登月50周年：人類的太空征途

《環球科學》8月新刊特別專題

《登月50周年：人類的太空征途》

撰文 | 《環球科學》執行主編 褚波

本期雜誌付梓的時間，我們特意選在了7月20日，以此向50年前的壯舉致敬：1969年的這一天，當美國宇航員尼爾·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）和巴茲·奧爾德林（Buzz Aldrin）離開登月艙，踏上月球表面時，他們就創造了歷史。

為什麼說這次登月是人類歷史上最偉大的時刻？在我看來，有以下幾個原因。

顯而易見的一個原因是，這是人類第一次在地球之外的天體上留下自己的足跡。月球是距離地球最近的天體，在地球形成後一億年左右（目前最新的估算是，月球誕生於45.1億年前），月球就出現了。在過去的40多億年里，地月之間的38萬千米，一直是地球生命不可跨越的天塹。在很多神話故事中，這也是天神與凡人的距離。然而，1969年7月20日，當「阿波羅」11號釋放的登月艙緩緩降落在月球表面時，舊的神話被打破了，人類創造了新的神話。

第二個原因是，阿波羅計劃促進了多種技術的發展，進而在很多方面改變了我們的生活。集成電路、無線吸塵器、CT掃描儀、太陽能電池板、燃料電池、消防服、氣墊式運動鞋等很多技術或產品，最初都是科學家為登月任務而開發的，如今它們已經是人們生活的一部分。阿波羅計劃對航空航天技術的影響就更大了，正如月球快遞公司（Moon Express）創始人和首席執行官的鮑勃·理查茲（Bob Richards）所說的一樣，「今天發生在太空里的一切，都與阿波羅計劃帶給人們的啟迪密切相關。」

第三個原因是，「阿波羅」11號以及其後的5次登月任務，對月球做了很多實地觀測，並且從月球上帶回了382千克土壤和岩石樣本。過去幾十年里，美國航空航天局向外發放了50 000多份月球樣品。對這些樣品的研究，已經徹底改變了我們對三大問題的認識：月球表面的性質、月球的起源以及太陽系的演化。

還有一個原因是，登月的成功證明了一件事情：即便在某些技術相對落後的時代，人類也能取得偉大的成就——畢竟，那個年代的計算機可能還與房間一般大。因此，這次登月壯舉激勵了很多人去追逐真正偉大的夢想，而他們又促進了科學的進步。

儘管已經過去半個世紀，但當我讀到與當年登月相關的文字時，仍然忍不住心旌蕩漾。略感遺憾的是，包括我在內，世界上的大部分人都沒能親眼看到阿姆斯特朗和奧爾德林踏上月球的畫面，也沒能親耳聽到阿姆斯特朗那句著名的「這是我的一小步，卻是人類的一大步」。不過，本期專題《登月50周年：人類的太空征途》或許可以彌補這一遺憾，我們通過長達36頁的篇幅，重現了人類第一次登月的歷史性時刻，也詳細回顧了登月任務對全球的影響。

可惜的是，登月任務的成功，並不意味著人類的太空征途一片坦蕩。當年，經歷了那個偉大時刻之後，全世界的夢想家都認為，登月不過是人類移民月球、漫遊火星的一個跳板。但是，阿波羅計劃在1972年結束之後，人類再也沒能重新站上月球表面，而把人類送上火星或太陽系其他天體的計劃，沒有一個能夠達到當年阿波羅計劃的高度。也就是說，人類踏出了歷史性的第一步之後，歷經50年也沒能踏出第二步。

導致這一現象的原因有很多，其中最大的原因可能是，登月是一項浩繁的工程，投入巨大——阿波羅計劃歷時約11年，耗資超過250億美元，約佔當年美國GDP的0.57%，約佔當年美國科技研發經費的20%。2萬家企業、200多所大學和80多個科研機構參與了阿波羅計劃，總參與人數超過30萬人。除了在上世紀六七十年代身處特殊環境下的美國，任何一個國家都很難承擔如此巨大的投入。

但是，我們的太空征途不會就此止步。經過長期的發展，以及科學技術的不斷進步，目前有6個國家以及數家私人公司都制定了近期登月的計劃，甚至SpaceX這樣的公司還提出了載人登陸火星的計劃。也許，在未來10年內，我們就將親眼見證人類在太空征途上的第二個偉大時刻。

中山大學的物理學家李淼曾說，人類的未來會是星辰大海，願我們的太空征途一帆風順。

《環球科學》8月新刊導讀

封面故事 COVER STORY

登月50周年：人類的太空征途

50年前，「阿波羅」11號向我們展示了人類最美好的一面。今天，儘管地球面臨諸多問題，但人類可以再次偉大——不論是否重返月球。

「阿波羅」11號登月實況

利用3D建模技術，以及新一代探測器拍攝的高清月球照片，研究人員精確重現了「阿波羅」11號登月時的每個步驟。

月岩樣品：顛覆行星演化史

阿波羅計劃中，宇航員陸續從月球帶回了大量的岩石樣本，總重達382千克。而在過去的59年間，美國陸續向全世界145名來自不同領域的科學家寄送了月球岩石的樣本。對這些樣本進行深入研究後，科學家的發現極具顛覆性，可能會完全改寫月球，甚至太陽系內行星的演化史。

122次探月任務

60多年來，人類已經執行了122次探月任務，曾被美俄兩國壟斷的「探月俱樂部」，也逐漸有了新成員。

月球起源：在岩石蒸氣中重生

在宇航員將岩石樣本從月球帶回地球以前，學界就曾提出過多種關於月球起源的假說。但這些假說在月岩樣本面前立即變得黯然失色。仔細研究來自月球的證據後，科學家猜測，月球是在一團溫度極高的岩石蒸氣中重新凝聚形成的，這團全新的物質形態被稱為「合星」，是地球和撞擊行星的高度混合物。科學家從未見親眼見過「合星」，但這種理論卻能讓傳統猜想面臨的很多問題迎刃而解。

爭奪月球

隨著越來越多的國家和公司制定和實施自己的登月計劃，對月球地盤的爭奪也將變得越來越激烈。目前的國際條約事實上支持的是先到先得的原則——搶先著陸，就等於有了優先權，但這一原則，可能引發世界各國的爭端。因此，在開發月球的熱潮到來之前，我們有必要建立新的國際規範，解決爭議，攜手征服新的疆域。

全世界的「月球村計劃」

在首次登月50年後，全世界的人們依然對月球充滿了期待。但如何研究和開發月球？歐洲空間局局長揚·沃納在接受《科學美國人》專訪時提出了讓全世界的科學家、工程師、企業和機構相互合作的「月球村」計劃。

環境?ENVIRONMENT

採礦與環保：馬達加斯加困局

為了更好地獲取採礦權，保護採礦區域的自然環境，世界上最大的礦業公司——力拓集團嘗試與生態保護學家合作，提出了「凈正面影響」這一生態保護策略，並在擁有獨一無二的生態系統的馬達加斯加開始實施這一策略。但多年過去，這一努力並沒有成功，馬達加斯加的生態環境受到較大影響。這是什麼原因？《科學美國人》記者開展了一次深度調查。

生物學?BIOLOGY

改造細胞：抵抗所有病毒

病毒不僅會給人類帶來疾病，還會給食品、農業等領域帶來重大經濟損失。最近，哈佛大學的一項研究可能徹底扭轉這種局面：科學家重新編碼了大腸桿菌的基因組，並且調整了蛋白合成系統，使得病毒無法利用大腸桿菌細胞內的各種組分完成複製，中斷了病毒的感染過程。經過這樣的改造，細胞也許能抵抗所有病毒的感染。

人工智慧?ARTIFICIAL INTELLIGENCE

AI造物：通過對抗學習創造

利用生成對抗網路，人工智慧已經能夠自行生成數據。而在某種程度上，生成數據可以視作人工智慧理解世界的第一步。通過解釋數據的分布，生成對抗網路可以進一步用於解決預測、聚類、表徵學習等一系列任務。就好像人類通過不斷的探尋、試錯、總結來理解我們身邊的世界一樣，人工智慧或許也能自行總結規律，發展出常識，並邁出新的一步。

對話?DIALOG

「金釘子」：解開地質學的時空謎題

要想了解過往地質、環境和生物的演化史，科學家需要搭建一套以時間序列為基礎的框架，「金釘子」正是這套框架的基礎。為了深入了解關於「金釘子」的科學使命，我們專門採訪了國際地層委員會的主席戴維·A·T·哈珀教授。

《環球科學》8月新刊即將上市

現已開啟預售

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！