數風流人物【G君】

2009年,在互聯網的一個角落里看到此文,甚是喜愛,摘錄于此


一)

? ? 不知道各位玩過一個電腦小游戲沒有。游戲是這樣的,一個場景中,充滿著不同方向的引力場和斥力場。游戲者在某個特定點發射一個小球。通過選擇特定的發射角度與發射方向,小球就會在屏幕上翻轉盤旋,劃著奇異的軌道滑向某個終點。

? ? 我想,1963年的Edward.C.Stone一定是玩過這個游戲的。或許這正是他閑暇之余設計的一個小程序。

? ? 那時,他還是芝加哥大學的一個研究生,工作之一是計算某些衛星的發射軌道。在一次計算中,他驚訝地發現,當太陽系行星排列成某些特殊形狀的時候,它們的引力就可以不斷地為經過它們周邊的物體加速。

? ? 進一步的仔細計算表明,這種事情每大約175年才會發生一次,而這種免費午餐式的搖擺變軌加速,能在當時的條件下,用大約十二年時間,就到達原本需要花費三十年時間才能到達的海王星。

? ? 而下一次這種時機的來臨,是1977年。

(二)

? ? 有詩云,一萬年太久,只爭朝夕。只是科學的歸科學,剩下的全歸錢。不要說一萬年太久,就是一十二年朝夕必爭,也沒有一個機構肯下這種本錢。衛星上了天,不是說就算完事了,地面控制要錢,地面數據接收要錢,一個不小心衛星出狀況了,搶救要錢——說是搶救,其實無非是轉著圈兒搜衛星信號而已,宛若大海撈針——閑話少說,總之,啥都要錢,沒有人會在一個一飛十二年花錢如流水而且隨時都會跟別的男人跑掉的嬌寶貝身上下注。

? ? 怎么辦?只能把野心藏起來。我們根本沒有去海王星的打算,但是,這搖擺變軌加速,可不只縮短去海王星的時間吶。它同樣可以讓去木星土星的時間,縮短到只需三到四年。

? ? 于是,小心翼翼地,科學家們在六十年代中期,緊跟著一系列成功的水手號衛星之后,提出說,既然我們的水手們如此成功,探測了火星、金星和水星,為什么不也去木星看看呢?就當是這個計劃的延續好了。

? ? NASA答應了,便有了水手計劃之木星土星特航,分別叫做水手一十一號,和水手一十二號。

? ? 司馬昭之心,路人皆知。哪里有什么水手的延續。很快,琵琶就被扔掉了,而半邊夜叉臉也露了出來。這個計劃被改名叫做旅行者計劃,理直氣壯地要一直飛向土星。

? ? 當時,人類還從未近距離拍攝過這兩顆行星。在太空競賽這個大環境的支撐下,計劃同樣通過了。而在計劃的末尾,則約略提到,如果衛星夠幸運夠強大的話,或許,可以飛到海王星吧。

(三)

? ? 海王星?

? ? 這次,輪到NASA開始琢磨了。海王星?海王星在哪里?海王星到太陽的距離是土星到太陽距離的三倍,木星到太陽距離的六倍,以及地球到太陽距離的三十倍。這幾乎已經飛出太陽系了!

? ? 啊!原來,我們還有這種指望啊……

? ? 人永遠是不知足的,得到了一,還想得到二,而得到了二,就想得到三——得到了三,他就得到了萬物。只是,這次NASA的興奮與希冀,甚至超出了萬物。

? ? 他們想和外星人取得聯系。地球。太陽。太陽系。太陽系以外。外星人。

? ? 人生五十年,如夢似幻。七零年代的卡爾·薩根,正處在夢幻年華的黃金時刻。他剛剛在康奈爾大學走上了終生教職的道路,同時擔任著NASA的顧問。在這之前,在他的推動之下,1972年發射的先驅者11號和先驅者12號,已經攜帶上了畫者人類男女圖象的鋁板,向著遠方飛去。這次,看上去,又是一個機會啊。

? ? 于是,新的內容被追加進了這個旅行者計劃:它將攜帶更充分的燃料——反正,燒二十年的電池和燒五十年的電池差不多重——然后,再加進一塊金盤,錄入人類的資料。這東西也不太重,而且,是個軟媒介,技術要求不高,開發消耗就更少了。

? ? 看起來,有百利而無一害啊。

? ? 1972年,探測土星木星和它們的衛星,也說不定溜達到天王星海王星,順帶還有很小可能跑出太陽系的旅行者計劃,被正式批準了。

(四)

? ? 花開花落,花落花開。轉眼間,人類歷史上的第一顆衛星已經發射了整整二十二年。而前輩強者,如范阿倫、錢德塞克諸人,也逐漸老去。當年的小伙子Edward Stone,現在已經是加州理工的教授了。旅行者一號和二號于1977年先后離開了地球母親,三年之后的現在,她們已經雙雙飛過了木星,并有著諸多的發現,不光觀測到了第一座地球之外的活火山,還為木星找到了三個迷途的孩子。在衛星中,她們算得上交際名媛,美名遠揚。

? ? 而科學家們,則開始為新的衛星做出準備了。

? ? “朋友,你想得到我的心么?”“當然。”“那么,請遵守四條原則,多,快,好,省。”

? ? 這大抵是NASA的官員對每一個前來拜訪的科學家所說的話。既要讓馬兒跑,還不準多吃草。、

? ? 那么,只好賺外快,打野食。這次,Edward Stone把他的小算盤,打到了太陽身上。

? ? 什么樣的車最省油?

? ? 答案是不開的車。

? ? 在日地體系中,有五個引力平衡點。其中,離地球最近的那個,正好位于地球和太陽的連線上,靠近地球的這邊。假如把一顆衛星送到這里,那么,就可以讓它連續地觀察太陽,而不需做出任何主動運動——在法向上,這是一個穩定平衡,日地引力將把這顆衛星帶著繞日轉動。它只需在切向上細微地調整自己的位置就好了。

? ? NASA一定會喜歡這個計劃的,Ed想,這些人雖然有錢,但是頓頓都吃能報銷的公務餐。你越是摳門,就越對了他們的胃口。現在他要找的,只是一群好哥們。人多聲勢大,萬言書遠不如萬人簽名來得好用。

? ? 于是,在1980年的地球物理年會上,他找到了他的幾個舊識與朋友,比如,旅行者計劃的第一大腦,希臘人Krimigis;他在加州理工的同事,Dick Mawaldt;還有新近在旅行者計劃中嶄露頭角的研究員George Gloeckler和他在馬里蘭的同事,Glen Mason。

? ? 大家都有自己的絕活和自己的興趣。幾個人碰頭一商量,不若數好合一好,把每個人的儀器湊到一起,組成一顆新衛星,放到這個日地引力平衡點處。

? ? 而這時,遠在地球的另一面,George Gloeckler未來最好的朋友,剛剛服完兵役,開始了他在馬克思-普朗克實驗室的研究員工作。

(五)

? ? 時鐘開始迅速地再次向后撥動。這次,我們來到了1990年的Iowa。

? ? 一十二年之前,Eberhard Moebius還是一個小人物,他在波鴻大學拿到了自己的博士學位,然后去服了一年兵役。

? ? 而現在,四十二歲的他,在《自然》雜志上發表了論文,也擁有了屬于自己的粒子飛行時間探測儀,已經是業內小有名氣的研究者了。他有了自己的研究經費,更有了很多和他密切合作的朋友,其中和他關系最好的一位,是研究太陽風結構的George Gloeckler。

? ? 于是,在邀請之下,他躊躇滿志地踏上了美國的土地,來到了世界上空間物理最強的Iowa大學,希望在這里打出屬于自己的一片天空。

? ? 但是事情并不令他滿意。短短數天時間的互相考察之中,他覺得他并沒有看到他想要的,一派欣欣向榮的學術氣氛。相反,空氣中攙雜著一些說不出的味道來。人與人之間,似乎多了點敷衍,少了些真誠。一邊參觀著名的范阿倫大樓,他一邊與陪同者交流。令他最感到驚訝的是,當他提出說,他可以和其他教工共用以他申請到的經費購買的儀器時,得到的是冷冰冰的答復。

? ? “不,我們這里不這么干。儀器是屬于你自己的,何必要給別人用?”

? ? 盡管如此,他還是在這里交到了一些朋友,比如系主任德懷特·尼克爾森,甚至和他競爭同一個特殊教授職位的克里斯托佛·戈爾茨。

? ? 數月之后,Eberhard同時接到了他的兩位好友,George Gloeckler和Martin Lee的邀請,分別來自Maryland和New Hampshire。而Iowa這邊,與他聯系的人,似乎始終和他有某些隔閡。

? ? 他最終去了New Hampshire。在去New Hampshire之前,他最后造訪了Iowa一趟,和尼克爾森與戈爾茨一起吃了頓飯。

? ? “是啊,大家都只顧自己,從不合作。”尼克爾森感嘆道:“但是我也沒什么辦法。事情變成這個樣子,也不是一天兩天能夠解決的了。”

? ? “他們是那里我見到的不多的真誠而友好的人。他們是例外。”多年以后,Eberhard這樣評價說。

? ? 戈爾茨最終得到了那個職位,他有兩個學生,一個叫做盧剛,一個,叫做山林華。

(六)

? ? 1985年,北京大學本科畢業生盧剛,來到了Iowa大學,修讀空間物理博士。他選擇了克里斯托佛·戈爾茨作為他的導師。他的物理基礎很好,選擇的課題也是理論性很強的電磁等離子體基礎研究。

? ? 1986年,中國科技大學本科畢業生山林華,也來到了美國。他一開始就讀的是德克薩斯農機大學。1987年,他轉入Iowa大學,并同樣選擇了戈爾茨作為導師。山林華的研究方向是戈爾茨的另外一個主攻方向,木星的磁場研究。

? ? 經過木星的衛星并不多。在當時,主要的數據來源,仍然是1979年經過那里的兩顆旅行者衛星。這同樣也成為了山林華的研究的主要依靠。

? ? 山林華和盧剛后來在博士資格考試中,并列獲得了第一名。

? ? 1990年,盧剛以第二作者的身份,發表了他的第一篇,也是唯一一篇論文。

? ? 1990年末,山林華博士答辯成功,他利用旅行者衛星研究的木星光環電磁效應的課題,取得了圓滿成功,并得到了教授們的一致好評。旅行者的數據是獨一無二的,山林華的研究,同樣是獨一無二的。教授們把這篇論文評為當年的優秀博士論文。

? ? 1990年末1991年初,山林華獲得了Iowa大學的一個博士后職位,他仍然在戈爾茨手下工作。

? ? 1991年1月,山林華的第一篇論文發表在《天體物理雜志》上,研究方向同樣是木星光環。山林華是第一作者。

? ? 1991年2月和1991年8月,山林華又以第一作者的身份連續發表了兩篇文章。這兩篇文章則轉入了基本等離子體研究,討論了地球的磁場擾動。

? ? 1991年5月,盧剛試圖博士畢業,但是并沒有通過初審。他的第二次答辯終于通過了。可惜,他希望留在美國,卻并沒有找到穩定的工作。

? ? 1991年11月1日,周五,下午3點。盧剛在研討會進行的過程中,先后開槍射殺了他的導師,戈爾茨,和組中的副教授史密斯,接著他開槍打死了山林華。他離開了組會房間,下到2樓,射殺了系主任尼克爾森。最后他來到行政大樓,打死了副校長克黎利,重傷當時在場的一名本科生學生助理,隨后飲彈自盡。

? ? 從此,范阿倫大樓里,多了幾分森森鬼氣。而Iowa,這個之前高高在上的空間物理研究者們的圣地,也一蹶不振,泯然眾人。

? ? 1993年5月,以戈爾茨、山林華和史密斯為第一、第二、第三作者的論文發表在領域內最好的雜志,《地球物理研究》上。這也是山林華為科學作出的最后的貢獻。

(七)

? ? 二十年彈指一揮間。曾幾何時,歲月爬上了小伙子的頭,爬上了姑娘的腰。曾幾何時,往日的英姿颯爽,已變得老成持重。六十歲的Edward Stone,已經做過了加州理工數學、物理和空間學院的院長,繼而在前任辭世之后,擔任起了旅行者計劃的主要科學負責人。而兩位旅行者,已經遠遠超過了人們的期待。

? ? 旅行者一號,于1980年掠過土星。在遠遠地對土衛一進行預觀測之后,研究人員決定對她進行改道,讓她對土衛一作出詳細觀測,不再經過天王星與海王星。而旅行者二號,則成為了迄今為止,天王星和海王星的唯一人造訪客。

? ? 在盧剛奪去地球上最好的空間物理系的靈魂之前的1989年,旅行者們已經超額完成了她們的行星間觀測,并成為了人類太空探索史上劃時代的璀璨明珠。

? ? 然則,好事多磨。那顆原本要放在地日引力平衡點的衛星,雖然早在1983年,就在Glen Mason和George Gloeckler的主持下,正式提上日程,卻遲遲沒有獲得批準。

? ? 直到又過了快十五年。

? ? 1997年年底,衛星ACE,在Stone的主持下,射入太空。這是真正屬于Stone的第一顆深空探測衛星。

(八)

? ? 那是連風都不曾抵達的地方。

? ? 那是連太陽都無法溫暖的角落。

? ? 那是寂寞的遠處,太陽系的邊緣。

? ?

? ? 十多年前,一群人曾經聚在一起討論過,太陽系統的邊界,是在什么地方。

? ? 據說,在很遠很遠的地方,太陽風會慢到音速以下,因此形成一個邊界,叫做終止邊界。這個邊界再望外走,又走很遠很遠很遠,星際粒子流將最終克服太陽風等離子體,而形成一個弓形沖擊波。這個弓形沖擊波的里邊界,叫做氦球層頂。而這兩個邊界之間的地方,叫做氦鞘。它們共同構成了太陽系的最外圍。

? ? 但是,沒有人知道這套理論是否正確。更沒有人知道,假如這套理論是正確的話,這兩個邊界又都在什么地方。

? ? Just for fun,他們作了一個民意調查,五十多位科學家,每個人把自己的看法寫在紙上。

? ? 結果大約是這樣的:大部分人認為,終止邊界會在地日距離的五十倍左右。小部分人認為可能達到六十倍,還有三四個人認為,可能有八十個日地距離那么遠。

? ? 旅行者們孤獨前行。

? ? 三年過去了。這些科學家在一起,又作了一次民意調查。這時,旅行者已經離太陽超過五十三倍日地距離了,什么都沒有發生。

? ? 這次,大約有三分之一的人,對理論提出了懷疑。另一些人認為,七十到八十倍距離才是合理的。少數人說,或許能到九十倍吧。

? ? 而旅行者們繼續孤獨前行。

? ? 太陽的溫暖越來越難以關照到這兩位跋涉的旅人了。她們不得不開始更多地使用自身攜帶的化學放射電池。即使是這樣,能量的供應也在逐漸減少。她們不得不勒緊褲帶,節衣縮食。

? ? 1998年,光學成相設備被關掉了。她們失去了一只眼睛。

? ? 緊接著,2000年,旅行者2號的紅外探測儀和紫外探測儀也被關掉了,她已經處于全盲的狀態——旅行者1號還努力地半睜著她的紫外探測儀,為此,她不得不讓她的左臂,太陽風等離子體觀測儀停止工作。

? ? 2001年,太陽能電池板所提供的電力已經不足整個衛星供給的十分之一,她們難過地瘸了。

? ? 但是她們仍在跋涉。

? ? 2002年,旅行者2號的高效發射天線停止工作,從此她嘶啞了嗓子,靠著低效頻段,以原來千分之一的速度發回數據。

? ? 地面觀測人員開始動搖了:她們還能支撐多久?旅行者1號已經離太陽有九十個日地距離了,但是什么都沒有看到。終止邊界,氦球鞘層,氦球層頂——太空中靜悄悄,什么也沒有發生。只有日復一日,重復著的相同的數據。

? ? 人們終于決定,是時候放棄這兩顆衛星了。她們已經垂垂老矣,或許,不再適合干什么重活了。

(九)

? ? 我們應該感謝什么呢?或許,科學最應該感謝的是官僚主義。官僚主義讓科學推遲開始,但是也讓科學推遲了結束。

? ? 就在層層審批之中,天際傳來了波動。

? ? 2003年11月,旅行者1號進入了終止邊界。

? ? 審批停止了。大家張大了嘴。

? ? 這時,旅行者1號距離太陽整整九十四個日地距離。無人能料。

? ? 而在四年之后,2007年7月,旅行者2號在八十七個日地距離處,在另一位置穿越了終止邊界。

? ? 蓋棺定論。理論是對的,盡管,還需要更多發展。

? ? 而旅行者們的生命,也數得到盡頭了。化學放射電池不可能無休止地燃燒下去。頂多到2025年,旅行者上的最后一件科學設備也將停止運轉。一切,都將歸于平靜。

? ? 她們哪里是水性楊花的嬌氣小姐。她們是身殘志堅,不離不棄,天賦異稟,功勛卓著,堅韌不拔,死而后已的奇女子。

尾聲

? ? 2007年,ACE的隕落已經提上日程。連續不斷的太陽粒子沖擊讓這位在航空公司、GPS公司和手機公司中信譽頗高的預言家不堪重負。

? ? 2012年,中國的夸父將走上日地引力平衡點,取代ACE的位置,繼續它為地球干了一十五年的太陽風暴預測工作。

? ? 2006年,冥王星探測器“新地平線”號從佛羅里達起飛。

? ? 2009年,Eberhard Moebius和他的同僚一起,發起了新一輪的太陽系邊界探測計劃——自旅行者出發之后,該計劃在三十年之內被人反復提出,無一通過。

? ? 這一年,最早提出太陽風模型的Parker 86歲。Gloeckler 76歲,已經幾乎無法辨認哪怕是站在對面的人的相貌。Stone 71歲,已經有了兩個孫子。Mason 67歲。Moebius 61歲。即使這個衛星計劃最終獲得通過,他們之中也只有最幸運的那些人,才能看到衛星到達目標的那一刻。

? ?

? ? 而人類歷史上走得最長的旅行者們,仍在無聲地滑向遠方,繼續著她們寂靜的旅程。

? ? 或許,她們會繼續她們的幸運,在遙遠的時空中的某一點,被某種生物發現,找到自己完美的歸屬吧……

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