从诞生时说起：为什么一直以来火星是地球最好的兄弟？

出品 | 王真 网易科学人栏目组

故事要从40亿年前讲起，其中一个是地球，另一个是火星。它们在婴儿时期有很多共同点：地表出现了河流和湖泊，火山从平原上升起。但后来一个行星似乎出现了更大的变化，另一个则没有。

在地球温暖的液态水中，在命运和化学的共同作用下，氨基酸结合成复杂的分子；在一个我们仍不明白的过程中，这些复杂的分子产生单细胞，它们知道如何复制自己。但复制过程中出现了微小差错，最终使单细胞成为我们称之为藻类的生物，它们开始有氧气呼出。这些微不足道的祖先演变出各种生命形式，经过亿万年后，最终产生人类：在历史长河一个小小的片断内，孕育了所有的人类文化、希望和可能性。

火星则没有那么幸运。火星变得干涸。火星体积相对较小，其直径大约是地球的一半，所以它们诞生后，火星的冷却速度比地球快。与总体积相比，火星的质量更多暴露于冰冷黑暗的太空中。当它冷却时，其由铁、镍构成的内核开始凝固。当这种情况发生时，我们认为，火星的磁场消失了，进而导致火星失去了保护盾，而地球上这样的保护盾仍然保护其免受太阳和宇宙射线的伤害。在火星上的藻类——如果它曾存在话——使大气层密度增加和变得温暖前，时间和太阳光剥离了火星的大气层。在任何动物骷髅可能装饰其沙漠之前，以及在任何生命可能仰望夜空并思考自己的星球在宇宙中的位置之前，火星失去了生机。当地球变得肥沃和生机勃勃时，火星变得荒凉并可能一直荒凉下去。

对我来说，这就是为什么火星是地球最好的“兄弟”的原因。一些简单的变化可能将其历史变成了我们人类的历史，反之亦然。关键的是；这本来可能发生在我们的星球上。

美国宇航局（NASA）科学家阿什文·瓦萨瓦达(Ashwin Vasavada)也有类似的观点。他是火星科学实验室项目科学家，其负责的项目包括“好奇号”火星探测器。对于我们为什么要去探索火星，他引用了一个简单的答案——大多数科学家和科幻作家也做出了这样的假设：火星距离地球很近。它实际上就在地球的隔壁，你可以在半年内将火星探测器送到那里。

他说：“这是NASA的答案：火星是除了地球之外生命最容易到达的地方。但我有我自己的答案：今天你去火星，就像去早期的地球。如果你除去火星尘土飞扬的表面，你看到的这个星球将让人联想到地球。这就像在你的阁楼里找到一件布满了灰尘的东西，稍微清除一点上面的灰尘，你会惊喜地发现这是一件你熟悉的东西。这就是为什么我喜欢它的原因。”

任何人如果曾到美国西部国家公园游玩，特别是目睹过其中遍布风雨侵蚀岩层和有着奇特色彩的景点，火星对他来说会有似曾相识之感，。自2012年以来，“好奇号”火星车一直在考察火星的盖尔陨石坑(Gale Crater)的夏普山(Mount Sharp)，那里的地形与美国犹他州或科罗拉多州一些地方相似。那里的岩石是红棕色的，炎热干旱，并且部分被沙丘所覆盖。它们受到风吹日晒的山坡是锯齿状的，不像地球一样有河流或降雨让其表面变得平坦。

当然，早在我们将探测器发送到那里之前，火星已为我们所熟悉。与水星、金星、木星和土星一样，火星是夜空中不会眨眼的“游荡者”之一，人们肉眼可以看见。自从我们人类开始出现故事之后，火星就与人类文化如影相随。火星成为神话中的常客，最早可以追溯到巴比伦人，他们称它为内格尔(Nergal)，是战争、毁灭和死亡之神。在罗马神话中，火星是战争之神。火星也以各种形式出现在希腊、挪威和印度的神话中。古代中国人称它为“荧惑”，意为闪烁着微光的行星。

即使是现在，西方仍认为火星对应每周的第三天（即周二）。在罗曼语族中，周二的名称来自拉丁文的火星日，或者“Dies Martis”—— 在西班牙语中则成为martes，在法语中成为mardi。在挪威神话中，火星与战神Tyr有关，所以英文的周二（Tuesday）来自古英语单词Tiwesd?g。英语三月的名称（March）也是来自于火星。在罗马神话中，战神马尔斯(Mars)同时是人民的庇护者和农业的守护神，所以用这个神的名字来命名生长季节开始的三月。

一直以来，火星能从金星、木星等其它夜空中的“游荡者”中脱颖而出，部分是因为它呈现明显的红色，一眨不眨地悬挂在空中，透露出一股杀气。它的颜色来自其面的氧化铁，同样的化学反应使我们的血液变成红色——火星因而很久以前就与战争和死亡相关。更重要的是，它是向后移动的，或者至少看起来是这样。由于地球的自转，太阳、月亮和星星从东方升起，在西方降落。但是火星等太阳系行星以不同的速度绕太阳运行，有时地球会与其中一个重叠，就像在不同跑道上的跑步者。从地球的角度来看，太阳系其它行星似乎是从西向东移动。这种异常行为长期以来与预兆或星象预测相关。

当人类学会利用镜片使夜空中观测的目标变大时，由于火星在我们的天空中无处不在，它成为人类观测的一个主要目标。到17世纪时，天文学家通过望远镜发现它存在极地冰盖——这也许是人类最早发现的火星与地球的相同特征之一。我们对火星观测得越多，我们发现的火星与地球的相同特征就越多。

火星是地球最好的“兄弟”，是因为与太阳系其它行星相比，火星和地球拥有更多相同的特征。虽然火星位于巨大的木星旁边，但不像这个气体巨星，它拥有坚固的、由岩石组成的表面。火星缺乏我们的露水、富有氧气的大气，但它也不像金星一样，被厚重而浓密的大气所笼罩，而且大气有毒，其压力足以让骨头粉碎。火星太阳日(Martian solar day, 或称sol) 仅比地球太阳日长约40分。火星自转轴倾斜25度，地球为23.5度，而天王星倾斜高达98度。

如果有人认为火星很丑陋，特别是与拥有优美光环的土星相比，这是错误的。火星非常美丽。它上面也有雪覆盖。它有山脉、湖床和漂亮的风景。地球和火星在许多方面是相同的。最大的区别是唯一真正重要的。火星上唯一的生命就是我们想象的那种。

随着对火星观测的深入，人类对火星有了更多的幻想。当火星背对太阳和接近地球，使它看起来更大和更明亮时，天文学家经常将望远镜转向这颗红色星球。其中最著名的是1887年的火星冲日（Opposition of Mars），意大利天文学家乔瓦尼·夏帕雷利（Giovanni Schiaparelli）这次观测到火星上存在线条状网络（后来发现是光学错觉，尽管今天发现火星的斜坡上有条纹水路）。他称它们为canali，翻译成英语是“canals（运河）”。

这一重大发现使火星与地球的关系比以往任何时候更接近。它让人们更容易地想象火星像地球一样普遍存在生命。1892年，法国天文学家卡米尔·弗拉马里昂（Camille Flammarion）写道：“非常可能的是，目前居住在火星的是比我们人类更高级的生命。”同时，美国天文学家帕西瓦尔·罗威尔（Percival Lowell）（Percival Lowell）对火星进行了全面观测。他相信他看到了火星存在包括运河在内的“非自然特征”，他设想在逐渐干旱的火星，这些设施用于运输来自冰盖的水。很快，在科幻小说和流行文化中火星出现得频率越来越高。到1897年，英国作家赫伯特·乔治·威尔斯(Herbert George Wells)的科幻小说《世界大战》（War of the Worlds）将火星想象为一个正在逐渐干旱的行星，那里的人充满了绝望，他们向地球发射火箭，到地球上狂饮人类血液。

诚然，如果火星是作家所想象的人类所能找到外星人的首个地方，实际上火星也成为我们去寻找外星人的首选地方。在奥兹玛计划（Project Ozma）中，天文学家法兰克·德雷克（Frank Drake）将射电望远镜对准了类似太阳的恒星鲸鱼座τ星（距地球11.9光年）和波江座ε星（距地球10.7光年），结果是一无所获，但成为传统搜寻地外文明计划（SETI）的起源。但我们监听地外文明最早的目标是火星。1924年8月22日，美国海军部长爱德华·埃伯勒（Edward Eberle）指示美国所有海军基地将无线电接收机转向火星。当天是这颗红色星球120年来最接近地球的一次，一些天文学家认为，火星人可能利用这个机会通过无线电波与地球人接触。根据埃伯勒的电报，美国海军的岸上无线电台被要求监听尽可能多的频率，并“报告任何无线电现象的异常特征”。如果有火星人想向地球传话，美国海军准备好了监听。

但那一天没有火星人与地球联系，因为正如我们的卫星和太空探测器所发现的，火星人并不存在。但这并没有停止我们作家的想像，同样也没有让我们科学家停止行动。近50年来，我们一直在努力实现航天器在火星上的登陆，它们几乎都在以某种方式寻找火星上的生命。

然而，火星登陆的历史表明，目前的火星并不那么好客。这种待遇对于机器与微生物来说没有什么差别。送往火星的探测器，超过一半在登陆过程中被毁掉了，最近一次发生在去年秋天。去年10月19日，欧洲航天局的“斯基亚帕雷利(Schiaparelli)” 着陆器以急速下降的方式穿过火星大气层，但因过早切断降落伞而坠毁，其制动火箭在相当长的时间内没有实现点火。

但是，少数探测器幸运地成功登陆火星，其中最引人注目的“好奇号”，它向我们显示火星在过去是可以居住的。众多环绕火星的轨道飞行器发回的数据表明，现在火星仍存在一些水，大部分在火星的极点。知名行星科学家、美国华盛顿大学火星探测项目副首席科学家雷·阿维德森(Ray Arvidson)表示，但我们仍然不能确定火星是否曾拥有持久性的海洋，或者仅仅存在过大湖和河流。自美国宇航局首次向火星发射海盗号（Viking）宇宙飞船以来，阿维德森指挥或参与了美国宇航局历次的火星任务。

阿维德森指出：“这不是理所当然的。无论如何，尚不能完全确定火星曾有生命发展过程，如果那里确实有这样的一个过程，那么那里仍然会留下些蛛丝马迹。无论是从有机分子到前生物化合物，再到能自我复制的系统，这都是一个巨大的飞跃。”

即使假设火星发生了这样的飞跃，阿维德森和其他科学家表示，我们更可能找到的是古代生命的证据，而不是现代生命的。外来或灭绝的火星人可能是细菌或其它一些简单的细胞，绝对不是有肢体生命，能使用光或语言沟通。如果这样，火星可能会令一些人感到失望。但它仍是地球最好的“兄弟”，正如科学家所说的，因为这样一个零结果，会提出一个更大的问题：为什么是地球（才出现生命）？为什么是我们？

阿维德表示：“如果我们未能在火星上找到生命，我认为这成为一个真正的科学奥秘。这告诉我们，我们还不太了解地球上的生命是如何的独特。如果你没有在火星上找到生命，这几乎会变得更有趣，并使你对地球生命有更大的存在感。我喜欢的正是这样的结果。”

对于那些持有更长远存在主义观点的人，火星是重要的——甚至是至关重要。当SpaceX创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)公布利用巨型火箭和宇宙飞船将人类定居者送往火星的计划时，他不仅强调了探索的意义，而且强调了我们人类共同的未来。火星是人类向外传播意识之光的一个良机，让它与我们一起繁荣，并在我们走了之后仍然生存下去，就像地球上的第一个细胞找到了一种将自己的复制物发送到未来的方式。如果马斯克和其他梦想家获得成功，火星上的第一种生命形式可能是我们人类。

但记得不要犯错：这将是一个可怕的、破坏性的旅程。与殖民西印度群岛、美国西部和其他边界等领土的历史不同，火星无法满足那些梦想获得不可思议财富的野心家。火星也不是理想国。它的大气层不能保持任何热量。它没有足够大气压来防止你的血液蒸发。没有太空服，你的血液会很快沸腾并被冰冻直至死亡。火星旅行者将永远生活在加压的圆顶屋内，或者更可能是能屏蔽辐射的洞穴内。他们永远不会再看到波浪拍打海岸线。他们永远不会再听到风吹过树林发出的声音。他们永远不会因看到一轮银色的新月而发出惊叹。

如果说土星刺激了科学幻想，让我们知道我们脑洞要开多大，才能想像出宇宙蕴藏着什么，而火星则相反。火星显示我们人类是多么无能为力。它让我们直面地球是多么脆弱。它提醒我们人类在地球上是多么孤独，到目前所知地球是我们唯一的家园。火星是地球最好的“兄弟”，因为火星是一面镜子。我们看到它，就看到了自己——我们的过去和现在，如果再加上一些想像力，还能看到我们的未来。