联合出品 系列专题内容
「仰望苍穹·智行千里」
编者按
茫茫宇宙，人类从哪里来，要到哪里去？我们是否是宇宙中独一无二的生命？这些问题，几乎是人类的永恒命题。去年的诺贝尔物理学奖，一半颁发给了宇宙学相关研究，因为它解码宇宙“成长日记”，回答了人类从哪里来的问题；一半颁发给了系外行星的发现，因为它通过寻找地球“近亲”，在未来能够帮助回答人类是否孤独的问题。诺贝尔奖委员会认为：他们的发现，永远地改变了我们对宇宙的认知。
正如现代宇宙航行学奠基人康斯坦丁•齐奥尔科夫斯基所说，“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远被束缚在摇篮里。”2020年，地球进入地外文明探索的新纪元，我国天文台对外宣布，9月开始启动天眼对银河系范围内的地外文明进行搜寻；2015年升空的中国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”也在“捕捉”暗物质方面被寄予厚望。对于地球之外的天体的探索，不断丰富着人类对自身的认识，同时带领我们走向更远的未来。
时至今日，我们该如何理解仰望苍穹的意义？仰望之路上又有了哪些新的发现？要回答这一系列问题，不仅要查阅资料，读万卷书，还要行万里路，亲身走近今日中国在天文观测及航天领域的前沿成就，见证中国在宇宙探测中的实力与突破。2020“寰行中国”别克·中国文化之旅给了我们一个绝佳的机会，在“华夏苍穹”下驰骋千里，巡礼当代科技成就，眺望人类未来。
《三联生活周刊》X 别克·寰行中国系列专题内容「仰望苍穹·智行千里」溯源华夏先民宇宙观的形成与变迁，梳理当代中国航天的前沿成就，探索中华民族千百年来飞天梦想的实践。
前三期文章中，我们追寻先贤对苍穹、宇宙的探索脉络，摸索时间的形状，理解苍穹对中国人的文化意涵，了解中国在天文观测及航天领域的当代科技成就。在本篇文章中，我们将从现代走进未来，沿着现代天文研究发展的指引，继续探究：“天”和我们的未来有什么关系？从古至今，再到未来，对“天”的认识将会把我们带向何方？我们又该如何掌握关于天的知识？
01
问天，问未来
“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？”屈原在《天问》中如此发问，关于宇宙、人类的起源问题，很早就种在了中国人的骨髓之中，这也是现代天文探索的终极之谜。在纪录片《故乡之光》中，天文学家Gaspar Galaz说：“我们从哪里来，在哪里，还要去哪里？这一直是我们文明的核心。探索人类、地球、太阳系的起源，弄清星辰与星系的由来，所有这些关于源起的问题，都是天文学家试图回答的——这是永无止尽的事。”
来源：视觉中国
目前我们知道宇宙起源于一场大爆炸，这得益于1929年美国天文学家爱德文·哈勃（Edwin Hubble）通过胡克望远镜的观测。哈勃发现，不管从哪一个方向观看，远处的星系都在高速地离我们远去，这意味着宇宙正在扩张。哈勃定律为宇宙大爆炸理论奠定了基础。正是由于对宇宙起源问题的关注，我们才知道地球正处于星系运动与星河变化的整体过程之中，这将对地球的未来造成不可逆转的影响。因此，起源和未来，两者看似是在时间线的两极，其实紧密相关，只有弄清楚我们从何处来，才能弄明白我们终将向何处去。
来源：纪录片《宇宙时空之旅》
中国科学院国家天文台研究员苟利军教授提到，天文学家发现宇宙中所存在的事物，并试图理解它们，这些看似与我们的生活没有什么直接联系，其实不然。
相比较宇宙中的丰富环境，地球环境非常有限，所以当天文学家在探索宇宙过程当中，会发现适用于地球但不易在地球上直接发现的物理规律，比如说100多年前的广义相对论预言的有质量的物体会弯曲时空，让时间变慢，同样适合于如宇宙微尘般的地球。中国自古提倡天地相通，从这个意义上而言，也是天地相通。这些物理规律，于短期内看来用处很小，但是放眼于人类未来，它常常会有许多意想不到的收获，同样是100年前看似晦涩难懂的广义相对论却已经融入我们的日常生活，变成不可缺少的一部分，没有它，我们就不能精确导航。
北斗卫星导航系统
GPS的误差来源里有一项是相对论效应的影响，通过修正相对论效应可以得到更准确的定位结果。来源：北斗卫星导航系统官网
在将天文与人类群体命运联系在一起这方面，中国古人可谓走在世界前列。中国古代天文学可分为两派，一派为天文观测家，即观测恒星、行星、流星、彗星等的隐现，常用来预测吉凶；另外一派为实用天文学家，也即历法学家，他们主要观测日月五星的运行度数，用来制定历法。司马迁在《史记》中特意分为《天官》与《历书》两个章节来呈现两派。两派虽有不同，却都有意将天文与人类未来发展结合在一起。
北京古观象台
来源：视觉中国
例如，中国古代占星学主要是用来预测国家集体命运的。有这样一件事，公元415年，北魏发生了一件大事，一直在太史观测范围内的火星不见了。古人认为，火星主兵凶，象征国运，因此北魏朝野震动。这时一位熟知天文的大臣崔浩却指出，这事不必担心，火星不久之后会在后秦上空出现，并引发后秦灾难。众人都不相信，然而事实是，不久之后火星真的出现在后秦上空，三年之后，后秦亡国。这时，众人无不敬佩崔浩的占星能力。据科学家分析，崔浩能够掌握火星运行轨迹并不是什么难事儿，加之他又是朝廷重臣，故而对后秦有关的机密军报也很容易了解，所以能够将两者联系起来，顺利推测出这一结果。这件事使得古人对星象能够预报国家、集体命运的看法深信不疑。
上海交通大学科学史教授江晓原认为，中国古代占星学虽然不无“迷信”色彩，却也为人类精准记录了天文数据，对今日天文研究有很大科学价值。
推荐曲目：此曲系纪录片《宇宙时空之旅》的配乐，45亿年约是地球的年龄，此曲致敬计算出这一时间的科学家克莱尔·彼得森及其同时代科学家，这是人类跳出地球看地球的伟大尝试。
02
太阳惹的“祸”
这种认为天象变化会对地球上的族群未来产生影响的理念，在今天也有其启发意义。它让我们透视天文与族群未来之间的关系。例如恐龙族群的灭绝，据分析极有可能是小行星撞击地球引起的。如果恐龙族群有能够掌握天文秘密的智慧体存在，或许就能避免来自头顶的灾难。
故而，人类如今为研究天文付出大量心血，其背后便有对未来不测的隐忧。我们貌似生活于和平、安稳之中，实则地球的宇宙环境并没有那么友善。除了陨石、流星这些飞来横祸，太阳这颗离我们最近的恒星，也在长期稳定地输出其影响力。相比于其他天体，地球在宇宙整体环境中打交道最多的要数太阳了。太阳的一举一动，都会对地球产生影响。了解地球与太阳的关系，可以帮助我们洞悉有关人类未来的奥秘。
珠宝盒太阳
望远镜可以看到的各种波长范围（肉眼看不见）。SDO将波长转换为人类可以看到的图像，然后将光着色为彩虹色。来源：NASA's Goddard Space Flight Center
我们常听说“万物生长靠太阳”，太阳的确是地球出现生命并维持生存的首要因素。致力于太阳物理研究的南京大学教授陈鹏飞戏称：“太阳打个喷嚏，地球就感冒。”随着天文学对太阳物理研究的深入，人们发现太阳对地球的影响远比人们想象的要深远得多，这既有好处，也有坏处。
以太阳黑子这一太阳表面最突出的现象为例，其数目变化呈现出一定规律，以11年为一周期。受此影响，地球上很多自然事物也呈现出11周年的规律性变化。1894年，美国天文学家A.E.道格拉斯（Andrew Ellicott Douglass）走到了一片伐木场，树木的年轮图案吸引了他的注意力，这些图案时而狭窄时而宽阔，时而疏远时而密集。经过大量数据对比，他得出一个惊人发现：年轮所呈现的树木生长速度也有11年的周期，且与太阳黑子的多少呈正相关。
11年的太阳周期中，
左图为较安静时的太阳，右图为较活跃时的太阳
来源：NASA's Goddard Space Flight Center
从此，人们发现许多自然规律都与太阳黑子的活动有关。1925年，中国气象学家竺可桢撰文指出，太阳黑子与气候的关系十分密切，而气候则直接对农业产生影响。后世的科学家们也证实了这一结论。英国阿普尔顿实验室（Appleton Laboratory）的科学家们分析了1949-1973年间世界小麦产量变化和太阳黑子之间的关系：在太阳黑子活动极大年1958年，小麦产量高于其后五年任何一年，相反在太阳黑子活动极小年1954年，小麦的产量比前后两年都要低。这种太阳黑子影响作物产量的相对关系，在南半球则是颠倒过来的。正是因为有这层关系，历史上北半球大范围的饥荒均在太阳黑子极小年附近，例如1866-1963年间总共有10个黑子极小年中，有8个曾发生了大饥荒，总共饿死人口达二亿六千万人。
太阳黑子活动甚至与人类流行疾病之间也有相关性。据统计，在1173-1976年的804年间，流行感冒在全球范围内发生过56次，大都出现在太阳黑子活动极多的年份。科学家分析，太阳黑子活动较多的时候，太阳会发射出大量高能粒子流与X射线，引起地球磁暴，破坏了地球上空的大气层，使气候异常，微生物大量繁殖，从而引发病毒大流行。
太阳耀斑爆发
来源：NASA's Goddard Space Flight Center
能够引发地球磁暴现象的太阳活动，一般是太阳耀斑爆发，它是发生在太阳大气局部区域的一种剧烈爆发现象，相当于100亿个百万吨级氢弹同时爆炸的威力。组成太阳大气的各种粒子在爆炸力的驱动下向外抛射，对于短波通讯、广播信号、导航和空间飞行都会产生影响。据统计，每年因此造成的经济损失可达几十亿元。
不过，随着天文学家们通过对太阳物理的深入研究，太阳黑子与太阳耀斑的活动规律已经初步为人类所掌握，因而能够预先安排人类活动，有效避免太阳的“小脾气”对地球的实质性伤害，从而大大降低了人类社会的损失。
太阳黑子被渲染后的图像
由云南天文台抚仙湖一米新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope，简称NVST)观测。来源：抚仙湖观测站官网
对于太阳物理的研究，固然可以解释人类历史上很多集体性的事件，但是更多是为人类社会的未来提供方向性指引。通过准确预报太阳黑子与太阳耀斑活动规律，人类在农业生产、气象预报、灾难预警（如地震、火山爆发等）、航空航天、无线通信，乃至于疾病大流行、人类经济周期规律掌握等方面，都能够做到有备无患，或者减少短时间内急促爆发所带来的恐慌，避免引发次生灾难。
推荐曲目：此曲系《太阳浩劫》配乐，一位网友曾如此评价这首曲子：“不用问为什么，插上耳机把声音开到最大，你就能感到中微子射流穿过你的身体，而你渺小的颤抖着的灵魂正在与某个宏伟且亘古不变的巨大存在共振着、融合着⋯⋯”
03
如果太阳“消亡”了
太阳对地球既然有如此大的影响，如果有一天太阳消亡了，地球会怎样呢？
科学家预测，没有太阳之后的一个星期内，地球温度会降到零下20摄氏度；再过几个星期、几个月，地球的温度会降到零下200摄氏度。
太阳表面
来源：Andrew McCarthy
很长时间里，人们认为宇宙是静止不变的，太阳也是恒久的，但是随着天文学的进步，人们发现到太阳其实是一颗在不断演变的恒星，它已经演变了46亿年的时间。太阳质量的大约四分之三是氢，剩下的几乎都是氦，它不断以核聚变的方式将氢聚合成氦，并向太空释放光和热。如此这般，再经过54亿年之后，太阳就会演变成红巨星（注：恒星燃烧到后期所经历的一个阶段，是恒星老年期的第一阶段），并开始燃烧氦。届时，近日轨道的水星会被吞没，金星也会被吞没，目前科学家还不知道地球会否遭遇同样的命运。
但是在太阳演变为红巨星之前，地球会面临一个更可怕的事实：太阳其实一直在变热，约10亿年之后，地球上的水将蒸发殆尽，那时南极洲将成为唯一的绿洲；20亿年之后，连南极洲的水也会蒸发净尽，到时地球会成为名副其实的地球——一颗只有地面的球。
我们是否要为此战战兢兢过活呢？太阳物理专家陈鹏飞教授认为，人类大可不必过分忧虑，他分析，近代科学只有300年的历史，而人类已经可以登月甚至去火星，那么在这20亿年的时间里，人类的天文研究，一定会将我们带向更加遥远而浩瀚的宇宙星空。
我们对于地外文明如此执着探索，除了好奇心的驱使，还因为这是人类未来一种必然的选择。
火星志愿者招募宣传画
NASA曾发布 8 张宣传画招募火星志愿者，列出了火星之旅需要的不同人才，比如农民、测量师和教师等等。来源：NASA
面对太阳演变成红巨星的结局，科学家们认为唯一解决方案就是飞离地球。这一理念反映在很多文艺作品中，如在《星际穿越》中，人类在找到适宜居住的星球之前，就暂时生活在宇宙中的一个巨型空间站内。但是，中国科幻作家刘慈欣的小说《流浪地球》却为人类提供了另一个大胆的方向：将地球推离太阳系，带到比邻星（注：距离太阳系最近的恒星），在相似的宇宙环境中，继续地球上生命的奇迹。这项计划需要将全人类联合起来，并耗时2500年。
苟利军教授分析，现实中根本没有可能实现这一计划，因为要想把地球搬离现在的轨道，需要的能量之多，远超我们的控制范围。1964年，苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫（Nikolai Kardashev）设想了外星文明的等级，通过掌握不同能量控制技术进行文明等级的划分。按照目前估算，人类目前处在0.7级的行星文明上，即使人类在未来能够达到1级行星文明，所能够控制的能量也不足以将整个地球搬离，这不仅仅是我们文明的限制，也是这个层次文明的限制。所以刘慈欣自己也表示，从科学角度讲，他百分之百是“飞船派”。
卡尔达舍夫文明等级
根据卡尔达舍夫文明等级来划分：I型文明可以充分利用所属行星及其周围卫星的能量，又被称为行星级文明；II型文明可以利用整个恒星系统的能量，主要是恒星能源的开发利用，又被称为恒星级文明；III型文明可以充分利用一个星系的总能量，可以实现在不同的星系间穿梭。
然而，刘慈欣还是选择了这样一种不太现实的创作思路，除了科幻美感和文学追求之外，还有一种经别人提醒他才意识到的“中华文化的故土情结、回乡情结”。小说充满了悲壮色彩，他写道：就算这个计划失败，“人类也将自豪地去死，因为我们尽了最大的努力！”其实这种知其不可为而为之的做派，是中国人对天特有的浪漫情怀。
推荐曲目：此曲系《流浪地球》插曲，它展现地球面临危局失去控制的局面，在紧张与迷茫之中，大气磅礴的曲调似乎犹透着某种希望与可能性。
04
杞人忧天又何尝不是未雨绸缪
流浪地球计划很容易令人联想到上古神话中那个追日的夸父，他跨越高山长河追寻日光之影，这是一件永远无法完成的事，但他还是乐此不疲，并最终死于途中。虽然有人认为夸父不自量力（《列子·汤问》：“夸父不量力”），但更多人则赞赏他的勇气与毅力，认为其功在身后（陶渊明：“夸父诞宏志”）。
《天气计划》（The Weather Project）
由两百个单频灯制造的半圆形倒悬在巨大镜面下方，与反射中的倒影构成了一个视觉上完整的金黄的球体，组成了一个巨大的太阳。来源：Olafur Eliasson
彝族“三女找太阳”的神话与之有相似之处：传说由于野猫精的陷害，太阳躲了起来，彝族三女消灭了野猫精之后便上路寻找太阳。有人劝她们回去，说她们会死在路上。她们则回应道：我们死了，还有别的不怕死的人继续找，太阳总会找到的。在故事的最后，她们终于为人类找回了太阳，不过自身也化为三尖山。她们也成了彝族精神世界的高山。
楚雄太阳历文化园“三女找太阳”雕塑
来源：“寰行中国”别克·中国文化之旅
与对夸父、彝族三女的评价不同，战国时杞地有一位总是担心天会塌下来的人，他更多被认为是庸人自扰。从今天的眼光来看，这位忧天的杞人却自有其道理，尤其是这种对未来的忧患意识何其珍贵。
“杞人”仰望苍穹，忧心人间未来，既是其个人关注，也是中华民族放眼于苍穹的精神象征。FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，简称FAST，即500米口径球面射电望远镜，是目前世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜）前总工程师、已故射电天文学家南仁东曾说道：“FAST是沿袭了中华民族仰望上苍、观测斗转星移这样一个文化传统。”在古代，人们“靠天吃饭”，天文对农业的影响是直接而简单粗暴的。古人仰观天文，制定历法，这成为他们日常生活的指导。在政治和思想文化领域，“天人合一”的理念成为正统，古人的思想体系和行为准则都受其规范。
500米口径球面射电望远镜
来源：视觉中国
而今天当我们面向未来，天文的意义就更明显了。苟利军教授指出，FAST有一个重要作用就是寻找地外文明，只有放眼于地外星河，当地球陷于危难之际，我们才能找到突破口，这就是中国古人所说的“未雨绸缪”。从不切实际的幻想，到能使用先进设备寻索未来之路，中华民族走过了一条“光荣的荆棘路”。
先哲有云，聪明和智慧是不同的，聪明的人看到的往往是当下，智慧的人则面向未来。天文学揭示未来形态，正是人类智慧的集中体现。循着智慧的脚印，我们才能走得更远——既是时间意义上的远，也是空间意义上的远。通过“寰行中国”的活动，上汽通用汽车别克品牌远行万水千山，以行走的方式发现并记录中国优秀传统文化。
2020年，“寰行中国”别克·中国文化之旅将目光聚焦于“华夏苍穹”，回溯中华民族古今天文探索历程，从彝族的太阳历，再到玉龙雪山下的祭天仪式，从全球最大射电望远镜（FAST），到负载中华民族航天梦想的西昌卫星发射基地⋯⋯溯源古代先民宇宙观的形成与变迁，探秘中华民族飞天梦想的当代成就。别克希望通过理解苍穹和宇宙，从而理解我们自身，理解人类在宇宙中如何存在，理解文明的意义与边界，关注人类的未来命运。
在行走与仰望之时，人们对自我的认识逐渐加增，对未来的了解也将不断深入。然而我们仍然时常觉得天离我们很远，专业的学科分野，多样的信息来源，日益碎片化的知识获取现状，都进一步拉大我们和天之间的距离。
这一次，让我们把天的秘密说给你听——三联中读联合别克“寰行中国”推出《仰望苍穹 飞向太空——中国天文·航天小史》音频，中国国家天文台研究员、中国科学院大学天文学教授苟利军上线献声。
从人类对宇宙的最初认知，到中国古今对天文的探索历程，从人类用肉眼观测再到借助仪器的巨变，从地上的发现再到对地外文明的探测，人类天文历程的未来将走向何方，苟利军教授将一一道来。
那些陌生的天文知识或许我们无法一下子全盘接受，但是至少，在与“天”的一步步接近中，对未来，我们将不再感到迷茫和恐惧。宇宙其实并没有那么遥远，构成我们身体的元素本就来自星河，而我们的未来，也将更加紧密地与之联系一起。
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“寰行中国”别克·中国文化之旅是由上汽通用汽车别克品牌打造的文化体验平台。从2014年至今，“寰行中国”累计行程超过4万公里，足迹遍及神州大地。
2020“寰行中国”别克·中国文化之旅第七季以「华夏苍穹」为主题，在为期三周、总计近2500公里的行程中，《三联生活周刊》团队跟随别克艾维亚家族车队，行至云、贵、川三省，追寻先贤对苍穹、宇宙的探索脉络，感受从古至今人类理解宇宙的宏大抱负与对超越性的追求；见证今日中国航天的前沿成就，在历史与现实间求索千年华夏文明。
仰望苍穹，智行千里，
一路看见时间、文明与未知。
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九乡溶洞，发育于6亿年前的震旦纪，拥有上百座大小溶洞，为国内规模最大，数量最多，溶洞景观最奇特的洞穴群落体系，被专家们誉为“溶洞博物馆”。有被称为“史前奇观”的古海洋微生物化石---叠层石，倒石牙，生物喀斯特（亦称生物造礁奇景），边石湖群、地下广场大厅、暗峡谷、鱼背石、卷曲石、涡穴等多种水文地质奇观及立体层型洞体和多层洞穴景观等典型剖面和景点。有的是国内罕见的绝景，有的是世界地质学教科书上从未有过的实例，因而备受国内外名家的赞誉。
📍地址：云南省昆明市宜良县九乡彝族回族乡境内
🕙开放时间：08:00-18:00
石门关景区，被称为“世界屋脊的屋檐”，地处苍山龙泉峰与玉局峰西麓，漾江东岸，是历史上著名的茶马古道、博南古道、盐米古道及滇缅公路必经要隘。关口两座陡峭的山峰拔地而起，绝壁对峙，犹如一扇推开的巨门，石门关因此而得名，石门关，意即“天开石门”，“天开石门”也是漾濞的古十六景之一，是一处典型的峡谷地貌景观，谷呈V字形。
📍地址：大理白族自治州漾濞彝族自治县苍山西镇金牛村
🕙开放时间：08：30-17：00
兴义国家地质公园博物馆，兴义国家地质公园博物馆位于兴义市乌沙镇，占地面积5014平方米。博物馆设置了兴义地区及兴义动物群、海生动物下海的原因及演变历程、海生爬行动物从兴义走向远洋、兴义动物群的生物多样性、兴义动物群与华南其他三叠纪海生爬行动物群的关系、兴义国家地质公园景观及人文特色六个展厅。240件展品中，贵州龙化石占80%。在兴义国家地质公园博物馆，公众不仅可以看到最古老、保存最完整、修复最精细的贵州鱼龙，三叠纪贵州龙动物群和三叠纪大型相变带地址遗迹，还可以隔着玻璃近距离观察技术员修复化石，探秘生命密码。
📍地址：贵州省黔西南布依族苗族自治州兴义市国家地质公园
📝门票：面向公众免费开放
参考文献：
[1.]江晓原：星占学的科学考察，凤凰卫视出版中心编. 《世纪大讲堂 国学》，北京：中国友谊出版公司，2007年；
[2.]徐振韬、蒋窈窕编，太阳黑子与人类，天津：天津科学技术出版社，1986年；
[3.]竺可桢，天道与人文，北京：北京出版社，2005年；
[4.]陈遵妫，中国天文学史（第一册），上海：上海人民出版社，1980年；
[5.]杜学文、杨占平编，我是刘慈欣，北岳文艺出版社，2015年；
[6.]刘慈欣，流浪地球，科幻世界2000年第7期；
[7.]比尔·布莱森，万物简史，接力出版社，2005年；
[8.]陈鹏飞：黑暗一边放，我们聊太阳，《中国国家天文》2020年10月；
[9. ]陈鹏飞讲座视频：谁杀死了崇祯皇帝？是太阳！http://www.bilibili.com/video/av27518140，引用时间：2020-11-29；
[10. ]陈欢欢：他们改变了我们对宇宙的认知，中国科学报，2019年；
[11. ]寻找地球“近亲” 解码宇宙“成长日记”，新华网，2019年
部分图源：“寰行中国”别克·中国文化之旅
封面图源：Julien Mauve
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作者：维尔
苟利军先生对本文亦有指正与补充，特此鸣谢。
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