中科院院士欧阳自远:谈美国阿波罗登月真假的问题

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人物介绍:


欧阳自远(1935— )世界著名的天体化学家和地球化学家。他积极参与并指导中国月球探测的近期目标与长远规划的制订,具体设计国内首次月球探测的科学目标与载荷配置和第二、三期月球探测的方案与科学目标,是中国月球探测工程的首席科学家,被誉为“嫦娥之父”。



欧阳自远原籍江西上饶,1935年10月9日生于江西吉安。1956年毕业于北京地质学院。1961年中国科学院地质研究所研究生毕业。毕业后留所从事科研。1966年起在中国科学院地球化学所任研究室主任、副所长、所长。1980—1981和1983—1984年在德国马普核物理研究所工作,任客座研究员。1991—1993年任中国科学院资源环境科学局局长。现任中国科学院地球化学研究所研究员,贵州省人大常委会副主任,贵州省科协主席。1991年当选为中国科学院学部委员(院士)。2007年7月,被贵州省遴选为贵州省首批核心专家。2008年6月13日,欧阳自远出任奥运圣火在贵州省传递的第一棒火炬手。



欧阳自远院士是我国天体化学学科的开创者。1960年在我国率先系统开展各类地外物质(陨石、宇宙尘、月岩)和比较行星学研究。提出了铁陨石成因的假说,吉林陨石的形成演化模式与多阶段宇宙射线照射历史的理论。在国际上首次发现了地质体中消融型宇宙尘并提出判据系列,划分了宇宙尘成因类型。对太阳星云化学不均一性与化学演化过程,行星模式丰度,行星与地球大气圈、水圈及内部圈层的起源与演化,地球的能源与演化阶段等方面提出了一系列新模式与理论,为国际学术界所公认。充实了玻璃陨石成因理论,论证了中国白垩系/第三系界面撞击事件,提出地外撞击诱发古气候旋回的假说,以及新生代6次巨大撞击地球事件诱发气候、环境灾变与生物灭绝。近年来提出地球原始组成的非均一性与演化的非均变性理论框架。由于杰出的科研贡献,他多次荣获国家和省部级奖励,其中《地下核试验地质效应综合研究》(第一完成人)1978年获全国科学大会奖、中国科学院重大科技成果奖和贵州省科学大会奖,《吉林陨石综合研究》(第一完成人)获1986年中国科学院科技进步一等奖和1987年国家自然科学三等奖,《天体化学》专著(作者:欧阳自远)获1991年中国科学院自然科学一等奖。至今在国内外学术刊物上发表论文三百多篇,专著6部,合作主编专著11部。获全国科学大会奖,国家自然科学奖与中国科学院自然科学奖多项。培养硕士、博士和博士后50多人,有的已成为我国地学研究、教学和生产的骨干力量,有的已成长为地球化学各领域的学术带头人。



欧阳自远现任中国科学院地球化学研究所研究员,中国科学院国家天文台高级顾问,中国科学院院士,第三世界科学院院士,我国月球探测工程首席科学家,中国科学技术协会委员,贵州省科学技术协会主席,中国矿物岩石地球化学学会理事长,中国地质学会副理事长,中国空间科学学会副理事长,国际环境科学中国委员会副主席,国际岩石圈中国委员会,国际地圈生物圈对比计划中国委员会及国际空间研究中国委员会委员,中国科学院地球物理所、地质所,兰州地质所兼职研究员,北京大学、南京大学、中国科学技术大学,中国地质大学及长春科技大学兼职教授,《环境科学》、《黄金科技》、《矿物岩石地球化学通报》及《地质地球化学》杂志主编,《空间科学学报》,《中国人口?资源与环境》,《南极研究》及《Chinese J. of Geochemistry》杂志副主编;《中国科学》等8种科技杂志编委。



欧阳自远曾经在一次访谈中说过:“《科学家传略》给我的影响较大,特别敬重居里夫人;武侠人物里,我最欣赏乔峰的坦荡大气和家国情怀。”


●天体化学领域研究



欧阳自远院士负责国内地下核试验选场与综合效应研究,爆后验证成功,系统开展各类地外物质、月球科学、比较行星学和天体化学研究,是国内天体化学领域的开创者。



系统开展各类地外物质(陨石、宇宙尘、月岩)、比较行星学、天体化学与地球化学的研究。建立了铁陨石成因假说,吉林陨石的形成演化模式与多阶段宇宙线照射历史的理论;提出地球多阶段转变能的新的演化模式,地质体中宇宙尘的判断标志;补充并发展了太阳星云化学不均一性模式与理论;论证中国K/T界面撞击事件,提出并证实新生代以来6次巨型撞击诱发地球气候环境灾变的观点;论证组成地球原始物质的不均一性、地球两阶段形成与多阶段演化及对成矿与构造格局的制约,提出地球与类地行星的非均一组成与非均变演化的理论框架。近年来,积极参与并指导了中国月球探测的短期目标与长远规划的制订,是中国月球探测计划的首席科学家。



●地质领域研究



陨石是太阳系的“考古”样品,是构成地球的初始物质,是太阳系平均化学组成的代表,是孕育生命起源的胚胎,是行星际空间的天然探测器。陨石中铀(U)、钍(Th)、钾(K)、锇(Os)、铼(Re)、铷(Rb)、锶(Sr)、钐(Sm)和钕(Nd)同位素组成的测定与年龄计算,提供了元素的起源、星云形成、星云凝聚、行星形成、撞击事件的一系列时标,给出了太阳系形成和演化的时间序列。



世界上规模最大的一次陨石坠落事件——1976年吉林陨石雨事件,给地质工作者提供了极好的研究时机,我国组织了以欧阳自远教授为首的由全国有关研究单位及高等院校参加的一个全国性联合科学考察组,对吉林陨石进行了世界上规模最大的深入而系统的综合研究,研究内容涉及岩石学、矿物学、 化学组成、有机质、年代学、同位素、热、宇宙线辐射、天体力学、碰撞演化史等方面,并先后与美国、德国、瑞士和日本等国密切合作, 发表了一系列具有国际先进水平的论文(有关吉林陨石论文百余篇)。经过多年的探索,欧阳自远院士在国际上首次提出了吉林陨石多阶段宇宙线暴露模式和吉林陨石形成演化模式。目前在陨石学研究领域该模式已成为一个经典模式,并被各国科学家广泛引用。在陨石系统研究的基础上,顺应科学技术发展的节奏与规律,先后开展了高空(33—38公里)、海底和地层中的宇宙尘,以及月球岩石等地外物质的研究,进而结合太阳系各行星的探测成果,进行比较行星学的理论研究和实验模拟。随着全球变化研究的深入进行,又开展了地球历史中地外物体撞击诱发气候和环境灾变与生物灭绝过程的研究,并从地球原始不均一性的形成与演化探讨全球构造演化与成矿控制。这些自成体系的研究工作,力图构筑起我国天体化学研究的理论框架。随着研究工作的深入和继续,又及时地进行了理论总结和升华。1988年,他完成了著作《天体化学》。正如国际同行专家评价的:“从世界范围的观点来看,这部《天体化学》是独一无二的”、“在西方,还没有在广度和权威性方面可以与之相媲美的著作出版”。



●探月领域研究



近年来,他积极参与并指导中国月球探测的近期目标与长远规划的制订,具体设计国内首次月球探测的科学目标与载荷配置和第二、三期月球探测的方案与科学目标,是中国月球探测工程的首席科学家。



1957年,苏联发射了第一颗人造地球卫星,对欧阳自远的刺激很大,他决定从核物理研究转向天体研究。1978年,美国国家安全事务顾问布热津斯基访华时送给我国领导人一件礼物——仅有1克重的月球岩石样品。有关部门将那块石头送到了研究天体学的欧阳自远这里。“美国去过6次月球,这块岩石是哪次登月采集的?采自月球的哪个地方?对于这些,我们当时都一无所知。我小心翼翼地取了0.5克作研究,另外那一半送到了北京天文馆。希望我们的人民也能亲眼看一看月球的一部分。”欧阳自远接着说:“仅研究这0.5克石头,我们共发表了40篇相关文章,最终我们确认这块石头是‘阿波罗17号’采集的,并确认了采集地点,甚至还确认了石头所在的地区是否有阳光照射等等。”



由于许多国家宣布进行新一轮的月球探测计划,欧阳自远从1994年起就开始向有关方面极力建议开展探月工程项目。



在这之前,1992年前后就已有科学家提出了“嫦娥奔月”的想法。当时为了迎接1997年香港回归,有人提出利用运载火箭往月球上发射一个象征中国的铁质标志,将其永远“烙”在月球上。但中央认为,“这完全是从政治角度考虑的,基本上没有什么科学研究价值”,所以最后被否决了。



后来,“863计划”专家组请欧阳自远递交一份正式的探月科研报告。到了1994年,专家组通过了欧阳自远的报告,并且得到了一笔经费。这是中国人花在月球上的第一笔钱。直到2003年底,报告被送进了中南海。2004年1月24日,温家宝总理在报告上签字,国家正式批准了“嫦娥一号”计划的实施方案。



经过从科学目标的确定到工程立项近10年的准备之后,欧阳自远承担了“嫦娥工程”首席科学家的重任。



听欧阳自远谈月球探测的长远规划,让人感到这是一曲神秘的奔月畅想曲。



规划可划分为三个阶段,即:“探”——不载人月球探测阶段;“登”——载人登月阶段;“驻”——建设月球基地,创造可供人居住、生活、工作、实验的条件,进行“驻”月的科学活动。



近期我国的月球探测是不载人月球探测,将分三期实施:



第一期:绕月探测。2007年发射我国第一个月球探测器——“嫦娥一号”月球探测卫星,绕月飞行一年,对月球进行全球性、整体性与综合性探测。除了达到科学目标和工程目标,还要初步建立我国月球探测技术研制体系,培养相应的人才队伍,推动月球探测活动的进一步开展。



第二期:2009年至2015年,对月球进行多次软着陆就位探测,用月球车巡视勘察着陆区域的地形地貌、地质构造、岩石成分与分布,探测月壤层和月壳的厚度、结构,记录小天体撞击和月球地震,开展月基天文观测,这些工作的目的,是为将来建立月球基地收集基本数据资料。



第三期:2015年以后,月面自动采样返回。发射小型采样返回舱,进行就位勘察,采集关键性月球样品返回地球,进行系统深入研究。在完成以上第一阶段三期的工作后,中国的载人登月计划就会全部浮出水面。

地球上的人类只能看到月球面貌的一半,在人们的心目中都感到月球是非常圣洁的,月球一直伴随着地球的沧桑变化,也一直伴随着人间的各种悲欢离合。自古以来有很多的神话和无数的诗词歌赋来歌颂和赞美我们的月球,我们中国人给月球起的名字,最好听的大概有五十个,所以月球在人类的心目当中是非常高尚、圣洁,是可以寄托、可以信赖的天体。但是我要告诉大家的月球是很严酷的,这是从月球上看到我们自己的地球。


对于月球来说,人们过去只能用肉眼看,从上世纪的1959年开始到1976年,人类一共发射了108个探测器探测月球,成功率不到一半。人类实现了六次载人登月,12名全是美国的宇航员登陆了月球,现在人类一共得到了382公斤来自月球的岩石。另外在南极的大冰盖里和一些沙漠里还找到了26块从月球掉到地球上的石头,中国的南极考察队在南极还找到了两块从火星掉到地球上来的岩石。 当然大家一定会问,你怎么知道是月球上来的,火星上的石头怎么掉到地球上来,其实很简单,譬如别的小天体撞击月球和火星,只要它撞出来的岩石碎块的速度大于逃逸速度,就能够脱离火星或月球在太阳系中漫游,总有一些岩石碎块有机会掉到地球上,而掉到地方上别的地方找不到,只有掉到南极的冰块里,或者沙漠里才能保存而被找到。


过去人类对月球进行了108次探测,虽然探测了那么多次,但是对月球的了解仍然是很肤浅的。(幻灯片中)红点是前苏联采样和着陆的地方,黄点是美国的软着陆的地方,绿点是阿波罗登月的位置,大概也就19个点,所以人类对于月球的认识还是很肤浅的。


现在网上有传言说,美国阿波罗登月是假的,是在摄影棚里拍的,我可以负责任说阿波罗登月是真的,真的上去了,而且我还研究过它的样品。1978年卡特总统的安全事务顾问布热津斯基到中国访问,送给华主席两件礼品,一件是一克月球样品,一件是中华人民共和国的国旗,发射上月球后返回来的。我们组织了全国的有关力量研究,只用了半克样品研究,发表了十几篇文章,我们可以证明它是在哪采的,样品的编号,样品的物理、化学特点,样品的矿物组成和岩石结构,样品的成因等,这些都是可以证明人家真的上去了,还有半克样品提供给北京天文馆供公众观看。


由于月球表面是超高真空,有人觉得美国国旗迎风招展不可能,但是我要解释当宇航员把旗杆插入月球表面的时候,一松手旗杆摆动,由于月球表面是超高真空,没有空气阻尼,会比较长时间振动,所以拍片子的时候旗子一直在晃动。


阿波罗登月一共花了256亿美元,大约合现在2000多亿美元,它导致了一大批科技工业群体的诞生,带动了整个上世纪二十年的全部高新技术的发展。阿波罗产生了三千多项技术,到现在人类仍然受益不浅,投入产出比是1:14。它是一项科学工程,同时取得了巨大的经济效益,由于阿波罗的胜利,苏联在空间的霸权争夺上彻底失败了,从而影响到冷战的结束甚至苏联的解体。


经过长期的探索人们知道了月球上是真空状态,它会有两个结果,一个是没有声音的传导,月球上谁说话也听不见,月球上是没有任何声响的;另外月球没有空气,就无法传播热量,所以照着太阳的地方是110-130℃,没有照着太阳的地区为-130℃-- —150℃。月球的表面环境极其严酷。另外我们都知道,地球有一个很标准的南北极的磁场,所以自古以来中国人发明了指南针,全世界受益匪浅。火星探测结果也没有南北极,而是众多的南北极。月球探测的结果是没有磁场,曾经有过而现在磁场消失了。大家知道,磁场的产生是有电流的流动,流动的方向反了,南北极就倒转了,地球历史上南北极经常倒转。目前,月球内部已经冷凝固化,月球里面没有带电流体的流动,因而磁场就消失了,证明月球内部是一个固体状态,就是一块大石头。任何行星包括太阳,既然有它的诞生,也必然也它的死亡和衰老。我认为这跟命过程一样。月球表面由于没有大气,砸得千疮百孔。月球上一公里以上的撞击坑就有33000多个,坑坑洼洼的,另外表面有很厚的土壤,有20-30米厚,这层土壤将能够为人类提供上万年的能源需求。


月球上最近发现有冰,怎么会有冰呢,因为在月球上有永远照不到太阳的地方,我们称为永久阴影区。当彗星砸到月球上,彗星是冰块加尘土组成的,一砸在月球上,碎块向四处溅射,溅射到永久阴影区的碎块就永远被保存下来。但是这些水毫无用处,你要跑到-150度的地方,把土都刮起来,冰的含量才0.3%左右,要加温,变成水蒸气,然后再收集冷却成蒸馏水,再运出来,这个成本极其昂贵,还不如自己带水,带一公斤的水上去大概得2万美元的成本。


另外月球上没有任何有机化合物和生命迹象。月球的内部结构很像我们的地球,有月壳、月幔和月核,也像一个鸡蛋,有蛋壳、蛋白和蛋黄。因为月球形成以来很快就冷却了,里面的东西还没有调整好,所以里面有很多的瘤子,这都是月球跟地球不一样的地方。


月球内部的能源是非常微弱的,有点像一个临死的躯壳在喘息着,因为月球内部已经没有岩浆和火山活动了,月震活动也很微弱。月球自46亿年前形成以来到31亿年是很活跃的,生命是旺盛的,到31亿年以后,月球再也没有强烈的活动了。它是一个古老的、僵死的星体,它内部的能量已经衰竭,它保留了在31亿年以前最古老的状态,不像我们的地球还有强烈的岩浆活动、火山喷发、 地震活动和板块运动这样沧海桑田。我们的地球还仍然有旺盛的生命力,但是将来也有一天会僵死下去,大约会在45亿年以后,那个时候没有火山喷发、板块运动、地震破坏,没有地震引起的海啸,地球会非常平静,但是地球的表面仍然是极其繁荣,因为地球表面所有的大气活动、生物繁演,不是地球内部控制的,而是太阳控制的。万物生长靠太阳,物种茂盛,我们人类的生活将会更美满,当然那是几十亿年以后的事情。


在上世纪六、七十年代,月球经过18年的密集探测,其实只有两个国家,完全是为了冷战的需要和空间霸权的争夺。随着冷战的结束、苏联的解体,大家认为第一次月球探测的高潮虽然得到了很多认识,但是花钱太多,效率太低,水平不高,另外一定要提出新的探测思路和新的方案,美国把全部的精力去搞航天飞机和太空站了。1994年以后,新的月球探测的思路又开始萌芽了,很多国家提出要重返月球,包括美国、俄罗斯、日本、德国、英国、巴西、乌克兰、印度,甚至也包括中国。因为月球条约规定它不属于任何国家,但是谁先利用谁先获益。



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