古往今來(lái),人們世代思考3個(gè)最深邃的問(wèn)題:我們從哪里來(lái)?我們向何處去?我們?cè)谟钪嬷惺欠窆陋?dú)?無(wú)論答案曾有過(guò)多少種,可以肯定的是,人們?cè)诘厍蛏现荒芨F盡證據(jù),卻無(wú)法找到判據(jù),因?yàn)椤安蛔R(shí)廬山真面目,只緣身在此山中”。走出地球再回望,置身局外才能獲得更有意義的全新視角。因此,深空探測(cè)承載的不僅僅是人類(lèi)對(duì)宇宙和自身的好奇,還有尋求判據(jù)的希望。
對(duì)行星的觀察與探索使哲學(xué)思考變成科學(xué)行動(dòng),深刻改變了人類(lèi)追尋答案的路徑。
強(qiáng)國(guó)之路
加快建設(shè)行星科學(xué)一級(jí)學(xué)科
毫無(wú)疑問(wèn),中國(guó)是第二次深空探測(cè)熱潮中最受世界矚目的?!版隙鸸こ獭?次衛(wèi)星發(fā)射均圓滿(mǎn)成功,最新的“嫦娥四號(hào)”首次登陸月球背面,展現(xiàn)出強(qiáng)大的綜合國(guó)力。中國(guó)還規(guī)劃了后續(xù)包括月球、火星、木星、小行星等在內(nèi)的更為引人注目的探測(cè)計(jì)劃。中國(guó),一個(gè)新的深空探測(cè)大國(guó)正逐漸崛起。
對(duì)照歷史,中國(guó)深空探測(cè)當(dāng)前正處在一個(gè)岔路口,至少有一條“美國(guó)之路”和一條“蘇聯(lián)之路”擺在面前。當(dāng)然,我們要走一條有中國(guó)特色的深空探測(cè)之路。但迄今為止,中國(guó)雖有世界矚目的深空探測(cè)工程,卻鮮見(jiàn)有國(guó)際影響力的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn);中國(guó)有國(guó)際化的高水平行星科學(xué)家隊(duì)伍,卻沒(méi)有提升本國(guó)深空探測(cè)的科學(xué)產(chǎn)出;中國(guó)有世界一流的研究型大學(xué),卻尚未建立行星科學(xué)一級(jí)學(xué)科;中國(guó)從來(lái)不乏對(duì)太空癡迷的青年人,卻一直沒(méi)有行星科學(xué)教育體系。對(duì)比深空探測(cè)大國(guó)蘇聯(lián),中國(guó)還比較缺乏行星科學(xué)的民眾基礎(chǔ)和技術(shù)積累;對(duì)比行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)美國(guó),中國(guó)缺乏的是一整套的行星科學(xué)研究平臺(tái)和人才培養(yǎng)體系。
我們意識(shí)到,當(dāng)前是以科學(xué)競(jìng)賽為主題的第二次深空探測(cè)熱潮。盡管中國(guó)仍未超過(guò)美蘇在第一次探測(cè)熱潮時(shí)的技術(shù)成就,但世界行星科學(xué)水平已經(jīng)遠(yuǎn)超當(dāng)年。這決定了中國(guó)無(wú)法直接照搬任何國(guó)家的經(jīng)驗(yàn),而是需要去探索一條全新的道路。
我們注意到,中國(guó)行星科學(xué)研究已經(jīng)初具規(guī)模。中國(guó)科學(xué)院下屬的地質(zhì)與地球物理研究所、地球化學(xué)研究所、國(guó)家天文臺(tái)、國(guó)家空間科學(xué)中心、紫金山天文臺(tái)、上海天文臺(tái)、新疆天文臺(tái)、廣州地球化學(xué)研究所、空天信息研究院等10多家研究所多年來(lái)已經(jīng)開(kāi)展行星科學(xué)研究。中國(guó)科學(xué)院大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、北京大學(xué)、中山大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)、南方科技大學(xué)、山東大學(xué)(威海)、桂林理工大學(xué)等20多所高校也已經(jīng)成立了行星科學(xué)相關(guān)的學(xué)院或研究機(jī)構(gòu),澳門(mén)科技大學(xué)還成立了相關(guān)的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)、中國(guó)天文學(xué)會(huì)等學(xué)術(shù)團(tuán)體已經(jīng)成立了行星科學(xué)相關(guān)分支機(jī)構(gòu)。中國(guó)第一份國(guó)際化的行星科學(xué)期刊Earth and Planetary Physics已經(jīng)出版了2年。
我們觀察到,中國(guó)行星科學(xué)教育已經(jīng)開(kāi)始萌芽。盡管?chē)?guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)和教育部發(fā)布的國(guó)家學(xué)科設(shè)置中尚無(wú)行星科學(xué)學(xué)科,行星科學(xué)的研究生還是以交叉學(xué)科的方式,在地球物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)等學(xué)科下培養(yǎng)。但這個(gè)情況,已經(jīng)比美國(guó)國(guó)家航空航天局在1958年面臨的情況好了非常多。
我們認(rèn)識(shí)到,中國(guó)行星科學(xué)將率先脫胎于地球科學(xué)。中國(guó)當(dāng)前的相關(guān)情況與1969年美國(guó)的情況截然不同。當(dāng)前科學(xué)競(jìng)賽比的是誰(shuí)看得深,行星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地質(zhì)演化歷史、生命起源環(huán)境等前沿問(wèn)題是以地球科學(xué)研究方法為主的綜合交叉研究。學(xué)界公認(rèn),以地球與行星對(duì)比研究為主的比較行星學(xué),必將對(duì)地球科學(xué)另一前沿——地球系統(tǒng)科學(xué)起到極大推進(jìn)作用。
我們發(fā)現(xiàn),開(kāi)放的和國(guó)際化的行星科學(xué)學(xué)科建設(shè)道路是唯一的選擇??茖W(xué)沒(méi)有國(guó)界,深空探測(cè)承載的是全人類(lèi)的共同夢(mèng)想和對(duì)最深邃問(wèn)題答案的孜孜追尋。蘇聯(lián)沒(méi)有走國(guó)際化的道路,其探測(cè)成果未能及時(shí)融入人類(lèi)現(xiàn)代知識(shí)體系,不僅科學(xué)價(jià)值被大大低估,最終也失去了民眾的支持??茖W(xué)發(fā)現(xiàn)只認(rèn)第一,沒(méi)有第二。對(duì)接國(guó)際,才能避免對(duì)人類(lèi)知識(shí)體系并無(wú)貢獻(xiàn)的重復(fù)“發(fā)現(xiàn)”。
我們堅(jiān)信,人才培養(yǎng)永遠(yuǎn)是第一位的。蘇聯(lián)如果沒(méi)有20世紀(jì)20—30年代培養(yǎng)的科羅廖夫等一大批工程技術(shù)人才,就沒(méi)有其在第一次探測(cè)熱潮中的領(lǐng)先。美國(guó)如果沒(méi)有在第一次熱潮中和20世紀(jì)80年代探測(cè)低潮期培養(yǎng)的行星科學(xué)人才,就沒(méi)有其在第二次熱潮中的領(lǐng)航。而流失了人才的俄羅斯也許需要比中國(guó)更長(zhǎng)的時(shí)間才能成長(zhǎng)為行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)。
我們憧憬,中國(guó)的深空探測(cè)必將實(shí)現(xiàn)科學(xué)引領(lǐng)。蘇聯(lián)的深空探測(cè)大國(guó)之路始于技術(shù)先行,止于技術(shù)與科學(xué)并行;美國(guó)的行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)之路始于技術(shù)科學(xué)并行,轉(zhuǎn)型為科學(xué)引領(lǐng)和科學(xué)與技術(shù)并行。中國(guó)當(dāng)前是技術(shù)先行,下一階段應(yīng)轉(zhuǎn)型為技術(shù)與科學(xué)并行,同時(shí)加強(qiáng)行星科學(xué)的學(xué)科建設(shè)和人才隊(duì)伍建設(shè),最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)引領(lǐng)和科學(xué)與技術(shù)并行。中國(guó)未來(lái)的深空探測(cè),將由科學(xué)家主導(dǎo),科學(xué)家與工程師共同合作,形成分工明確、高效率和有強(qiáng)大凝聚力的團(tuán)隊(duì)。中國(guó)首次火星探測(cè)計(jì)劃正在這樣的道路上努力探索,科學(xué)家和工程師一起,共同致力于提升中國(guó)深空探測(cè)的成果產(chǎn)出和國(guó)際影響力,為中華民族的偉大復(fù)興做先鋒。
開(kāi)弓沒(méi)有回頭箭。深空探測(cè)大國(guó)中國(guó)正在崛起,必將邁向行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)。我國(guó)深空探測(cè)起步晚,行星科學(xué)起點(diǎn)高,留給我們的時(shí)間很短,然而要走的路又很遠(yuǎn),這是中國(guó)面臨的新形勢(shì)和新情況。但我們有信心,充分利用后發(fā)優(yōu)勢(shì),加快建設(shè)行星科學(xué)一級(jí)學(xué)科,共建創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系,補(bǔ)齊科學(xué)短板,走出一條有中國(guó)特色的行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)之路。
大國(guó)一諾
全面提升我國(guó)深空探測(cè)能力和行星科學(xué)國(guó)際影響力
最近兩年,以科學(xué)競(jìng)賽為主題的探測(cè)熱潮正在出現(xiàn)異化。2017年,美國(guó)總統(tǒng)特朗普宣布,美國(guó)航天發(fā)展目標(biāo)是“要把人類(lèi)觸角拓展至深空,包括月地空間、月球、火星表面與其衛(wèi)星以及更遠(yuǎn)的地方”,長(zhǎng)期目標(biāo)是“拓展人類(lèi)在近地軌道之外的永久存在”,包括“在另一個(gè)天體上建立潛在的人類(lèi)棲息地”,以及發(fā)展“繁榮的21世紀(jì)太空經(jīng)濟(jì)”。然而,2018年,美國(guó)副總統(tǒng)彭斯就聲稱(chēng)將在2020年建立美國(guó)第六大軍種——太空軍,并且進(jìn)一步稱(chēng),“美軍不僅應(yīng)存在于太空,更應(yīng)控制太空”。這一言論展示了美國(guó)的太空軍事化傾向。
人類(lèi)深空探測(cè)的目的應(yīng)該是什么?2018年11月14日,習(xí)近平主席在致信祝賀亞太空間合作組織成立10周年時(shí)指出,外層空間是人類(lèi)共同的財(cái)富,探索、開(kāi)發(fā)、和平利用外層空間是人類(lèi)共同的追求。中國(guó)倡導(dǎo)世界各國(guó)一起推動(dòng)構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體,堅(jiān)持在平等互利、和平利用、包容發(fā)展的基礎(chǔ)上,深入開(kāi)展外空領(lǐng)域國(guó)際交流合作。中國(guó)一貫主張合理開(kāi)發(fā)、利用空間資源,保護(hù)空間環(huán)境,推動(dòng)航天事業(yè)造福全人類(lèi)。
中國(guó)深空探測(cè)計(jì)劃的目的又是什么?“嫦娥四號(hào)”首次到達(dá)月球背面后,中國(guó)的回答擲地有聲:“探索浩瀚宇宙、和平利用太空,是全人類(lèi)的共同夢(mèng)想。以‘嫦娥四號(hào)任務(wù)圓滿(mǎn)成功為標(biāo)志,我國(guó)探月工程四期和深空探測(cè)工程將全面拉開(kāi)序幕,今后的任務(wù)更加艱巨,面臨的挑戰(zhàn)前所未有?!焙推嚼锰罩饕渴裁矗慨?dāng)然是科學(xué)。沒(méi)有行星科學(xué)的深空探測(cè)將無(wú)法超越第一次熱潮中的蘇聯(lián),也必然導(dǎo)致各種異化的“威脅論”或是“唱衰”。沒(méi)有以行星科學(xué)一級(jí)學(xué)科為框架的人才培養(yǎng)體系,就無(wú)法走上行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)之路,也難以踐行中國(guó)探索浩瀚宇宙、和平利用太空的承諾。
因此,加快建設(shè)行星科學(xué)一級(jí)學(xué)科,全面提升我國(guó)深空探測(cè)能力和行星科學(xué)國(guó)際影響力,必將加速我國(guó)從深空探測(cè)大國(guó)邁向行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)。
(本文轉(zhuǎn)載自《中國(guó)科學(xué)院院刊》,有刪減。魏勇、郭正堂、徐義剛、潘永信為聯(lián)合作者。)
專(zhuān)家簡(jiǎn)介
萬(wàn)衛(wèi)星,1958年7月出生于湖北天門(mén),空間物理學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員、地磁與空間物理研究室主任,2011年當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士。主要從事電離層物理、電離層電波傳播、高層大氣物理等領(lǐng)域的研究,為我國(guó)空間科學(xué)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。作為學(xué)術(shù)帶領(lǐng)人,他創(chuàng)建了中國(guó)科學(xué)院地球與行星物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,領(lǐng)導(dǎo)建設(shè)了我國(guó)空間環(huán)境綜合觀測(cè)臺(tái)鏈,主持了三亞非相干散射雷達(dá)等重大科研平臺(tái)建設(shè)。作為我國(guó)行星物理學(xué)奠基人之一,萬(wàn)衛(wèi)星院士擔(dān)任了中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”首席科學(xué)家,對(duì)中國(guó)行星科學(xué)發(fā)展做出了開(kāi)拓性貢獻(xiàn)。曾獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)等多項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)。2020年5月20日在京逝世。