Ⅰ　星际之旅

如果将“旅行者号”看作人类用于逃离现实世界的工具，那可说是达到最高境界了。它奔赴星辰，但无人会评判其是流线型的还是符合空气动力学的，无人会称其为先进技术，无人会认为其仪器是复杂的，无人会使用它的计算机语言。它的一切均非微型化。它的记忆依靠八轨数字磁带录音机，当能量逐渐消耗到微乎其微时，内里来回绕线的它又会怎样？那里环境恶劣：星际空间的环境温度只略高于绝对零度。黑漆漆的周遭，远处恒星点点，“旅行者号”似乎一动不动，因为可以用来观测其移动的物体本身就遥不可及。然而，它已经是飞离地球的最快物体之一了。

现在，它以超过每秒17千米（每小时61200千米）的速度飞离太阳，这速度难以想象。如果是这样的航天器低空（当然，那样的速度是无法这样低空飞行的）飞越伦敦，飞越纽约都市，或飞越上海市区，历时不过几秒，在音爆宣布其到来前它早已不见踪影。就像莎士比亚所著的《仲夏夜之梦》中的精灵迫克一样，该航天器可以在40分钟之内绕地球一周。迄今为止，它是从地球出发的唯一幸存使者，满载着工程学、数学物理学和天文学专家的梦想。那群有耐心、决心和强烈实践精神的梦想家按下发射键，目送其远去。它代表着太空时代早期最后的雄心壮志——1957年至1977年，苏联将第一颗卫星送入太空，接着第一只狗、第一位男人、第一个团队、第一位女人、第一次对其他星球的任务；它还代表着美国的壮志豪情——让人类首次实现往返月球。其中有几年，冷战似乎表现为太空竞赛，不久就卷入了代理人的战争，因此双方政府逐渐对太空探索失去兴趣。

但是到了1977年，“旅行者号”飞行任务迫在眉睫，机不可失。人类打算利用每两个世纪才发生一次的行星相合：所有外行星都将位于太阳的同一侧，这样一来，一架航天器就可以探索全部外行星。“旅行者号”项目在政治削减政策下幸存了下来：其主导人为4年的旅程制订了预算，但其制造商暗地里准备了40年的旅程。“旅行者号”带着美国前总统吉米·卡特的一封信、查克·贝里 的一首歌、一个机载计算系统（其计算系统的计算能力和容量仅为现代智能手机的百万分之一，配备3台单独的计算机，每一台都比智能手机大得多，在出现故障时可重复执行任务）发射升空。

当1977年乘坐“泰坦号”火箭升空时，“旅行者号”是人类梦想的高潮。这一梦想本身比太空时代还古老，一些最初从事星际探索的梦想家甚至还能在有生之年见到它，看着它成功。任务是双重的：两架航天器，“旅行者2号”先出发，16天后“旅行者1号”再出发。两架航天器的飞行计划不同，飞行时相隔木星、土星及其卫星，以及天王星和海王星。它们携带了一系列仪器：各种探测器，用于捕光拍照、分析电磁辐射、探测和识别航道上的各种微粒。“旅行者号”的制造者们尽其所能，几乎为来自远方恒星投射至太阳系的每种辐射、每种电场或磁场、每种宇宙粒子都做了相应的准备。

两架航天器都是利用木星的巨大引力场将自身加速到可以完全飞离太阳系的速度。这种方式如今来看是合理的：物理学方程式提供的解决方案可以节省燃料，实现史诗般的旅程，因此这两架航天器都需要与太阳系中最大的行星“做交易”。当航天器绕木星一圈时，它减慢了木星的自转速度，但作为“交易”的一部分，它用速度换取了等效的力。当然，这对木星来说根本不值一提：木星引力场的能量使每架“旅行者号”加速至极高的速度，根据能量守恒定律，“旅行者号”的拖曳使木星的自旋速度减慢了每万亿年几厘米。每架“旅行者号”都被这一气态巨行星的强大力量送往远处航行，犹如一块被大力神抛出的铁饼。两架航天器都经过了土星，当“旅行者2号”行至天王星和海王星时，“旅行者1号”已完全脱离了太阳系。

1990年2月，在距离地球60亿千米处的黄道平面（围绕太阳旋转的、承载行星和太阳系尘埃的圆盘）上某处，“旅行者1号”转过身来，拍摄了这一环绕太阳运行的小天地的最后一张全家福。它制作的相册中有60张照片，由其中一张照片激发灵感而产生的一篇文章，在我第一次读到时简直令我头皮发麻，20年后依然如此：天文学家卡尔·萨根对地球的赞美诗——《暗淡蓝点》。

看看那个光点，它就在这里。那是我们的家园，我们的一切。你爱的每个人、你认识的每个人、你听说过的每个人、历史上存在过的每个人，都在它的表面度过了自己的一生。所有我们的欢乐和痛苦，所有自以为是的宗教、意识形态和经济学说，所有猎人和强盗，所有英雄和懦夫，所有文明的缔造者和毁灭者，所有国王和农夫，所有热恋中的青年情侣，所有的父母、充满希望的孩子、发明家和探险家，所有德高望重的老师，所有腐败的政客，所有“超级明星”，所有“最高领袖”，所有圣人和罪犯，从人类这个种族存在的第一天起，都生活在这里——在一粒悬浮在阳光中的微尘之上。

当然，在那张照片里几乎看不到地球。在同一章稍后的地方，萨根写道：

我们故作姿态，我们妄自尊大地虚构，我们自欺欺人地认定人类在宇宙中的特权地位，这一切受到这个暗淡光点的挑战。我们的星球是宇宙无边的黑暗中一粒孤独的尘埃。浩渺虚空中，无尽未知里，没有任何暗示，我们根本不知道是否会有救星来拯救我们脱离自己的处境。

当我感到从未有过的悲凉，想逃离如此多人类的肮脏和可耻之事时，我想到了“旅行者号”，意识到逃脱是不可能的：我们被地球所束缚，必须充分利用它。在这样的世界里，看似充满怨恨、猜疑与敌意，偏执与谴责，界限与禁令，极不平等的阶层，以及贪婪，但“旅行者号”提醒人类——为满足超然的追求，人类也是可以无私合作的。如果说有这么一个超凡脱俗的实例，那就是“旅行者号”。

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因此，我们中的某些人仍然可以通过想起“旅行者1号”和“旅行者2号”来获得一定程度的慰藉（权且算是一种安慰）。到目前为止，它们都远在太阳系之外，进入了星际空间。两者孤独前行，遥遥相隔，周遭尽是寒冷与黑暗。如今，它们身上的大多数仪器都关闭了，磁带录音机来回绕转，记录和转播着最大68千字节的数据，并向地球发送越来越微弱的信息——只能由世界上最大的天线获取并解读的信息。随着钚电源日益枯竭，它们最终都将沉默。“旅行者1号”和“旅行者2号”不仅携带着创造它们的文明的证明，还承载着图像、文字和音乐。这是一种希望的代表：某一时刻，某种外星文明（如果存在）将拦截其中的一架航天器，并对其进行检查，发现其镀金唱片载有来自地球人类的语言问候、鲸鱼相互打招呼的声音、海豚跳跃的图像、贝多芬和查克·贝里的音乐。这一假想的外星人可能很难理解这一发现的意义：不知道唱片必须要以一定的速度旋转，同时要有一个触针刮擦传递振动，振动仅在有大气压力的空气中传播才管用。它可能只知道地球是一个相对较小的岩质星球，其表面大部分被水覆盖。讽刺的是，现在地球上的某些人也不理解。

技术在进步。青少年不爱听慢转唱片了，程序员不再使用与第一种计算机系统相关的任何语言了。地球以一种方式行进，“旅行者号”则以另一种方式行进。“旅行者号”现在是一名文物使者，任务繁重且有些滑稽，系统又十分笨拙，不过这也算一个优点：尽管偶尔卡顿，但一直在运行，无论任务是多么不切实际，40年来一直在任何生物都活不过几秒的环境里兢兢业业。那里的寒冷如此严酷且致命，以至于人类无法形容，只能称其为“接近绝对零度”。“旅行者号”穿越黑暗，那样的黑暗就好比冥界，象征着死亡和湮灭。但“旅行者号”还活着，还在不断移动，带着信息奔赴宇宙深处。即使从未有人阅读过信息，从未有人发现“旅行者号”，也还有这样一种说法：“永不”是一段很长的时间，茫茫宇宙中，所有可能发生的事情总有一天会发生，因此，总有一天会有人发现“旅行者号”，解读它们所承载的信息。但到那时，人类可能已经一去不复返了。而我却感到一种无法言喻的安心。只要人文精神还在，人类的思想就还在。最后的人类思想将随着最后一个思考者的消失而终止，而“旅行者号”可以成为人类思想的实例持久存在，含蓄地表达：“我们在这里。”

为什么要重视“旅行者号”呢？两个原因，也许是三个原因，都源于物理学。如果物理学是为了探索构成所有现实事物（空气、水、岩石、太阳能和二氧化碳、树木、灌木、草丛、食物等）的基础和形态的定律、原理和秩序，像“旅行者号”这样的实验就证明了人类对这些知识是有所了解的，并且想要了解得更多。人类可以出钱、核算燃料、建造航天器、发送并观测它的航行，接着再不断探索。“旅行者号”既是自信的体现，也是希望的表达。从小每周日吟诵《尼西亚信经》长大的人会不假思索道：“在许多情况下，我们相信死人可以复活。”有些人可能的确相信这是真的，但我们永远无法证明这种事的真实性。

“旅行者号”证实，曾受力作用（现已不受力）的物体在真空中会以匀速运动的状态继续运动，直到再次受到外力作用。这些外力可以被预测，并根据预测结果受控。从进化论的角度来看，显然不需要这样的知识：海豚、绒鸭和单峰骆驼在地球上进化并成功地占据了生态位，然而它们先前没有建立任何学术研究传统，也没有提出过任何有关生命目的和意义的问题。但是，有一种在其中进化并完全依赖于地球微小生物圈的哺乳动物却可以计算出速度并预测飞行路径，将使者派往遥远的恒星。我们称之为“对知识的渴望”，但这种现成的说法还不够。好奇心是不可以被消除的渴求，它是永恒存在的。每个答案都指向更多，有时甚至是更深刻的问题。知识本身无法实现任何事情：我们想要更多，想要深邃的东西，即认知或智慧。人类既要运筹帷幄，也要在其中占一席之地。

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“旅行者号”不仅是一次智慧探险的成果，而且是另一场奇遇的开端。其所见之事均传回地球——如木星北极的极光，木卫三和木卫四表面冰冷地质的暴力美学，甚至是在这颗气态巨行星周围发现的一道微环，都即刻帮助我们了解我们赖以生存的这颗星球，并且更深刻地了解到其他星球不太可能存在生命，而我们又何其有幸能生于地球。我们不仅活着，而且拥有巨大的潜力；我们不仅能提出问题，而且（从“旅行者号”来看）可以回答问题，至少能回答部分问题，同时还能不断发现更新、更令人不解的问题。

“旅行者号”还有另一个特别的回报：它证实了人类——这一具有漫长而可怕的贪婪、自私、怨恨和杀戮历史的物种——居然会梦想如此无私的冒险，甚至还一起合作让梦想成真。从1977年到现在，我们对其进行了设计、完善、制造、测试、发射、维护，可以肯定的是，我们做这一切不是为了钱，而是因为我们一直坚信梦想会成真。即便“旅行者号”从根本上是由美国政府资助的美国任务，但它依旧坚定了全世界物理学家和天文学家的信心与梦想。

“旅行者号”只是合作冲动的一个实例。从一开始，合作就似乎是物理学和天文学的特征，是一种共同抱负——希望更多地了解这个世界，了解人类的位置以及其他事物。这些事物的每一项都证明了，这一宏大且理论上疯狂的想法是包罗万象的。

在日内瓦市和边界对面的法国村庄地下岩石的下方，是一条长达27千米的隧道，该隧道是4个大型实验的研究场所。在这里有来自世界各地的10000名科学家和工程师组成的欧洲核子研究中心（CERN）。CERN致力于研究在哲学方面颇为荒谬的问题（可能永远都无法解答）：宇宙是如何开始的？在创世之初的剧烈的第一微秒 ^[1] 中，发生了什么奇怪的现象，从而形成如今我们所说的“宇宙”？什么决定了物质的性质？

在美国的华盛顿州和路易斯安那州两地，激光干涉引力波天文台（LIGO）进行了相同的实验，实验务必确保完全一致，因为要使合作的研究人员都信服，所以每对仪器必须确认彼此的数据。当日内瓦的实验人员想探寻事物的本质（宇宙的实质）时，LIGO研究团队已开始对空间本身的结构提出疑问。他们的实验仅用于检测时空畸变，其灵敏度水平如此之高，以至于在4英里的长度范围内，仪器可以记录到小于原子核直径千分之一的位移，由此以常人无法想象的速度去识别一件10亿或更多光年之外不可思议的事件。所有这些实验都有一个共同的关键点：对于所寻求的信息并没有可预计的实际回报。

没有任何人会因为“旅行者号”已经证实了日球层顶的存在而变得更富有。在这个区域中，太阳风的压力（标志太阳系的粒子阵）或多或少与来自遥远恒星的气体和尘埃相关。2012年，CERN证实，理论物理学家提出的亚原子粒子一定存在于宇宙诞生之初的第万亿分之一秒内，那时的宇宙大概是一个足球大小，或者一个足球场大小。这个证实结果出来后，任何政府都不可能获利或以任何可见的方式改善人民的经济状况。物理学家“需要”希格斯玻色子来解释为什么物质具有质量——他们那个关于宇宙为什么如此存在的总体模型，阐明了宇宙在创世之初的第一刻就已然存在。但理论在任何时候都需要得到证实。因此，希格斯粒子的发现证实了迄今为止他们一直在使用的模型是正确的。不过对它的存在的证实有其局限性：没有人可以对外展示希格斯玻色子，没有人可以说明其外观，就算有人曾经见过，这证据仍然是二手的，因为目前CERN仅能在实验中大致重建宇宙诞生之初第万亿分之一秒中的情况。在第万亿分之一秒内，时间骤然飞逝，越过希格斯玻色子时间段，剩下的就是那些巨大又神秘的物体的残余之残余。重要的是，理论物理学家们知道要寻找什么，然后设计实验，建造仪器来寻找答案，一次又一次地寻找，乐此不疲。

2016年，在另一块大陆，另一个完全不同的国际实验致力于解答一个非常复杂的理论物理学之谜，同样的欣喜再度发生。尽管实验物理学家和理论物理学家都对探测到引力波感到兴奋不已，但在路易斯安娜州和华盛顿州进行的实验很难解释原因。他们的激动来源于持续了百分之二秒的经过，这一经过是由相距3000千米的两台仪器在百分之一秒内记录的。这是一个非常小而简短的事件，以前从未有实验能够记录。这件事讲述了两个黑洞的故事，每个黑洞的质量大约是太阳的30倍，它们以接近光速的速度围绕彼此旋转再相融，这时它们就扭曲了时空的结构。这种扭曲可以利用100多年前一位物理学家所写的方程式预测出来，这位物理学家的职业生涯始于瑞士专利局。

请注意，每位宣布有验证性成果的物理学家并不是百分之百地验证结果，而是希望其结果能一次又一次地通过不同的实验且以不同的方式被证实。另外，即使他们得出了结论，也不清楚结论能否告知我们关于我们所生活的宇宙的知识及造物方式。物理学是这样的：理论物理学家推断，如果一个假设是正确的，那么总有一个或几个这样的结果；如果有实验或观察证实了该结果，则该假设就更具有说服力了。但这并不意味着假设是正确的或是唯一的解释。物理学家们可以这样说，他们意识到，他们花费了数十亿美元建立国际合作以及数万年的职业生涯来寻求答案，但结果这些东西不仅是微不足道的，而且是大同小异的。一个亚原子粒子的寿命非常短暂，几乎可以说根本不存在；时空的震颤微乎其微，需要两台巨大的探测器探测。也就是说，引力波、细微的时空震颤，都是同一宇宙扰动的证据。物理学家只能确定这一点，因为如果这一事件是真实的，波就会以光速先到达一台探测器，再在预测的时间间隔后到达另一台探测器。

“旅行者号”发回来的最新报告更加含混不清。从某个角度来看，宇宙物理学没有任何商业价值，也没有任何哲学上的确定性。然而，我发现——我知道其他人也发现了——在这些被称为物理学（一种试图理解宇宙的方式）的大冒险的例子中，有一种非常令人愉快和兴奋的东西，这令人十分欣慰。J.B.S.霍尔丹在其著于1927年的论文集《可能的世界》中说道：

我怀疑宇宙不仅比我们想象的更奇怪，而且比我们能够想象的更奇怪……

我怀疑天地间的事物比在任何一种哲学中想象的都要多。

[1] 1微秒等于10 ^-6 秒。 GrpPqDFQ0mCD98unJu1EHbSlTs3C/OxSGUvxoLctLfgqOHR26Lk7UdZEEP6UMTGr