穿越4.7億公里的拜訪：追尋跟著水走的火星生命

從屈原《天問》到「天問一號」；從亞里斯多德到NASA「毅力號」，所有古今中外的火星相關知識一把抓！

從中國古代的「熒惑守心」到2021年的「火星 我們來了」！

火星的幻想、火星的生死、火星的探索、火星的生命等，無所不談。

★NASA退休科學家—李傑信睽違20年的火星最新力作！

★最嚴謹的科學數據、最淺顯的文字所共譜的人類火星幻想物語

追尋火星生命：跟著水走！

從1976年「維京人號」登陸火星起算，人類花費了無數金錢、精力與時間，癡情地在火星上尋找生命，然而卻一無所獲。一直到了2003年，人類回顧過去接近30年的研究歷程，終於歸納出嶄新的概念：生命必須與液態水共存，想要找尋火星生命，就必須跟著水走！

太空觀測，誰與爭鋒，問鼎霸權？

明朝的鄭和下西洋，在當代無疑是世上最大的一支遠洋艦隊，證明了當時的中國無論在科技、天文上均遙遙領先世界各國。然而在三百多年的時間裡面，原處於領先地位的中國，反而落後了西方至少二百多年。在將來幾個世紀裡，蘇聯、美國爭相競賽，角逐太空霸權；在蘇聯瓦解後，美國長期獨霸敖首。然而，隨著祝融號出發探測，東方文明經過努力的追逐，終於再次回到太空科技的爭霸擂台上！

我們都是火星人！？

火星與地球由於距離太陽的位置相近。依照推論，火星應該與地球經歷了相似的「前世」。火星較地球小上許多，因此星球生成步調應比地球快，比地球更早達到適合生命起源的環境。火星生命起源後，搭上頻繁發車的隕石列車，降臨到另一顆藍色行星上，成為地球上的亞當或夏娃，再逐漸演化為現今的無數生靈。

這看似荒謬的理論，事實上卻有嚴謹的科學研究與理論支持。也許我們一廂情願的移民火星旅程，其實是一條漫漫歸途！

此生必做的一件事－在紅色行星上看藍色夕陽！

2018年中，我在科博館策劃推出了一檔特展「漫步太陽系」，展期9個月，是科博館那一年的年度大展。您或許會奇怪，科博館人才濟濟，為什麼會輪到館長親自下海，策劃一檔年度大展？原因無他，就因為過去20年天文學家對太陽系認知的進展飛快，所累積的珍貴資料豐富而有趣，已經徹底改變了科學家對太陽系的認知，但這些知識卻還沒有進入體制內的教科書，所以社會大眾多半毫無概念，我看了著急，乾脆自己規劃一個展覽。館長要策展不難，因為沒有人會反對，所以2018上半年，「漫步太陽系」特展於焉出現。

  這個特展從太陽談起，一路往外來到海王星，也包含了「主小行星帶」、「古柏帶」，和「歐特雲」三處小天體聚居的地方，以及近年來科學家對太陽系的嶄新認知。這裡面有個亮點展品，就是「火星巴士」，那是一個狹長的太空艙，周邊上下共有19面巨大電視，可以同時播出一個3D環景畫面，模擬人在火星地表的生活體驗！那是一個完全不同於地球上的感覺，其中最有趣的比較，就是「藍色行星上的紅色落日」VS.「紅色行星上的藍色落日」！前者是我們在地球上習以為常的景象，後者卻是探測車在火星地表所拍攝的夕陽畫面。這個對比是如此特別，所以我鼓勵參觀民眾把「欣賞紅色行星上的藍色落日」放到自己的Bucket List裡去，列為此生必做的事情之一。

  兩千多年來，火星（中名「熒惑」、西稱「戰神」）在先民的紀錄中史不絕書，它在夜空中的怪異行為總被連結到人世間的禍福窮通。16世紀中期，民智漸開，人們對火星的觀測和思考才逐漸步上科學的坦途，最近50年的探索和成就尤其豐富，我自己目不暇給之餘，總期待能有一本涵蓋完善但可輕鬆閱讀的「火星科普大全」出現，總攬至今人們對火星探索的過程和新知，今天看到李傑信博士的新書，方知期待終於成真！

  李博士是我「長期」的學長，從台大物理系，到加州大學洛杉磯分校(UCLA)，再到美國航太總署(NASA)，感覺上我一直走著李博士曾經走過的路。李博士在NASA長期主持太空科技研發和行政工作，但到了中年華麗轉身，同時兼有了科普作家的頭銜，他以「圈內人」的身份，在天文宇宙和太空探索領域提供讀者資料豐富、立論有據，但又輕鬆易懂的科普作品，長期造福社會大眾和年輕學子！

  此書雖然是2000年出版的「我們是火星人？」一書的修訂版，但李博士在原先的基礎上增加了更多歷史和文化的內涵，不僅如此，這本書還包含了最新的火星探索任務。就在2021年的2月，阿拉伯聯合大公國的「希望號」和中國大陸的「天問一號」分別進入火星軌道，美國的「毅力號」更毫不客氣的直接降落在火星地表。兩週前「天問一號」成功登陸火星，放出探測車「祝融號」開始移動勘查……。李博士在書成之前，將這些探索任務的最新成果一一收纳於此書中，令人感動，也讓這本更新版的火星專書充滿了即時新知！

   時至今日，人類登陸火星甚至長駐該處的夢想離實際發生已經不遠，這本書對社會大眾而言，將成為具備豐富科學內容的一本「火星觀光指南」，有興趣對夜空中這顆紅色行星一探究竟的人們，就請好好看完此書，相信您會有驚喜而豐富的收穫的！

——臺灣大學物理及天文所教授 孫維新

美籍華裔科學家，前美國航太總署（NASA）太空任務科學家。

李傑信自臺灣大學物理系畢業，獲美國洛杉磯加州大學（UCLA）物理學博士，後在職進修獲麻省理工學院科技管理碩士。先進入美國加州理工學院（Caltech）噴射推進實驗室（JPL）從事太空研究，後調任華盛頓美國航太總署總部，負責管理太空科學飛行實驗任務。

美國航太總署給李傑信的退休贈言：感謝40年來對NASA科研上的領導和廣泛的貢獻。

李傑信工作出色，獲得NASA「傑出成就獎章」、「傑出服務獎章」、「銀斯努匹獎」、第一屆太平洋盆地國際太空年「松長紀念獎」。並獲得「通俗科學寫作第一獎」和臺南第一中學「傑出校友獎」等獎項。他所管理的太空飛行實驗專案，有8位諾貝爾獎得主參與。在國際太空合作領域，他是一位具知名度及影響力的人物，並擁有9項美國專利、發表過90多篇科學及科技管理論文。

除此之外，他也熱心投入科普教育，經常受邀在美國和海峽兩岸中學、大學和社會團體做科普演講，以及受邀在中央電視臺、鳳凰衛視、東森電視臺及飛碟早餐等眾多平面媒體講評。他的中文科普著作包括：《追尋藍色星球》、《我們是火星人？》、《生命的起始點》、《別讓地球再挨撞》、《天外天》、《宇宙起源》、《宇宙的顫抖》和《穿越4.7億公里的拜訪：追尋跟著水走的火星生命》等。

朱國瑞 中央研究院院士／臺灣大學物理學系特聘研究講座

李昫岱 屋頂上的天文學家主理人／中正大學兼任助理教授

孫維新 臺灣大學物理及天文所教授

高涌泉 臺灣大學物理學系教授

張祥光 清華大學天文研究所教授／中華民國天文學會前理事長

陳文屏 中央大學天文研究所教授

陳英同 中央研究院天文及天文物理研究所支援科學家

劉志安  臺北市天文協會理事長

鄭國威 泛科學共同創辦人暨知識長

——聯合推薦（依姓氏筆畫排序）

李傑信博士在美國航太總署(NASA)總部，管理太空科學飛行實驗任務三十多年，得獎難以數計。這本書是迄今最權威的火星科普著作，並搜集了大量首次呈現於世人的珍貴圖片，在火星探測史上的最高峰年代，由三民書局及時推出。

——中央研究院院士／臺灣大學物理學系特聘研究講座 朱國瑞

人類對火星的想像與想望可以從各國投入的火星計劃看出端倪，其中以美國投入的人力和物力最多 。李傑信教授把人類探索火星的歷史，及各個太空任務鉅細彌遺描述，由曾經服務於美國航太總署的他娓娓道來更加貼切。

——屋頂上的天文學家主理人／中正大學兼任助理教授 李昫岱

睽違二十年，李傑信博士再次把近年來有關火星的最新知識用他的生花妙筆呈現在這本《穿越4.7億公里的拜訪：追尋跟著水走的火星生命》書中．這是一本內容豐富，活潑流暢，發人深省的科普書．是一本火星移民須知，不可不讀。

——清華大學天文研究所教授／中華民國天文學會前理事長 張祥光

  「地球生命是否源於火星？」或是「何時火星上面會有地球人？」類似這些精彩的問題，大家得讀這本書加以思索。但我知道作者李傑信博士，絕對是優秀的地球人、華人、科學家、作家。他以豐富的NASA工作經驗，說起火星這顆當紅天體的故事，不僅內容深入淺出，文字也舉重若輕。我自己也寫作，深知其中之難。

——中央大學天文研究所教授 陳文屏

最引人遐思的地球鄰居——火星，從古代到現代都是人類想一探究竟的行星。本書用生動的文字結合專業的知識，帶領讀者用身歷其境的視角，進行一段火星探索之旅，在火星探險的時間軸上，提供讀者承先啟後的科普饗宴。

——中央研究院天文及天文物理研究所支援科學家 陳英同

繼上個世紀六零年代登陸月球之後，人類的下一個目標是二三十年之內登上火星！這是一項艱鉅的挑戰，艱難的地方在哪裡？在這之前人們做了多少努力？未來又有哪些展望？且讓實際參與過火星探測計畫的本書作者、也是科學家的 李傑信教授，以平實易懂的解說方式，帶你一起探究人類火星探索的領域。

——臺北市天文協會理事長 劉志安

非常棒的一本書。原來是改版，之前未曾讀過，但作者學識淵博、專業精深、文筆暢達，新版加上20年來最新發展，是地球人在進入火星世紀的當下都該讀的一本好書。

——泛科學共同創辦人暨知識長 鄭國威

此生必做的一件事－在紅色行星上看藍色夕陽！

2018年中，我在科博館策劃推出了一檔特展「漫步太陽系」，展期9個月，是科博館那一年的年度大展。您或許會奇怪，科博館人才濟濟，為什麼會輪到館長親自下海，策劃一檔年度大展？原因無他，就因為過去20年天文學家對太陽系認知的進展飛快，所累積的珍貴資料豐富而有趣，已經徹底改變了科學家對太陽系的認知，但這些知識卻還沒有進入體制內的教科書，所以社會大眾多半毫無概念，我看了著急，乾脆自己規劃一個展覽。館長要策展不難，因為沒有人會反對，所以2018上半年，「漫步太陽系」特展於焉出現。

  這個特展從太陽談起，一路往外來到海王星，也包含了「主小行星帶」、「古柏帶」，和「歐特雲」三處小天體聚居的地方，以及近年來科學家對太陽系的嶄新認知。這裡面有個亮點展品，就是「火星巴士」，那是一個狹長的太空艙，周邊上下共有19面巨大電視，可以同時播出一個3D環景畫面，模擬人在火星地表的生活體驗！那是一個完全不同於地球上的感覺，其中最有趣的比較，就是「藍色行星上的紅色落日」VS.「紅色行星上的藍色落日」！前者是我們在地球上習以為常的景象，後者卻是探測車在火星地表所拍攝的夕陽畫面。這個對比是如此特別，所以我鼓勵參觀民眾把「欣賞紅色行星上的藍色落日」放到自己的Bucket List裡去，列為此生必做的事情之一。

  兩千多年來，火星（中名「熒惑」、西稱「戰神」）在先民的紀錄中史不絕書，它在夜空中的怪異行為總被連結到人世間的禍福窮通。16世紀中期，民智漸開，人們對火星的觀測和思考才逐漸步上科學的坦途，最近50年的探索和成就尤其豐富，我自己目不暇給之餘，總期待能有一本涵蓋完善但可輕鬆閱讀的「火星科普大全」出現，總攬至今人們對火星探索的過程和新知，今天看到李傑信博士的新書，方知期待終於成真！

  李博士是我「長期」的學長，從台大物理系，到加州大學洛杉磯分校(UCLA)，再到美國航太總署(NASA)，感覺上我一直走著李博士曾經走過的路。李博士在NASA長期主持太空科技研發和行政工作，但到了中年華麗轉身，同時兼有了科普作家的頭銜，他以「圈內人」的身份，在天文宇宙和太空探索領域提供讀者資料豐富、立論有據，但又輕鬆易懂的科普作品，長期造福社會大眾和年輕學子！

  此書雖然是2000年出版的「我們是火星人？」一書的修訂版，但李博士在原先的基礎上增加了更多歷史和文化的內涵，不僅如此，這本書還包含了最新的火星探索任務。就在2021年的2月，阿拉伯聯合大公國的「希望號」和中國大陸的「天問一號」分別進入火星軌道，美國的「毅力號」更毫不客氣的直接降落在火星地表。兩週前「天問一號」成功登陸火星，放出探測車「祝融號」開始移動勘查……。李博士在書成之前，將這些探索任務的最新成果一一收纳於此書中，令人感動，也讓這本更新版的火星專書充滿了即時新知！

  時至今日，人類登陸火星甚至長駐該處的夢想離實際發生已經不遠，這本書對社會大眾而言，將成為具備豐富科學內容的一本「火星觀光指南」，有興趣對夜空中這顆紅色行星一探究竟的人們，就請好好看完此書，相信您會有驚喜而豐富的收穫的！

——臺灣大學物理及天文所教授  孫維新

寫給臺灣故鄉的讀者——一個世界級欣賞火星的群體（2021年版）

生命競賽

太陽系形成初期，火星與地球的起跑線相同。火星地處石質行星外緣，獲水量比地球大，但受體積龐大的木星干擾，無法收集到足夠建材凝聚成像地球一樣的健康軀體，只長成了一個小矮個兒。火星地心引力不夠強，抓不住氮、氫、水氣等氣體，氣體集體逃亡，45 億年下來，只剩下600～1,000 帕大氣壓，液態水失蹤，紫外線肆虐，地表生命消失。相比之下，後到的綠色微生物將地球轉變成一個充滿自由氧氣的生物星球，是生命的樂園；反之，火星連二氧化碳都不夠，是生命的悲慘世界。

在隕石風暴的第一個7 億年裡，每次巨大隕石碰撞，都對生命有「消毒」的威懾力。由隕石帶來巨大的動能，被行星吸收，轉成熱能，造成地球和火星同樣地表熾熱，可能遠遠超過生命耐熱極限。我們揣測，生命時鐘應在隕石風暴停止後的38億年前起算。

隕石風暴停止後，地表溫度開始下降。一般球體散熱的速度，以其總表面積對所含質量的比值作為比較標準 ，換言之，我們要看球體每公斤的質量能分到多大的散熱面。使用這個標準，火星有效散熱面大約是地球的兩倍。假如其他一切條件相等，火星降溫速度比地球約快兩倍。實際上地球比重為5.497，火星比重3.96，地球的單位含熱量比火星高。若從38 億年前起按下碼錶，火星應比地球率先抵達生命起源極限的溫度，比如攝氏140 度。當火星地表生命有起源條件時，地球地表可能依然熾熱，仍是高溫消毒爐。

以地球古菌生命經驗，只要賦予一線生機，生命就可能蓬勃發展。地球生命在隕石風暴停止後3 億年，就已粗具規模。但地球還是比火星晚抵達生命發展的極限條件。我們揣測，火星生命可能在隕石風暴停止後不久就濫觴。

火星可能先有生命，贏了這場和地球的生命競賽。

隕石列車

行星間隕石互訪，亙古以來，絡繹不絕。

在隕石風暴肆虐的年代，每個行星都承受大量隕石撞擊，可以想像行星上很多岩塊被崩離行星進入太空，穿梭於各行星之間。

地球和火星是太陽系中的近鄰。地球塊頭大，地心引力強，岩石脫離地球困難；火星個兒小，地心引力弱，岩石脫離火星容易。

作者在第三章「一飛衝天」的「水手號」爬坡追火星一節打了個比喻：太陽重力場有如一個山坡，太陽在山腳，地球在山腰，往下看有金星和水星，往上望有火星、木星、土星等行星。從地球到金星、水星，走下坡路，比較省勁；從地球到火星，要爬坡，費力。

同樣的，從火星出發的隕石，往地球掉，有如下坡滑行，輕鬆容易；從地球出發到火星的隕石，掙脫地心引力不易，又得費力爬坡飛行，已是「二振」局面，打出全壘打較難。

人類沒有去過火星，不知火星上有無從地球去的隕石。金星的個頭是地球的81.5％，金星隕石到地球的困難程度應該和地球到火星的差不多。金星大氣、土壤成分測量，是前蘇聯對人類的貢獻，以這些數據要鑑定出金星隕石不難。人類到2020年為止總共掌握了40,000塊隕石，但作者尋遍資料，都找不到金星隕石。依理推測，在火星上也可能很難找到地球隕石。

地球－火星間的高速公路雖然不是單行道，但交通流量可能極不平衡：火星客擁擠於途，地球客門可羅雀。

即使我們接受以上的論點，讓比地球先發展出來的火星細菌生命買票，登上隕石列車，以上千倍於重力場的爆炸性加速度出發，在太空無水分、無養料，還飽受強烈宇宙射線轟擊千萬年的情況下抵達地球時，仍得遭遇大氣摩擦產生攝氏2,000度的高溫。降落時，再與地面高速碰撞減速，又是上千個重力加速度。細菌雖小，但核心只是一汪水含著生命密碼DNA，能承受重重魔障般的顛簸旅途，活著抵達地球這個生命樂園嗎？

魔障旅途

脫離火星的隕石速度最低每秒5公里，就可進入太陽軌道，有機會抵達地球。但脫離火星的隕石肯定不會受到如此溫柔的待遇。火星隕石一般以爆炸性速度離境，加速度可達上千倍重力加速度。細菌再小，也是生物，承受重力加速度的能力有一定極限。

有位瑞典科學家曾將潛伏期的細菌放在高射炮的彈頭中射出，彈頭承受巨大的重力加速度，足夠隕石脫離火星。實驗結果，細菌仍是活的。所以我們有把握說，對大小適當的一些火星隕石列車，細菌可能安全離境。

進入太空後，宇宙射線無情地打將過來，坐在經濟艙中的隕石表面乘客可能很快喪生。看隕石的塊頭有多大，坐在核心的乘客受到厚實的隕石層保護，可能安然過關。

隕石可能在太空飛行上千萬年。隕石溫度在深凍狀態，超低溫很可能歪打正著，引發隕石核心細菌進入冬眠潛伏、長期存活。厚實隕石殼又成為最佳熱絕緣材料，維持隕石核心溫度不變。

隕石以每小時40,000公里的高速衝進地球大氣層，摩擦生熱，表面白熱化，溫度可達攝氏2,000多度，然後以高速撞上地面。細菌又要承受好幾千個重力加速度，才能抵達目的地。

有人發現，剛落地的隕石有時表面竟然會被一層霜包住。這種現象可能是因為隕石深凍溫低，絕緣性良好，僅允許表面薄層白熱化，著地後，隕石迅速被核心溫度冷卻。

這時候，火星細菌才可以從到站的隕石列車裡探出頭來，看到四周豐富的資源，說聲：酷！地球真是一個好地方！

移民地球，播種生命

到目前2020年為止，人類搜集了40,000餘塊由宇宙各處來的隕石，其中224 塊來自火星。在地面尋找火星隕石不易，即使撿到，通常都要經過漫長的歲月後，才發現那塊不起眼的石頭，原來竟是由火星來的。

1911年在埃及砸死一隻狗的那塊隕石，在20世紀80年代後才被驗明正身，死的那隻狗也跟著進入史冊，略可瞑目。1999年底在加州洛杉磯鑑定的兩塊隕石，是發現者在1979年於莫哈維沙漠撿到的，在車房待了20年才認祖歸宗。即使由專家特別搜集的ALH84001號隕石，從開始就大出風頭，也還是在冷藏庫中度過9個寒暑，才確定出身，大放異彩。

隕石平均掉落在地球每個角落。地球表面3/4是海洋，其他是大片的荒郊野外，從撿到的幾塊火星隕石，很難估計地球總共有多少火星隕石。但大膽的科學家還是勇敢地估計了一下，結果是：地球大約每年搜集500公斤的火星材料。45億年下來，得22.5億公噸。如果把這些火星材料平均撒在臺灣全島，厚度得有1.5公分。其中90％，應是38億年前，隕石風暴結束前後時期飛過來的。這是一個不算小的數目字，足夠對地球進行生命播種的工作。

總結來說，地球生命環境優越，生命非常可能是獨立起源演化的，與任何外來因素無關。但也有專家認為，地球生命起源後，隕石碰撞仍然不停，地球生命繁殖演化道路受阻，留在地表死路一條，有些細菌就乘上隕石逃亡列車，進入太陽或地球軌道，等地球生命環境穩定後，再返回故鄉，自身播種。當然，地球生命也可能經由稀少的隕石，感染火星，因此火星生命也有可能是地球古菌。

不過，火星個子小，散熱快，很可能比地球搶先抵達生命起源條件。目前無法排除的可能模式是：火星生命在火星成形後，乘坐頻繁出發的隕石列車，抵達地球，播種生命。

那麼，我們會是火星人嗎？