​下一站，火星

（文 / 陈赛）

( 1969年，“阿波罗11号”宇航员迈克·柯林斯（左）、尼尔·阿姆斯特朗（中）和巴斯·艾德林在肯尼迪航天中心合影 )

这里出过34个宇航员

1968年的圣诞节。“阿波罗8号”绕到月亮背面，拍摄了一张照片（上图），是宇航员比尔·安德森看到的，蓝色的地球从月表缓缓升起的景象。很多人认为，正是这张照片拯救了1968年，那个动荡不安的一年——学生暴乱，越南战争。因为那是人类第一次看见地球，不是一个牢固的，不可摧毁的地方，而是一个很小，看上去很脆弱的星球，悬挂在一片漆黑的宇宙空间之中。但与此同时，人类对宇宙的视角也变了，那些遥远的光点不再是遥不可及的地方，而是一个你可以去拜访的地方。

我在MIT航空航天学院采访的每个人，几乎都提到了这张照片，还有那种从太空凝视人间的视角所带来的震撼感。在MIT，亲身体验过这种震撼感的人不少，毕竟这个学校出过34名宇航员，其中包括4位登月宇航员。

巴斯·艾德林是“阿波罗11号”的驾驶员，也是第二个在月球上行走的人，《玩具总动员》中的巴斯光年。1963年，他在MIT获得航空航天系的博士学位。他的博士论文是关于载人太空飞船的汇合点技术，至今仍是太空飞行的标准程序。在MIT读书的时候，巴斯·艾德林上过航空动力学的课，当时他的老师是理查德·巴丁，是导航系统的专家，为阿波罗计划的导航系统设计做了许多基础性的工作。老先生今年90多岁了，偶尔还会在学校讲课。

巴丁教授的学生中还有“阿波罗14号”登月舱驾驶员爱德·米切尔，“阿波罗15号”的指挥官大卫·斯科特。爱德·米切尔从月球返回地球的途中，自称与宇宙中的智能生命产生了心灵接触。回到地球后迷上了玄学，开始研究人类思维的超能力和各种超自然事件，在加利福尼亚州成立了一个ESP研究所。大卫·斯科特则去了好莱坞。登月30年后，他做了《阿波罗13》的技术顾问。

对宇航员来说，在回到地球的种种挑战中，如何描述太空的体验，是最艰难的。在纪录片《月亮的阴影》中，查尔斯·杜克不无委屈地说，是因为他们大都是军队飞行员，不是诗人。如果当年NASA派诗人上太空的话，也许情况会很不一样。杜克是“阿波罗16号”的宇航员，在MIT获得硕士学位，离开月球前留下了一张“全家福”，照片上有他和他的妻子、两个孩子以及家里的小狗，照片背后是家人签名，还写了一句话：“为人类和平登月。”

MIT与太空探索的渊源，最早可以追溯到莱特兄弟的飞机上天之前。1896年这里已经有学生在研究空气动力学了。1914年，MIT开设了美国第一个航空工程课程。当时的系主任胡萨克（Hunsaker）和助手唐纳德·道格拉斯在Vassar街上建了一个大型风洞，是MIT搬到剑桥校区之后的第一个建筑。现在，这个风洞改造成了学生的实验室，里面横七竖八地搁着飞机动力引擎，还有一辆有翅膀的汽车。风洞平常并不轻易开启，因为每次开启，整个波士顿的电力都供应不上。但在“二战”期间，这个风洞几乎24小时不停。

( 麻省理工学院航空航天系教授大卫·明道尔 )

美国太空探索的许多基础技术是在MIT开发的，包括飞机和宇宙飞船的设计、内燃机、空气弹性变形等，导航控制系统更是这个学校的强项。上世纪50年代中期，MIT的仪器实验室为美国军方设计了导弹的导航系统。1957年，苏联发射Sputnik之后，这个实验室立刻设计了一个自己的太空飞行器，取名“火星探测器”，计划飞往火星，然后回归地球。“火星探测器”从来没有起飞过，但它的计算机研发工作成了阿波罗导航系统的基础。

但是，教育始终是MIT为美国太空探索所做出的最重要的贡献，超过任何机器或技术。除了宇航员之外，MIT还培养了太空探索领域的许多领导者，比如鲍勃·西曼（Bob Seman）是60年代NASA的副总指挥，阿波罗计划的高级工程师；菲利普·莫里森（Philip Morrison）教授是搜寻外星生命计划SETI的发起人之一。今天，MIT的校友彼得·迪曼蒂斯设立了X大奖，是私人太空探索领域的先驱；布莱德利·C.爱德华兹（Bradley Carl Edwards）正在设计一个长达6.2万英里的太空梯，可以直接把人送到太空，计划在15年内建成。

( 麻省理工学院地球、大气与行星学院院长玛丽亚·祖柏教授 )

“在MIT，人们总是被鼓励去思考那些大图景，什么是根本性的问题，而不只是解决单个的问题，这是MIT的基本特点。”大卫·明道尔教授告诉我。

明道尔是MIT航空航天系的教授，同时也是一位历史学家，尤其对太空探索的历史感兴趣。他最近新写了一本书，叫《数字阿波罗》，就是谈MIT的科学家和工程师们是怎么发明出阿波罗导航系统的。

( 麻省理工学院航空航天系教授杰夫·霍夫曼 )

MIT与阿波罗的关系始于1961年4月9日，Western Union给当时MIT航天航空系主任查尔斯·德雷珀（Charles Draper）发电报，宣布MIT被选中作为阿波罗小组成员，给了他们400万美元开发阿波罗的导航系统。

当年阿波罗导航系统的内存和速度也许还不如今天一个低端手机，但它指挥飞船穿越50万英里的太空旅程，并实现在月球表面的第一次准确登陆。飞船登陆时要克服巨石、弹坑、悬崖，如果导航系统出了任何问题，宇宙飞船不可能重返地球。今天的计算机速度虽快，但在稳定性上却远远无法与40年前的那台计算机相比。“问问你自己，你敢把自己的生命赌在你桌面上的那台计算机吗？”明道尔教授问。

( 1963年，发明家玛利亚·泰尔克斯在麻省理工学院的实验室，她参与了阿波罗计划和北极星导弹计划 )

两年前，人类登月40周年，MIT有学生搞怪，在大圆顶上弄了一个登月舱，大概有真实尺寸的1/2，阿姆斯特朗和巴斯·艾德林听闻，特地赶去，在登月舱模型前合影。

在明道尔教授看来，六七十年代是太空探索的黄金时代。自从“阿波罗17号”之后，人类太空飞行基本上就停滞了。此后的航天飞机、国际空间站，无论从探索的气魄，还是技术难度而言，都无法与阿波罗计划相比。“40年前我们能去月球，现在却不能。这说明‘技术永远前进’这种说法是有问题的。这也是我对登月计划感兴趣的原因。”

( 麻省理工学院X大奖实验室负责人艾瑞卡·瓦格纳博士 )

人类为什么要去太空？

在美国，关于太空探索一个争论很激烈的问题是：为什么要送人类上太空？如果仅仅是为了拓展体验，值得吗？

2008年，MIT的几位教授为NASA撰写《人类太空飞行的未来》白皮书时，也提到了这个问题。为什么美国政府要投资那么多钱送人去太空，尤其是在一个经济危机的时代？

作为那份白皮书的撰写人之一，明道尔教授告诉我，如果纯粹从科学立场出发，人类在太空能做的，机器都能以百分之一的成本做到。对科学家而言，最令人兴奋的地方，比如土星、木星，以及这些星球的卫星，人类的足迹永远不可能涉及，但却是最有可能找到生命的地方。事实上，当人类在太空的脚步停滞不前时，机器人却已经探索到太阳系之外。它们在火星上发现了液态冰，从土星的卫星上发现了有机物，并开始探索太阳系之外的“系外行星”。

“太空探索是‘冷战’的产物，它首先是关于国家力量、国家意志，而不是为了科学或者好奇心。可是人们始终有一种奇怪的思维误区，认为载人太空飞行是衡量一个国家强大与否的符号。我相信，Spunik上天对美国人的刺激，更甚于阿波罗登月，因为美国人意识到苏联能做他们做不到的事情，他们对世界立刻有了不同的感受。这在很大程度上是政治和文化的问题。这种想法其实很可笑，毫无道理。苏联在太空探索中取得极高的成就，但同时它的社会却在崩塌。”

“人类太空飞行的重要性在于另外的原因。因为它很难。作为人类，人性的测试之一就是开拓自己的极限，我们永远好奇什么是未知的领域，什么是最难的问题，太空只是其中之一。就像我们应该探索海洋的深底，我们应该探索原子的架构，我们应该寻找治愈癌症的方法，所有这些很难很难的事情，我们都应该去做。地球在太阳系，甚至在整个宇宙的位置是什么？我们的家园的真正价值是什么？对于我们这些有能力去探寻这个问题的人，更是一种责任。”

玛丽亚·祖柏教授是MIT地球、大气与行星学院的院长，NASA火星探测项目的首席科学家。她从未去过太空，但她参与设计的飞船去过月球、火星、水星，她测量过月球上的弹坑，火星上雪的深度。

祖柏教授的办公室在54楼，MIT最高的楼，属于70年代的典型实用风格。楼顶有巨大雷达圆顶，这成了学生们恶作剧的对象。她的办公室恰好面向整个MIT最好的风景，窗外是查尔斯河缓缓流过，夕阳余晖下的河面帆船点点，整个波士顿都在她的眼底。

祖柏教授告诉我：“有人邀请过我，要不要去太空看看，我说要等我的孩子上了大学之后。今年我的小儿子开始上大学了，也许我可以开始考虑这个事情了。”

作为一名女科学家，她身上有一种让人折服的自信和爽朗。当她谈到太空时，脸上的表情却是温柔的，几乎带着叹息：“从那么小的时候，我就绝望地爱着太空。我在宾夕法尼亚山脉的一个小镇里长大，整个小镇只有2000多人，没有什么事情可以做，但是有极其清澈的天空。我喜欢看着天空，觉得那里应该是一个我能理解，能去探访的地方。”

她说，8岁的时候，她造了一个望远镜，自学光学物理，10岁开始自己打磨镜片，造了很多不一样的望远镜。读高中的时候，她在宾夕法尼亚的一个天文馆打工，为游客讲解天文望远镜。

祖柏教授成长的年代，恰好是阿波罗计划如火如荼的时候。曾经有人用计量经济学的方法计算过阿波罗计划的性价比，结果显示，在阿波罗计划上每花1美元，给美国经济带回了14美元。而它在激励方面，在工程学成就方面，在鼓舞年轻的科学家和工程师方面，收益比投资高出14倍。

“在过去，当你探索宇宙时，你会用一个望远镜，你会观察一个星体，它只是一个光点，但现在，那些行星变成了地方，你可以拜访的地方。”

1979年，当她还是宾夕法尼亚大学的学生时，她在电视上看到一个“旅行者”宇宙飞船飞越木星和土星时发回的照片，她被震惊了，“如果你去观察人们从未见过的东西，那么你看到的任何东西，都是一种发现”。

她对这种“发现”所带来的愉悦感上了瘾。她一直在埋头挖掘这些数据，以新的方式观察太阳系的行星与卫星。她发明了Laser Rangefinder，以前所未有的准确度对行星表面进行Mapping，是这个领域的先驱者之一。她还参与了许多其他工具的开发，比如重力传感器，可以探测行星与卫星的地表深处。

这些项目都围绕一个共同的主题——试图理解行星是怎么运转的。它们是如何形成，如何进化的？什么样的过程影响了大气的变化，山脉和火山的形成与毁灭，海洋的出现与消失，峡谷与山谷的雕刻，奇异气候的变化。这些问题，并非只是为了满足一个科学家的求知欲，而是与理解我们生活的这个世界休戚相关，牵涉气候变化、能源供应、地球资源耗损等人类面临的重大问题。我们需要更好地理解地球的亚表面，才能知道怎么安全地处理核肥料，解决能源和燃料效率问题，将二氧化碳储存在地底而非释放在空气中的风险。”

但是，对于她这样的科学家来说，最让人兴奋的问题是，理解地球之外生命发展的可能性。“我花了很多时间思考火星的环境条件，它有水、二氧化碳、空气，距离太阳足够近，这是生命形成的sweetspot，也许生命形成了，也许没有。即使没有形成生命，它仍然是一个有趣的问题，为什么没有？或者这里曾经出现生命，但气候变化使得它不再适合生命居住，那么它们去了哪里？也许你会觉得这些问题太遥远了。但这些都是很重要的问题，而且我们有能力来回答。”

在MIT，她正在跟MIT的同事和学生们一起合作，用一种切实可行的办法来解答这个问题。他们发射DNA探测器到火星，寻找类似DNA的东西。这就是她热爱MIT的地方——这里到处都是工程师。如果你整天跟科学家打交道，探讨宇宙的起源，那太难理解了。但如果你跟工程师打交道，每个问题都有一个解决方案。如果你有一个好的想法，一定有人会帮助你把它变成现实。从来不会有人说：不不不，我们可做不了这个。

“我们在寻找双螺旋的碳基础的生命形式，也许与地球生命的序列和方向不一样，但我们知道自己要找的是什么。”

经过30年的科学生涯，她觉得现在是最让人兴奋的时候。2008年，她被NASA选拔为GRAIL项目的首席科学家。这项计划明年才会启动，计划发射两个远程遥控的宇宙飞行器进入月球轨道，研究月球的重力，寻找月球的起源。这是一个纯粹科学目的的计划，但如果他们的研究帮助人类再次登上月球，那将是一件美好的事情。

明年3月，她有一艘宇宙飞船要去火星，另外还有一艘飞船要前往最大的两个小行星，Ceres and Vesta。

现在，她正在研究的是火星上的重力场。她站起来，在巨大的苹果电脑上打开一个文件，指给我们看火星北极的雪。你知道火星上会下雪吗？二氧化碳雪。我们看着火星的季节变迁，雪从南半球转移到北半球，这些是我们的数据，我们是第一个测量这些数据的人。

“当你在一个领域工作，不断推进知识的前沿，你会意识到什么是可能的。所以，别告诉我，我们不能清理地球的环境，别告诉我们不能给地球上每个人提供干净的饮水，别告诉我发展中国家的人们不能得到疫苗。因为更难的事情都做过了。”

与很多院长不同，祖柏教授仍然带着大批的本科生和研究生一起做研究项目。“来MIT的学生都是世界上最聪明的学生，他们不想被告知说，你们不能做什么事情，他们想知道，最难的问题是什么？登月，很难，去火星，更难，OK，我想做这件事情。聪明的学生应该被挑战来应对这样的难题。他们必须思考那些能够照亮社会的事情。他们必须懂得挑战知识的极限，改善地球人类的生活，而不是整天想着怎么赚钱。”

经常会有学生坐在她面前说：“教授，我可以把这个东西的计算速度提高一倍。”

她会跷起腿，身体往后倾，问：“告诉我，你为什么要这么做？”

“我们需要的不是解决方案，而是一个有用的问题的解决方案，一个能够实际执行的解决方案。如果要耗费掉整个城市的电力才能让你的机器动起来，这种方案是没用的。你得先让他们跳出自己的智力舒适地带，停下来想一想，然后简化问题，比如宇宙的起源，你不可能解决全部的问题，那就从这个大问题中挑出一小块，但又足够让你学到东西，允许你提出更好的问题，获得新的洞见。这是我们试图教给学生的思考方式，所以，我花了很多时间说，麻烦再告诉我一下，你为什么要这么做？”

“你看着那些学生在这边晃荡，读书，吃饭，有一天，他们突然跑去指挥航天飞机了。你知道自己在做一些有价值的事情。”

太空旅行

MIT的航空航天系位于Vassar Street，编号33，这幢楼建于1928年，是MIT最老的建筑之一。2001年重新翻修过，但走进去，仍然会有一种沉重的压迫感。空气中有金属和机油的味道。

杰夫·霍夫曼教授正在一间小办公室里敲着电脑。对于一个在太空飞行过1200个小时，3460万公里的人来说，这个房间显得未免太过狭窄了。一张办公桌，两排书架，除了码得严严实实的书，唯一与他的宇航员生涯有关的，是一些太空小模型，5个航天飞机模型，分别是他的5次太空任务，“发现号”、“哥伦比亚号”（两次）、“大西洋号”和“奋进号”。在“奋进号”的任务中，他和另外3名宇航员经过5次极为复杂的太空行走，捕捉住哈勃太空望远镜，成功矫正它的光学系统。那是他一生中最激动的一个瞬间。

与许多宇航员的经历不同，霍夫曼教授是中途转行。他本来是天文物理学家，毕业于哈佛大学。70年代末，他在MIT太空研究中心的一个火箭试验项目工作。当时正值第一架航天飞机发射，新的太空舱可以容纳7名机组人员。除了两个飞行员之外，NASA还需要科学家和工程师加入，霍夫曼非常幸运地被选中，第一个任务就是修复哈勃望远镜。

霍夫曼教授身高1.88米，在宇航员中属于很高的个子。“到了太空，我的身体会伸长，变成1.9米。”他笑着告诉我。

不少宇航员从太空回来，都会遭遇某种程度的人生危机。像巴斯·艾德林一度沉迷于酒精，离婚，穷困潦倒，差点自杀。霍夫曼却没有经历过这样的挣扎。今年65岁的他仍然健步如飞，达观快乐，太空经历赋予他一种谦卑的人生姿态。

对于宇航员生涯，霍夫曼教授仍然深深怀念。他相信未来会有大量的游客前往太空，因为那是一种太美妙太独特的经验，他说：“我最难忘的是没有重量的感觉。那是一种非凡的身体的自由，你的身体彻底放松，神经系统没有给你任何的回馈信息，你感觉四肢在空中飘浮，自己的身体好像消失了一样。那是一种非常愉悦，近乎极乐的状态。”

“潜水会让你有某种程度的身体自由，但那种自由无法与太空的体验相提并论。水尚且有摩擦力，当你前进时，它会阻止你。有一次，我与一位牧师谈起在太空中的体验，他说我所谈的，很像是宗教中所说的圣宠（State of Grace），指灵魂上没有大罪的状态，蒙受天主之特殊眷顾……”

他遗憾于他的语言无法传递这种体验的美妙程度。就像对于一个终生生活在沙漠中的人，你无法用语言告诉他，跳进泳池，感觉到水围绕你的身体是什么感觉。但是，他仍然愿意在课堂上一次次地向学生叙述这种体验，因为这是重新点燃年轻人对太空的热情的方式之一。对他来说，这与飞往太空同等重要。

MIT学生的特点是喜欢用双手造出一个东西来，而不满足于只是写篇论文，或者想一些不着边际的事情。去年，霍夫曼教授带着几个学生设计了一种可以在月球表面使用的移动帐篷，在这个帐篷里，宇航员可以不穿宇航服过夜。

现在他们手头正在进行的一个项目叫“跳跃者”（Hopper），是一种可以跳跃前进的月球探测器。当年Spirit Rover陷在火星的沙漠中动弹不得。如果Spirit有跳跃的功能，就能自己跳回到地面。现在，这个探测器的原型已经造好，正在地球上测试导航控制系统。如果他们能筹到足够的钱（3000万美元预算），把真的飞行器造出来，就会参加Google的登月大奖赛。

“什么是探索的真正含义？哈勃望远镜让我们发现新的世界、新的星球，它的目光所及，也许是人类永远无法涉足的，但这是探索，因为它拓展了我们的智力世界。我们建造飞行器，送机器人去月球，同样是探索，因为我们在以一种前所未有的方式与环境交互；人类亲自去太空，是将人放在一种新的地方、新的境况、新的环境，拓展和重新定义何为人类。你能说这不是探索吗？”

直到今天，太空探索仍然对普通人产生吸引力，正是因为那种抽离地球日常的视角，让你一次次思考人类在宇宙中的位置，还有我们的家园的真正价值。“在太空里，你能无比清晰地看到生态破坏的证据，被破坏的雨林，哈勃望远镜上的铁锈。我曾经好几次飞过中国上空，基本上你看不到任何东西，只有大团大团的烟雾，那种景象是相当可怕的。”

“阿波罗9号”的驾驶员罗素·施威卡特也是MIT的校友。回到地球后，他曾经这样描述自己在太空中所见到的：“我绕着地球飞行一个半小时，开始意识到我与它是整个连在一起的。从太空往下看，我无法想象自己已经在不知不觉中跨越了多少边境和边界线。然后我看到，中东那里有成千上万的人在彼此厮杀，为了一条你根本看不见的边境线。你会希望你的双手能够凌空抓起种种冲突中的双方，让他们从这个角度看一下，什么东西是重要的。”

X大奖的动机

“对这一代的年轻人来说，太空已经不再是那么迷人的地方了。40年前，阿波罗计划的工程师们绝大部分都是20多岁的年轻人，他们不知道什么是不可能。现在，NASA的工程师平均年龄是40多岁。政府的政策也有很多不确定性，航天飞机快要退役了，空间站只能带你去那么远的地方，不知道我们是不是真的要去火星，要去小行星……”在大圆顶前的草坪上，艾瑞卡·瓦格纳博士这样告诉我。她是一位年轻的女士，身材瘦小，刚刚生完第二个孩子，但全无虚弱之态，全身似乎散发无限精力。

受学长彼得·迪曼蒂斯（X大奖基金会的创始人）的邀请，她在MIT主持一个叫X大奖实验室的地方，研究如何利用大奖重新激发年轻人对探索和改变世界的热情，太空探索是其中之一。X大奖实际上已经扩展到更广阔的领域，包括全球健康、城市可持续性发展、深海探索、脑机界面等等，但对艾瑞卡来说，太空永远是最让她魂牵梦萦的地方。她从三四岁起就想去太空，5岁就拥有了第一台望远镜。她本科时学的是电子工程，后来转到MIT读生物医学工程，她想理解太空如何影响人的身体和感知能力，为未来人类在太空的健康做出贡献，比飞行本身更让她兴奋。

她曾经领导过一个大型的学生项目，叫火星重力生物卫星，目标是在地球轨道上放一个小卫星，模拟火星重力，并发射15只小老鼠上去。

在MIT，年轻一代的太空探索者仍然有非常了不起的发明，大卫·米勒教授指导太空系统实验室的学生发明了4个足球大小的卫星，能无重力地漂浮在太空中，同时保持准确的定位。这种卫星已经经过国际空间站的测试，可以用来执行搜寻行星的任务。如果你去航空航天系的各个实验室绕一绕，就会看到有人在发明能飞的汽车，有人在发明微型太空发动机，有人在发明没有噪音的飞机。这就是这个时代的好处：无需再举全国之力，一个小规模的科学团队，利用大众化的计算能力，就能进行同样令人兴奋的太空工程项目。

艾瑞卡认为，这种心态的转变很大程度上要归功于X大奖。“当时X大奖只用一个私人宇宙飞船就改变了世人对太空计划的看法。在Spaceshipone之前，太空是只属于政府的，政府的宇航员，政府的飞船，政府的计划；在Spaceshipone之后，我们看到16亿美元的商业太空飞行经济在崛起。”

“比起NASA，商业领域对太空飞行计划的态度更加稳健，他们一步一个脚印，知道自己的方向在哪里。现在有商业公司在做私人轨道任务，目前还只是送机器人上去，但很快就会是载人上去，以后会在那里建太空旅馆，去月亮、火星。”

去年，艾瑞卡抱着才6个月大的女儿去休斯敦参加宇航员的选拔考试。有人问她为什么非得这个时候，她说，我不想将来后悔自己没有追随自己的梦想。我想让我女儿知道，一切美好的事情都是有可能的。她进入了120名，但没有进入决赛，也许下次她还会去休斯敦，但也许她会等私人飞船。■ 麻省理工月球轨道天文火星大气航空航天月球探测器太空航天火星卫星火星下一站宇航员阿波罗11号阿波罗计划