编辑推荐

内容简介

没有哪一颗星球，能像火星一样，

承载人类如此多的想象和憧憬。

也没有哪一场探索，能像探索火星一样，

在过程中不断交织着反转和奇迹。

这是一段历时四百多年的“追星”之旅，

它记录着好几代科研人员的梦想和智慧，

也见证着人类无数次地将永不言败的精神发挥到极致的震撼！

对于人类来说，火星是一个极其特别的存在。它是太阳系中很像地球的行星，也极有可能成为人类的第二家园。因此，探索火星这件事情，就显得尤为重要。本书便是年轻的NASA科学家萨拉·斯图尔特·约翰逊基于这样的信念，有感而发地撰写而成的，它生动讲述了人类探索火星长达四百年的精彩历程。

在书中，作者全方位介绍了火星的本体科学，如环境、地貌、内部结构、起源与演化等。同时，也深入探讨了火星是否有生命、火星的长期改造、成为第二个地球的可能性等前沿话题。并详细记录了数代科学家们宝贵的“追星”经历，从而向读者展现出人类极致的探索精神和前沿的科学创新。

作者介绍

[美]莎拉·斯图尔特·约翰逊

乔治敦大学行星科学副教授、行星科学家。曾任NASA火星探测器“勇气号”“机遇号”“好奇号”项目研究员、总统科学顾问。现任NASA组建的专家小组——生命探测科学中心（CLDS）研究员。

目 录

序 言 001

章 点是没有部分的东西

一 、深入平静的大海 009

二 、变化之光 028

三 、红色烟雾 047

第二章 线是没有宽的长

一 、奇幻世界之门 071

二 、天降飞石 094

三 、穿越 110

四 、近拱点 126

五 、酸性平原 145

第三章 边界是某个东西的端

一、永远 177

二 、美妙的水 197

三 、无形之形 210

致 谢 231

参考资料 237

试读章节

在我出生后不久的20世纪80年代初，美国公共广播电视台播出了纪录片《宇宙》。我的父母与数百万其他美国家庭一起收看了这一纪录片。一连13个星期天的晚上，爸爸妈妈坐在铺着棕色毛绒毯子的金色印花沙发上，将我和姐姐抱在怀里。他们反复调整显像管电视机的天线，直至屏幕上的图像变得清晰。在那个渴望色彩的年代，这是他们拥有的台彩色电视机。

这部纪录片由一位名叫卡尔·萨根（Carl Sagan）的年轻天文学家主讲，剧中他乘坐自己的“想象号”宇宙飞船畅游在宇宙奇观中。在大胆的特效帮助下，萨根的身体变成一道粉色激光，穿梭于星球之间，穿越“土星的雪球构成的星环”。他常常伴随着一段迷幻的旋律在时间中来回穿梭，在一个巨大的人类大脑中爬行，在树梢间飘过。我和妹妹总是一开始时睁大了双眼，但不久就开始打瞌睡，直至片尾开始滚动时，爸爸妈妈把我们抱回婴儿床上睡觉。

毫不夸张地讲，《宇宙》在当时是一部现象级的纪录片，萨根终进入全球超过五亿观众的家中。虽然此前他已经通过写畅销书建立了自己的公众形象，但是《宇宙》真正让他为大家所熟知。他开始经常出现在约翰尼·卡森（Johnny Carson）的脱口秀节目中，周围聚集着名人。他狂吸大麻，还激怒了他的同事们。他是一个顽固的、随心所欲的科学预言家，非常乐于为大家签名。继珀西瓦尔·洛厄尔之后，次有另一个人成为火星科学的代表。在过去的40年里，没有人的名字比“萨根”更紧密地与火星联系在一起、与对生命的探索联系在一起。事实上，你很难找到另外一位现代科学家所描绘的景象像萨根一样远远超越了大众的想象力，并产生了如此深远的影响。

在《宇宙》播出数年之前，萨根表现出的超常自信就已经预示他将成为未来一颗冉冉升起的新星。他在当时提出了大胆的假设，认为在火星这颗红色星球上可能生存着类似乌龟的生物。1974年，萨根向《伊卡洛斯》杂志投递了一篇短文，在其中的总结部分他写道：“大型生物……在火星上不仅可能存在，而且可能数量可观。”这确实是一种认知上的巨大飞跃，但是跟其他很多远见者一样，萨根能够对他提出的这些可能性进行精确的描绘。他推测这些生物可能拥有坚硬的硅酸盐外壳，以保护自身免受紫外线的伤害。同时他也承认，由于到那时为止还没有在火星上发现肉眼可见的植物，因此还很难想象这些生物的食物来源是什么。即便如此，他还是提出这些生物中的一部分可以被称为crystophages，它们可能是通过从永久冻土层中挖掘水来缓解干渴；而另一些可以被称为petrophages，它们可能正在从岩石中吸取含水矿物。萨根指出地球上曾经长期被认为没有大型动物生存的大片荒凉土地，现在却已被证实是北极熊及其同族的栖息地。他解释道，大型动物的大块头可以减少表面积与体积的比值，从而使得它们可以在火星寒冷、干燥的气候条件下依然保存身体内的热量和水分。一名来自《时代》杂志的摄影艺术家描绘了一只巨大的章鱼，借此来向公众形象地展示萨根的想象。毫无疑问，萨根自己也知道这些都是无稽之谈，但这并不是他的重点。他想表达的重点是，既然并没有证据能够证明这些被他称为macrobes的大型生物是不存在的，那么人类为什么要限制自己的想象力呢？如同萨根一生中提出的其他很多观点一样，它们超出常规，却又鼓舞人心。这位天才后来展现出了与非科学家群体沟通的超凡天赋，这是他早期的一次崭露头角。

在那一时期，NASA 正在筹备建造能够终在火星表面着陆的探测器。他们计划通过1976 年实施的“海盗号”任务将首批生命探测仪器运至火星。萨根是这次任务成像团队中的一员，他的工作是要确保两个孪生着陆器附近的所有东西都能够被彩色相机、黑白相机、红外相机，甚至是立体相机拍摄下来。当有记者指出快速运动着的生物只会以条痕形式出现在照片中时，萨根故伎重施，他反击道：“但是我们任何时候都可以观察它们的脚印。”

萨根一直都有着放纵的、无限的想象力。他在布鲁克林区的一个小公寓里长大。在埃德加·赖斯·巴勒斯的《火星公主》一书中，来自弗吉尼亚的英雄卡特上尉在晕厥后苏醒，惊奇地发现自己身处红色星球上。读过这本书后，萨根急忙头也不回地奔向附近的旷野，坚毅地伸出手臂，恳求任何他觉得可能来自火星的东西将他送去那里。这个10 岁的孩子用大写字母勾勒了未来的新闻头条标题：《宇宙飞船抵达月球！！！》《在金星发现生命》，甚至还有一对宇航员为“星际航线”的航程做广告。

在整个青少年时期，萨根都如饥似渴地阅读通俗科幻杂志。15岁那年，他碰巧看到了一则关于亚瑟·查尔斯·克拉克（Arthur C.Clarke）的《星际航行：航天学导论》一书的广告。不同于克拉克的其他科幻短篇小说，《星际航行：航天学导论》是一本简短的技术类型的书，对1950 年人们已知的关于轨道动力学和火箭设计的所有知识进行了概述。克拉克在书中描绘了人类运送探测器去其他星球这件事甚至可能在不久的将来就能实现，萨根对此感到大吃一惊。

次年，萨根奔赴芝加哥大学学习，这一年他只有16 岁。学校的要求很高，因此萨根必须进行高强度的学习。但是不久，他就开始遭受慢性疼痛的折磨，而这种疼痛将伴随他成年后的整个人生。他只能一小口一小口地吃东西，否则就会噎到，这令他感到十分难受。于是他独自开车行驶在高速路上，前往梅奥医学中心就医，被诊断为患有食道失弛缓症，从字面上可以理解为“无法松弛”。这是一种食道方面的疾病，会导致呼吸和吞咽困难，而发病原因据推测与萨根母亲的强迫症和神经症有关。医生们尝试去舒张他的食道，但是没有成功。数年后的手术治疗也没有成功，还导致他的肺腔大面积出血。

尽管如此，萨根却有着一种更深层次的韧性。尽管他有自我意识过剩和慢性疼痛，但他仍勇敢地同著名科学家们接触，向他们请教问题。通过这种自我挑战，他为自己找到了许多杰出的导师。他学习物理学，还在诺贝尔奖得主哈罗德·尤里（Harold Urey）的指导下完成了一篇关于生命起源的本科毕业论文。他在暑假期间同全国的科学家们一起工作，并终决定继续留在芝加哥大学攻读天文学和天体物理学博士学位。他经常乘坐蓝白相间的纳什–哈德逊旅行车通勤于住处和学校位于威廉姆斯湾的天文台之间。

尽管萨根初的博士研究课题是行星物理性质，但是他很快就发现自己正身处新兴的外空生物学研究的中心5，便又回到了宇宙生命起源、进化和存在的研究中。1957 年秋天，萨根的导师之一邀请他去帮助美国国家科学院进行一些关于生物探测器概论咨询类的基础工作。那时苏联刚刚发射了颗伴侣号人造卫星，并且在紧锣密鼓地筹备月球着陆器的建造。美国科学家们开始担心苏联进行的这项秘密项目，担心苏联人是否对着陆器杀菌等工作有足够的重视，担心这是否会是一次冒险，让人类失去研究地外生物的机会。NASA 已经在制订保护月球免受人类探测器污染的计划，而且此时看起来也是一个开始考虑其他行星保护问题的好时机。

媒体评论

作为一本很好的科普书，这本书以前沿的科学知识，解答了现在大家好奇和关注的问题：火星上是什么样的？火星上有生命吗？火星可能成为人类的第二个栖息地吗？

答案都在这段让人心跳加速、手心出汗、惊心动魄的火星探索史里。

火星对于人类来说，是一个极其特别的存在。它是太阳系中像地球的行星，它有可能是人类的第二家园。探测火星太重要了，个目的是探寻地球之外的生命，研究生命的起源；第二个目的是，随着地球环境的恶化，开拓新的生存空间是一项越来越紧迫的任务。这本书正讲述了自太空时代开始以来我们对火星的探索。——中国航天科技集团 航天档案馆副主任 方强

火星是人类目前值得关注的星球，它是有可能是人类的第二个栖息地。这本书正讲述了自太空时代开始以来我们对火星的探索。这是一段非常振奋人心的故事，人类为了探索火星，将坚持不懈、永不言败的精神发挥到了极致。

400年前，火星的概念只存在于人们的脑海中。直到冷战时期，正式拉开了人类对火星探测的序幕。水手四号次让我们看到火星长什么样，人类对火星的猜测和想象在一次次发射火星探测器后被证实、被打破。在二十一世纪之前，长期人们都认为火星不可能有生命，是一个荒芜的星球。到了二十一世纪，希望出现了。勇气号、机遇号、好奇号陆续发现了古老的运河、水合矿物质、冰，甚至是有机物，现在我们可以拿出证据说：火星上真的存在生命的基石！

在这个探索过程中，很多时候我们都钻进了死胡同，拐了无数个错误的弯，但我们仍然屡败屡战。所有的探索者都在饥渴地寻求一些证据和突破性的观察，以确认火星是否适合人类居住。哪怕只是无意间的一瞥，都有可能改变一切。

经过仅400年的坚持，我们现在可以很有底气地说：“是火星，让我们看到了未来！”

这不仅仅是一本全面的火星科普书，更是的一本讴歌探索精神的梦想之书。星空浩瀚无穷，探索永无止境，我们的梦想是星辰大海，我们的目标是揽月九天，让我们一起踏上浩瀚寰宇的浪漫之旅吧！——中国空间技术研究院 徐彭梅 型号总设计师

对于航天的设计师来说，这本科普书非常亲切，很多情节感同身受，作者的喜怒哀乐都是真实科研工作者的表达。科学与文学的碰撞，激起无限的求知欲。探索的过程永远是那么有趣。——中国运载火箭技术研究院 高级工程师 王亚圣

仰望着星空，枕着欢愉的松花江水，与作者一起回望、参与火星的探测，是一件快乐有趣的事。

作者运用海量的历史数据，结合自身参加火星探测的科学研究过程，向人们展示了人类从亘古就开始的对异于我们所居星球的探秘过程。探秘的过程就是一个不断提出设想，不断被质疑，不断被否定，不断有新的认识，不断逼近火星真实面貌的科学探索过程。此书不仅对非专业人士是一个很好的科普，对专业人士也是一个整理汇总探秘经验补充学习的过程。文中生动的专业技术术语描述，让读者如临其境，随作者的视角一次次漫游了火星，增长了专业知识。探秘火星的故事，即是人类在宇宙中探索其它生命迹象，也是人类不断认识自我的过程，火星是我们地球人的一面镜子，一种衬托，同时也是我们内心深处的一种反映，解释我们自身起源、生存、发展、消亡的过程。

人类探索火星经历了几个世纪的发展，认识到的火星由点到线及面不断深入，虽人类仍未真正触及火星表面，但随着科学研究技术手段的不断进步，人类探索火星的进程终会越发深入……

这是一本值得阅读、没有常识性错误、能够让读者感受到火星魅力、启发更多人去探索太空奥秘的好书。愿有缘的你，选一佳隅，慢品咖啡，沉浸到探秘之旅中。——中国空间技术研究院 研究员 肖淑琴

感谢这本书的出现，可以让更多人了解到，其实追求知识与真理的道路上也不光是枯燥与无味，还有许多别样的美妙。这种美妙，现在通过这本书，以一种更加浪漫方式展示给你们。——航天长征火箭技术有限公司  工程师  杜骁

打动人心，写得很漂亮。——《泰晤士报》

这本制作精美的书描述了人类对这颗红色星球的理解，并传达了一名年轻科学家的感受。——天文学家 马丁·里斯

本书为读者提供了伟大发现的前景、空间科学的未来。——哈佛大学名誉研究教授 爱德华·O.威尔逊

一首通往遥远世界的抒情十四行诗，一个人类探索的故事，一个充满洞察力和智慧的个人追求。——黛博拉·布鲁姆，普利策奖得主

一部关于揭开火星秘密的科学探索编年史，既有科学家的热情，又有人文的情怀。——《出版商周刊》

约翰逊讲述了人类与火星异地恋的故事。正如这本能令你身临其境的书所呈现的那样，这种热情既能令人沮丧，又可以带来无限回报。——《华盛顿邮报》

一封写给地质学、关于这个世界和其他世界的真正情书。——《自然》