從今天開始，我給大傢開講一個新專輯《太陽系新知》，這是我的一個全新的原創專輯，是最原汁原味的科學有故事風格，為瞭把這個專輯做好，我多準備瞭一周時間，因此晚瞭一周開播，還請大傢見諒。

科普類的節目，天文是一個大題材，我講過很多，《原來是這樣》中旭崠和水兄也講的特別多。但我發現，現在一說起天文，似乎大傢關註度最高的都是太陽系以外的事情，系外行星、超新星、黑洞、宇宙大爆炸、引力波、暗物質、暗能量等等，而我們身處的太陽系似乎要被大傢遺忘瞭。我想，可能是因為大傢普遍覺得太陽系似乎已經沒有什麼太多秘密瞭，探索太陽系的高峰是 40 多年前的旅行者號探測器的世紀之旅，時間已經很久遠瞭。所以，好像一講太陽系，就有點炒冷飯的感覺。

但是，這真的是一個錯覺，真實的情況是，人類的天文新發現從數量上來說，太陽系內的新發現依然占瞭大頭，而人類對太陽系的探索自旅行者號後從未停止過。在最近的這 20 年中，其實我們對太陽系有瞭很多顛覆性的認知，這中間也發生瞭很多極為有意思的故事。在我準備資料的過程中，我一次又一次地被發生在 20 年之內的一個個科學探索故事所深深吸引，太陽系再次向我展開瞭它令人驚嘆的一面。而我對太陽系的認識，也有瞭一次重大的升級。我相信，我的這些新知，也肯定會有很多成為你的新知，我們絕大多數人對於太陽系的認知都應該升級瞭。好，咱們閑話少說，開始上菜。

我們的故事要從 1996 年 8 月 7 日，美國東部時間下午 1 點 15 分開始。這一天，風和日麗，陽光明媚，在白宮的南草坪上，美國總統克林頓面帶笑容地走到一個小小的發言臺前，從容地拿出講稿，朝前方看瞭一眼，然後說：

世界上一些最傑出的科學傢，經過數年的探索和幾個月的深入研究，終於得到瞭今天這個結果……如果這一發現得到確認，它肯定會成為科學界發現的最令人驚嘆的宇宙見解之一可以想象，它的影響深遠，包含著的意義令人敬畏。盡管它有希望解答一些我們最古老的問題，但它也提出瞭另外一些更觸及根本的疑問。

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克林頓的白宮講話轟動瞭全世界，一時間，全世界所有主流媒體的頭版頭條全都是關於這項重大新發現的報道。據我所知，這也是美國總統第一次就一個科學新發現給予如此重視。

著名的美國天文學傢卡爾·薩根這樣評價：

4 個月零 13 天後，卡爾·薩根告別瞭人世。

大傢的好奇心是不是已經被我吊足瞭呢？要想知道克林頓到底宣佈瞭一項什麼重大發現，我要從頭跟你說起。

在克林頓白宮講話的 12 年前，也就是 1984 年的夏天，在南極的艾倫山，這是美國南極考察站的所在地。地質學傢斯科爾開著雪橇車在基地附近閑逛。她突然註意到，在前面不遠處有一塊土豆大小的黑黢黢的石頭。

要知道，在南極發現每一塊石頭都很值錢。為什麼？因為這片大陸覆蓋著幾公裡厚的冰雪，終年人跡罕至，如果你在白茫茫的冰原上發現瞭一個小黑點，幾乎可以肯定就是一塊來自天外的隕石。因此，在南極撿隕石已經成瞭各國南極科考隊的一項重要日常工作。我國的南極科考隊已經撿瞭 1 萬多塊隕石，全世界的科考隊撿到的南極隕石總數至少超過 4 萬塊，或許更多。

所以，當斯科爾找到瞭這麼一塊隕石，並沒有怎麼激動，她隻是將它按照操作流程包好，貼上標簽，寫上瞭 ALH84001 ，其中 ALH 就是艾倫山的簡稱， 84001 就表示 84 年發現的第一塊隕石。因此，這塊隕石的中文名稱就是艾倫山 84001 ，它隨後被送到瞭位於休斯敦的約翰遜空間中心隕石實驗室保存。斯科爾當然想不到，12 年後，艾倫山 84001這個名字將出現在全世界每一傢報紙的頭版頭條上。

在許多隕石的內部，包含著極微小的氣泡，而這些氣泡隱藏著隕石身世的秘密。艾倫山 84001 在約翰遜隕石實驗室靜靜地躺瞭 10 年，終於在 1994 年輪到接受“體檢”，這塊隕石的命運就是因為這次體檢而徹底改變瞭，就好像童話中的流浪漢被發現是失落的王子一樣。原來，科學傢們通過分析隕石中的氣泡，竟然發現，這塊隕石來自火星，一下子它就成瞭眾人矚目的火星王子。當然，僅僅是火星王子這個身份，那還遠遠不值得克林頓發表白宮講話，這僅僅隻是一個開端。

你可能會好奇，科學傢們憑什麼就能肯定它是來自火星的呢？這就要仰仗 1976 年在火星成功著陸的海盜 1 號和 2 號火星探測器的研究成果瞭，海盜號探測器成功采集瞭火星大氣的成份數據，並發回瞭地球，所以，大氣成份的數據就成瞭鑒定隕石身份的關鍵證據。艾倫山 84001 的氣泡數據分析結果與火星大氣成份相符，這塊隕石極有可能是來自火星的。這裡我要特別說明的是，發現來自火星的隕石並不算是特別重大的發現，因為此前已經發現瞭很多塊，艾倫山 84001 是 12 塊來自火星隕石中最古老的一塊，它大約有 45 億歲。

通過放射性同位素年代測定以及其他一些復雜的物理分析，科學傢為我們還原瞭 84001 的身世：

大約在 1.5 億年前，火星表面遭受瞭一次嚴重的小行星撞擊，無數的火星巖石被拋向瞭太空，速度超過瞭火星的第二宇宙速度。這些被拋向太空的巖石在太陽系中遊蕩瞭一億多年，大約在 13000 年前， 84001 被地球俘獲，墜落在瞭南極的冰天雪地上，最終被斯科爾撿到。

這簡直就是一個傳奇的身世啊，不過更傳奇的還在後面。84001 被認為是火星來客後，立即就引起瞭許多科學傢的興趣。對於火星隕石，當時科學傢們最感興趣的研究課題是證實火星上存在或者不存在水。1996 年，行星科學傢哈維和地質學傢麥克斯溫在《自然》雜志上發表瞭第一篇對 84001 的分析論文[1]。不過，這篇論文很遺憾地指出， 84001 中包含的是非水生物質，也就是說，這塊隕石無法證明火星上曾經存在過水，繼續研究的價值不大。

《自然》雜志可是最權威的科學期刊之一，假如 84001 不是在哈維他們研究的同時，又受到瞭另外 9 名科學傢的關註，那麼很可能就再也不會有後面的故事瞭。每一個傳奇故事的背後都會有一系列的幸運和巧合。

《自然》論文發表後，又過瞭僅僅一個月，以隸屬美國宇航局的約翰遜航天中心的天體生物學傢大衛·麥凱領銜的 9 名科學傢小組宣佈：

在 84001 中發現的一種叫多環芳烴的物質可以用生命過程來解釋。這等於宣佈瞭火星在 45 億年前就很可能出現瞭生命。更加令人震撼的是，他們還公佈瞭一張照片，這是電子顯微鏡拍攝的隕石內部的高分辨率照片，在這張照片上有一條蚯蚓形狀的物質，非常像是某種細菌的外形，它還不到頭發絲的1% 那麼細。

照片一出，天下嘩然，有人把它比喻為二十世紀上天送給人類的最後一份大禮，各種媒體的震驚黨標題也是滿天飛舞，好不熱鬧。於是，就有瞭本節目開始的那一幕，美國總統克林頓在白宮南草坪宣佈瞭這一重大消息，順帶著還宣佈，美國將在第二年，也就是 1997 年的獨立日這一天把人類歷史上第一輛火星車送上火星。美國宇航局沒有讓克林頓的牛皮吹破，這就是後來成功登陸火星的火星探路者號火星車。

大衛·麥凱等人轟動全世界的研究成果在克林頓講話的 8 天後發表在瞭另外一本與《自然》齊名的權威科學期刊《科學》雜志上[2]。請大傢記住，科學界名言是：非同尋常的主張需要非同尋常的證據。84001 中含有疑似火星微生物的遺跡百分百是一個非同尋常的主張，那科學界就需要它有非同尋常的證據。那麼，大衛·麥凱他們提出哪些火星微生物遺跡的證據呢？

我們來逐一看一下大衛·麥凱提出的四個證據。

▷ 第一個證據。84001 中檢測出瞭一種被稱為多環芳烴的有機化合物，而且他們排除瞭受到地球污染的因素。在地球化石中，這種有機化合物一般都與腐壞的生物有關。換句話說，在地球環境中，要產生多環芳烴，那麼一般都需要腐化生物的參與。

▷ 第二個證據。84001 中含有某些特定的含鐵和含硫礦物的沉積，在地球上，這些礦物可以是某些細菌的代謝產物。

▷ 第三個證據。這可能是最有力的一個證據，在 84001 的碳酸鹽礦物的邊緣附近聚集著排列有序的磁鐵礦，也就是四氧化三鐵晶體微粒。從這些晶粒的大小、形狀和精致細節來看，它們與地球上那些能消化磁鐵礦的細菌所制造的晶粒類似。

▷ 第四個證據。這也是最直觀，最受媒體歡迎的證據。就是那張電子顯微鏡的照片，一個細菌狀的結構。

這四個證據，單獨看其中的任何一個證據，都難以構成鐵證。例如，多環芳烴並不總是與腐化生物有關，在一些特殊的自然條件下，也能形成多環芳烴。第二個證據與第一個證據面臨同樣的問題。第三個證據也面臨詰難，地球上的微生物制造磁鐵礦是為瞭利用地球的磁場來幫助引導方向，但是，火星的磁場還不到地球磁場的 0.2%，微生物憑什麼也會演化出生成磁鐵礦的能力呢？第四個證據雖然看起來很酷，但火星上的這個微生物也未免太小瞭點吧，隻有幾納米大，即便用當今最先進的顯微鏡也無法看到它們的細胞壁，因此，要認定它們是生物而不是某種天然形狀的巧合，實在也是有點困難。

但如果把四個證據放在一起，那麼用火星微生物來解釋就會變得最簡單，需要的假設也最少。

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任何科學結論都需要經過獨立第三方的審查，尤其是如此驚人的結論，就更加需要經受住超常嚴格的審查。在克林頓講話之後不久，美國宇航局的時任局長丹·戈爾丁就邀請瞭聲名卓著的古生物學傢比爾·舍普夫對自傢的研究成功進行獨立評估。這位舍普夫當然有這個資格，它曾經發表過多篇重量級的研究遠古地球生命證據的論文。並且，舍普夫沒有被允許自己對隕石進行研究，隻是被要求對已經發表的的證據做出獨立的評估。

經過仔細而慎重地評估後，舍普夫發表瞭自己的獨立評估結論：不能排除 84001 受到地球環境的污染可能。具體說來是這樣，舍普夫認為非生物作用以及在南極停留的這 1.3 萬年間受到地球環境污染都可以留下上面提出的那四個證據，但是，舍普夫也承認，火星微生物也是一種可信的解釋，隻是目前資料的質量還不足以清晰地指出哪一種解釋才是正確的。

換句話說，火星遠古微生物並沒有經受住科學共同體的嚴苛檢驗，但結論隻是沒有能蓋棺定論，而並沒有被推翻。對於科學傢們來說，要想繼續給火星微生物假說增加可信度，有兩件必須要完成的艱巨任務。第一個任務是證明火星至少曾經有水；第二個任務是從火星上帶一塊確保沒有受到地球污染的巖石標本回來。

火星上到底有沒有水？破解這個謎團將成為從 1996 年後人類探索火星的最為主要的目標，沒有之一。我們迫切地想知道，火星現在有沒有水？過去有沒有水？我要恭喜所有收聽我節目的人，我們都是幸運的，因為這個問題現在已經有瞭確切的答案。

2015 年 9 月 25 日，星期五，美國宇航局突然發佈瞭一篇新聞稿[3]，隻有寥寥數語，但是內容絕對勁爆，上面說：“ NASA 宣佈已經解決瞭火星的未解之謎，一項重大的科學發現下周將在 NASA 總部揭曉，我們周一見”[4]。好一個周一見，吊足瞭人們的胃口，在我印象中，美國宇航局還是第一次這麼吊人胃口。於是，全世界的科學迷都在熱烈地討論著周一到底要宣佈什麼重大發現。難道說，NASA 在火星表面發現瞭地外生命？沒有什麼發現還能比這個更重大的瞭。但是，我當時就覺得不可能，因為有瞭 1996 年的那次經驗，如果真是發現瞭地外生命，那麼召開發佈會的應該是白宮而不是 NASA，奧巴馬肯定不會放過這種青史留名的機會。

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圖：發佈會現場

令人無比煎熬的三天終於過去瞭，周一到瞭，發佈會來瞭。NASA 鄭重宣佈：火星並不是預想中幹燥荒蕪的星球，今天我要宣佈的是，在某些條件下，我們在火星上找到瞭液態水[5]。註意，他指的液態水實際上說的是地表水，在地表有流動的液態水，這又是一項關於火星的重大發現。美國《國傢地理》雜志在報道時用瞭“最具權威的、最可靠”的一詞[6]。

那麼，美國宇航局到底找到瞭什麼證據呢？火星上的水到底又是怎麼被發現的呢？火星上有多少水？這些水都在哪裡？科學有故事，咱們下期接著聊。

參考資料：

[1] http://www.nature.com/articles/382049a0

[2] http://science.sciencemag.org/content/273/5277/924

[3]http://www.nasa.gov/press-release/nasa-to-announce-mars-mystery-solved

[4]http://heavy.com/news/2015/09/is-nasa-going-to-announce-mars-has-flowing-liquid-water-life-ocean-mystery-solved-press-conference-how-to-watch-livestream/

[5]http://v.qq.com/x/cover/el7mouselxpimp4/l0169yj54b4.html

[6]http://news.nationalgeographic.com/2015/09/150928-mars-liquid-water-confirmed-surface-streaks-space-astronomy/

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