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作者：範宇（中國科學院月球與(yu) 深空探測總體(ti) 部、中國科學院國家空間科學中心）

文章來源於(yu) 科學大院公眾(zhong) 號（ID：kexuedayuan）

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人類從(cong) 未停止過對未知的探索。即便是麵對浩瀚宇宙，人類隻如滄海一粟，也從(cong) 未止步。如今，人們(men) 可以通過各種太空探測器對火星進行全方位的探索，那麽(me) ，在沒有航天器的年代裏，大家又是通過什麽(me) 方式來觀測呢？前人探索火星的過程中又發生了哪些故事？

古代中國：火星意味著不祥？

最古老的觀測方式，就是用眼睛直接看。天文學是中國古代最發達的自然科學之一，人們(men) 對太陽、月亮、行星、彗星、流星雨等，都有詳細的觀測和記載。遠古的中國，尚在原始社會(hui) 的人類就已經開始嚐試著“觀天”。公元前24世紀的帝堯時代，設置火正、羲和等官位，觀測日月星辰，專(zhuan) 門從(cong) 事“觀象授時”。

蘇州石刻天文圖（圖片來源：中國古天文圖錄）

古時的人們(men) 認為(wei) 天象是上天的預兆，而與(yu) 火星相關(guan) 的天文觀測，從(cong) 來都是與(yu) 災難、不詳掛鉤的。如今我們(men) 都知道，因為(wei) 運行軌道的原因，火星距離地球最近的距離約為(wei) 5500萬(wan) 公裏，最遠的距離超過4億(yi) 公裏。在古人的觀測中，火星是紅色的，並且具有如火的熒光，在五行中代表著火。火星的亮度並不固定，時亮時暗，在天空中在東(dong) 西方向間來回運動，規律讓人捉摸不定，十分迷惑。因此古人也將火星成為(wei) “熒惑”，取自“熒熒火光，離離亂(luan) 惑”。古代中國對火星天象有很多記載，“熒惑守心”就是其中影響最大的一種。

“心”指的是天蠍座的心宿二，是銀河係中一顆超大的紅巨星，古時被稱為(wei) “大火”，是天蠍座裏麵最亮的一顆星，它呈現血紅色，甚至是整個(ge) 夜空裏麵最亮的星星之一。當火星運行至心宿二附近徘徊超過二十天，就會(hui) 形成“熒惑守心”。

根據史料記載，發生“熒惑守心”的年份國家就會(hui) 出現重大災難，或天災，或人禍。所以這是每個(ge) 帝王最不希望發生統治國家時出現的天象。然而事實上，以現在的天文概念反推，曆史上所記載的“熒惑守心”天象大部分都存在著誤差甚至是杜撰的，更主要是利用其不詳的預示作為(wei) 一種政治鬥爭(zheng) 手段。不過，這也更加說明了在古代中國，由於(yu) 火星的多變和不確定性，它成為(wei) 了不詳的象征。

從(cong) 肉眼觀察法到望遠鏡登場

在西方社會(hui) 中，火星也同樣代表著戰爭(zheng) 。公元前的古埃及人，稱它為(wei) “紅色之星”；其後的古巴比倫(lun) 人稱之為(wei) “死亡之星”；古希臘人以“荷馬史詩”中的戰神“阿瑞斯Ares”的名字命名了火星，後來的古羅馬人也以自己的戰神“Mars”命名了這顆星球。從(cong) 此以後，西方世界的火星有了正式的名字：Mars。

希臘神話戰神Ares（圖片來源：百度百科）

雖然西方社會(hui) 早在公元前就知道了這顆紅色星球，卻是直到文藝複興(xing) 時期（14-16世紀），才對火星有了進一步的認識。丹麥的天文學家第穀·布拉赫，用了20多年的時間以眼睛觀測了許多天文現象，並記錄有關(guan) 數據，其中包含了大量對火星的觀測數據。他的弟子約翰尼斯·開普勒，一邊研究分析第穀留下的數據，一邊自己也在觀測著宇宙中的火星。他發現，火星沿橢圓軌道繞太陽運行，太陽處於(yu) 兩(liang) 焦點之一的位置。接著他又發現火星運行速度是不勻的，當它離太陽較近時運動得較快（近日點），離太陽遠時運動得較慢（遠日點），但從(cong) 任何一點開始，向徑（太陽中心到行星中心的連線）在相等的時間所掃過的麵積相等。

這就是著名的開普勒定律之軌道定律和麵積定律。隨後，1619年，他發表了他的第三定律。這就是近代天文學的基礎，開普勒三大定律：所有行星分別是在大小不同的橢圓軌道上運行；在同樣的時間裏行星向徑在軌道平麵上所掃過的麵積相等；行星公轉周期的平方與(yu) 它同太陽距離的立方成正比。

開普勒的貢獻不僅(jin) 如此。在1609年伽利略利用荷蘭(lan) 人的望遠鏡創造出了人類的第一台天文望遠鏡—伽利略望遠鏡之後，1611年開普勒在伽利略的基礎上對望遠鏡進行了修改，視場變得更大，被稱為(wei) 開普勒式望遠鏡。地基光學望遠鏡的出現使得人類能夠更加清晰地觀測著火星和其它行星，從(cong) 此人類對天文的觀測邁上了一個(ge) 新的台階，從(cong) 裸眼觀測進入了天文望遠鏡觀測的時代。

此後200多年，人類進一步通過望遠鏡觀測火星，並對其有了更加清晰的認識。1659年荷蘭(lan) 科學家惠更斯用他自己設計的先進望遠鏡，記錄了火星的一個(ge) 大的黑點，他注意到那個(ge) 黑點在第二天的同一時間回到了原來的位置，因此計算出火星具有24小時的周期；1666年法國天文學家卡西尼觀察火星並確定了其轉動周期或稱為(wei) 火星日為(wei) 24小時40分鍾；1672年惠更斯第一次觀測到火星南極有一個(ge) 白點，可能就是極冠。

火星衛星與(yu) “運河”的發現

到了1877年，任職於(yu) 美國海軍(jun) 天文台的阿薩夫·霍爾於(yu) 火星大接近時發現了火星的兩(liang) 顆衛星，其後分別將其命名為(wei) 何博斯(Phobos火衛一)及戴茂斯(Deimos 火衛二)。同年，意大利天文學家喬(qiao) 範尼·弗吉尼奧·夏帕雷利宣稱發現火星上的“cannali”，這個(ge) 意大利詞被錯譯為(wei) 英語的 “運河”，而其原意是“河道”。他繪製了一幅火星表麵圖，這張圖後來成為(wei) 了行星繪圖的標準之一，在宇航時代來臨(lin) 之前，一直有人在用它。

洛厄爾手繪火星地圖（圖片來源：National Geographic Maps）

1894年，美國人珀西瓦爾·勞倫(lun) 斯·洛厄爾出資建成了美國洛厄爾天文台。他癡迷於(yu) 天文觀測，用了15年時間拍攝了大量的火星照片，繪製了火星“運河”圖。他也是那個(ge) 年代最有影響力的科普作家，出版了很多關(guan) 於(yu) 火星的小說。可是關(guan) 於(yu) 火星“運河”的理論在當時也存在爭(zheng) 議。

1909年希臘裔天文學家歐仁•安東(dong) 尼亞(ya) 第使用巴黎天文台的83cm望遠鏡觀測後，宣布所謂的火星運河可能隻是視錯覺。火星和月球上都有安東(dong) 尼亞(ya) 第撞擊坑，以表紀念，水星上還有一個(ge) 懸崖也命名為(wei) “安東(dong) 尼亞(ya) 第懸崖（Antoniadi Dorsum）”。1950年洛厄爾火星觀測台的科學家提出所謂火星運河可能是火星表麵的裂隙，並指出其表麵發育有放射狀構造的綠洲實際是撞擊坑，所謂運河就是撞擊形成的裂痕。

使用火星全球勘探者號數據製作的火星地形圖（圖片來源：NASA）

20世紀60年代，人類終於(yu) 不再滿足於(yu) 在地球上觀測火星，開始嚐試發射火星探測器，航天探測的篇章由此開啟。

三千多年的時間裏，人類的好奇心和了解未知事物的欲望，讓我們(men) 逐步靠近了解了宇宙。因為(wei) 無知畏懼，衍生出了各種神話；因為(wei) 試圖了解，用肉眼勘察天象，希冀能夠得到上天的啟示；摸索出一定的規律後，人類創造出了望遠鏡去探索觀測遙遠的火星；到現在，人類可以通過探測器靠近、登陸到火星上，直接了解和研究這顆星球的特征特性。

科學技術發展得如此之快，也許在不久的將來，人類真的可以奔向更遙遠的宇宙，探尋更多未知的神秘。

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