中國古代有很多關(guān)于探索宇宙的經(jīng)典神話故事,如女媧補天、后羿射日、嫦娥奔月、夸父逐日等,都反映了古人對天空、星辰、日月的好奇與向往。這些神話不僅承載了先民的浪漫想象,也激勵了后世對宇宙展開科學(xué)探索。從“嫦娥”探月到“天問一號”、“祝融”探火,再到“羲和”逐日,中國航天正一步步將古人的神話夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。探索永無止境,正如宇宙本身。
今天,我們?yōu)楹翁剿魈?/p>
◎張?zhí)锟?/p>
近日,中國科學(xué)院、國家航天局、中國載人航天工程辦公室聯(lián)合發(fā)布《國家空間科學(xué)中長期發(fā)展規(guī)劃(2024—2050年)》,規(guī)劃部署了我國在空間科學(xué)研究領(lǐng)域擬突破的五大科學(xué)主題和17個優(yōu)先發(fā)展方向。
五大科學(xué)主題包括極端宇宙、時空漣漪、日地全景、宜居行星、太空格物。這些科學(xué)主題廣闊深遠且氣勢恢宏,既有深邃的哲學(xué)高度,也是具體而可觸及的,與人類命運、未來以及柴米油鹽的現(xiàn)實生活息息相關(guān)。從宇宙的起源,銀河系、太陽系以及地球的形成,到生命的形成、生命的宜居,再到太空條件下的物質(zhì)運動和生命活動規(guī)律,五大主題、17個優(yōu)先發(fā)展方向看似各有不同,實則本質(zhì)上互相關(guān)聯(lián)、滲透和影響。
毋庸置疑,有了宇宙、銀河系、太陽系的形成,才有地球和地球生命的形成??臻g和地外生命探索的終極意義其實也可以簡單地概括為在追求可持續(xù)發(fā)展中,讓人類更好地生存、更舒適地生活和獲得更多的幸福感。
提起具有文明多樣性的宇宙,很多人想到的或許是以《三體》為代表的科幻小說。在茫茫宇宙中,是否還存在著類似地球這樣適宜生命和人類居住的星球?有沒有像人類一樣的生命存在?如果存在,他們是否也經(jīng)歷了像地球上的生命一樣的演化歷程?他們的生存是否與人類不同?是否也創(chuàng)造了如同人類一樣的文明?這些問題的意義不只是科學(xué)幻想。研究地球在太陽系中的位置、與太陽和其他星球的關(guān)系,探尋宇宙中是否還有像地球一樣適宜人類居住的星球,以及地球生命在太空中是否能夠生存,將為人類開辟新的可持續(xù)發(fā)展之路,也能幫助我們更好認識自身、認識人類文明。
有關(guān)地外生命的科學(xué)研究一直在進行。有科學(xué)家提出,“銀河系適宜居住帶”距離銀河系中心大約2.3萬至3萬光年。一些科學(xué)家則認為,銀河系中至少有1億顆行星具備孕育生命的條件,包括有適合的溫度及化學(xué)條件。既有研究也表明,細菌、病毒、真菌、衣原體、支原體等低等的初級生命在地外行星上有可能生存。
回顧地球的歷史,魚上岸和猿下樹是生命演化進程中的兩個重要節(jié)點。前者在適應(yīng)環(huán)境的嘗試中演化為陸生動物,有了更廣闊的發(fā)展空間,而后者在下樹后演化為創(chuàng)造宇宙間璀璨文明的人類。今天,我們探索太空,獲得更多的發(fā)現(xiàn),也是在拓展自己的生存空間。未來,空間科學(xué)聚焦太空條件下的物質(zhì)運動和生命活動規(guī)律研究,有可能為人類找到新的家園。
(選自《光明日報》2024年10月23日,有刪改)
美文賞析
這是一篇新聞隨筆。作者著重介紹了我國空間科學(xué)研究領(lǐng)域擬突破的五大科學(xué)主題和17個優(yōu)先發(fā)展方向,說明了對這些領(lǐng)域研究主題的突破與人類生存發(fā)展的重大關(guān)系,有助于人們對國家空間科學(xué)研究的關(guān)注和了解。文章將科學(xué)精神與人文關(guān)懷相結(jié)合。“魚上岸”“猿下樹”是地球生命演化進程中的兩個重要節(jié)點,由此引申出探索太空是為了在未來拓展人類的生存空間。結(jié)尾既引發(fā)了情感共鳴,又激發(fā)了讀者對太空探索的興趣。
星星為什么會“眨眼睛”?
◎劉紅年
星星“眨眼睛”是光線的折射率出現(xiàn)了波動,大氣湍流導(dǎo)致了折射率變化。
夏天的夜晚,觀星是不少人的一大樂趣。
當我們在晴朗無云的夜晚仰望天空,常常能看到星星一閃一閃,好像在眨眼睛,特別是當星體觀察位置靠近地平線時,閃爍更劇烈。那么,星星為什么會“眨眼睛”呢?
你有沒有想過,我們看到的星星,其實并不是星星的“真身”。
我們從光的折射現(xiàn)象說起。當光從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì),會發(fā)生折射現(xiàn)象。不僅如此,當光在同一種介質(zhì)中傳播時,也會因為密度不同而發(fā)生折射。地球上的空氣,靠近地面的密度大,接近太空的密度小。光線從太空照向地球時,也會因為空氣密度不同而發(fā)生折射現(xiàn)象。因此,我們看到的星星的位置,其實不是它的實際位置,而是有一定“位移”。這種現(xiàn)象在專業(yè)上又叫“蒙氣差”。
所以,星星“眨眼睛”,并不是“真身”在動,而是光線的折射率出現(xiàn)了波動,導(dǎo)致肉眼觀察下的星星,與其“真身”所在位置的偏移距離在短時間內(nèi)發(fā)生了變化。這種變化非常頻繁,每秒鐘有幾十次到上百次。
那么,是什么導(dǎo)致了光線折射率的變化呢?
答案是——大氣湍流。按照物理學(xué)定義,大氣湍流是大氣中一種復(fù)雜的運動。大氣湍流分為兩種,一種是機械湍流,地面包括房屋建筑、山川樹木等阻擋了近地面風(fēng)力,導(dǎo)致上下部位氣流風(fēng)力不均衡,形成“風(fēng)力差”;另一種是熱力湍流,因為地表溫度分布不均勻,熱空氣上升、冷空氣下沉。可見,大氣湍流是時時都在發(fā)生的。通常,白天發(fā)生的大氣湍流更加強烈,導(dǎo)致折射率波動更大,星星“眨眼睛”也更頻繁,只是我們觀察不到。
了解了大氣湍流的形成機制,人們就能更好加以利用。比如,為了更穩(wěn)定地觀測星星、盡可能減少大氣湍流帶來的干擾,天文臺多選址在高山上,受地表機械湍流及熱力湍流的影響小了,光的折射率也不會在短時間內(nèi)有明顯波動。
星星“眨眼睛”,給觀星的人們帶來愉悅的體驗。讓我們更好地保護環(huán)境,一起為了星空更璀璨而努力。
(選自《人民日報》2025年5月16日)
美文賞析
這是一篇科普小品文。文章以星星“眨眼睛”這一擬人化的描述,將天文學(xué)知識轉(zhuǎn)化為充滿童趣的想象,瞬間拉近了讀者與遙遠星空的距離。文章由人們夜晚觀星,引出星星為什么“眨眼睛”,用專業(yè)的知識給我們解釋了星星“眨眼睛”的原因:是由大氣折射與湍流的科學(xué)原理,用通俗的話來講就是“冷熱空氣共舞”所造成的,將復(fù)雜的物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為生動的自然童話,專業(yè)術(shù)語與文學(xué)表達相得益彰。結(jié)尾巧妙升華至環(huán)保主題,在傳播科學(xué)知識的同時,喚起讀者對星空之美的珍視,展現(xiàn)了科普作品獨特的文理交融之美。