望向星空深处（3）

第十章火星

年复一年，

猴子所戴面具

还是猴面。

——松尾芭蕉

会问就等于知道了一半。

——鲁米

1976年7月20日，加利福尼亚159号公路还沉浸在黎明前的黑暗中，我能看见那一轮弯月悬挂在南天，就在闪亮的昴星团附近。公路上聚集着各式车辆，有像我这样租的车，还有轰鸣的路特斯和法拉利，它们和NASA喷气推进实验室出现的反常紧急状态汇聚在一起，玻璃幕墙反射出月光和帕萨迪纳上空被夜色包围的群山。火星是我们今晚的目标，它并不在天上——此刻它在地球另一边——但很快我们就能看到了。这个夜晚是“海盗1号”计划在火星上着陆并传回火星表面第一张照片的时间。

实验室里几乎所有人都紧张焦虑，摄入了不知多少咖啡因。到现在“海盗1号”仍旧生死不明，但信号以光速传回地球得花19分钟——所以它的命运在火星上已然揭晓，在地球上却仍旧是未知数。这有点像后知后觉的选举结果：结局已定，但谁也不知道是怎样的。因为时间的延迟，飞行器的地面控制人员并不能指挥着陆器下降——着陆器是一个像灰色昆虫一样的机器人，体积如旅行摩托车一般大。进入火星大气层时温度升高，它得控制自己，展开并抛出降落伞，然后它的三个降落引擎开始点火，以便轻柔地降落在火星表面。如果它不巧碰到了一块石头，或是在陡峭的环形山壁上着陆，那它就完了。

金特里·李是个紧张的年轻人，头发前半边秃了，后半边顺其自然地长成扇形披在肩上，他正大声解析着电脑显示屏上的一排排原始数据：“2600英尺！500英尺！200英尺！”然后，着陆。“干得漂亮！”着陆器表现和分析小组的主任雷克斯·舍斯特伦喊道。

几分钟后，第一张照片传回，照片里有一组垂直的条带，那是金色平原——克律塞平原那布满岩石的起伏地形。

“不可思议。”托马斯·“蒂姆”·马奇悄声说道，他是着陆器影像团队的负责人，也是海盗计划的主要推动者之一。（1980年10月7日，“蒂姆”在喜马拉雅山登山时遇难——为了纪念他，“海盗1号”着陆器被重新命名为马奇站。）电视机前的亚洲观众彻夜未眠，澳大利亚的观众很早就起床了，欧洲的观众则停下了手头的工作，就为了见证这历史性的直播。然而，就在图片传回的时候，美国境内恰有三家主流商业电台正在直播早间节目，却没有一个台转播图片。制作人说公众对此并不感兴趣。

在没有望远镜的时代，火星就吸引着人们，那时候人们对它的了解仅限于天空中游荡的赭色小点。（通过分析它在天空中的轨迹，约翰内斯·开普勒认识到这是在火星和地球沿着椭圆形轨道绕日公转的共同作用下形成的。）望远镜的到来重燃了这旧日的激情。威廉·赫歇尔在1783年火星冲日期间观测火星，发现了南极冰盖，并从其位置认识到，火星极轴是倾斜的，因此一定有季节变化。“目前来看，整个太阳系中火星与地球也许是最具相似性的。”他这样写道，并补充说，因为“我们发现我们居住的球体上两极冰封，覆盖着冰山和雪，只有交替朝向太阳的时候，它们才会部分消融，那么请允许我大胆猜测一下，相同的机制可能在火星这个球体上有相同的效果；极点上的亮点是冰冻区域的反光，那些亮点减少，是由于它们转向了太阳”。他说得没错，但问题是火星与地球有多大程度的相似——尤其是，那里是否可能有生命——这让业余爱好者和专业观测者争论至今。

用望远镜观测火星就像看七重纱之舞：你鲜能确定自己看到了什么，但它足够激起你的兴趣。火星与地球的好几重关系让它更加撩人。

其中一重关系是每隔2年火星靠近地球一次。这种趋近叫作“冲日”，因为它都是发生于太阳与火星的位置在天空中相对的时候，平均每780天出现一次，此时地球在内侧轨道赶上速度较慢的火星。两次冲日的间隔并非恒定，它取决于两颗行星的不同速度：开普勒发现，行星靠近太阳时的速度比远离时的速度快。冲日本身也不是每次都一样。火星轨道相对地球更偏心，所以当冲日发生于火星在近日点的时候（就是火星轨道最靠近太阳的那一点），我们与这颗红色行星的距离只有3500万英里，但当冲日发生于火星在远日点的时候（就是火星与太阳距离最大的时候），火星与地球的距离不小于6100万英里。只有在冲日期间，我们才能拉近与这颗红色行星的距离，与之比肩，并在地面通过望远镜看到火星的更多细节。大部分时候，火星与地球的距离超过1亿英里，最好的望远镜也只能看到一个斑驳的球体，其顶上有一撮白毛。

地球大气对火星的观测是一个不小的扰动。天空中最适宜观测的区域是正上方，靠近天顶的区域，但以大部分观测者居住的纬度来说，火星永远不会到达那个高度。和其他行星一样，它也是在黄道面上运转，只有居住在赤道附近纬度低于23.5度的地区的观测者才能看到它在头顶——地球极轴的倾角关乎它的轨道。所以你如果想看到火星在头顶，就得在迈阿密以南、里约以北的地方——很不幸，几乎没有什么很大的望远镜建在那里。

火星有自己的大气。大气很稀薄，所以也不怎么会干扰视线，但一直有风沙。一圈“蓝色薄雾”笼罩在行星周围（红色滤镜可将它过滤），上层大气中有冰云形成，地面上有雾气在峡谷和其他低矮地形凝聚，巨大的火星尘暴可以遮蔽整个星球，长达数月。火星上一天的时间（称作“火星日”）是24小时37分钟，所以一个观测者用望远镜持续观测火星，每晚看到的部分都略有不同：每晚相同的特征都会比前一晚迟37分钟出现，让火星球体像是每隔40天就退行一次。

早期的观测者弄不清这种复杂性，又受当时望远镜技术所限，但他们还是为火星编制出了简单而可信的资料。他们绘制了火星表面的大致特征，大部分是大片阴暗区域，在红色沙漠中格外显眼。（当中最显眼的有大流沙地带那锐利宽广的箭头形状、圆形的阿尔及尔和太阳湖、被称作“水手谷”的修长参差的线，还有斯基亚帕雷利于1879年发现的那个亮点，它被形象地起名为“奥林匹斯山之雪”。）他们注意到有些地貌的显著程度会随时间变化，有时明显，有时消失：太阳湖就很典型，斯基亚帕雷利叫它“秘境”。他们还发现有些变化是季节性的。比较典型的是一种“暗波”，在火星上半球的春季它会横扫整个半球，与极地的冰盖同步消涨。

正如你盯着一个模糊的目标长时间细看时会发生的情况一样，观测者在火星上看到了一些并不在那里的东西，比如说著名的火星运河。火星运河其实是一种视错觉，是人脑习惯于将点连成线所致。你自己也能看到。拿一张比较清楚的火星的现代照片，举在灯光下，在房间里一边来回走动一边看。如果距离合适，你的大脑又有正常的自动连线功能——我们大部分人都有，因为大脑的视觉中枢有识别直线的程序——运河就出现了。不少天文学家都在火星上看到过运河——这其中包括安杰洛·塞基和乔瓦尼·斯基亚帕雷利，他们把它叫作canali（河道），意思是像河流一样的自然地貌——但大部分天文学家对它们的真实性都持怀疑态度。温琴佐·切鲁利是一个技艺精湛的火星观察者，他从他的私人天文台观察火星，在罕见的视宁度极好的条件下，他看见了一条叫作里斯河的运河分解成了一堆“极小的点”——这强有力地证明了这些运河都是错觉。斯基亚帕雷利在写给切鲁利的一封信中提到，人眼会把随机的点连接成几何图案，就像远距离看一本印刷书的页面一样。“对这些直线（河道）规则性的幼稚信仰正在被动摇。”斯基亚帕雷利写道，他预言“随着光学的发展，这种运河可能会演变成其他东西，或者干脆就是错觉”。

但这些见解并未能动摇珀西瓦尔·洛厄尔，他有着比斯基亚帕雷利更高级的望远镜，却依旧认为火星上能看到运河。洛厄尔写东西很有说服力，想象力丰富、无拘无束，他的书和文章在温和的风格下暗藏不一样的夸张推想。（“火星上居住着某些生命，或是别的未知存在。”）他认为那些运河是火星上的高级文明出于灌溉的目的挖掘建造的，火星上的黑暗大陆则覆盖着植被，而季节性的“暗波”是春回大地时极地融水，赋予植被新的生命。在弗拉格斯塔夫的洛厄尔私人天文台里流传下来的火星地图上，斯基亚帕雷利优雅的素描中蜿蜒的曲线都变成了直线，交会于看起来像泵站的地方。洛厄尔深知自己的望远镜分辨率不够，只有运河不少于30英里宽，才有可能分辨出来，他于是试图解释说这些线是当地运河沿岸的植被，为运河引流的水所浇灌。

这听起来合情合理，洛厄尔对其理论的优雅阐述让百万读者为关于火星文明的设想而狂热。声名显赫的洛厄尔自然遭到了一些专业天文学家的嫉恨，他们视他为极端主义者，认为他夸张的言论损害了严肃的火星研究。利克天文台的天文学家W.W.坎贝尔公开拒绝阅读洛厄尔发表的关于用光谱学方法寻找火星大气中水蒸气的作品，即便这正是他自己在研究的领域——并且阻挠出版社出版它们，因为“报告者在这方面非常愚昧”。天文学家兼历史学家唐纳德·奥斯特布洛克写道：“在坎贝尔的心中，洛厄尔不仅不专业，而且毫无原则，试图把自己的文字辩论装扮成科学研究。同样地，他也不是个守规矩的人……科学家从不跳过求证过程直接得出结论，更不会为了证明它们而去建一座天文台，或是在给非专业人士看的精致杂志上发表巧舌如簧、避重就轻的文章。”

但是公平地说，科学能包容洛厄尔的热忱，也就能包容坎贝尔的刻薄。

我们的眼睛确实能“耍”我们，尤其是当我们试图分辨模糊的物体，比如在抖动的望远镜图像中看清火星的时候。天文学家爱德华·埃默森·巴纳德视觉敏锐，异于常人，在1894年火星冲日期间，他在利克天文台用一台36英寸的反射镜观测火星，获得了这颗红色行星在当时最清晰的一瞥——没看到运河——并提醒大众，“人不该太快得出结论。一个人模模糊糊地看到一个东西，甚至不确定他是否看到，他就会构建自己的理论，把臆想的城堡建立在他都不确定是否真的存在的基础上”。如果洛厄尔真正听取了这样的建议，他也许就不会误导自己和他的读者们了。

另一方面，科学家也有了更多新发现，他们焚膏继晷地证明宝贵的理论，而兴趣索然的观测者只会往后一躺，看向天空：“好了，你要给我看什么！”大部分理论都有瑕疵，或干脆是错的，但带着希望看到城市或成群水牛的期待去欣赏火星，总好过无精打采地看它：破晓时分守候在树林里的松鸡猎人即便没找到松鸡，看到的东西也总比偶然路过的游客要多。如果洛厄尔不是痴迷于他眼中有生命的火星，他也不会建造洛厄尔天文台，而后来人们在那里做了更多有用的火星观测，还发现了冥王星。

我小时候在基比斯坎观测火星，我们当时所拥有的关于这颗红色行星的信息很少，局限于冲日期间用19世纪风格的折射望远镜（与洛厄尔和巴纳德用的一样）看到的画面，而且运河是否存在还是个颇有争议的话题。随后的一个时代在我们人类历史中独树一帜，空间探测器被发射到其他星球，我们看到的遥远的景象被更加清晰的近距离图像所取代。机器人探测器搜集到的数据所教给我们的，超过人类在历史上学到的知识的总和。那时候我觉得它们结束了一个时代，地面观测者原可以贡献更多关于火星的知识的。但我错了。

“水手4号”是第一个到达火星的探测器，它于1965年7月14日抵达这颗红色行星，飞行距离不到6118英里。它的电视摄像机向地球传回了22张照片，速度奇慢无比：接收一张照片要10到12个小时。记者在门外喧腾——所有人都觉得，照片上有火星城市，而政府只是隐瞒了它们的存在——喷气推进实验室的科学家通宵达旦地工作，试图处理好第一批照片，它们几乎是一片空白。好在该系列照片中后来的那部分更清晰一些。对于那些受洛厄尔的想象所影响的人来说，不幸的是，那些照片显示的都是火星上巨大的陨石坑。“洛厄尔的运河和季节性植物生命一说，可以休矣。”行星科学家布鲁斯·默里宣布。

大陨石坑是个坏消息，它们表明火星可能和月球差不多。流行的推论是既然月球有陨石坑，而且从地质学和生物学两方面说都是死掉的，而火星也有陨石坑，那么火星也是死掉的。这个逻辑漏洞百出，却无损于它的风行。《纽约时报》在1965年发表的社论中称火星为“死去的行星”。

在一片赞同声中持异见者，是行星科学家卡尔·萨根。他评论道：“‘水手4号’在这颗行星上拍了20张照片，1公里内纤毫毕现。现在，如果你在地球上拍摄20张分辨率为1公里的照片，你根本不可能在上面发现生命。然而人们说：‘好吧，我没在这颗行星上看到任何活物，那肯定是颗死星了。’这个逻辑真是糟糕透了！”1969年飞掠火星的“水手6号”和“水手7号”传回了更多陨石坑的照片，这对赞成卡尔·萨根的人来说是个打击。1968年，萨根、克拉克·查普曼和詹姆斯·波拉克仍旧提出警告：我们现在知道的还太少，下结论说这是个死去的世界为时过早。“如果大量的被水侵蚀的地貌——比如河谷——在火星早期存在过，我们并不能指望在‘水手4号’的照片中看到它们的任何蛛丝马迹，除非它们的尺度比地球上典型的地貌还要大。”他们写道。但这只是少数人的观点。

这种情况持续到1971年，那时“水手9号”成了第一个绕非地行星公转的探测器。作为火星轨道飞行器，它能提供持续不断的观测——并不只是飞掠。它所观测的这颗行星正如萨根对所有人提醒的那样，体积巨大。（火星直径只有地球的一半，但它没有海洋，所以陆地面积可与地球陆地面积比肩。“水手4号”、“水手6号”和“水手7号”在任务中都只拍到了十分之一的陆地。）“水手9号”传回的第一张照片毫无特征，除了南极冰盖和赤道附近四个神秘的暗点。一场全球性的沙暴正席卷整个火星表面。几周过去，赭云消散，大幕拉开，一出关于火星与人类智慧的古老戏剧开启了新的篇章。

大气澄净下来之后，四个暗点就清楚了，它们是像陨石坑一样的环，四五十英里宽。但陨石坑为什么会出现在山顶上呢——难道是由于尘埃是从上往下被清除的？实际上那些是巨大的盾状火山的火山口。这是始料未及的，尤其是对那些认为火星和月球一样没有明显的火山的人来说。随着尘埃的沉降，另一样缓缓露出面目的东西是一个巨大的峡谷，它有3英里深，近100英里宽，长度相当于从洛杉矶到纽约。它是太阳系最大的峡谷，被命名为水手谷，以致敬“水手9号”。剩下的沙尘全部消退后，蜿蜒的峡谷都可窥见，其中有些还有扇形的支流。这些古老的河床或洪泛区显示着水曾流经这里。如果是这样的话，火星一定有过比现在更稠密的大气。现在的火星十分寒冷，它的大气与地球上115000英尺的海拔高度相当；在这种环境下，水会从冰直接升华成水汽。“我们对火星的看法被彻底改变——而且是又一次，”布鲁斯·默里写道，“洛厄尔的类地火星说一去不复返，在我们前三次飞掠火星之后诞生的类月火星说也不复存在。”火星展现的是一个只属于它自己的世界，有着在它广袤美丽的大地上书写的独特历史，那是我们仅靠短短一瞥所不能破译的历史。

“水手9号”拍摄了超过7300张火星的图像，最佳分辨率可达100米（这意味着它最小可以分辨出一座棒球场）。1976年抵达火星的两架“海盗号”登陆器和轨道飞行器在轨道上拍摄了46000张高分辨率照片，有些分辨率可达10米，在两个登陆地点更是拍摄了数千张照片，让火星的光彩触手可及。在这些没有互联网的时代，“海盗号”的图像被打印出来，装订在活页笔记本里，储存在13座被称作区域行星影像中心的小图书馆里，分散在全国各地。我曾在这些站点驻足，沉醉在那些图片中，意识到自己生活在历史上的此刻是多么了不起。现在我们可以知道，阿尔及尔和大流沙地带都是陨石坑，它们颜色暗沉，并非由于上面覆盖植被，而要归因于自环形山形成时风吹出来的地下沙粒；洛厄尔曾把太阳湖标记成一个运河交汇点，其实那里是一片云雾区域；斯基亚帕雷利的奥林匹斯山之雪其实是覆盖着白雪的山——巨大的奥林匹斯火山。

“水手号”和“海盗号”，还有诸如“火星探路者号”和“火星环球勘测者号”所做的后继飞行，都留下了许多未解的谜题。火星上是否有过大量的流动的水，至今我们仍旧不得而知，它可能以湖、河、径流的形式，或者在短暂温暖的时候以罕见山洪的形式存在过。后来水怎么消失了，也没人知道：大部分水可能仍旧留在火星上，因为也没什么已知的力量可以把它们都送出火星；也许它们被锁在土壤里，成为永久冻土。火星是如何在10亿多年前冻结的，也无人知晓，但最有可能的是火星上曾经存在着液态水，有可能存在过生命，也许将来某天我们会发现证据，比如化石结构，或是在土壤中冬眠的微生物。

火星也有季节和气候变化，我们对这方面了解越多，就越能了解自己的星球是如何运作的。然而，要研究火星的气候系统，得在尽可能多的地点搜集时间尽可能长的数据。太空探测器为此能做出不少贡献，但也仅仅是一小部分。“海盗号”任务对着火星拍摄了2年。“火星探路者号”登陆器从一个站点传回了时间周期长达3个月的影像和数据。“火星环球勘测者号”运作数年，从轨道上拍摄了7万张照片，但它拍摄的高分辨率图片都在非常小的范围内，很难合成到全球气候模型中去。而哈勃空间望远镜忙于探测深空天体，只能偶然挤出一点空闲时间瞥一眼火星。

这就又要说回到天文爱好者，以及我当初觉得行星研究到探测器阶段就宣告结束，为什么是错误的。

毕竟爱好者观测火星已长达数个世纪，硕果累累。火星的两颗小卫星——火卫一和火卫二是业余爱好者阿萨夫·霍尔于1877年发现的。阿萨夫·霍尔家境困窘，曾因交不起学费而被迫中断大学天文学的学习。尽管如此，他还是获得了美国海军天文台的职务（亚伯拉罕·林肯总统曾独自来到这里探讨天文）。业余爱好者在火星上观测到火山和部分水手谷，比专业天文学家研究“水手号”拍的照片要早几十年，尽管他们那时候还没法很清楚地看到上面有什么。在19世纪和20世纪初，甚至有一份引人入胜的报告声称一些观测者看到了火星上的环形山。太空时代的到来开启了火星探索的新篇章，但并未改变一个事实，那就是很多优秀的业余观测者用望远镜研究这颗红色行星，比专业天文学家更具经验。

业余爱好者拥有庞大的观测队伍和望远镜数量，足以将火星置于大面积的、旷日持久的监视下。业余爱好者在一些友善的专业天文学家的帮助下，自己组织起了观测队伍，比如国际火星巡视组织。它由小查尔斯·F.“小鸡”·卡彭于20世纪60年代建立。世界各地加入该组织项目的观测者用自己的望远镜勘查着火星，产出的报告比其他天体都要多，使得人们在“水手号”和“海盗号”任务之前，对作为一个完整世界的火星获得了一些认识。我翻阅着卡彭的报告，那是他在1964年到1965年火星大冲期间在加利福尼亚州大松树区的桌山天文台完成的观测报告，里面有夜间的天气报告。他提到“在‘水手4号’飞掠期间弄清并预测大气走势和表面情况”。通过在大尺度上连续监测火星天气的变化，一个人可以很快了解到自己的工作是多么有价值。一些业余爱好者还做了如下观测：“北极冰盖清晰且明亮，在火星春季期间快速消退。北半球的灰色融化带异乎寻常地弱。”“蓝色的晨光中出现大片位于边缘的阴霾。”“在这个季节看火星，大气中有大量湿气可见。在埃律西昂平原上方的蓝色和紫色亮光中捕捉到大片的云。

克律塞沙漠东部边缘上方有薄的小范围晨雾。”“靠近大流沙地带南部边缘的利比亚、克罗齐、赛诺奇亚和阿瑞亚沙漠有结霜的记录。”“北极冰盖清晰、锐利、雪白。南极冰盖持续消退。”

业余爱好者没有被太空探测器拍摄的近距离照片打击到，而是加倍努力——也许是由于充满了新鲜的热情，因为他们现在往往更清楚自己想要找寻什么。1988年6月火星上的那场大型尘暴几乎全都是爱好者观测到的。“那场尘暴时间很短，所以，专业天文学者即便知道它，也无法在短时间内申请到望远镜使用时间，还有可能遇上坏天气和不好的视宁，”医师兼天文爱好者唐纳德·帕克记录道，“业余爱好者真的帮了大忙，专业天文学者都很高兴。”斯蒂芬·詹姆斯·奥马拉提到业余天文爱好者“监测到了它开始和结束的时间及地点；他们记录了沙尘如何大面积改变地表的样子；他们以录像、照片、绘图的形式记录了尘暴的全过程”。1990年，七个国家的天文爱好者观测到了三次火星尘暴，而专业天文学者一次也没观测到。1992年到1993年的火星冲期间，业余爱好者装备了CCD相机，发现火星北极冰盖消退的速度比专业天文学家预测的要快。他们还发现了火星上异常丰富的水蒸气云，这意味着冰盖萎缩的时候火星大气会变得异常潮湿。

“最精彩的也许要数二氧化碳和水冰构成的赤道云带，”唐·帕克和理查德·贝里记录道，“在这鬼魅般的东西出现之前，”——这里指的是冲日期间持续数月变亮变大的火星——“观测者以为这样的云是很罕见的现象，但冲日后期，这种赤道云带在各种契机下被观测到并拍摄了下来。冲日期间的这个鬼魅的照片有很多都是用CCD相机拍的。CCD相机若校准得当可以非常精准，哪怕只比行星本身亮1%或2%的地貌都能被增强。随着数字图像的发展，我们最终可以看清楚这些云。”至20世纪末，国际火星巡视组织整理了超过3万次的观测，涵盖火星的15次冲日，研究这些数据的专业研究人员遍布世界。

业余爱好者的报告也不是完全没有错误的。像大流沙地带这样颜色较暗的火星地貌常被记录成“绿色”，这就支持了洛厄尔认为其上是覆盖着植被的观点，但现在我们已了解到，那是由于较暗的中性色区域和行星红色圆面的对比所导致的视错觉。直到20世纪60年代末，还是有些观测者毫无顾忌地讨论着“运河”，尽管许多人用的是“运河样地貌”这样的说法，并描述它们在极佳的视宁条件下会消失。但在通力合作、高科技和粗糙的内部同行评议的多重效果之下，在了解火星这项人类前赴后继的事业上，天文爱好者还是扮演了非常重要的角色。

火星和月球一样，在地理上分为高地（那里有很多古老的陨石坑）和低地（那里较新的岩浆冲刷掉了旧的陨石坑）。南半球主要都是高地，而低地大部分在北半球，这让火星成了一颗奇异的不对称行星。这种不对称的原因尚不知晓。巨大的火山星星点点地分布在一个叫作塔尔西斯的巨大隆起区域，该区域的宽度超过北美洲，高度约6英里。（水手谷自塔尔西斯突出部的一条边缘形成一个裂缝。）这些规模巨大的火山意味着即便在非常早的时期，火星也没有足够多的热量来驱动板块构造。相反，从很早的时候它就是个“单一板块行星”，在这种天体上由于板块并不会移动，创造火山的岩浆热点会一直在火山下方，导致火山长得特别大。这暗示着标志火星温热季节结束的剧烈变化一定和支持火山活动的内热不足有关。但至今无人知道这是如何运转的。要解决这个谜题，可能最终还是需要实地的地质挖掘。有一次我问宇航员凯瑟琳·苏利文，如果她去到火星，她愿意在那里待多久。“让我待多久我就待多久！”她两眼放光地回道，“把我放在塔尔西斯一年，我能给你打开这颗行星的所有钥匙。”

极地冰盖的构成又是另一个谜。南北两极在当地冬季气温低于零下125摄氏度的时候都覆盖着干冰，不过其他时候它们各不相同。南极冰盖上的干冰层消退之后，底下就露出永久冰盖；永久冰盖可能是由干冰和水冰混合而成的。而在北极，干冰在夏末则直接全部升华，露出比爱尔兰海还要大的水冰盖。两者不同的原因也不得而知，但也许和火星季节时间的强烈变化有关。

火星动力学的三个方面——这颗红色行星的极轴倾斜度、岁差和公转轨道形状——联合起来造成了它季节的长期变化。目前火星的极轴倾角是25.2度，与地球的23.5度颇近，但假以时日，这个数字会在15度到35度之间摆荡，这要归因于大行星木星和土星施加的引力作用。（火星尤其易受这些因素影响，因为它的质量集中在塔尔西斯突起，在动力学上不稳定，就像一个旋转的陀螺上面粘着一块口香糖。）季节变化主要是由极轴倾斜导致，半球某段时间朝向太阳，当地遂为夏季，而当火星极轴极度倾斜时，季节变化就比火星极轴直立时更为明显。岁差让这个情况更加复杂——岁差是极轴的一种缓慢的圆周形摇晃，有点像陀螺减慢速度时的样子——火星的这种摇晃周期约为173000年，而地球是25800年。此外，火星的公转轨道比地球更接近椭圆形，偏心率更高——达到了导致它偏离圆周轨道的程度——这让火星在历史进程中改变得更彻底。

火星明显经历过极端残酷的时期，那时北半球直指太阳，而椭圆形轨道又让其极为靠近太阳；有时候太阳距离和火星自转倾角的作用可以相互抵消，所以散布着一些比较温和的时期。一般认为地球没怎么经历过这种事，部分原因是巨大的月球在类木行星的引力“抽吸”效应面前扮演了保护盾的角色。火星上季节的剧烈变化导致了大型尘暴的产生，夏季被吹到极地冰盖上的沙尘会被新的冰封冻在那里。在南半球的夏季里，南极冰盖是可见的，由冰和尘组成的长条指状体构成一种错综复杂的形态。这种层积的地形有望在将来的研究中告诉我们火星季节变化的更多细节。

对于火星上水的准确历史依然有待书写。地理学记录显示了可能由洪水冲刷而成的渠道、可能由地下径流滋养的溪流，还有支流，如行星科学家戴维·莫里森所说，这些支流“向我们揭示了火星曾有着自由奔腾的河流，也经历过奇迹般的雨水”。这些地貌大多只发现于高地，所以火星的温热时期很可能出现在行星形成后最早的几百万年里，那时火星的低地还没有被岩浆流所覆盖。也许火山的形成机制和塔尔西斯突起的机制一样，火山又导致了那些曾经的冰冻泥土融化，形成洪水。“火山加热可能释放了火星表面的水分，导致突然的偶发性洪水，”莫里森写道，“也许每一次洪水只会持续数天或数周。也许水在高海拔地区很快蒸发或是重新封冻。也有可能湖水或海水在像克律塞这样的盆地短期冰封。我们不知道。”

和对待金星一样，要想彻底了解火星，不仅仅需要科学上的好奇心，更多的是需要人类利己的本能。地球是我们赖以生存的地方，至今我们也未曾彻底了解它的历史、它现在的状况，或是它的将来。我们对一些基本的事实那样无知，比如冰川时代为何形成，是什么导致了地球磁极多次反转、南北磁极颠倒，全球变暖对人类生存和保护着人类生存的生态系统有什么样的影响。比较法最适用于科学研究，要研究地球，最好的方法就是研究相似的行星，而这样的研究的最佳目标就是火星。这项事业需要获得所有可能的帮助，无论这些帮助是来自业余爱好者还是来自专业工作者；而且由于我们刚刚开始了解这颗行星上的事物，难免会充斥着繁杂的意外发现，如果我们不打算被无尽的细节淹没，工作的开展就需要合理分工。去掌握一个世界的知识需要耗费不止一生的时光。

“海盗1号”在火星上逗留的第一天非常漫长，快结束时我和卡尔·萨根并排坐在帕萨迪纳一间出租公寓里的沙发上，我们头抵在一起，举着登陆器拍的一幅2英尺长的黑白全景照片，将它稍微卷起，这样它正好可以像电影银幕一样填满我们的视野。这张照片印出来还不到2小时，依然残留着暗房里显影液的湿气。

“集中你的全部精力，”卡尔敦促道，“想象自己就在那里。”

我们静静地看了好久。景中是登陆器的顶部。稍远一些是上百块散落的石头和一些大块岩石，在火星上夏日的傍晚，它们投下长长的影子。地平线处大约四分之一英里远的地方，有一个灰白色的岩层露头处。卡尔把食指放在那个点上。“看这个，”他说，“你看到了什么？”

我凝视这个岩层露头处，我的大脑努力地搜集着信息，直到将它织进了《一千零一夜》中的一个幻象，我给卡尔描述道：一片小小的绿洲，上面有闪烁的湖泊，沿岸生长着红树林，一棵孤单的棕榈树竖立在天空下。

“我，”卡尔说，“跟你产生了一模一样的想法。”

黑暗尽头的光：拜访詹姆斯·特瑞尔

用美国艺术家詹姆斯·特瑞尔自己的话说，他是在1942年2月25日那天晚上被怀上的，那晚他父母在加利福尼亚州帕萨迪纳的家中庆祝他们修缮了一个新房间。这个房间三面都有窗，窗下方是42英寸的护墙板，他的父亲可以透过窗户观察鸟类，并且通过吹口哨模仿不同的鸟鸣来诱引它们进屋。2月25日夜正值“洛杉矶大空袭”，当时高射炮火为了响应雷达上的可疑信号，向空旷的天空射击。当夜，和战时的其他夜晚一样，窗户都覆上了遮光帘。特瑞尔——这对老夫妇的计划外的孩子就在这个三面环窗的屋子里成长起来。他很快就开始在遮光帘上刺出小洞，以便标记恒星的位置。

“我6岁的时候，为了维护我对这个房间的主权，我用一根大头针或是缝衣针在遮光帘上刺出洞来，做出星星和星座的图案，”他回忆道，“对于很亮的星，我就用更大的洞表示。拉下遮光帘、关上灯，你可以看见整屋的星星。那不再只是遮光帘上的洞，而是真实世界的出口。通过改变白天意识清醒时的现实，一个人可以在这个想象的空间里看得更远，直到看见恒星，它们虽然被太阳的光芒遮蔽，但其实就在那里。”

“为什么我们白天看不到星星，这个问题深深吸引着我——其实是光遮蔽了我们，”特瑞尔最近对我说，“光也不尽然就是照亮一切的，有时候它照亮的一些东西反而会遮蔽你真正想看的东西，这个想法令我着迷。这解释了我为什么看不见星星。我继续添加天空的不同部分，于是它成为某种创造性的天空——但无论如何这也是真实天空的样子。”

特瑞尔在各种作品中操纵光——不用光学元件——如他所说，是为了“温和地促进我们重新检视我们的所见”。他的很多装置都是让受到严格控制的一点点光进入一个封闭的空间，把人们拉回到他童年的那个被遮光帘遮蔽的房间中去。它们这种简略的黑暗意味深长，引发出特瑞尔的两大观念影像——柏拉图的洞穴和相机暗箱（字面意思就是“暗的房间”，即一间小室，上面有个洞，可以把外面的景象投射到里面去），同时隐喻了人类头颅的神秘内部，在黑暗中，这里呈现出我们每个人所看到过的所有光芒。

特瑞尔在洛杉矶将一座废弃的加油站整饬一新，把它变成了屋顶有开口的房间，用他的话说，“足以把天空摘下来呈现给你”。他还曾在长长的隧道里点灯，游客走向光源的时候都不知道自己要走多久——从某种意义上讲，这就是一个人经历人生时所面对的状况。看这种作品容易迷失方向。特瑞尔曾在1982年被告上法庭，原因是他做了不少看似实体，实则是一团光的墙，一位妇女参观纽约的惠特尼美国艺术博物馆时试图靠在这样一面虚无的墙上，不慎跌倒，摔伤了自己的手腕。特瑞尔还有些创意干脆暗到人眼得暗适应15到20分钟才能看清到底是什么东西。即便如此，也鲜有人确定那里到底有多少东西。（特瑞尔的理念是暗光扮演着“激发内心深处的视觉”的角色。在加利福尼亚州奥兰治县，他展出了一盏昏暗无装饰的红灯，外面是一层蓝色光圈，警察关闭了这个展出，因为有投诉说他的展出涉及色情。特瑞尔的理念正是诞生于此。）在这里，就如同仰望星空时一样，一个人会意识到自己被限制在头颅中，并试图通过这些忽隐忽现的暗影联想起客观世界。

特瑞尔打小就是飞行员——他的父亲是一个航空工程师，曾自己制造过飞机——曾以航空绘图员的身份谋生。在1974年，他首次发现了罗登火山口，那是在亚利桑那州弗拉格斯塔夫彩色沙漠边缘的一座死火山，他以此构思出一个巨型艺术品。利用挖土设备对火山口的锥形结构进行修整，可以美化它的等高线，以此来增强它对“天空穹顶”的衬映效果。（破火山口直径为814英尺，呈几乎完美的圆形，所以只有内部斜坡需要加工一下。）隧道与古金字塔里的类似——而且也和它们一样，与日月星辰排成直线——联结着“光的天文台”，在那里天空挤进了黑暗中。

对于一个独立艺术家来说，这几乎是不可能的工程。“今天我看着它就在想，当时我在想什么啊！”特瑞尔思索道。不过他还是说服了一个艺术基金会买下这片土地，然后他开始动工。数年之后基金会的资金遇到困难。为了说服银行接受土地作为借贷抵押，特瑞尔不得不把邻近的两座牧场买了下来，开始养牛，现在规模发展到155平方英里，抵押价值为170万美元。他的妻子离开了他，同时批评家把他写成又一个由于开展力不能及的项目而惨遭失败的艺术家。特瑞尔自己也曾怀疑过自己。“艺术家的刚愎自用啊。”他曾对采访者这么说，“你把东西付诸纸上，然后在高处进行品味，接着你意识到自己要移走80万立方码的土石，让这个东西呈现出正确的形状。而你几乎什么也没能改变！”他花了25年，但最终付清了抵押费——他说，“感谢我美丽的奶牛们”——还完成了罗登火山口项目，这是现今最大的，也可能是留存时间最久的艺术作品。

2000年冬至日下午，罗登火山口还有几个月就要对公众展出，特瑞尔开车载我去看。他是个高大的蓄须男子，每个细胞都透露着艺术工作者的气息，幽默风趣。他把我租的吉普车跌跌撞撞地开上红色土路，驾轻就熟，看起来以前经常这么做。路上我们讨论起飞行。“一个朋友想让我带他去跳伞，我就把他塞进一架双翼飞机，没让他系安全带，然后我就开始转向，”特瑞尔在引擎的轰鸣中喊道，“我跟你说，他就直接掉下去了，和施坦威一样快！看着真是太刺激了。”

罗登火山口进入视野，它在一片由上百个其他火山口构成的地面上升起，在远方模糊的彩色沙漠的背景下显出轮廓。道路两旁目力所及之处，千万年来未曾改变。“看起来像在一颗行星上，是不是？”特瑞尔说，“当然，它就在一颗行星上。”

我们把车停在火山一侧入口处，然后走进一个房间，房间通向一个向上倾斜的锁眼形状的通道，它有14英尺高，1000英尺长。远处是完美的圆形开口，恰能挤进傍晚的斜阳。通道和月亮的“停变线”（在这里月亮不再沿地平线移动，并且从同样的位置升起，直到几天后向反方向移动）平行，因此它大致和太阳的停变线一致。人们在很多古建筑中都曾发现过类似的联结，比如埃及的金字塔、爪哇的婆罗浮屠，还有英国的巨石阵。我试图拍下黑暗的隧道及其尽头那片圆形的白光，但相机的矩阵式测光系统——它将目前对象的明暗模式和存储器图库中的数千幅图像进行比较——突然就失灵了。相机用了8年，第一次死机了。

我们沿着隧道向尽头圆光处蹒跚而行，等到了顶端，发现那根本不是圆形，而是椭圆，从隧道远处倾斜着看就像圆形。我大笑起来，那种快乐令我想起开普勒经历数年的研究，发现行星轨道并非如长久以来人们判定的那样是圆形，而是椭圆。在这样的时刻，艺术如同科学一样，相较于复杂的智力创造，看起来更像是一种直接可用的工具，一把将我们从传统视角拧下来的扳手。

我们通过这间屋子往前走，在墨黑色的通道中摸索出道路——洞口会接收并重塑光线，在建设工程的最后这个阶段可供人攀登——来到火山口中心之“眼”。我们在那里与光融合在一起，躺在地上，看着天空。傍晚的天空仿佛触手可及，似乎就连着火山口的边缘，像一面棱镜。我们又向后走上火山口光滑的斜墙，边缘看起来又变小了。没有东西完全和表象一样——也可以说没有东西会一直符合传统的模式。特瑞尔这巨大的没有望远镜的天文台尚未完工，却已然在工作了。

太阳已经落下，西天如调色盘，流动着红色和紫色。我们驱车离开火山口，去一家悬挂式滑翔机酒吧喝大罐啤酒。“我们通过艺术和建筑来定义文明，通过这些我们又试图推断某个文明的宇宙学，这是很大的一步——不只是一步，简直是一个飞跃！”特瑞尔说，“但要记住，仅仅是在最近的这个世纪，我们才开始理解星系的概念，而不久之前我们才发现太阳系的存在。我们并未庆祝这些大事件，但其实我们应该庆祝的。这些都是重大的时刻，是思想的飞跃，我很惊讶我们居然不庆祝这些。”

第十一章天外来石

此后我就总是盯着石墙，

只有在夜里才望向天空，

看星图中的流星雨飞翔。

——罗伯特·弗罗斯特

夜晚流星演奏，照亮碎浪的舞步……

——赫尔曼·梅尔维尔

1993年10月9日夜晚，在美国北部一所高中的橄榄球赛上，数以千计的观众看到了一颗明亮的流星——一个“火球”——横贯头顶，在空中炸开。片刻之后，18岁高中生米歇尔·纳普家的房子后面，一块橄榄球大小的陨石击碎了停在那里的一辆1980款雪佛兰迈锐宝的后挡泥板。米歇尔·纳普听见巨大的响声，冲入雨中，发现她的车被砸了个大洞，在大洞下面，陨石就躺在一个浴缸那么大的陨石坑里。

1992年8月31日黄昏，在印第安纳州诺布尔斯维尔，13岁的布罗迪·斯波尔丁正站在他家前院，与他的邻居——9岁的布赖恩·坎齐说话，一颗小流星尖啸着飞掠他的右肩，冲进草里，距离他只有几码。“我坐下来想了想，”布罗迪回忆道，“还是挺吓人的。”

1954年11月30日，安妮·霍奇斯正在她位于亚拉巴马州锡拉科加的家中沙发上小睡，一颗8磅重的陨石穿过屋顶和阁楼，砸穿了天花板，击碎了她的落地式收音机，在室内反弹，最后击中了她的腿，留下严重的瘀伤。

1511年9月14日，在意大利，有报告说一簇陨石击中并杀死了一个僧侣和打谷场上的几只动物。

616年1月14日，陨石掉落在中国的一个军营里，导致“至少10人”死亡。

472年，在君士坦丁堡，一颗比太阳还亮的流星飞掠上空并爆炸，击倒了街上的人群，倾覆了港口船只，震碎关闭的窗户，给城市覆上一层黑色烟尘。

6500万年前，在墨西哥尤卡坦半岛，一颗直径约10千米的彗星或小行星击中地球，整个地球被尘云和因百万起森林大火而产生的烟雾缠裹。生态系统崩塌，导致了恐龙和其他一些地球生物的灭绝。

观星者观测的目标几乎都很远，而且一直很远——除了陨石，也就是落向地球的石头。陨石，顾名思义，是陨落的石头。（它们在太空中叫作流星体，当它们猛烈地投入大气层怀抱时叫作流星，而坠落到地面或海里的叫陨石。）地球每天要承接上百吨流星物质，它们当中的大部分是尘埃到谷粒大小的颗粒，缓缓飘落，没人注意到。（用手指摸一把积尘的壁炉架，沾在手指上的就有一部分是陨石。帕萨迪纳有个专门研究太阳系尘埃的天文学家，就是靠搜集过滤室外空气沉淀物来研究行星际尘埃的。）每天都有上百万颗这样的物质——大部分就只有沙砾或豌豆那么大——但已足够产生令我们在夜晚惊叹的明亮流星了。它们的光彩来自与大气层的摩擦，尤其是在50英里高的地方，摩擦生热，并使它们的速度减慢，从最初的每小时24000英里，最终减到每小时只有300英里。流星大到一定程度，能在如此炽烈的旅行中存活下来而不完全蒸发掉，一般在减速之后就不会再发光——速度降到比商用喷气飞机还慢之后，大气摩擦就不能产生足够多的热量——接下来的几分钟就只是在空气中滑落，这段旅程叫作“黑暗落体”。大质量流星的速度降得不如小质量流星快，很多都在空气中直接爆裂，或不经过黑暗落体阶段就撞向地面。

比金星还亮的流星被称作火球或火流星。它们可以投出影子并产生声响，声响可分为声爆、远距离的轰隆声或是爆裂声。人们会首先听到来自流星轨迹最低处的声响；接下来随着时间的推进，更高点处的声响逐渐传播到地面，伴随着声音的减小，会呈现出滚雷一般的效果。

目前世界上有近1万颗陨石为博物馆或个人所收藏。这些陨石当中的绝大部分是在让它们的存在显而易见的地方发现的——南极的冰原、北非的撒哈拉沙漠，还有澳大利亚西南地区的纳拉伯平原。科学家们利用它们研究小行星和彗星的构成，因为小行星和彗星是陨石的来源；他们也利用它们去尝试解决一些问题，比如从里面发现的复杂有机分子是否在地球生命起源中扮演了重要角色。不过地球污染也是个问题。比如说，一颗典型的南极陨石被发现的时候，可能已经在冰雪里躺了1万甚至100万年，所以难以辨别当中哪些成分是太空来的，哪些是后来在地球上沾染到的。因此科学家更倾向于亲手去捡刚从天上落下来的新鲜陨石，那样最“原汁原味”。

尽管可能会令人产生不安，但幸运的是，有一些流星会“友好”地出现在触手可及的地方。1984年9月30日上午10点左右，一颗明亮的火流星在澳大利亚珀斯上空划出一道弧线。几分钟后，两个在南部80英里处宾宁合海滩晒太阳的人听见一声哨音，随后是一声巨响。他们坐起来，看到一颗约1磅重的陨石嵌在12英尺开外的沙子里。10天后，越战老兵唐·理查森从他位于佐治亚州克拉克斯顿县的房车中走出来的时候，被一声哨音吓了一跳，它令他想起迫击炮打过来的声音。原来是一颗陨石击中了他邻居的邮箱。1994年6月14日夜，蒙特利尔东北部，维塔尔·勒迈正在他自己的农场里喂狐狸，突然狐狸们都抬头往上看。他顺着狐狸的目光望去，看到一颗“焰火一样的烟球”，然后就听见一声嘶响和砰的一声巨响。他的邻居斯特凡娜·福西尔出去查看情况，看到一群牛围成一圈站着，盯着中间一个约莫1英尺宽的陨石坑看，陨石坑中间有一颗柚子大小的黑色陨石。1992年8月14日下午，一颗流星在乌干达上空爆炸，在拥有5万人口的姆巴莱城上方落下石头雨。当中一颗石头弹到一个壳牌石油的油罐顶上；别的石头击中了一座棉纺织厂、一座污水处理厂、一座火车站和一座监狱。多科的一名男孩被一块4克重的碎片击中头部，但幸存下来，得以叙述当时的情景。科学家收集到十几块姆巴莱的陨石，经过研究，发现上面都有“黑色熔壳”，这意味着它们的母体在海拔很高的地方就爆炸了，碎块在下落的过程中经大气摩擦而得到烘烤加热。（不过，有些关于新鲜掉落的、“摸上去还热的”陨石的报告，被认为无确凿依据，因为陨石只有表面薄薄的一层会被加热，里面还是冷的。）

陨石像这样直接掉到自己面前的事件毕竟罕见，所以研究者更多地是通过搜集新近的火流星轨迹，对可能掉落的区域进行三角测量来缩小范围，以便有效率地寻找陨石。

这需要业余爱好者或是专业观测者在两个或更多地区，同时拍下或录下火球的情况。但有些时候，一些陨石的发现往往只依赖几个目击者的目击报告，他们对天空非常了解，可以精确报告流星的轨道。吉姆·布鲁克是加拿大育空地区的飞行员，也是户外达人，对地质学很感兴趣。他于2000年1月25日驱车驶上塔吉什湖的冰面，发现了一周前火流星在此地上空爆炸后留下来的碎片。听到了火流星爆炸声后，他回忆道：“我非常仔细地搜索着陨石，一开始看到的时候就怀疑它们的身份，虽然我已经被假情报耍过好几回了。”他背回了几十块碎片，非常注意不去用手碰它们。科学家们发现这些陨石中包含着非常原始的有机分子，可追溯到太阳系的起源。

亮流星的路径若以三角法测得，科学家就有可能计算出这颗流星体坠入地球之前在太空疾驰的轨道。这些数据可以帮助构建流星体的起源。有些陨石的构成告诉我们，它们其实是从月球甚或是火星上被敲下来的。（1911年6月28日，埃及那喀拉出现的一颗陨石砸死了一只狗，这颗陨石来自火星表面。科学家于1984年在南极冰原上搜集到著名的火星陨石，发现上面有微小的结构，表明微生物曾经存在。通过给这颗陨石测算年龄，科学家估计在1600万年前有一颗流星体击中了火星，它是从火星上被炸出来的，最终于公元前11000年落入地球。）陨石就等同于免费的标本采集项目，把小行星、彗星、月球和至少一颗行星的样本送到了地球。

小行星是大部分陨石的前身天体，按体积排列，大的有如谷神星和智神星——直径分别是930千米和600千米，比牙买加岛还大——小的有如办公楼甚至是汽车那么大。它们中的90%都是在小行星带上，那是位于火星轨道和木星轨道中间的一条由碎屑组成的扁平带。陨石的成分显示有些小行星富含铁、镍和其他一些金属（也许将来有一天可作为矿区），而有些则由更轻的岩石物质或金属和岩石的混合物组成。

彗星是陨石的另一主要来源，包含着金属和石头，也有很多冰。这些“脏雪球”（美国天文学家弗雷德·惠普尔对它们的这个称呼流传至今）比煤炭还要黑，因此很难观测到——直到它们开始靠近太阳。靠近太阳后，太阳光加热冰，冰在真空中直接升华为气体。困在冰中的气体受热膨胀，冲破彗星，喷到太空中。

喷流把大块的冰和石头从彗核——彗星的固体部分当中喷出来，然后产生驱动力，不可预料地改变彗星的轨迹。排出的气体产生发光的、围绕着彗核的球形彗发，还产生流动的彗尾，可拖曳千万英里之长。从彗核喷出的尘埃又可产生第二根彗尾。气体和尘埃粒子对太阳风（太阳喷出的带电粒子）的反应是不一样的，所以尘埃和气体尾巴一般呈扇形散开。从彗星上剥离的尘埃和冰在彗星的轨道路径上一路乱洒，像蜗牛的尾迹。地球穿过这样的尾迹的时候，年度流星雨就出现了。

彗星一般属于两大家族——短周期彗星和长周期彗星。短周期彗星的绕日公转周期不超过200年。它们一般都在黄道带上——黄道带就是行星轨道所在的平面——与行星和小行星的公转方向也一样。长周期彗星绕日一圈的时间可达上千年，甚至百万年。它们的轨道什么角度都有，运行方向也没有明显的倾向性。一直以来，上述区别被认为是这两个彗星家族起源不同造成的，最新的天文发现已经证实了这一假说。

大部分短周期彗星被认为起源于柯伊伯带，那也是个小行星带，但更大更远，远在海王星轨道之外。1943年K.E.埃奇沃思提出了有这样一条小行星带的假说，1951年杰拉德·柯伊伯发展丰富了这个假说；但柯伊伯带上的天体都很暗，又比行星小很多，只有在反射遥远的太阳光的时候才会发光，所以直到1990年柯伊伯带上的天体才被观测到。天文学家尚不清楚柯伊伯带上有多少天体，以及这个带状结构延展到多远。有些观点估计其中包含几十亿颗像彗星那样的天体，当中直径超过100千米的有1万颗，这使得它的质量比小行星带要大许多。还有些观点估计，这条带其实相对来说较窄，只从海王星的轨道延伸到冥王星反常轨道的外边界。（冥王星可能就是一颗柯伊伯带天体。）如果短周期彗星来自柯伊伯带，就能解释为什么它们轨道都是椭圆的，且运行方向和行星一致，因为来自柯伊伯带的天体往往如此。

而长周期彗星则被认为是来自奥尔特云——那是一个巨大的球体，可能由万亿颗彗星构成，并在尺度上延伸到与最近恒星之间的中点上。奥尔特云的名字来源于丹麦天文学家扬·奥尔特，他于1950年提出了奥尔特云的存在。（爱沙尼亚天文学家恩斯特·奥匹克当时已经有了类似的想法，但天文命名法则本来就不是一门精细的艺术，所以我们也没起埃奇沃思带或奥匹克云这样的名字。）奥尔特研究了19颗长周期彗星的轨道，计算出奥尔特云内部边缘与太阳的距离大约是海王星的600倍——到地球约三分之一光年——外缘则可能有2光年远。如果说地球轨道的大小等同于放在圆桌中央的一只意式浓缩咖啡杯的边缘，那么小行星带的大小就等于咖啡杯下垫着的沙拉盘边缘，柯伊伯带则是从桌子一侧起，至少延伸到桌下抽出的椅子的背部，而奥尔特云的内部边缘已经在城外了。

柯伊伯带天体一般来说都太暗，业余爱好者很难去研究，但也有些颇具传奇色彩的例外，证明了观星者的一句格言：不尝试就永远不知道自己能看到什么。休斯·帕克是马萨诸塞州诺斯菲尔德镇的诺斯菲尔德赫曼山学校的一名科学老师。1998年10月，他和学生希瑟·麦柯迪、米丽亚姆·古斯塔夫森及乔治·彼得森在观测小行星的时候，克服了种种困难，发现了一颗“海外天体”，那是柯伊伯带的一名成员。学生们通过加州大学伯克利分校的望远镜进行了远程观测，那是面向教育的一个“薪火宇宙”项目，学生在不同时间内对着同一片天区拍摄CCD图片，对比查看有没有相对于恒星移动的天体，比如小行星。用这种方法，他们发现了2颗新的主带小行星，而寻找小行星的工作已经开始变得“稀松平常”，帕克回忆道。他补充道：“事实上这并不意味着可以直接想象自己是行星地球上唯一观测一颗未被发现的小行星的人。

“有一次课上到一半，搜索团队中的一个成员突然告诉我，他们发现了一个新的天体，可能是小行星。我用几乎是不耐烦的口气催促他们继续跟进，运行程序搜集他们这颗新天体的所有信息。等我在电脑屏幕上回看时，我就为自己刚才对于这个潜在的新发现太过随意的态度感到有点羞赧。”帕克越过学生们的肩膀，看到他们正在电脑屏幕上检查着一对黑色和白色的点，他们断定这些都是假的——也许那只是宇宙射线在CCD芯片上留下的痕迹。接着帕克看见另一对星点，学生之前并没有注意到它们。“我又惊又喜，脖子后的汗毛都竖了起来，”他回忆道，“那组星点恰恰是我想看到的，也许我们发现的是一颗海外天体！几年来我做梦都在等待这一刻，我很清楚我们在找什么。我们从一开始就知道这样的天体会出现在我们的图片里——

如果我们对图像进行仔细的处理和检查，就一定能在比海王星和冥王星更远的地方发现它们的藏身之处。

“我尽力保持克制，自行检查，并维持着自己作为教师的角色，把手背在身后，以免自己在屏幕上指指点点。我强迫自己后退走开，告诉他们继续看。令我高兴的是，我没走几步路就被他们叫了回来。欢愉的想法和感觉在此刻传遍全身，无可名状。我脚尖点地旋转回去，露出大大的笑容，压抑着兴奋对他们说：‘太好了！’这真是我作为一名教师最美妙的一刻。”帕克问学生是否知道这两个星点（在两张拍摄时间不同的照片里移动的同一个天体）与他们之前拍摄的小行星的星点组相比，靠得非常近的意义所在。他们准确地答道，这意味着这个天体运行得比小行星慢，所以必定离太阳更远，帕克告诉我这段故事的时候，满眼含泪。他们发现的这个由冰构成的天体直径约100英里，后来被命名为1998 FS144，被天文学家广泛用于太阳系结构的研究。

奥尔特云里的彗星和柯伊伯带的天体一样暗，但距离更远。目前条件下只能在它们当中的某颗偶然从一颗恒星前面经过，导致恒星短暂地闪烁的时候发现它。但当一颗彗星喷发着进入内太阳系，在靠近太阳的过程中亮度持续增加，它就可以直接被看见了。只要时间够长，总会有一颗巨大的彗星或小行星真正击中一次地球——取样返回任务就是一次复仇。所以后院观星者用望远镜搜寻之前未被发现的小行星和彗星，都是在自发地参与两个任务——研究我们的起源，防患于未然。

流星观测是观星活动中最容易、最愉快的一种，也不需要什么设备。你只需躺在一条毯子或一把躺椅上，享受星空，等待流星划过。人眼只能看到10%到20%的天区，所以观星者越多越好。过去几乎所有有组织的流星观测都是由业余爱好者进行的，有些观测活动为计算流星数量，还专门召开严肃的讨论会。观测者被分配到不同的方形天区，有时干脆以场地上横七竖八的电线划分区域，每个观测者都被严格要求只盯着他自己那一方天区看，哪怕周围其他人因为看到一颗非常好看的流星而发出“噢噢噢！”或“啊啊啊！”的喊声，都不许移开自己的目光，以免错过他自己负责的那块天区里的流星。但现在流星计数可以用雷达反射和长时间曝光的技术来实现，观测者没有了压力，可以轻松享受。他们如果想贡献一些科学数据，可以架设起一架相机。当天空中炸开一颗火流星，图片可以帮助确定流星落下的位置，在那里就可能找到新鲜的陨石。

任何一晚都有可能看到一两颗偶发流星，但看流星最好的时候是在周期性流星雨期间，即地球穿过一颗古老彗星的尾迹的时候。流星雨一般以流星向外“辐射”的起点所在的星座命名，也就是说，如果你沿着流星轨迹往回画延长线，它们最终相交于一点。也没有必要只盯着辐射点看——流星从那里出来，但往往要飞到别的天区才会燃烧——不过知道辐射点的位置能让你区分偶发流星和群内流星。无月光的夜晚是最好的，因为月光会遮挡一些暗弱的流星。后半夜比前半夜看到的流星更多，因为这时候地球的自转——从北极点上方看是逆时针——把我们转到了运行轨道的前方。地球朝前的一面接收到的流星比后半边多，与一辆快速行驶的汽车前挡风玻璃淋到的雨比后窗玻璃多，是一个道理。

英仙流星雨极大一般是在8月12日前后，是北半球赏心悦目的夏季景观。无数个夏季的英仙流星雨之夜，我都睡在户外睡袋里，差不多每个小时都醒一次——恒星每小时移动15度，从恒星位置的变化，我们可以轻松知道时间——看几颗流星滑落，然后继续睡过去。英仙流星群是由于地球遭遇了斯威夫特—塔特尔彗星身后的碎石尾迹而发生的，这颗彗星是天文爱好者刘易斯·斯威夫特于1862年发现的，他白天经营一家五金店。刘易斯·斯威夫特发现这颗彗星三天之后，哈佛大学天文台的贺拉斯·塔特尔也独立观测到了这颗彗星。这颗彗星的周期约为120年，但它的碎片几乎是均匀地洒在它的轨道路径上的，这让英仙流星群相对来说比较稳定。

其他很多年度流星雨的母彗星的尾迹没那么均匀，因此也不易预测。象限仪流星群（1月3日至4日）有时候会非常壮观，但母彗星碎片尾迹非常狭窄，所以流星雨极大只持续几个小时。猎户流星群（10月16日至27日）来自哈雷彗星的尾迹，流星数量从1900年每个观测者每小时能观测到10颗，到1922年高达35颗不等。（一场数量可观的流星雨应该在每小时20颗以上。）和坦普尔—塔特尔彗星有关的狮子流星群则经常令人失望而归，只有几个观测者在1小时内看到8颗到10颗。但在狮子流星群所属的彗星尾流中，至少有一个特别大的碎石群，地球于1833年11月12日夜晚撞向那个碎石群。天文作家阿格尼丝·克拉克描述了当时的场景：“天空各个方向都布满了闪亮的划痕，壮观的火流星照亮天空。在波士顿，流星雨的频率估计相当于一场中等暴雪的雪花的一半。”到了黎明，估计有1万颗亮流星燃烧着划过天空。如此巨大的数量让辐射点非常清晰，它就在狮子座，辐射点在夜晚与众星一起向西移动，这个发现帮助证明了亚里士多德流传甚广的认为流星来自大气层的观点是错的（拜这种古老的观点所赐，至今天气研究仍旧叫“meteorology”）。

历史资料表明，地球每隔32或33年会穿过一次狮子流星雨所在的彗星尾流的富集区，但迫不及待的观测者为这几十年一遇的事件彻夜等待，却往往失望而归。天文学家用雷达绘制狮子流星雨尾流碎片的地图，发现这场流星雨非常不稳定：尾流富集区的厚度只有2.2万英里，地球沿着自己的绕日轨道以每小时6.6万英里的速度疾驰，穿过富集区密集的中间区域的时间不到1小时。如果在这个小时里，地球运行方向朝前那一侧的地区是太平洋这样的地方，那就很少有人能看到流星雨。

1999年，流星雨专家装备了雷达，能预测到这一年狮子流星群在欧洲东部会非常壮观，在欧洲西部也会很可观，但等到美国地区转到地球右侧的时候会逐渐减少。事实证明预测极度精确。狮子座的烟花在欧洲东部上空绽放，每小时3000多颗流星的壮丽景象令观测者激动不已，但我在加利福尼亚这边只能看到几颗零星的小流星，它们低低划过东边的地平线，轨道长而平，像远处战场上的炮火。

无论是业余爱好者，还是专业的射电天文学家（他们收听远处台站的射电广播），都能侦测到看不见的流星，哪怕是在白天。商用的调频广播会反弹流星雨的电离尾迹，超出范围的广播有时候也能被普通的接收器捕捉到，不过只有几分钟。我们只需要把广播调到收不到任何台的波段，然后等待即可。三个业余射电天文爱好者——

约旦天文学会的穆赫德·阿劳奈、穆赫德·乌达和塔里克·凯特贝报告说，他们在艾兹赖格沙漠探测到FM广播反弹了流星余迹。“要区分信号是来自流星的反射还是飞机之类的反射，要领是流星的反射信号非常突然，大多数响而清晰，然后逐渐消失。”他们写道。

数个世纪以来，人们偶尔能看到类似流星的闪光击中月球。坎特伯雷的一个叫杰维斯的僧侣记录道，在1178年6月25日傍晚，“五六个人面朝月亮坐着”，看见月牙一角“裂成两半”，“裂口中间出现一道燃烧的火光，喷得很高，火星四溅”。接着，从一角到另一角，整个月牙都蒙上了一层暗色”。使用望远镜的观测者也曾在月球暗影中看到过闪光，1953年拍摄的一张照片中也有这样的闪光。但专业天文学家倾向于对这些报告持怀疑态度，他们指出，那些看起来像是月球上的闪光的，可能是飞行器的闪光，或是胶片上的瑕疵。

直到1999年的狮子流星群——那场照亮了欧洲东部天空的流星雨——这个争论才得以有结果。11月17日夜晚，休斯敦的一个叫布赖恩·库德尼克的业余天文爱好者，用他的14英寸望远镜在月球暗面上看到了一道橘黄色闪光。他向戴维·邓纳姆报告了这一情况，邓纳姆也是个观星者，他白天的工作是计算航天器轨道。邓纳姆检查了昨晚流星雨期间他在马里兰芒特艾里通过自己的5英寸望远镜录下的月球影像，然后发现一道闪光被录下来了，就在库德尼克报告的方位和时间。当晚一共有狮子流星雨造成的五次月球撞击被两架摄录机录下并确认。这些业余爱好者开拓性的工作证实了月球上的闪光是由流星撞击造成的，而且在地球上是可以观测到的。将来我们也许可以通过分析这些闪光的光谱来研究月球土壤的构成，寻找月球上水的痕迹。

邓纳姆是业余爱好者组织——国际掩食测时协会（IOTA）的创始人之一。掩是指一个像月球或小行星之类的前景天体，从一个更远的天体（通常是一颗恒星）面前经过。月掩星一般发生得很突然，因为月球几乎没有大气，所以计算月掩星的时间可以获得关于月球位置的精确数据。月球“掠掩”，指的是恒星在月球环形山后消失又重现的现象，可以帮助改进不曾精准描绘的月球极区的轮廓。

预报小行星掩星是很复杂的一件事。一颗遥远恒星的光将小行星瘦长的影子投在地球表面，形成一道狭窄的路径，小行星掩星因此形成。每年能观测到的小行星掩星有上百次，但由于小行星和恒星的位置记录会有错误，预测要追踪的小行星影子的路径时也容易有误差。掩星观测者常常观测成痴，以至于有一本天文手册警告他们不要在铁轨上架设望远镜，以免在全神贯注地看那宝贵的、针尖大的星点的时候，被火车撞到；还有一种风险是你把他们引到大老远，结果什么也没看见，这会把他们气死。

掩星时间测定的数据能提供有关小行星大小、形状和构成的数据。小行星的形态“异彩纷呈，有的像蜥蜴的头，还有像四季豆、臼齿、花生豆、骷髅头的”，行星科学家埃里克·阿斯佛格这样描述。有种理论认为许多小行星并非实体，而是碎石堆。这样的小行星不可能有很快的自转速度，否则离心力会让它们分离。最初的迹象就是小行星自转速率有一个一刀切的上限，这表明至少有一部分小行星其实更像是熔渣，而非大卵石。但目前只有少数几颗小行星有足够精确的图像来做测定，所以业余爱好者可以利用掩星来绘制小行星的形状，以此丰富数据库。邓纳姆于1991年1月19日拍下了主带小行星艳后星掩一颗9等星的录像，并将他的数据与其他观测者在美国东北部不同地区获得的数据合并，以此获得了它的轮廓图像。轮廓显示艳后星形似一枚花生，或是一根狗骨头，大小约为240千米乘70千米。操作阿雷西沃望远镜的天文学家利用发射到艳后星并弹回的雷达波确认了这个不寻常的发现，另有科学家利用智利拉西亚欧洲南方天文台的3.6米望远镜获得了艳后星的剪影。他们发现艳后星的自转速率是比较慢的，符合它的熔渣结构特点。

要发现之前没有被发现并编目的小行星，最好的办法就是沿着黄道带，以背景恒星为参照寻找移动的暗弱亮点。业余观测者几十年来都这样拍摄照片，以此寻找小行星——乔尔·H.梅特卡夫是新英格兰的一个牧师，到1925年去世之前，他一共发现了150颗小行星——但等到CCD武装了爱好者和科学家，发现速度就大大加快了。日本大泉的小林隆男用CCD相机和一架10英寸反射望远镜在一个月内发现了100颗小行星。这速度只是当时运作的最大的专业小行星定位项目的十分之一，但这毕竟说明了业余爱好者和普通的设备也是可以在天文学上做出贡献的。

业余天文爱好者兼科学作家丹尼斯·迪奇科在用CCD拍东西的时候意外发现了8颗小行星，于是开始想，如果他决心要找更多，该怎么做。1995年10月的一个夜晚，月光太亮，无事可做的迪奇科拍下了黄道带上双鱼座区域五张重叠的CCD图像，然后在第一块天区就发现了3颗小行星。“其中1颗是已知的小行星，但不知怎么偏离了预测的位置，”他记录道，“但另外2颗是新的，我因发现这2颗小行星而获得了声望。幸运之夜？并不尽然。到今年年底我又花了八个晚上搜索，只有一个晚上，我成功地捕获了另外21颗经确认的小行星。”迪奇科公布的工作报告鼓舞其他爱好者在这个领域一试身手——当中就有杰夫·梅德科夫和戴维·希利，两人利用自己写的电脑程序，帮助他们在睡觉时用CCD相机和望远镜拍摄图像，设备运行了三个夜晚就发现了3颗小行星。

天文学家在跟踪已发现的小行星，以获取更精确的轨道数据的时候，也常常把它们跟丢。小行星公转轨道须得构建完整，以便数年后还能“重新获取”；轨道经确认之后，小行星才能被命名并编号——但尴尬的是，还是有些被命名并编号的小行星的位置会出错。1911年发现的719号小行星阿尔伯特星失踪了89年，直到基特峰的“太空监视计划”团队成员重新发现了它；还有878号小行星米尔德丽德星，它失踪了75年，直到1991年被重新发现。业余爱好者能够帮助解决这个问题，通过重新捕获已发现的小行星来修正它们的轨道，并跟踪他们自己发现的小行星。“天文学家鲜少能够追踪新发现却平淡无奇的小行星；而业余爱好者不一样，对于他们来说，在他们新发现的‘空中地产’中找寻纯粹属于自己的乐趣，则容易得多，”迪奇科写道，“花费数夜甚至数月观测新天体，总能得到一些与之前的发现吻合的精确轨道数据。”

用大双筒望远镜或小的广域望远镜也可以发现彗星。比较推荐的方法是在临近晨昏时分巡视天空，寻找亮到足够被发现，但之前又躲在日光中没被看到的彗星。最重要的是观测者要有一个足够暗的观测点，对夜空很熟悉，并且持之以恒。

如果你所在的地区夜空不够暗，就会出现你原本有可能发现一颗彗星，却被别人捷足先登的情况。威廉·利勒是一个经验丰富的专业天文学家，退休后致力于业余天文，他建议，如果你想要认真进行彗星搜寻，你得能见到像12等那样暗的天体。只要夜空够暗，镜片够干净，暗弱的天体最小可以用3英寸孔径的望远镜看到；但想要发现彗星毛茸茸的斑影，就需要更强一点的聚光能力，尤其是当你不知道从哪里开始找的时候。

熟悉夜空可以加快寻找的进程，因为这样你就不用每看到一个星云的光就检查一下星表。梅西叶星云星团表——北天区100多个朦胧天体的列表，由查尔斯·梅西叶于18世纪编制而成，目的是帮助和他一样的彗星猎手避免将这些天体错认为彗星——覆盖了大部分最亮的星云、星团和星系，但如果你在观测12等的暗天体，你可能会遇到10倍的类似天体。它们当中大部分都有NGC的编号，这意味着它们也都在星云星团新总表中，这个表是1888年约翰·德雷尔根据赫歇尔的数据编写的。将这些天体熟记在心并非难事——你只需了解它们的模样，就是说不需要知道它们的名字——这本身就是一桩乐事，就像在伦敦的街道上慢慢摸索一样。

发现一颗彗星，平均需要300小时的观测时间，耐心是不可或缺的美德。刘易斯·斯威夫特在1877年到1881年间，平均每年发现一颗彗星。尽管他因髋部断裂而跛得厉害，他还是坚持定期在黎明前起床，用一只购物篮装着他望远镜的光学零件，到位于纽约市罗切斯特的达菲苹果酒作坊去。到那里，他爬上三级台阶，爬到屋顶，在正式工作前会先巡视全天。“躺在床上是找不到彗星的。”他说。乔治·E.D.阿尔科克是一名退休的英文教师，常年为病躯拖累，却透过他自己卧室那紧闭着的双层玻璃窗观测，并发现了IRAS—荒木—阿尔科克彗星。这是老阿尔科克第五次发现彗星，而他在发现他的第一颗彗星之前，已经连续搜寻了近18年。

1988年3月19日黎明，戴维·列维在巡天的时候，看见“一个像是侧面朝向我们的旋涡星系……拉得有点长，但比我印象中的旋涡星系更弥散”。

第二晚他又看向那个斑点。“那个星系不见了！但稍微偏北的地方另有一个旋涡星系，这个星系又有非常清晰的中央内核。因为它看起来不像先前的那个天体，所以我绘出了它的位置，怀疑自己是不是错认了另一个星系，然后又去睡觉了。”第三天晚上，列维又检查了一次。他没在第一个位置发现任何星云的迹象，而第二个位置上，先前那个“星系的中央内核”变成了一颗清晰的恒星，周边围绕着的星云状物质没有了。“‘应该是一颗彗星叠在一颗恒星上了。’我想。我握着望远镜，意识到这可能是一个特殊的时刻。如果我猜得没错，只需要把望远镜稍向北移动不到1度的距离，就能看到一颗彗星。我屏住呼吸，尽力不颤抖，把我的16英寸反射镜往北推了点。就在那里了，这颗调皮的彗星在这场猫捉老鼠的游戏中输了。我及时上报，这颗彗星被命名为列维1988c。”

有时，一些彗星是在观测者看别的已知彗星的时候被发现的。百武裕司是一个非常有风度的前报社照相制版师，他的气度很符合他的姓氏——他的姓是“一百个武士”的意思——他开开心心地观测着C/1995 Y1彗星，那是他5周前新发现的彗星，结果他在附近一个云洞中间又看到一颗新彗星。“我对自己说，‘我一定是在做梦’，”他回忆道，“我放下我的双筒”——他当时在用一副非常大的、装在支架上的25×150双筒望远镜——“我冷静了一会儿，然后开始描绘这个在背景中显现的彗星状天体。”百武2号彗星，这颗裸眼可见的壮观大彗星，最终成为全世界的科学研究对象和蒙昧者的崇拜对象，也改变了这颗彗星的发现者的生活。

“我自问为何我会发现这颗彗星，因为我并不是全身心投入一项爱好的人，”百武说，他遵从家人意愿，一周仅观测数小时，“电话响个不停，我太太都没法打电话。突然万众瞩目，我有点不知所措，受瞩目的应该是那颗彗星才对。”

艾伦·海尔是一名研究系外行星的专业天文学家，他几乎与汤姆·波普同时发现了海尔—波普彗星，后者在凤凰城建筑材料公司零配件部门供职，是一名业余天文爱好者。他们分别在亚利桑那和新墨西哥观测，相距90英里，两人从未见过面。海尔当时在午夜前观测了一会儿阿雷斯特彗星。在等待第二颗彗星——达雷斯特彗星升起的时候，他回忆道：

我打算看点人马座的深空天体打发时间，我刚把我的（16英寸）望远镜朝向（球状星团）M70，就注意到了视场内一个毛茸茸的东西，2周前我看M70的时候它还不在那儿。我检查确认了自己在看的确实是M70，而不是这块天区里其他许多球状星团之一。我又检查了不同的深空天体表，然后运行了位于马萨诸塞州剑桥的国际天文学联合会中心局的彗星鉴定程序。同时我又给中心局的布赖恩·马斯登和丹·格林发去邮件，告知他们我可能发现了一颗彗星……我继续跟踪这颗彗星，一共持续了约3小时，直到它沉入西南方向的树丛中，然后我才得以发送一份包括了两个位置的详细报告。

与此同时，波普也在用一架由朋友自制的17.5英寸多布森望远镜观测M70。这架望远镜和大部分多布森望远镜一样，是没有转仪钟装置的。波普查看着这个球状星团的时候，它漂出了视场，彗星漂了进来。

当天文学家预测了一颗“大”彗星——就是裸眼轻易可见——结果它却偃旗息鼓，那么加于彗星发现者头上的声名也就可能变得苦涩。被大肆宣传的科胡特克彗星到头来能量耗尽，最终也没能大放异彩，它的发现者——捷克天文学家卢博斯·科胡特克成了期望越高失望越大的代名词。我敢大胆预言，科胡特克下次回归时会非常壮观——之所以能这么大胆，是因为下次回归要到70年后了。

很多彗星在照片中看起来都很相似，而用望远镜看，每颗彗星都很独特，还可以在数小时内变换模样。你可以用低倍目镜看彗星飘逸的尾巴，也可以用高倍镜研究它恣肆的彗核。1997年4月4日晚上，我在石山看海尔—波普彗星，在高倍镜中，围绕着彗核的尘埃有明显的旋涡图案。（彗核非常大，直径超过40千米，靠近太阳的时候会喷出大量的尘埃云。）我未曾见过这种情况，起先怀疑这个旋涡是某种幻觉——可能是由光学部件的缺陷造成的。但我将望远镜指向邻近的恒星，它运转如常，我换上不同的高倍目镜，彗核里的旋涡依旧在。随后哈勃空间望远镜拍下的照片显示，出现这个旋涡是因为一股强烈的喷流把灰尘从旋转前进的彗核中喷出来，就像水从草坪灌溉器中喷出来一样。

彗星并不会像流星一样划过天空，但相较于背景恒星，它们确实会移动得非常快，要对它们进行长曝光摄影，望远镜就得跟踪它们而不是背景中的恒星，而且越靠近地球，它们自身的运动就变得越明显。IRAS—荒木—阿尔科克彗星在距离地球300万英里的地方擦过，是1770年以来最靠近地球的彗星。在加利福尼亚好莱坞的明亮灯光中，我用便携望远镜观测这颗彗星，能看到它相对背景恒星的运动，在这几分钟内，它简直是滚滚前行啊。

短周期彗星——指那些相对来说轨道比较小，数年或数十年而非数世纪就会回归到太阳身边的彗星——为观测者提供了比较它们每次出现时的外形和表现的机会，有点像只能在同学聚会上遇见的老同学。哈雷彗星是比较典型的短周期彗星。这颗彗星以埃德蒙·哈雷命名，并非因为他是发现者（他并不是），而是因为他计算出了它的轨道，并与历史数据做比较，精准推断出，曾被认为不同的三颗彗星——1531年、1607年和1682年的——其实是同一颗彗星在不同时间的回归。（幸亏世界各地的早期观星者有着良好的记录习惯，关于哈雷彗星的观测记录最早可以追溯到公元前239年。）哈雷彗星的76年公转周期恰在人类寿命可及的范围内，所以生逢其时的话有望看到两次。我的儿子就可以。他生于1986年3月23日，我和他妈妈带着刚出生一周的他到约书亚树国家公园漆黑的沙漠去，把他举得高高的，让他能看见最靠近地球时的哈雷，那时彗星即将离开太阳。（他自己当然不记得了，但我一直在提醒他，这样他有望在76岁时至少记得我们告诉他他看到过哈雷。）马克·吐温出生的时候哈雷用肉眼可见，他预言自己的生命将在1909年哈雷回归的时候终结。“我和哈雷彗星一起在1835年来到这个世界。明年它又要来了，我希望我可以和它一起离开，”他写道，“万能的上帝很可能说过：‘这就是那两个难以解释的怪胎，他们一同进来，也必须一同出去。’”马克·吐温一语成谶。他于1910年4月21日去世，就在哈雷过近日点后的一天。

一直以来，彗星被认为是不祥之兆——从某些方面来说，这个恶名对它而言也并非完全不实，因为几十亿年来，彗星和小行星的撞击确实曾给地球带来许多次灾难，这个我们下一章再说——而陨石素来被敬为天堂使者。在埃及语中，“铁”的本义是“天堂的雷霆”，赫梯人和苏美尔人也将铁称为“天堂之火”，亚述人则称之为“天堂的金属”。在图坦卡蒙法老王墓穴里被发现的一把匕首，很明显以富含铁的陨石锻造；学界一些观点认为，古代金工会受命以陨石为材料制作仪式性的武器，因而想办法让熔炉温度高过铜的熔点，即1980华氏度，一直到铁的熔点，即2795华氏度。“陨石造就了铁器时代的跃进。”天文学家布拉德利·E.谢弗总结道。如果是这样的话，人类文明的基础，有一部分就是建立在这些天外来石之上了。

彗尾：拜访戴维·列维

1991年11月，我第一次去见戴维·列维的时候，他那彗星猎手的名声还只是在天文爱好者圈子里流传，出了这个圈子就没人知道了。3年后，他的名字家喻户晓。这个变化来自他的发现，他与天文学家尤金·舒梅克和卡罗琳·舒梅克夫妇一起发现了舒梅克—列维9号彗星，在一连串撞击中，它盛大的死亡被列维形容为“另一世界前所未有的奇景”。

列维住的小屋在亚利桑那州图森最边远的郊区，非常低调，犹如远日点的一颗彗星一样遥远而不起眼。在它的四周，粗糙的木板遮挡着当地的灯光。屋顶有观测平台，当地的工人建好它的第一个晚上，他就在上面发现了一颗彗星。“我和他说：‘只要找到一颗彗星，这些付出就是值得的。’”列维回忆道，“现在看，确实值得。”

他的望远镜都堆在一个逼仄的小棚屋里，像挤在一起过冬的家畜，看起来一点气势也没有。一架白色反射镜安在列维本来应该用来坐的、价值10美元的长凳上，宛如公园里的一个害羞的求婚者；通过操作一个鱼线轮，他可以控制望远镜的运动。一架16英寸多布森反射望远镜被列维唤作“米兰达”，外面绑附着一个蓝色卡纸筒和一个花3美元买的二手寻星镜。此外还有两台光滑的施密特摄星仪。唯一值钱的是一把精致的电动转椅，它可以让列维坐在椅子上大幅度扫视天区，这是他用一架旧望远镜换来的。列维用这些简陋的设备，到2001年一共发现了21颗彗星，这让他成为史上发现彗星数量排名第三的扫荡者。多布森望远镜镜身上镶着的铜牌证明着主人的发现，上面有“1984t，11月13日”、“1989r，8月25日”，还有“1990c，5月20日”，分别是指记录在册的列维—鲁坚科彗星（1984t）、冈崎—列维—鲁坚科彗星（1989r）和列维彗星（1990c）。

列维生于蒙特利尔，幼