月球是否有水之谜The

月球是否有水之谜The 第一節 月 球 是 否 有 水 之 謎 ........................................................................ 1 第二節 地 球 外 面 的 文 明 .............................................................................. 2 第三節 地 外 生 命 產 生 的 條 件 ................................................................ 4 第一節 月 球 是 否 有 水 之 謎 The puzzle of water on the Moon 科 學 家 從 太 空 船 收 集 到 的 資 料 ， 發 現 月 球 可 能 藏 有 大 量 的 水 ， 不 過 ， 在 一 九 九 九 年 十 月 ， 美 國 太 空 總 署 的 太 空 船 撞 向 月 球 後 ， 卻 沒 有 找 到 有 水 存 在 的 証 据 。 科 學 家 認 為 ， 月 球 (moon) 上 的 水 有 來 自 不 斷 碰 撞 月 球 的 流 星 和 隕 石 (meteor) ， 這 些 隕 石 帶 來 大 量 的 水 ， 不 過 ， 由 於 月 球 沒 有 大 氣 層 (atmosphere) ， 這 些 水 很 快 便 蒸 發 到 太 空 去 。 但 是 ， 在 月 球 南 方 的 地 方 ， 有 部 分 是 永 久 沒 有 陽 光 照 射 ， 這 地 方 可 能 藏 有 水 源 ； 美 國 太 空 總 署 (NASA) 在 一 九 九 四 年 發 射 的 Clementine 太 空 船 ， 發 現 月 球 南 方 這 個 地 方 火 山 口 的 底 部 ， 可 能 有 水 存 在 ， 那 裡 的 溫 度 是 華 氏 零 下 二 百 八 十 度 ； 上 圖 所 見 ， 是 科 學 家 拍 攝 到 月 球 南 方 的 照 片 ； 更 詳 細 的 資 料 ， 可 以 參 考 「 探 測 月 球 是 否 有 水 存 在 」 及 「 月 球 兩 極 的 立 體 影 像 」 。 在 一 九 九 八 年 ， 美 國 太 空 總 署 發 射 「 月 球 勘 探 者 」 太 空 船 (Lunar Prospector) ， 勘 探 月 球 的 情 況 ， 太 空 船 上 的 中 子 分 光 儀 (neutron spectrometer) ， 是 用 來 探 測 水 或 冰 的 存 在 ； 從 太 空 船 收 集 回 來 的 資 料 ， 科 學 家 相 信 月 球 的 南 北 極 藏 有 大 量 水 源 ， 總 存 量 達 六 十 六 億 噸 之 多 ； 更 詳 細 的 資 料 ， 可 以 參 考 「 月 球 真 的 有 水 存 在 」 。 為 了 找 到 更 有 力 的 証 据 ， 科 學 家 將 「 月 球 勘 探 者 」 碰 撞 到 月 球 ， 希 望 將 月 球 地 底 下 的 水 ， 驅 逐 到 月 球 上 空 ， 以 便 科 學 家 拍 攝 水 蒸 氣 的 照 片 ， 可 惜 ， 這 項 任 務 並 沒 有 成 功 ； 更 詳 細 的 資 料 ， 可 以 參 考 「 月 球 並 沒 有 發 現 水 」 。 月 球 是 否 有 水 的 研 究 ， 並 不 會 幫 助 我 們 尋 找 地 球 外 的 生 命 的 工 作 ， 不 過 ， 這 項 研 究 ， 可 以 幫 助 科 學 家 了 解 隕 石 碰 撞 星 球 的 影 響 ， 同 時 ， 月 球 上 的 水 源 ， 可 以 作 為 將 來 太 空 人 登 陸 月 球 之 用 。 中 圖 所 見 ， 是 科 學 家 在 二 零 零 零 年 一 月 二 十 日 拍 攝 到 月 蝕 (lunar eclipse) 的 照 片 ； 因 為 太 陽 光 經 過 地 球 的 大 氣 層 ， 空 氣 將 太 陽 光 的 藍 光 分 散 ， 剩 下 太 陽 光 的 紅 光 照 射 到 月 球 ， 因 此 ， 月 亮 便 變 成 紅 色 ( 見 下 圖 ) 。 第二節 地 球 外 面 的 文 明 Extraterrestrial intelligence 九 九 年 十 月 更 新 Updated October 1999 自 古 以 來 ， 許 多 人 都 希 望 知 道 ， 人 類 是 不 是 宇 宙 唯 一 的 高 等 動 物 ； 過 去 ， 科 學 家 不 斷 地 努 力 ， 找 尋 新 的 証 據 ， 但 成 果 不 大 ， 不 過 ， 隨 著 新 的 無 線 電 探 測 科 技 和 太 空 船 的 發 展 ， 探 索 地 外 文 明 的 成 功 機 會 ， 將 會 大 大 提 高 。 在 十 六 世 紀 中 ， 波 蘭 天 文 學 家 哥 白 尼 (Nicholas Copernicus) 發 「 天 體 運 行 論 」 ， 指 出 地 球 是 環 繞 太 陽 (sun) 運 行 ， 而 在 二 十 世 紀 初 ， 科 學 家 更 發 現 ， 太 陽 只 是 位 於 銀 河 系 (Milky Way) 的 邊 緣 ， 這 些 科 學 發 現 ， 証 明 地 球 不 是 在 宇 宙 的 中 心 ； 這 樣 ， 科 學 家 更 懷 疑 ， 地 球 外 面 可 能 有 智 慧 生 命 的 存 在 。 我 們 的 銀 河 系 內 有 超 過 二 千 億 顆 星 ， 而 銀 河 系 只 是 宇 宙 內 過 億 星 系 之 一 ； 從 太 陽 發 射 出 來 的 光 線 ， 只 需 要 八 分 鐘 便 到 達 地 球 ， 但 是 從 離 地 球 最 近 的 半 人 馬 座 a 星 (alpha Centauri) ， 要 四 年 才 抵 達 地 球 ， 而 銀 河 系 的 長 度 是 十 萬 光 年 ， 整 個 宇 宙 則 估 計 是 一 百 二 十 億 光 年 ( 更 詳 細 資 料 ， 可 參 考 「 宇 宙 比 先 前 的 估 計 年 輕 」 ) 。 從 一 般 的 邏 輯 角 度 來 看 ， 地 球 只 是 宇 宙 中 很 平 凡 的 一 個 行 星 (planet) ， 環 繞 著 一 個 平 凡 的 太 陽 系 ； 假 使 承 認 這 個 觀 點 ， 那 麼 除 地 球 以 外 ， 宇 宙 有 高 等 智 慧 生 命 的 可 能 性 是 不 低 的 。 上 圖 所 見 ， 是 美 國 太 空 總 署 (NASA) 的 哈 勃 太 空 望 遠 鏡 (Hubble Space Telescope) 拍 攝 到 星 球 的 照 片 ， 可 以 看 到 超 過 三 百 個 不 同 形 狀 的 星 球 體 系 ( 更 詳 細 資 料 ， 可 參 考 「 採 索 宇 宙 深 處 」 ) 。 下 圖 所 見 ， 是 哈 勃 太 空 望 遠 鏡 拍 攝 到 只 有 銅 錢 大 小 的 天 空 一 角 的 照 片 ， 發 現 已 經 已 經 有 超 過 一 千 五 百 多 個 星 系 (galaxies) 。 本 系 列 將 討 論 有 關 地 外 文 明 的 資 料 ， 分 下 列 幾 個 題 目 進 行 探 討 ： 第三節 地 外 生 命 產 生 的 條 件 Conditions for extraterrestrial life 了 解 地 外 生 命 產 生 的 條 件 ， 方 法 之 一 是 從 地 球 的 進 化 著 手 ， 從 研 究 得 到 的 資 料 ， 可 以 提 供 給 科 學 家 尋 找 地 外 生 命 的 線 索 ； 不 過 ， 科 學 家 警 告 ， 地 外 生 命 的 產 生 可 能 是 跟 隨 不 同 的 演 化 途 徑 。 科 學 家 估 計 ， 地 球 有 超 過 四 十 六 億 年 的 歷 史 ， 從 地 質 化 石 的 資 料 顯 示 ， 最 早 在 四 十 億 年 前 左 右 ， 已 經 有 生 命 象 徵 的 細 胞 出 現 ， 而 在 那 時 ， 地 球 的 外 殼 (crust) 開 始 穩 定 下 來 ； 在 五 億 七 千 萬 年 前 ， 空 氣 中 的 氧 氣 (oxygen) 增 加 ， 而 二 氧 化 碳 (carbon dioxide) 減 少 ， 不 同 種 類 的 動 物 便 迅 速 地 繁 殖 起 來 。 上 圖 所 見 ， 是 一 種 單 細 胞 (unicellular) 氰 細 菌 (cyanobacteria) 的 照 片 ， 這 細 胞 相 信 是 在 二 十 三 億 年 前 在 地 球 出 現 ， 科 學 家 認 為 ， 這 些 細 菌 利 用 光 合 作 用 (photosynthesis) ， 產 生 氧 氣 ， 導 致 地 球 上 的 氧 氣 含 量 顯 著 地 提 高 。 在 一 九 五 七 年 美 國 芝 加 哥 大 學 (University of Chicago) 科 學 家 米 拿 博 士 (Dr. Stanley Miller) 進 行 了 一 項 研 究 ， 他 模 擬 地 球 初 期 的 條 件 ， 將 甲 烷 (methane) 、 氨 (ammonia) 、 氫 (hydrogen) 和 水 混 合 ， 通 過 電 流 ， 成 功 產 生 了 幾 種 複 雜 的 有 機 化 合 物 (organic compounds) 氨 基 酸 (amino acid) ， 這 些 氨 基 酸 是 組 成 生 命 的 成 分 ； 科 學 家 的 實 驗 証 明 ， 只 要 有 適 當 的 化 學 元 素 (elements) 、 水 和 能 量 ， 便 可 以 創 造 生 命 ， 中 圖 所 見 ， 是 說 明 科 學 家 進 行 實 驗 的 圖 解 。 科 學 家 在 不 同 的 研 究 發 現 ， 只 要 有 水 存 在 ， 細 菌 (bacteria) 便 可 以 在 任 何 惡 劣 的 環 境 下 生 存 ， 包 括 核 子 反 應 器 (nuclear reactors) 內 、 嚴 寒 的 南 極 洲 (Antarctic) 冰 湖 下 、 海 洋 深 處 及 地 下 燙 熱 的 溫 泉 水 中 。 為 了 解 生 物 怎 樣 適 應 地 球 極 度 惡 劣 的 環 境 ， 科 學 家 在 南 極 洲 及 其 他 不 同 的 地 方 進 行 研 究 ， 下 圖 所 見 ， 是 科 學 家 正 在 觀 察 埋 藏 在 東 北 西 伯 利 亞 (Siberia) 永 久 凍 結 帶 (permafrost) 下 四 萬 年 的 苔 蘚 (moss) ， 科 學 家 發 現 這 些 苔 蘚 仍 然 生 存 ； 更 詳 細 的 資 料 ， 可 參 考 「 探 究 南 極 洲 湖 下 的 生 命 」 和 「 研 究 永 久 凍 結 帶 來 支 援 天 文 生 物 學 研 究 」 。 因 此 ， 科 學 家 認 為 ， 假 如 有 適 當 的 化 學 元 素 包 括 碳 (carbon) 、 氫 (hydrogen) 、 氧 (oxygen) 、 氮 (nitrogen) 、 硫 (sulphur) 和 磷 (phosphorus) ， 而 碳 是 主 要 的 成 分 ， 加 上 水 和 能 量 ， 包 括 太 陽 能 (solar energy) 以 至 化 學 反 應 (chemical reaction) 釋 放 出 來 的 能 量 ， 便 可 能 導 致 生 命 的 開 始 ， 而 讓 生 物 可 以 繼 續 生 存 和 繁 殖 下 去 ， 還 需 要 一 個 穩 定 的 環 境 ， 這 便 是 科 學 家 探 索 地 外 生 命 的 主 要 指 引 ； 一 些 科 學 家 甚 至 說 ， 尋 找 地 外 生 命 ， 差 不 多 是 等 於 尋 找 地 球 外 有 水 的 星 球 ， 有 關 資 料 ， 可 參 考 「 探 索 宇 宙 的 水 和 氧 氣 」 和 「 宇 宙 射 線 可 以 破 壞 和 創 造 生 命 」 。 最 後 ， 科 學 家 強 調 ， 我 們 應 該 保 持 開 放 的 態 度 ， 探 討 生 命 存 在 的 各 種 可 能 性 ， 因 為 其 他 星 球 上 出 現 的 生 命 ， 可 能和 地 球 的 完 全 不 一 樣 。