《探秘》杂志2004年1月封面

　　嘉宾出场

　　甲方代表--时尚探秘者张镇九

　　性别：男

　　年龄：65岁

　　籍贯：湖南长沙

　　术业专攻：相对论、黑洞物理学、量子计算与量子通信

　　业余爱好：爬山、游泳、打网球和旅游

　　生平简介：1961年毕业于中山大学物理系，长期从事物理方面的教学及研究工作。编著有《现代相对论及黑洞物理学》、《相对论物理学》、《量子计算机与通信加密》、《Black Hole Physics》和《引力之谜》等重要学术论文、著作98篇(本)。1979年作为国家派出的首批中国访问学者留学美国芝加哥大学，此后20余年多次受邀前往世界各地大学访问、讲学。现为华中师范大学物理系教授、享受国务院政府特殊津贴专家。

　　人生信条：自强厚德

　　前辈寄语：科学来不得半点虚假，惟有脚踏实地。

　　乙方代表--中学生科技之星骆相宜

　　性别：女

　　年龄：17岁

　　籍贯：湖北省潜江市

　　兴趣特长：天体物理

　　生平简介：从小兴趣广泛，尤其爱好天文，曾获第八届国际天文奥林匹克竞赛高年级组铜牌，现就读于华中师范大学第一附属中学高三理科实验班。

　　最喜欢的话：我们必须有恒心，尤其要有自信力!我们必须相信我们的天赋是要用来做某种事情的，无论代价多么大，这种事情必须做到。

　　最崇拜的人：居里夫人，林徽因

　　掌门人开场白

　　2003年9月2日，美国天文学家发出警告，称一颗巨大的小行星正朝地球飞来，根据它现在的飞行轨迹，科学家们认为它很可能在2014年3月21日与地球相撞。这颗小行星一旦与地球相撞，其威力如同2000万枚广岛原子弹同时在地球上爆炸，这对人类和地球无疑是一次毁灭性的灾难。虽然此后科学家通过精确的测算已排除了这种可能性，但由此却在全球范围内引发了一场关于人类如何保卫地球的大讨论。

　　一个阳光明媚的下午，65岁的天体物理学家张镇九与17岁的中学生科技之星骆相宜，就如何防范和阻止外来力量入侵地球展开了一场热烈的讨论。

　　星球保卫战

　　第一环节高手过招之概率分析

　　骆：我是在网上看到这则消息的，当时这则消息很"火"，很多网站都登了。我看了很吃惊，因为据说这颗小行星的直径有1公里，质量却达到了26亿吨。尽管我不会随便相信一些传言，但是我也知道，宇宙中的一些天体都有自己的运行轨道，要是两个天体的运行轨道相交或部分相重合，在一定的条件下就有可能发生撞击事件，所以当时也有一点点紧张。后来听说，经过测算已经排除了这种危险，之后我又查阅了很多资料，我认为……宇宙中天体撞击地球的事情是有可能发生的！只是……(笑)我也不知道是什么时候。

　　张：很好！小骆，首先你的观点是对的，目前科学家认为小行星撞击地球有可能发生，根据以往的历史经验和目前的科学预测，这个问题只是时间早晚的问题。我们可以观测到的，也是现有的近地小行星大约有1400多颗，这些近地小行星产生的主要原因是因为木星。小骆，你知道为什么吗？

　　骆：木星是太阳系里的第五颗行星，也是太阳系行星中当之无愧的王者，它有着九大行星中最大的体积、质量和最多的卫星，我想，近地小行星产生的主要原因是因为……木星的引力？！

　　张：对！(赞许的)而在这1400多颗近地小行星中呢又有将近600多颗会对地球构成威胁。小行星撞击地球是时间早晚的问题，假如撞击地球的小行星的直径超过一公里的话，那么这个灾难就是全球性的灾难。小骆刚刚提到的那颗小行星是美国航空航天局的天文学家们最早在新墨西哥州索科罗市的"林肯近地小行星观测中心"观测到的，时间是2003年8月24日。从测算出的数据看来呢，这颗名为2003QQ47的小行星撞击地球的可能性为90万分之一。据计算，2003QQ47还可能于下个世纪与地球相撞，概率为220万分之一。现在世界各国类似的观测机构已经追踪到了600多颗直径超过1公里的近地小行星，但是仍然有更多极具危险性的小行星目前还没有被发现。环抱地球的大气起到了相当大的保护作用，表面凹凸不平的月球就是很好的例子。

　　第二环节华山论剑之保卫方案

　　骆：我一直在思考这个问题，小行星撞击地球是不可避免的，或许是几百年后，或许是我们目前暂时还无法预知的时候。如果有一天小行星真的撞击了地球，那我们地球上的人类是不是就到了灭绝的那一天？

　　张：(笑)放心吧！我们怎么会坐以待毙呢？！现在，科学家已经提出了一些方案。你们可以猜猜，都有些什么办法？

　　骆：张教授，实际我自己也想了办法，不过我……还不敢肯定。

　　张：没关系！小骆同学，你尽管大胆的讲出来，我们可以一起来探讨。

　　骆：嗯，我想的第一个办法是炸毁它！就是先测算出它的运行轨道，然后利用先进的导弹向它发射，让它在太空中就被炸毁。第二种方法呢，就是改变它的运行轨道，让它远离地球，我想这样的话问题就应该解决了。

　　张：不错啊！你的思路和目前科学家的思路是大致吻合的！

　　骆：张教授，我觉得拦截小行星应该难度很大吧？

　　张：难度相当大！就第一种方案而言，我们考虑的是用核装置对小行星进行攻击，将其炸毁。但在攻击它之前要对这种小行星的组成元素进行研究。如果组成小行星的元素是硅质的，也就是说它的质地会比较"软"一些，那样就可以用核装置进行攻击；但如果组成元素是铁质的，就像一个无比坚硬的"铁疙瘩"，那样的话……

　　骆：如果像个"铁疙瘩"，我们就会改变它的运行轨道，避免它撞向地球。

　　张：唉呀呀！很对啊！那我现在来考考你，为什么说按已有的方案去拦截小行星还有很大难度呢？

　　骆：我知道，因为我们现在所提出的方案都是在理想状态下的设想，但实际执行起来还有很多需要考虑的因素。比如说炸毁，我们都希望爆炸在远离地球的太空进行，要是爆炸的碎片向地球飞来，人们说不定会对它们失去控制，那人类就要遭殃了。

　　张：是的。况且现在地球上的所有核武器加起来也只够炸毁一个直径为9公里的小行星，还必须准确击中小行星的中心才够厉害。现在的人类还没有掌握向外太空直接发射武器的技术，并且当小行星非常遥远的时候，我们也没有办法观测到它的物质属性，如果是结构松散的小行星，爆炸能够起到的作用也非常有限。

　　掌门人：张教授，既然炸毁小行星的方案实施难度这么大，那目前人类对于改变小行星运行轨道的技术又掌握了多少呢？

　　张：改变轨道大致可分为利用机械力、改变小行星颜色和给小行星安装相关设备来改变它的运行轨道。但每一种也都是我们在理想状态下的设想，比如说利用机械力，这实际上是一个比较稳妥的办法，就是我们可以把一个人造天体发射到太空中，然后把人造天体调整到和小行星平行，使两者的相对速度为零。最后我们再想办法用机械推动一下，那它就会改变轨道。但是实施的难度非常大，要经过不断测算实验，不允许有任何的差错。假使第一次没有成功，我们还必须发射飞行器对它的运动进行跟踪，再计划下一次的机械推动。

　　骆：我以前就在想，要是改变了小行星的轨道，使那些对地球构成威胁的小行星成为地球的卫星该多好啊！可是现在看来，愿望是好的，实施起来是多么难啊！利用机械推力来改变小行星轨道不是一件简单的事情，我想利用改变小行星颜色来改变它的轨道也应该很难。

　　掌门人：我们知道物体的颜色可以决定吸收热量的多少，如果使行星的颜色变深，星体的温度也会升高，那样就会影响物体的运动轨道，但我们怎样改变小行星的颜色呢？

　　骆：总不会要我们到太空里去刷油漆吧？！(笑)

　　张：哈哈哈！(大笑)改变轨道是一个想法，但是我们要是真的这样做了又怎么能保证一定是让小行星远离地球呢？要是失败了反而导致小行星直接向地球撞来那不就……！所以说啊，目前的所有方案都只是理论上的设想，技术上还不够成熟，毕竟还没有做相关的实验，像后面两种设想的方案，你回去后可以仔细想想，看看它们的弱点在哪里。

　　第三环节掌门设卡之其他威胁

　　掌门人：刚才我们一起讨论了关于防范和阻止小行星撞击地球的问题，应该说不管采用什么方法，我们都希望"战场"离地球远点，人类在安全的情况下才有机会采取主动措施，而我们的技术需要不断的成熟和完善。那么，除了小行星之类的天体外，太空中主要还有些什么因素会对地球造成影响甚至威胁呢？

　　张：现在谈论比较多的自然现象……像地球变暖的原因一直是科学家们争论的一个问题，不过目前新的论点提出，宇宙射线也应该是地球变暖的原因之一。

　　骆：宇宙射线破坏了保护地球的臭氧层，假若臭氧层被破坏的范围急剧扩大，我们生活的环境就不可避免地具有放射性，我想远古时候一些物种的灭绝应该是和宇宙射线有关系吧？

　　张：不排除有这样的可能。但是宇宙射线有很多种，并非每一种都是有害的，我们还可以合理利用宇宙射线，比如说利用宇宙射线定位潜在核物质的方向。

　　骆：张教授，据我所知，太空中还有很多已经被人类发现的自然现象，但是我们还没有完全弄清楚，尤其是不知道它们是否会给地球带来灾难。比如说"行星连珠"是不是天变地异之前的预兆呢？

　　张：我记得2000年的时候就发生过一次"九星连珠"的现象，起初人们认为发生这样的天文现象一定是某种灾难的预告，但经过精确的观察和计算后，我们认为这对地球不会造成什么特殊影响，而且还是难得一见的天文奇观！虽然行星的引力也会作用于其他的天体上，但是由此给其他天体带来的影响是微乎其微的。

　　掌门人：张教授，人们经常从电视、杂志上看到有关"黑洞"的内容，但是大多数的人对此知之甚少，您可不可以给我们介绍一下这方面的知识呢？

　　张：有关"黑洞"知识非常多，今天只能大致介绍一下。"黑洞"很容易让人联想到一个大窟窿，其实"黑洞"是一种天体，它的质量很大，迄今，科学家已经知道宇宙中存在着两种黑洞：一种是小质量黑洞，其质量为太阳质量的10~20倍；另一种是处在银河系中心的巨大黑洞，其质量据认为是太阳的数百万至数亿倍。简单说来，由于巨大的引力使物质不可阻挡地向中心点运动，直至变成一个体积趋于无限小、密度趋于无限大的小"点"，当它的半径缩到一定程度，巨大的引力使得光也跑不出来，这便是我们理解的"黑洞"，我们说它"黑"，是因为它就好像是宇宙中的无底洞，任何物质掉进去，都逃不出来了。

　　骆：既然是一种天体，我们为什么总是弄不清楚它的内部结构？总是提出各种猜想？

　　张："黑洞"和其他的天体相比显得尤为特殊，像是"隐身"的一样，我们只能通过围绕它运动的星体知道它的存在，对于它的结构，根据广义的相对论来理解应该是"弯曲的空间"。"黑洞"无疑是天文学上最具有挑战性、最激动人心的内容之一，新的论点也在不断提出，不是三言两语可以说清楚的，你们要是有兴趣的话可以去参考专门的论著。

　　骆：张教授，"黑洞"的成因我清楚了，只是我有两个假设，那就是地球会不会被"黑洞"吞噬？要是两个"黑洞"撞在一起……结果又会怎么样？

　　张：这个问题有水平！"黑洞"的确具有非常可怕的强大力量，它潜在的毁灭性是不容忽视的。我们目前生存的银河系中已经发现了"黑洞"，但是我们完全没有必要担心地球会被这个"黑洞"吞没，只有少数非常靠近它的气体才会被它所吞噬。关于你的第二个问题，我可以告诉你结果有可能是合并为一个更恐怖的"黑洞"，估计也可能会给地球带来灭顶的灾难。

　　骆：(瞠目结舌)真的吗？

　　张：(大笑)别紧张，我说的情况是在30亿年之后，就算那样的情况真的发生了，我们也不必担忧，因为那时聪明的地球人早已经在其他星系安居乐业，开创更高度的文明了！

　　第四环节英雄聚义之未来展望

　　掌门人：今天我们一起讨论了有关防御小行星撞击地球以及宇宙外来威胁力量等方面的问题，不知两位有什么感想？

　　骆：我觉得自己平时从杂志和网上了解到的知识在这里得到了丰富，最关键的是我觉得自己平时的一些猜想在这里得到证实，这是我最快乐的事情。从小到大，我都特别喜欢物理，尤其是有关天体物理方面的知识。在我看来，地球以外的太空真是太神秘了，有那么多我们未知的事情。

　　张：今天我们谈到的可能会对地球造成威胁的天文现象，刚一听到似乎很可怕，可是细细分析后并没有那么可怕，当然，还有很多我们没有谈到的隐性威胁，像太空垃圾、UFO问题等等，有一点我们可以完全放心，那就是地球人非常聪明。目前世界各国的科技发展迅猛，各种先进的科学设备层出不穷，能够区别于传统经典计算机的量子计算机也是近些年的热门研究对象。虽然人类目前掌握的知识很有限，但科技一天比一天进步。我们要正确面对神奇的自然现象，不要偏听偏信一些没有科学根据的谣言，要充满信心地工作和生活！

　　骆：是啊，平时在学校，同学之间经常传阅一些奇奇怪怪的书籍和杂志，上面也经常有一些国外的预言家下一些类似地球马上要大毁灭的论断，像真的一样，同学们看了很吃惊。(笑)不过，我是不太相信，毕竟平时查了很多资料，但是今天我彻底否定了那些没有科学根据的论断！我觉得科学的普及是很重要的，多一些知识就会少一些盲从，努力掌握更多的科学知识才是我们的首要任务。

　　掌门人心得：

　　科学来不得半点虚假，盲目的猜测不可取，随意听信一些没根据的传言，不如多学些知识，用科学武装的头脑、用自己灵巧的双手去判断，去验证！惟有脚踏实地--这才是科学的精髓所在。