從深空探測(cè)大國(guó)邁向行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)

萬(wàn)衛(wèi)星 魏 勇 郭正堂 徐義剛 潘永信

1 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所 北京 100029

2 中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 北京 100049

3 中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所 廣州 510640

古往今來(lái)，人們世代思考 3 個(gè)最深邃的問(wèn)題：我們從哪里來(lái)？我們向何處去？我們?cè)谟钪嬷惺欠窆陋?dú)？無(wú)論答案曾有過(guò)多少種，可以肯定的是，人們?cè)诘厍蛏现荒芨F盡證據(jù)，卻無(wú)法找到判據(jù)，因?yàn)椤安蛔R(shí)廬山真面目，只緣身在此山中”。走出地球再回望，置身局外才能獲得更有意義的全新視角。因此，深空探測(cè)承載的不僅僅是人類對(duì)宇宙和自身的好奇，還有尋求判據(jù)的希望。

對(duì)行星的觀察與探索使哲學(xué)思考變成科學(xué)行動(dòng)，深刻改變了人類追尋答案的路徑。1610 年，伽利略發(fā)現(xiàn)木星的衛(wèi)星在圍繞木星轉(zhuǎn)動(dòng)，促成了從“地心說(shuō)”到“日心說(shuō)”的偉大轉(zhuǎn)折，并對(duì)人們的社會(huì)、文化、宗教和科學(xué)觀產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。1947 年，美國(guó)人把照相機(jī)裝載在二戰(zhàn)中繳獲的德國(guó) V2 火箭上，并發(fā)射到超過(guò) 100 公里高度，使得人類第一次俯瞰到藍(lán)色行星，建立了“行星地球”的觀念。1958 年，美國(guó)“Explorer 1”衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)地球上空數(shù)萬(wàn)公里處永久存在核爆一樣的輻射帶，讓人們意識(shí)到太空環(huán)境的險(xiǎn)惡，更傾向于相信地球生命的孤獨(dú)。其后，隨著深空探測(cè)的大規(guī)模開(kāi)展，探測(cè)器先后到達(dá)月球、金星、火星等，并傳回地表照片，人們初步確信太陽(yáng)系內(nèi)再無(wú)人類，也對(duì)生命的起源和演化更加迷惑。達(dá)爾文認(rèn)為生物的演化是漸進(jìn)式的，行星科學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家卻在墨西哥發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致恐龍瞬間滅絕的小行星撞擊的痕跡，并類比布滿月球的隕石坑證明了地球歷史上被撞擊的高發(fā)性。1994 年，行星科學(xué)家直播了“蘇梅克-列維 9 號(hào)”彗星撞擊木星。那一刻，撞擊的巨大威力讓全人類目瞪口呆，而行星科學(xué)家又大受啟發(fā)，加速了“地球大撞擊”月球起源假說(shuō)的發(fā)展，指明了探索月球形成與演化的新方向。時(shí)至今日，即便是一直幻想找到地外智慧生命的人們，也已不再對(duì)煉獄般酷熱的金星和寒冷狂風(fēng)肆虐的火星失望，因?yàn)槲覀冎?，太?yáng)系所有行星都是起源于同一團(tuán)星云的同胞兄弟，只是地球的演化路徑比較幸運(yùn)罷了。

1 相輔相成：深空探測(cè)與行星科學(xué)

人們心系答案，開(kāi)展深空探測(cè)，以精細(xì)尖端的技術(shù)構(gòu)筑龐大浩繁的工程，將人類的感知拓展延伸到太陽(yáng)系的行星、衛(wèi)星、矮行星、小行星、彗星等天體。那些極具熱情又富有想象力的科學(xué)家，研究這些感知結(jié)果，將其融入我們的知識(shí)體系，革新我們的觀念，升級(jí)我們的答案，再指明未來(lái)探測(cè)方向。從而形成了一個(gè)專門的學(xué)問(wèn)，叫作“行星科學(xué)”。

（1）行星科學(xué)何時(shí)誕生？盡管伽利略有時(shí)被稱為“行星科學(xué)之父”，但是人們通常認(rèn)為現(xiàn)代行星科學(xué)建立于 20 世紀(jì) 60 年代末—70 年代初。如果要精確到年，應(yīng)當(dāng)是 1969 年。這一年，雖然距離伽利略仰望星空已有 360 年之遙，距離蘇聯(lián)首次撞月也過(guò)去了 10 年，但是 3 個(gè)標(biāo)志性的事件真正為行星科學(xué)奠定了基礎(chǔ)。①地球板塊構(gòu)造理論的建立。板塊構(gòu)造是人類理解行星地球整體行為的一座思想高峰，它勾畫(huà)了一個(gè)多圈層時(shí)空耦合的行星，物質(zhì)和能量在各圈層和圈層間不斷循環(huán)。我們生存的家園并非祥和寧?kù)o，而是一直在進(jìn)行滄海桑田的變遷。②美國(guó)天文學(xué)會(huì)宣布成立行星科學(xué)部。新的行星科學(xué)部秉持開(kāi)放包容的理念，降低會(huì)員費(fèi)和入會(huì)條件，號(hào)召天文學(xué)、地球科學(xué)等所有相關(guān)領(lǐng)域研究人員共同加入，也包括了一些后來(lái)在深空探測(cè)中數(shù)建奇功的業(yè)余愛(ài)好者[1]。③“阿波羅11號(hào)”成功實(shí)現(xiàn)首次載人登月?！鞍⒉_登月計(jì)劃”共分 6 次將 12 名宇航員送上月球，采回 382 千克月壤，在月表進(jìn)行了大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)，奠定了行星科學(xué)研究的基礎(chǔ)。并且載人登月還造成了極大的公眾影響力，對(duì)行星科學(xué)人才培養(yǎng)和經(jīng)費(fèi)保障都形成了極為有利的局面。

（2）行星科學(xué)因何誕生？1958 年，美國(guó)宇航局決定對(duì)太陽(yáng)系進(jìn)行深空探測(cè)之后，第一項(xiàng)工作是尋找科學(xué)家，但是“l(fā)ooked around for … people to do the science and found no body（到處找人卻發(fā)現(xiàn)無(wú)人可找）”[2]；于是，美國(guó)宇航局不得不“cajole … and provide enormous incentives for people to… work on planetary science（引誘……和巨額激勵(lì)那些愿意做行星科學(xué)研究的人）”[2]。這項(xiàng)策略無(wú)疑取得了很好的效果，許多年輕的科學(xué)家和研究生都加入到這個(gè)隊(duì)伍中來(lái)，成長(zhǎng)為美國(guó)第一批行星科學(xué)家。1960 年，美國(guó)第一個(gè)行星科學(xué)研究機(jī)構(gòu)——月球與行星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室在美國(guó)亞利桑那大學(xué)成立，該實(shí)驗(yàn)室至今仍是世界行星科學(xué)研究機(jī)構(gòu)中的佼佼者。1972 年，依托該實(shí)驗(yàn)室又成立了第一個(gè)行星科學(xué)系，標(biāo)志著行星科學(xué)人才教育培養(yǎng)體系的開(kāi)端。其辦學(xué)模式為：一線科學(xué)家上講臺(tái)，研究生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室科研，教學(xué)和研究圍繞正在進(jìn)行的探測(cè)任務(wù)展開(kāi)。該系為數(shù)十個(gè)深空探測(cè)任務(wù)提供了科學(xué)支撐，也保證了高質(zhì)量的科學(xué)成果產(chǎn)出，可以說(shuō)是當(dāng)代大學(xué)發(fā)展中“科教融合”的一個(gè)極為成功的案例。

（3）行星科學(xué)與深空探測(cè)是什么關(guān)系？從美國(guó)相關(guān)科學(xué)發(fā)展的歷史角度看，二者關(guān)系雖然密不可分，但仍然可以從 3 個(gè)層面來(lái)觀察。①深空探測(cè)催生了行星科學(xué)。行星科學(xué)根植于天文學(xué)和地球科學(xué)兩大學(xué)科。天文學(xué)視角相對(duì)宏觀，通過(guò)研究行星來(lái)理解太陽(yáng)系乃至宇宙的起源和整體演化，典型問(wèn)題如太陽(yáng)系內(nèi)外行星宜居帶、行星軌道遷移等；而地球科學(xué)更注重行星本身細(xì)節(jié)，通過(guò)研究行星來(lái)理解地球與行星的起源和整體演化，典型問(wèn)題如行星多圈層耦合、行星宜居環(huán)境起源與演化等。深空探測(cè)的科學(xué)目標(biāo)并不局限于任何學(xué)科，所采用的技術(shù)手段也多種多樣，以天文學(xué)和地球科學(xué)為主的眾多學(xué)科交匯融通，催生了行星科學(xué)，即行星科學(xué)脫胎于傳統(tǒng)學(xué)科體系。②行星科學(xué)牽引了深空探測(cè)。行星科學(xué)的研究目標(biāo)決定了探測(cè)方式，引領(lǐng)探測(cè)技術(shù)發(fā)展。我們熟知的例子正是“阿波羅登月計(jì)劃”。參與該計(jì)劃的約有 2 000 多家企業(yè)、200 多所大學(xué)和 80 多個(gè)科研機(jī)構(gòu)，總?cè)藬?shù)超過(guò) 30 萬(wàn)。該計(jì)劃促進(jìn)了許多領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，催生了液體燃料火箭、微波雷達(dá)、無(wú)線電制導(dǎo)、合成材料、計(jì)算機(jī)、無(wú)線通信等一大批高科技工業(yè)群體。后來(lái)通過(guò)該計(jì)劃取得的技術(shù)進(jìn)步成果轉(zhuǎn)向民用（4 000 余項(xiàng)高科技專利、技術(shù)被轉(zhuǎn)為民用），帶動(dòng)了美國(guó)整個(gè)科技的發(fā)展與工業(yè)繁榮。③行星科學(xué)與深空探測(cè)相輔相成。沒(méi)有深空探測(cè)，行星研究就只能停留在望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)，即使歷經(jīng) 360 年也無(wú)法形成獨(dú)立學(xué)科。沒(méi)有行星科學(xué)，深空探測(cè)就只能停留在美蘇爭(zhēng)霸階段，美蘇兩個(gè)深空探測(cè)大國(guó)興衰的分水嶺正是在于行星科學(xué)的建立與發(fā)展。行星科學(xué)在深空探測(cè)任務(wù)的目標(biāo)規(guī)劃、實(shí)施保障、成果產(chǎn)出 3 個(gè)方面都起到關(guān)鍵作用，而深空探測(cè)又是行星科學(xué)信息來(lái)源的基礎(chǔ)，決定了行星科學(xué)的發(fā)展速度和水平。

2 興衰互鑒：蘇聯(lián)深空探測(cè)的衰落與美國(guó)行星科學(xué)的繁榮

本文第一部分主要談?wù)撁绹?guó)的情況，美國(guó)不僅是經(jīng)歷了兩次深空探測(cè)熱潮的深空探測(cè)大國(guó)，更是當(dāng)仁不讓的深空探測(cè)強(qiáng)國(guó)和行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)。深空探測(cè)的第一次熱潮在 20 世紀(jì) 60—70 代，即通常所稱的美蘇爭(zhēng)霸時(shí)期。第一次深空探測(cè)熱潮退去時(shí)，美國(guó)取得全面勝利，而先期領(lǐng)先的蘇聯(lián)則從此一蹶不振。第二次熱潮從 20 世紀(jì) 90 年代中期至今，美國(guó)全面引領(lǐng)，歐盟與日本穩(wěn)步發(fā)展，中國(guó)正在崛起，印度、以色列等新興國(guó)家陸續(xù)加入，而蘇聯(lián)的主要繼承者俄羅斯至今仍未復(fù)興。兩個(gè)深空探測(cè)大國(guó)，一興一衰，能夠給其他志在發(fā)展深空探測(cè)的國(guó)家?guī)?lái)什么啟示？

第一次熱潮前期，蘇聯(lián)在行星探測(cè)上取得了輝煌成就。俄羅斯民族最早把對(duì)太空的癡迷從神話轉(zhuǎn)向科學(xué)，擁有悠長(zhǎng)的民眾基礎(chǔ)。1883 年，齊奧爾科夫斯基①人類航天歷史上，3位最著名科學(xué)家（蘇聯(lián)的康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基、美國(guó)的羅伯特·戈達(dá)德、德國(guó)的赫爾曼·奧伯特）之一；現(xiàn)代宇宙航行學(xué)的奠基人，被稱為“航天之父”；最先論證了利用火箭進(jìn)行星際交通、制造人造地球衛(wèi)星和近地軌道站的可能性，指出發(fā)展宇航和制造火箭的合理途徑，找到了火箭和液體發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的一系列重要工程技術(shù)解決方案。齊奧爾科夫斯基有一句名言：“地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠(yuǎn)被束縛在搖籃里。”就提出了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力公式，點(diǎn)燃了民眾對(duì)于星際旅行的科幻熱情。20 世紀(jì) 20—30 年代，在飛機(jī)技術(shù)的帶動(dòng)下，蘇聯(lián)興起了一次航空航天熱潮，相關(guān)的技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、研究所、學(xué)院、學(xué)會(huì)建立起來(lái)，各種行星研究俱樂(lè)部也紛紛出現(xiàn)?？屏_廖夫領(lǐng)導(dǎo)的噴氣裝置研究業(yè)余愛(ài)好者小組（GRID）研制的首枚 2.4 米小型火箭 1933 年發(fā)射成功，但這次熱潮最終因被斯大林鎮(zhèn)壓而結(jié)束[3]。20 世紀(jì) 40 年代中期，隨著納粹德國(guó)的崩潰，蘇聯(lián)和美國(guó)均得到了德國(guó)的 V2 火箭技術(shù)，幾乎站在了同一起跑線上。然而美國(guó)更重視人才，美國(guó)把著名科學(xué)家馮 · 布勞恩等 100 多位關(guān)鍵的 V2 火箭相關(guān)科技人員招募到美國(guó)工作。蘇聯(lián)則把 V2 火箭制造硬件設(shè)施全部移到了蘇聯(lián)，重新建立了 V2 生產(chǎn)線。硬件設(shè)備的引入使得蘇聯(lián)在美蘇太空競(jìng)爭(zhēng)短期內(nèi)處于明顯優(yōu)勢(shì)，而人才的引入使得美國(guó)后勁十足。

20 世紀(jì) 50 年代末，科羅廖夫團(tuán)隊(duì)提出人造地球衛(wèi)星計(jì)劃，并于 1957 年 10 月發(fā)射成功，人類從此進(jìn)入太空時(shí)代。幾個(gè)月后，著名空間物理學(xué)家范艾倫領(lǐng)導(dǎo)研制的美國(guó)“Explore 1”衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)了空間中的輻射帶。該輻射帶以范艾倫的名字命名，也讓他成為歷史上唯一獲得克拉福德獎(jiǎng)（四年頒發(fā)一次，有人稱其為“地球科學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)”）的空間物理學(xué)家。事實(shí)上，蘇聯(lián)衛(wèi)星率先記錄到了輻射帶存在的證據(jù)，但被認(rèn)為是儀器問(wèn)題而錯(cuò)失了這一偉大發(fā)現(xiàn)。這一著名事件成為美蘇深空探測(cè)思路分歧的象征。今天看來(lái)，美蘇爭(zhēng)霸分出勝負(fù)的最關(guān)鍵因素正是在于美國(guó)從一開(kāi)始就確立了“科學(xué)引領(lǐng)”的思路。

進(jìn)入到 20 世紀(jì) 60 年代，科羅廖夫領(lǐng)銜的探測(cè)工程團(tuán)隊(duì)大放異彩，而他本人也成為歷史上最偉大的火箭工程師。除了月球探測(cè)，蘇聯(lián)還在金星、火星、彗星探測(cè)上取得了壓倒性的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了 10 多項(xiàng)“首次”。比如：1961 年探測(cè)器到達(dá)金星，1962 年探測(cè)器到達(dá)火星，1966 年探測(cè)器著陸金星，1971 年實(shí)現(xiàn)火星表面成像，1975 年實(shí)現(xiàn)金星表面成像等。尤其是在金星探測(cè)方面，面對(duì) 90 倍于地球的大氣壓，400 多攝氏度的高溫，人類迄今僅有的 8 次金星表面成功著陸全部由蘇聯(lián)完成。但是，取得這么多“首次”的深空探測(cè)大國(guó)何以走向衰落？深空探測(cè)歷史專家、愛(ài)爾蘭學(xué)者哈維對(duì)比蘇聯(lián)和美國(guó)，歸納了 4 點(diǎn)原因[3]：① 工業(yè)整體水平與太空競(jìng)賽的要求不匹配，過(guò)多的探測(cè)任務(wù)導(dǎo)致了高失敗率；② 政治環(huán)境不穩(wěn)定，組織架構(gòu)混亂，過(guò)度內(nèi)部斗爭(zhēng)等導(dǎo)致稀缺資源被濫用，國(guó)家經(jīng)濟(jì)不堪重負(fù)；③ 管理體制封閉，缺乏有影響力的學(xué)術(shù)和非學(xué)術(shù)宣傳平臺(tái)，科學(xué)成果未能在國(guó)際學(xué)界和公眾渠道宣傳，導(dǎo)致深空探測(cè)成果被大大低估；④ 國(guó)家經(jīng)濟(jì)持續(xù)下滑，不能給探測(cè)和研究提供經(jīng)費(fèi)保障，人才外流到其他國(guó)家。除此之外，我們還思考了另外一個(gè)更重要的原因：蘇聯(lián)的舉國(guó)體制確實(shí)是計(jì)劃性強(qiáng)，效率很高，這是能夠前期領(lǐng)先的重要原因；但是，到了后期，如果沒(méi)有科學(xué)引領(lǐng)，就削弱了深空探測(cè)的必要性、能動(dòng)性和先進(jìn)性，最終導(dǎo)致蘇聯(lián)落后于美國(guó)。

隨著蘇聯(lián)的衰落，美蘇爭(zhēng)霸時(shí)期走向尾聲。20世紀(jì) 80 年代，美國(guó)里根政府考慮中止或取消所有的行星研究與深空探測(cè)計(jì)劃，“挑戰(zhàn)者號(hào)”航天飛機(jī)的爆炸也給公眾心理蒙上長(zhǎng)久的陰影[2]。與蘇聯(lián)境遇不同的是，美國(guó)的行星科學(xué)教育體系已經(jīng)相當(dāng)完備，在美國(guó)亞利桑那大學(xué)之后，哈佛大學(xué)、耶魯大學(xué)、麻省理工學(xué)院等幾十所頂尖大學(xué)都已建立“行星科學(xué)系”或者在地球科學(xué)系的基礎(chǔ)上建立“地球與行星科學(xué)系”。在充足的教育經(jīng)費(fèi)支持下，借助積累下的行星科學(xué)數(shù)據(jù)和月壤樣品，美國(guó)培養(yǎng)出了大批行星科學(xué)人才。盡管沒(méi)有新的探測(cè)計(jì)劃，行星科學(xué)研究卻依然蓬勃發(fā)展起來(lái)。有標(biāo)志性的是月球與行星科學(xué)會(huì)議（The Lunar and Planetary Science Conference），該會(huì)議自 1970 年創(chuàng)辦，參會(huì)人數(shù)逐年增多，至今從未間斷，2019 年已達(dá)到約 3 000 人的規(guī)模。到 20 世紀(jì) 90 年代中期，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）改變了國(guó)家頂層設(shè)計(jì)的思路，提出“更快、更好、更經(jīng)濟(jì)”的標(biāo)準(zhǔn)，向科學(xué)家開(kāi)放申請(qǐng)?zhí)綔y(cè)研究計(jì)劃，從而掀起了第二次深空探測(cè)熱潮。前期培養(yǎng)出的行星科學(xué)家在這一次熱潮中扮演了主角，他們聯(lián)合工程師共同提出科學(xué)目標(biāo)和探測(cè)方案，到美國(guó)國(guó)家航空航天局參加競(jìng)爭(zhēng)和遴選。事實(shí)上，鮮有項(xiàng)目能同時(shí)滿足三“更”，由前沿科學(xué)家組成的專家組評(píng)審時(shí)往往是科學(xué)目標(biāo)的創(chuàng)新性優(yōu)先，兼顧三“更”。美國(guó)的行星科學(xué)家也有煩惱：學(xué)科發(fā)展過(guò)于迅猛，子學(xué)科和研究領(lǐng)域劃分趨向精細(xì)化；主流學(xué)術(shù)期刊種類繁多，每期動(dòng)輒上千頁(yè)的規(guī)模；主流學(xué)術(shù)會(huì)議規(guī)模龐大，相關(guān)主題在各分會(huì)場(chǎng)平行進(jìn)行；絕大部分人只能做個(gè)專家，成為通才已經(jīng)不太可能。這門新興的學(xué)科未來(lái)如何發(fā)展，青年人才如何培養(yǎng)，在美國(guó)也是一直被熱議的話題。

如果說(shuō)第一次熱潮的主題是探測(cè)競(jìng)賽，比的是誰(shuí)先跑得最快，那么第二次熱潮的主題應(yīng)是科學(xué)競(jìng)賽，比的是誰(shuí)先看得最深。人們已經(jīng)不滿足于到行星表面看一看，而是看向時(shí)間的深處——研究行星的演化歷史，看向空間的深處——研究行星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，看向人類的深處——研究生命起源和尋找地外生命。而流失了行星科學(xué)人才的俄羅斯很難再加入競(jìng)賽，其低迷的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)也很難從全世界吸引人才。

3 強(qiáng)國(guó)之路：加快建設(shè)行星科學(xué)一級(jí)學(xué)科

毫無(wú)疑問(wèn)，中國(guó)是第二次深空探測(cè)熱潮中最受世界矚目的?！版隙鸸こ獭? 次衛(wèi)星發(fā)射均圓滿成功，最新的“嫦娥四號(hào)”首次登陸月球背面，展現(xiàn)出強(qiáng)大的綜合國(guó)力。中國(guó)還規(guī)劃了后續(xù)包括月球、火星、木星、小行星等在內(nèi)的更為引人注目的探測(cè)計(jì)劃[4]。中國(guó)，一個(gè)新的深空探測(cè)大國(guó)正逐漸崛起。

對(duì)照歷史，中國(guó)深空探測(cè)當(dāng)前正處在一個(gè)岔路口，至少有一條“美國(guó)之路”和一條“蘇聯(lián)之路”擺在面前。當(dāng)然，我們要走一條有中國(guó)特色的深空探測(cè)之路。但迄今為止，中國(guó)雖有世界矚目的深空探測(cè)工程，卻鮮見(jiàn)有國(guó)際影響力的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)；中國(guó)有國(guó)際化的高水平行星科學(xué)家隊(duì)伍，卻沒(méi)有提升本國(guó)深空探測(cè)的科學(xué)產(chǎn)出；中國(guó)有世界一流的研究型大學(xué)，卻尚未建立行星科學(xué)一級(jí)學(xué)科；中國(guó)從來(lái)不乏對(duì)太空癡迷的青年人，卻一直沒(méi)有行星科學(xué)教育體系。對(duì)比深空探測(cè)大國(guó)蘇聯(lián)，中國(guó)還比較缺乏行星科學(xué)的民眾基礎(chǔ)和技術(shù)積累；對(duì)比行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)美國(guó)，中國(guó)缺乏的是一整套的行星科學(xué)研究平臺(tái)和人才培養(yǎng)體系。

我們意識(shí)到，當(dāng)前是以科學(xué)競(jìng)賽為主題的第二次深空探測(cè)熱潮。盡管中國(guó)仍未超過(guò)美蘇在第一次探測(cè)熱潮時(shí)的技術(shù)成就，但世界行星科學(xué)水平已經(jīng)遠(yuǎn)超當(dāng)年。這決定了中國(guó)無(wú)法直接照搬任何國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，而是需要去探索一條全新的道路。

我們注意到，中國(guó)行星科學(xué)研究已經(jīng)初具規(guī)模。中國(guó)科學(xué)院下屬的地質(zhì)與地球物理研究所、地球化學(xué)研究所、國(guó)家天文臺(tái)、國(guó)家空間科學(xué)中心、紫金山天文臺(tái)、上海天文臺(tái)、新疆天文臺(tái)、廣州地球化學(xué)研究所、空天信息研究院等 10 多家研究所多年來(lái)已經(jīng)開(kāi)展行星科學(xué)研究。中國(guó)科學(xué)院大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、北京大學(xué)、中山大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)、南方科技大學(xué)、山東大學(xué)（威海）、桂林理工大學(xué)等 20 多所高校已經(jīng)成立了行星科學(xué)相關(guān)的學(xué)院或研究機(jī)構(gòu)，澳門科技大學(xué)還成立了相關(guān)的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)、中國(guó)天文學(xué)會(huì)等學(xué)術(shù)團(tuán)體已經(jīng)成立了行星科學(xué)相關(guān)分支機(jī)構(gòu)。中國(guó)第一份國(guó)際化的行星科學(xué)期刊 Earth and Planetary Physics 已經(jīng)出版了 2 年。

我們觀察到，中國(guó)行星科學(xué)教育已經(jīng)開(kāi)始萌芽。盡管國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)和教育部發(fā)布的國(guó)家學(xué)科設(shè)置中尚無(wú)行星科學(xué)學(xué)科，行星科學(xué)的研究生還是以交叉學(xué)科的方式，在地球物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)等學(xué)科下培養(yǎng)。但這個(gè)情況，已經(jīng)比美國(guó)國(guó)家航空航天局在 1958 年面臨的情況好了非常多。

我們認(rèn)識(shí)到，中國(guó)行星科學(xué)將率先脫胎于地球科學(xué)。中國(guó)當(dāng)前的相關(guān)情況與 1969 年美國(guó)的情況截然不同。在上一部分末尾曾提到，當(dāng)前科學(xué)競(jìng)賽比的是誰(shuí)看得深，行星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地質(zhì)演化歷史、生命起源環(huán)境等前沿問(wèn)題是以地球科學(xué)研究方法為主的綜合交叉研究。學(xué)界公認(rèn)，以地球與行星對(duì)比研究為主的比較行星學(xué)，必將對(duì)地球科學(xué)另一前沿——地球系統(tǒng)科學(xué)——起到極大推進(jìn)作用。

我們發(fā)現(xiàn)，開(kāi)放的和國(guó)際化的行星科學(xué)學(xué)科建設(shè)道路是唯一的選擇。科學(xué)沒(méi)有國(guó)界，深空探測(cè)承載的是全人類的共同夢(mèng)想和對(duì)最深邃問(wèn)題答案的孜孜追尋。蘇聯(lián)沒(méi)有走國(guó)際化的道路，其探測(cè)成果未能及時(shí)融入人類現(xiàn)代知識(shí)體系，不僅科學(xué)價(jià)值被大大低估，最終也失去了民眾的支持?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)只認(rèn)第一，沒(méi)有第二。對(duì)接國(guó)際，才能避免對(duì)人類知識(shí)體系并無(wú)貢獻(xiàn)的重復(fù)“發(fā)現(xiàn)”。

我們堅(jiān)信，人才培養(yǎng)永遠(yuǎn)是第一位的。蘇聯(lián)如果沒(méi)有 20 世紀(jì) 20—30 年代培養(yǎng)的科羅廖夫等一大批工程技術(shù)人才，就沒(méi)有其在第一次熱潮中的領(lǐng)先。美國(guó)如果沒(méi)有在第一次熱潮中和 20 世紀(jì) 80 年代探測(cè)低潮期培養(yǎng)的行星科學(xué)人才，就沒(méi)有其在第二次熱潮中的領(lǐng)航。而流失了人才的俄羅斯也許需要比中國(guó)更長(zhǎng)的時(shí)間才能成長(zhǎng)為行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)。

我們憧憬，中國(guó)的深空探測(cè)必將實(shí)現(xiàn)科學(xué)引領(lǐng)。蘇聯(lián)的深空探測(cè)大國(guó)之路始于技術(shù)先行，止于技術(shù)與科學(xué)并行；美國(guó)的行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)之路始于技術(shù)科學(xué)并行，轉(zhuǎn)型為科學(xué)引領(lǐng)和科學(xué)與技術(shù)并行。中國(guó)當(dāng)前是技術(shù)先行，下一階段應(yīng)轉(zhuǎn)型為技術(shù)與科學(xué)并行，同時(shí)加強(qiáng)行星科學(xué)的學(xué)科建設(shè)和人才隊(duì)伍建設(shè)，最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)引領(lǐng)和科學(xué)與技術(shù)并行。中國(guó)未來(lái)的深空探測(cè)，將由科學(xué)家主導(dǎo)，科學(xué)家與工程師共同合作，形成分工明確、高效率和有強(qiáng)大凝聚力的團(tuán)隊(duì)。中國(guó)首次火星探測(cè)計(jì)劃正在這樣的道路上努力探索，科學(xué)家和工程師一起，共同致力于提升中國(guó)深空探測(cè)的成果產(chǎn)出和國(guó)際影響力，為中華民族的偉大復(fù)興做先鋒。

開(kāi)弓沒(méi)有回頭箭。深空探測(cè)大國(guó)中國(guó)正在崛起，必將邁向行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)。我國(guó)深空探測(cè)起步晚，行星科學(xué)起點(diǎn)高，留給我們的時(shí)間很短，然而要走的路又很遠(yuǎn)，這是中國(guó)面臨的新形勢(shì)和新情況。但我們有信心，充分利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)，加快建設(shè)行星科學(xué)一級(jí)學(xué)科，共建創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，補(bǔ)齊科學(xué)短板，走出一條有中國(guó)特色的行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)之路。

4 大國(guó)一諾：全面提升我國(guó)深空探測(cè)能力和行星科學(xué)國(guó)際影響力

最近兩年，這次以科學(xué)競(jìng)賽為主題的探測(cè)熱潮正在出現(xiàn)異化。2017 年，美國(guó)總統(tǒng)特朗普宣布，美國(guó)航天發(fā)展目標(biāo)是“要把人類觸角拓展至深空，包括月地空間、月球、火星表面與其衛(wèi)星以及更遠(yuǎn)的地方”，長(zhǎng)期目標(biāo)是“拓展人類在近地軌道之外的永久存在”，包括“在另一個(gè)天體上建立潛在的人類棲息地”，及發(fā)展“繁榮的 21 世紀(jì)太空經(jīng)濟(jì)”[5]。然而，2018 年，美國(guó)副總統(tǒng)彭斯就聲稱將在 2020 年建立美國(guó)第六大軍種——太空軍，并且進(jìn)一步稱，“美軍不僅應(yīng)存在于太空，更應(yīng)控制太空”。這一言論展示了美國(guó)的太空軍事化傾向[6]。

人類深空探測(cè)的目的應(yīng)該是什么？2018 年 11月14日，習(xí)近平主席在致信祝賀亞太空間合作組織成立 10周年時(shí)指出，外層空間是人類共同的財(cái)富，探索、開(kāi)發(fā)、和平利用外層空間是人類共同的追求。中國(guó)倡導(dǎo)世界各國(guó)一起推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體，堅(jiān)持在平等互利、和平利用、包容發(fā)展的基礎(chǔ)上，深入開(kāi)展外空領(lǐng)域國(guó)際交流合作。中國(guó)一貫主張合理開(kāi)發(fā)、利用空間資源，保護(hù)空間環(huán)境，推動(dòng)航天事業(yè)造福全人類[7]。

中國(guó)深空探測(cè)計(jì)劃的目的又是什么？“嫦娥四號(hào)”首次到達(dá)月球背面后，中國(guó)的回答擲地有聲：“探索浩瀚宇宙、和平利用太空，是全人類的共同夢(mèng)想。以“嫦娥四號(hào)”任務(wù)圓滿成功為標(biāo)志，我國(guó)探月工程四期和深空探測(cè)工程將全面拉開(kāi)序幕，今后的任務(wù)更加艱巨，面臨的挑戰(zhàn)前所未有?！盵8]和平利用太空主要靠什么？當(dāng)然是科學(xué)。沒(méi)有行星科學(xué)的深空探測(cè)將無(wú)法超越第一次熱潮中的蘇聯(lián)，也必然導(dǎo)致各種異化的“威脅論”或是“唱衰”。沒(méi)有以行星科學(xué)一級(jí)學(xué)科為框架的人才培養(yǎng)體系，就無(wú)法走上行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)之路，也難以踐行中國(guó)探索浩瀚宇宙、和平利用太空的承諾。

因此，加快建設(shè)行星科學(xué)一級(jí)學(xué)科，全面提升我國(guó)深空探測(cè)能力和行星科學(xué)國(guó)際影響力，必將加速我國(guó)從深空探測(cè)大國(guó)邁向行星科學(xué)強(qiáng)國(guó)。