题,也是人类科学发展、认知自然、了解宇宙的原动力。人类要解决也上的困扰,首先必须知道我们生活的这个世界是什么样子的?
我们脚踏大地,头顶苍芎,人类在地球上如此的渺小,无论我们站在多高的地方看到的都是一望无际的平川和遥远的天际。
这样的视觉感受以至于我们的古人不约而同地认为:这个世界是平的,天空就像一口扣在头顶的大锅一样。
并且,日月星辰在天空中的规律运行和我们静止不动的错觉导致了古人也认为地球是太阳系的中心,在这样的世界观下,我们人类妄自尊大、骄傲自满、不可一世,我们是谁?我们是上帝的儿子!
直到年哥白尼《天体运行论》的发表首次向宗教神学发起了挑战,经过布鲁诺、第谷·布拉赫、开普勒、伽利略等众多天文学家对天体运行规律的观测和研究,在17世纪初日心说模型已被广泛接受。
尤其是年牛顿理论的横空出世,为宗教神学的棺材板钉上了最后一颗真理的钉子。不过这时你如果要问当时的人们:我们是谁?你得到的回答,也是跟上帝还有些许的牵连。
因为就连牛顿本人都不是一个纯粹的牛顿主义者,他也认为万有引力背后一定还有上帝之手的参与,虽然如此,但牛顿所建立的完整而严密的经典力学体系为近代科学的发展提供了坚实的科学理论依据。
牛顿之后,科学和神学彻底分家,没有了神学的束缚,科学得以快速的发展。再加之望远镜的出现,人类更清楚的看到了地球以外的世界,太阳系的八大行星也开始以更加清晰的形象显现在人类的视野中。
不仅如此,我们还以前所未有的视野观察了银河系中的天体,在天空中发现了长短周期彗星、光度可变的恒星、超新星、模糊的螺旋星云。除了观测上的成就,我们的基础科学也出现了质的飞跃。
20世纪初,相对论的出现塑造了一个全新的时空观,让人们在解释天体运行时彻底拜托了上帝之手的参与。
年,埃德温哈勃对M31星云中变星的观测,发现我们认为的仙女座星云其实是独立于银河系之外的星星岛屿,并且通过星光红移还发现了遥远的星系正在远离我们。
这两项重大的发现导致了现代天文学的开端,人类的视野和认知也彻底的走出了银河系,来到了广袤的宇宙空间,并且开始着手建立宇宙演化模型。
除了对宏观世界的深刻认识,我们对微观世界也有了初步的了解,爱因斯他对布朗运动的描述确立了原子的存在、黑体辐射问题的发现让普朗克提出了量子理论、爱因斯坦对光电效应的解释让人们彻底了解了光的本质、卢瑟福用α粒子轰击金箔发现了原子核的存在,在以上的基础上人们也开始着手构建原子模型。
对宏观和微观世界的了解也让我们人类认识到自己在万物中并不是那么特殊,我们跟其他生物、甚至冷冰冰的物体一样都是由原子构成的,都是宇宙演化的结果。
不过这时人们依旧有个愿望没有满足,虽然我们可以用望远镜看其他天体,解释其他天体的运行规律,但是我们人类从来没有离开过地球,也更没有亲眼看到地球是什么模样。
虽然无数的理论和实践告诉我们地球是圆的,但是我们人类总是本着没亲眼看到就不相信的原则,一直在怀疑地球的形状。
这个问题在年由于火箭技术的发展才得以解决,我们通过发射火箭在外太空拍摄地球的局部照片,然后通过拼接的方式才看到了地球的曲率。下图就是由九张照片拼接出来的。
年之后人类的航天技术开始起步,在短短的十几年间发展迅速,年10月苏联发射了人类历史上第一颗人造卫星。年10月将首位航天员送入了太空。
从此也开启了美苏两国的太空争霸,先后向金星、水星、火星、月球发射了大量的探测器,为我们传会了关于内太阳系天体的大量信息。
年美国开启的阿波罗计划旨在将人类送上地球以外的天体,在阿波罗八号环绕月球飞行期间,我们人类在去往月球的途中回望地球拍摄到了一张具有历史意义的照片。
阿波罗8号宇航员威廉·安德斯这样说:
我们人类千里迢迢去往月球,却在途中看到了我们美丽的地球。
这句话足以说明,登上月球跟人类首次看到自己生存了数百万年的地球同样重要,当你离开地球,并且在太空中回望地球时,你就会感觉到就连地球本身都显得那样的弱小,孤独的漂浮在黑暗的宇宙空间中,我们所赖以生存的世界不过是宇宙中的一颗普普通通的岩石。
在阿波罗八号绕月飞行期间,我们还拍摄到了下面这张照片:
这张照片就是有名的“地出”照片,在阿波罗8号飞船环绕月球飞行期间,地球正在月球的地平线上缓慢的升起。
这和我们在地球上看到的月球升起和太阳升起的景象有几分神似,这也是我们第一次从其他的星球上看到地球的样子。
年在阿波罗任务结束以后,人们对内太阳系的天体有了比较充分的了解,但是外太阳系呢?
于是在年的8月和9月分别发射了旅行者2号和旅行者1号两个深空探测器,带着人类的期许开始对遥远的木星、土星、天王星、海王星及其卫星进行探索。
除了以上的任务外,在发射时科学家已经清楚这两个探测器在完成任务以后会冲出太阳系,进入星际空间。
鉴于此我们也为其安装了金唱片,上面保存着人类对外星生命的问候语、各民族歌曲、语言、以及人类的科学技术水平、人体结构和我们在宇宙中的位置。希望有朝一日这两个探测器能被外星生命捕获,收到来自太阳系人类的真诚问候。
目前的旅行者1号和2号依然和地球保持着联系,但在43年的飞行中,旅行者1号已经距离地球亿公里了,即使发射以光速发送信号,也需要将近16小时才能达到地球。
如果以太阳风顶的位置来说,这两个探测器都已经飞出了太阳系的范围,进入了星际空间,但以太阳的引力范围和奥尔特云的范围来说,探测器还远远没有离开太阳系。
在旅行者号任务期间,除了为我们人类传回了外太阳系众多天体的照片和数据以外,其中旅行者1号在完成对土星的任务以后,跟阿波罗8号一样来了一次回眸。
在距离地球64亿公里的地方拍摄了地球的一张照片。这张照片跟阿波罗8号任务的“地出”照片一样,被载入了航天史册。这也是人类在最远的距离上看到的地球的模样。
这张照片被称为“暗淡蓝点”,在照片中地球的大小只占据了0.12个像素,照片中的地球犹如一粒灰尘一般,显示了地球悬浮在太阳系漆黑的背景中。
这张照片再一次让人们认识到,我们所生活的世界只不过是宇宙中一个不起眼的小角落,不仅我们人类在宇宙面前没有特殊的地位,就连地球也是那么的可有可无。
美国著名天文学家卡尔·萨根(CarlEdwardSagan)更是因为这张照片有感而发,写出了《暗淡蓝点:对未来人类身处于太空的目光》这本书。卡尔·萨根说到:
我们成功地(从外太空)拍到这张照片,细心再看,你会看见一个毫不出奇的小点。那是我们的家园,我们的一切。你所爱的每一个人,你认识的每一个人,你听说过的每一个人,曾经有过的每一个人,都在它上面度过他们的一生。我们的欢乐与痛苦聚集在一起,数以千计的自以为是的宗教、意识形态和经济学说,所有的猎人与强盗、英雄与懦夫、文明的缔造者与毁灭者、国王与农夫、年轻的情侣、母亲与父亲、满怀希望的孩子、发明家和探险家、德高望重的教师、腐败的政客、超级明星、最高领袖、人类历史上的每一个圣人与罪犯,都住在这里——一粒悬浮在阳光中的微尘。
如果你现在问我们是谁?我相信得到的更多的回答是:我们不过是宇宙中的一粒尘埃,一粒心怀宇宙的尘埃。
这就是我们人类认识自己的过程,了解自己所生活的世界的过程,从一开始骄傲自大的上帝之子,到现在不起眼的尘埃,人类态度的变化也恰恰说明了我们认知的提高。
现在我们敬畏宇宙,敬畏大自然,但我们从来都不会屈服于现状,永远都会保持一颗好奇心,时刻都准备着迎接更大的挑战,去往更加遥远的宇宙深空,去探寻万物起源的真谛...
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