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第一回 考察火星
本故事的主要情节取材于本书主人翁林沁一博士的口述。我原本打算把它作为采访纪实的形式在《科学》上予以公开发表，但非常担心读者可能会由真入幻，产生歧义，甚至误入迷途。而且，若作为真实的故事来传述，也很可能遭世人非议和质疑。故事的主人翁是一位年轻的科学家，对发生在自己身上的这一段神奇的经历也是恍如梦境，并因为发生了这一段奇异的经历而改变了他的人生，在科学界被误解为是一位精神幻想症者，在媒体及至影视界则被热追着而成为一个科幻影视的不朽题材的源流者。从而不能过正常人的生活，至今仍无法从事科学研究工作，直到今天仍在夏威夷“休养”。我虽然最后从电话中征得主人翁的首肯，同意我发表采访手记。但经反复斟酌，我还是认为把它作为科学幻想的故事来描写比较妥当。因为这样，一方面我可以避开科学界和普通学者的质难，另一方面也可以插进一些外部情节，增加一点可读性。
因此，敬请读者不必求真，它仅仅是一部科幻小说而已。
说起本书的主人翁，恰是我学生的一个儿子，我们真正认识是在2002年的深秋，那正是国际天体物理学大会在巴黎召开的时候。因为我和我的合作伙伴在《自然科学》杂志上发表了《人类生命起源新证》一篇论文，不料被大会筹备组的一位科学家发现，于是我们三位受邀参加了这次国际性的学术交流大会。
会议期间，我们认识了欧洲空间局的W·欧文教授，并借机拜访了他，受到了他的热情招待。欧文教授的谦逊、博学、坦诚和礼貌实在出于我们的意外，给我们留下了铭心的记忆。欧文教授是当代负有盛名的天体物理学家，以他为主的物理研究所不仅在天体物理研究方面成果卓著，而且对宇宙和生命起源也有着深入的研究，对此欧文教授有自己独到的见解。他对我们三位业余天文爱好者有着如此的执着追求和理论研究成果也深为感动，分别时赠送给我们许多有价值的资料，并把他的个人网址和电子信箱告诉我们，希望彼此能及时交流一些信息。
由于，我们对于量子物理不甚了解，于是，我恭恭敬敬请教欧文教授：
“经典牛顿理论与爱因斯坦相对论及量子物理理论有时似乎是矛盾的，有时非常费解，甚至令人不解，但它们又都是正确的，这些理论如何让一般读者读懂并能接受。”
欧文教授笑了笑，并精要地做了讲解：
“是的，正如里查德·费曼教授所言，没有人懂得量子力学，甚至当时连爱因斯坦对量子力学的不确定性原理也非常反感，但科学实验证明量子力学理论是成立的，是正确的，并且在我们现代工业和生活中已开始应用，随着量子力学的进一步进展和量子力学在工程技术中的广泛应用，现在我们把量子理论应用于照相技术、硅片、电子显微镜、纳米技术，不久将来世界上将生产出量子计算机，今天利用量子工程的照相技术，可以捕捉到宇宙深处星星发出的光子，从而可以拍摄下宇宙深处绽开的美丽和神奇之花，而电子显微镜可以看清楚小于百万分之一针尖上的微小生物如同我们观看大象一样清晰，纳米技术最终可制造上月球的天梯，量了计算机的运算速度可以达到现有计算机运算速度的数亿倍，这就是量子技术为我们带来的不可思议而又可思议的神奇变化，为此，我们的生活和世界将发生革命性的进步和变化。”
欧文教授接着说：
“因为，大家对牛顿经典力学已十分熟悉，并且牛顿力学近几十年来已被广泛地应用于工业和科学技术领域，所以一般人对爱因斯坦相对论只听到名词而不熟悉其内容，对量子力学就更感陌生了，并且其内容也实在难以理解，对一般读者来说，只要了解牛顿力学就可以了。因为在我们的地球包括太阳系范围内物体的运动原则上适用牛顿定律，就象导弹发射的轨迹和近地卫星运行轨道的计算应用牛顿力学就可以解决一样，但是在更大的尺度上物体运动规律就不适用牛顿定律了，例如今后我们发射到远太空的星际卫星，若用牛顿力学去计算和设计就产生偏差。爱因斯坦相对论对时间和空间的描述是一种全新的描述，是深令人惊叹和遐想的，弯曲的时空确能引人入胜，使人想象万千，而E=MV2 所隐含的能量释放即可能为人类带来用之不尽的新能源，也可能同时带来大灾难，如用于制造核弹。但在更广阔的科学领域上却给人类带来了无限奇妙和想象，并且当最终因太阳系塌陷或爆炸时，它或许能为人类提供星际甚至宇宙间移民的理论可能。根据相对论，时间旅行在理论上成为可能。而量子力学所建立的物理理论，虽然是对微观世界的描述和精确计算，但根据量子理论推算的量子宇宙也是非常神奇的，它几乎把科学推向文学和艺术的殿堂，宇宙之大之奇实在不是我们所想象的，凡人类思维所能想象得到的，宇宙无一不在，想象不到的比已经想象得到的要更为丰富。相对论和量子力学是现代物理学的两大重要基石，它们为人类进一步探索和认识宇宙世界提供了工具和可能，这就是现代物理学，这就是科学。”
“在量子理论中有一个重要的原理，叫海森堡不确定性原理，这是怎么一回事？”我的一位同行李先生提出了这个我似懂非懂的问题。
欧文教授又为我们做了耐心而简要的介绍：
“根据经典的牛顿物理理论，只要我们知道物体现在的运动位置和速度就可以准确地计算出它在运动过程中任一位置和速度，的确，我们已经成功地运用牛顿理论准确地测量出太阳系九大行星的运行轨道，也把人造卫星送了天，并实现了阿波罗登月计划。但量子力学不同，它是一门很奇怪很奥妙的理论，海森堡不确定性原理也叫测不准原理，这个原理告诉我们，实验测量的精确度存在着原则上的极限，因为测量的环境总是对实验产生微小的影响，那怕是极其微小的干扰，因为它要观察和测量的是极微观的世界-量子世界，它根本不能依照我们的经验或从日常生活中的常识去想象在量子世界中将发生什么，在量子世界中，如果我们既想准确地知道一个物体（例如光子）的位置又想准确地知道或测定的它的速度是不可能的，要想准确地测定它的速度就不可能同时准确地确定它的位置，这就是海森堡不确定性原理，爱因斯坦开始对此也很怀疑，并与大科学家玻尔发生过著名的争论，最后爱因斯坦输给了玻尔，但爱因斯坦始终怀疑这一原理。”
关于牛顿及其科学成就，我们是熟知的，为了让部分读者对牛顿力学有一个初步的理解，这里不妨我们一起重温一下牛顿的科学生平及其力学知识。
牛顿1642年12月25日生于林肯夏郡沃斯索普村一个农民家庭，牛顿在出生前3个月父亲便去世了，3岁时母亲改嫁，他由外祖母抚养。1654年牛顿开始读小学，后在舅父的资助下进入格兰山姆镇皇家中学，1661年进入剑桥大学三一学院，1663年，三一学院创办自然科学讲座，牛顿成为了数学家伊萨克枣巴罗教授的学生，1664年成为巴罗的助手，1665年获文学学士学位，1668年获硕士学位，1669年巴罗辞去职务，牛顿晋升为数学教授，1670年牛顿担任了卢卡斯讲座教授，1672年他被选为皇家学会会员，此后一直在剑桥大学工作。1689年被选为代表剑桥大学的国会议员，1696年他被任命为造币厂督办，迁居伦敦，1699年担任了造币厂厂长，1701年牛顿辞去剑桥大学教授职位，退出三一学院。1703年被选为皇家学会会长。1705年受封勋爵，成为贵族。1727年3月20日逝世于肯新顿村，终年85岁，终生未娶。
牛顿是科学发展史上举世闻名的巨人。他奠定了近代科学理论基础，是以正确的思维方法指导科学研究的代表。他是一位自强、勤奋的“天才”，为世界自然科学的发展作出了不可磨灭的贡献，成为近代科学的象征。因为他为他的国家作出了巨大贡献，死后葬于威斯敏斯特教堂。牛顿的一生大部分时间从事科学实践、教学和理论的研究。从1672年他发表第一篇论文起，一生写出了多部极其著名的著作，如1687年出版的《自然哲学的数学原理》、1704年出版的《光学》等，在科学史上都具有重要价值。他在数学、物理学、天文学等多方面创造了惊人的奇迹。在数学方面，牛顿是微积分的创始人之一，同莱布尼兹一道名垂千古。1665年，牛顿在23岁时便发现了“二项式定理”和“流数法”，“流数法”就是现代所说的微分法。同时他还发现了流数法反演，即积分法。微积分的创立，是近代数学史上的一次重大变革，是真正的变量数学，为近代科学发展提供了最有效的工具，开辟了数学上的一个新纪元。
经典力学主要是由牛顿创立和完成的。因此，也可称为牛顿力学。它采用直观的几何方法，在解决简单的力学问题时，比分析力学方便简单。但它有很大局限性，只适用于物体运动速度远小于光速的范围。经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，它有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。随着物理学的发展，经典力学的局限性暴露出来。如第一个假定，实际上只适用于与光速相比低速运动的情况。在高速运动情况下，时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。第二个假定只适用于宏观物体。在微观系统中，所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。下面我们重温一下牛顿的三个基本定律。
牛顿第一定律。牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态．这就是牛顿第一定律。牛顿第一定律是通过分析事实、再进一步概括、推理得出的。虽然不可能用实验来直接验证这一定律，但是，从定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此，牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一。
牛顿第二运动定律。定律内容：物体的度跟物体所受的合外力F成正比，跟物体的成反比，的方向跟合外力的方向相同。而以物理学的观点来看，牛顿运动第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之变化率和所受外力之和成正比”。牛顿第二定律说明：（1）力和加速度同时产生、同时变化、同时消失；（2）F=ma是一个方程，应用时应规定正方向，凡与正方向相同的力或加速度均取正值，反之取负值，一般常取加速度的方向为正方向；（3）力是产生加速度的原因，力和加速度都是矢量，物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定。（4）自然界中存在着一种，在这种坐标系中，当物体不受力时将保持或静止状态，这样的坐标系叫惯性参照系。地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系，只在惯性参照系中才成立。
牛顿第三定律。两个物体之间的作用力和反作用力，总是同时在同一条直线上，大小相等，方向相反。说明：①力的作用是相互的，同时出现，同时消失；②相互作用力一定是相同性质的力；③作用力和反作用力作用在两个物体上，产生的作用不能相互抵消；④作用力也可以叫做反作用力，只是选择的参照物不同；⑤作用力和反作用力因为作用点不在同一个物体上，所以不能求合力。因此，要改变一个物体的运动状态，必须有其它物体和它相互作用。物体之间的相互作用是通过力体现的。
但是在体系中，与第三定律密切相关的动量守恒定律，却是一个普遍的自然规律．在有参与的情况下，动量的概念应从实物的动量扩大到包含场的动量；从实物粒子的机械动量守恒扩大为全部粒子和场的总动量守恒，从而使动量守恒定律成为普适的守恒定律。
牛顿在天文学上的另一重要贡献是对行星的运动规律进行了全面考察，特别是对开普勒等人的学说进行过系统的研究。1686年他在给哈雷的信中说明了天体可以按照质点处理并证明了开普勒的行星运动的椭圆形轨道以及彗星的抛物线轨道。牛顿还进一步发展了自己的理论，认为行星都由于自转而使两极扁平赤道突出，还预言地球也是这样的球体。由于地球不是正球体，牛顿就指出，太阳和月球的引力摄动将不会通过地球中心，因此地轴将作一缓慢的圆锥运动，这便出现了二分点的岁差现象。对于潮汐现象，牛顿也作出了解释，他认为这是太阳和月球引力造成的。
在物理学方面，牛顿取得了力学、热学、光学等多方面的巨大成就。牛顿是经典力学理论的开创者。他在伽利略等人工作的基础上，进行了深入研究，经过大量的实验，总结出了运动三定律，创立了经典力学体系。牛顿所研究的机械运动规律，首先是建立在绝对时空观基础之上的。绝对化的时间和绝对化的空间是指不受物体运动状态影响的时间和空间。在两个匀速运动状态下的观察者，对机械运动具有相同的测量结果。在高速运动状态下，这种时空观已不能采用，这时（运动速度与光速可以比拟），牛顿力学将被相对论力学所代替。在微观情况下，由于粒子的波动性已明显表现出来，牛顿力学将被量子力学所代替。牛顿在力学方面另一巨大贡献是在开普勒等人工作的基础上，发现了万有引力定律。牛顿认为：太阳吸引行星，行星吸引卫星，以及吸引地面上一切物体的力都是具有相同性质的力。牛顿用微积分证明了，任何一曲线运动的质点，如果半径指向静止或匀速直线运动的点，且绕次点扫过与时间成正比的面积，则此质点必受指向该点的向心力的作用，如果环绕的周期之平方与半径的立方成正比，则向心力与半径的平方成反比。牛顿还在力学发展中，首先确定了一系列的基本概念，如质量、动量、惯性和力等。经过牛顿的工作，力学已形成了严密、完整、系统的科学体系。
在热学方面，牛顿确立了冷却定律。他指出：当物体表面与周围存在温度差时，单位时间内从单位面积上散失的热量与这一温度差成正比。
在光学方面，牛顿同样取得了巨大成果。牛顿是白光组成的最早发现者，1666年他利用三棱镜进行了著名的色散实验，发现白光可以分解为多种颜色的光谱带。同时他还作出了多色光合成白光的实验。牛顿对各色光的折射率进行了精确分析，说明了色散现象的本质。他指出，由于物质对不同颜色光得折射率和反射率不同，才造成了物体颜色的差别，从而揭开了颜色之谜。对于光的本性，牛顿提出了光的“微粒说”。他的观点一定程度上反映了光的本质。他认为，光是由微粒形成，并且走的是快速的直线运动路径。应用光的微粒说可以很好地解释光的反射和折射现象，但对于衍射现象却无能为力。微粒说是关于光的本性的重要理论之一，他同惠更斯的波动说共同构成了关于光的两大基本理论。现代科学证明，任何物质都具有波粒二象性。牛顿在光学方面还有许多发现和研究成果。如1666年他制作了牛顿色盘；1675年曾利用凸透镜和平板玻璃观察到了一种干涉图样，称为牛顿环等。他对牛顿环进行过精细的测量，但是没有能够作出满意的解释。
牛顿对于宇宙的解释也是和笛卡儿等人一样，承认神是“第一推动力”，后来的牛顿可以说完全陷入了唯心主义。他的全部成就几乎都是在45岁以前取得的，尤其集中在23岁以前。以后的四十年中则完全陷入了对神学的研究。这是牛顿在哲学和科学上的局限性。
关于爱因斯坦在这里也作一个交代，因为本书不少内容涉及爱因斯坦的相对论。艾伯特·爱因斯坦于1879年3月14日在德国小城乌尔姆出生，他的父母都是犹太人，爱因斯坦有一个幸福的童年，他的父亲是位平静、温顺的好心人，爱好文学和数学。他的母亲个性较强，喜爱音乐，并影响了爱因斯坦，爱因斯坦从六岁起学小提琴，从此小提琴成为他的终生伴侣。爱因斯坦的父母对他有着良好的影响和家庭教育，家中弥漫着自由的精神和祥和的气氛。
爱因斯坦年幼时也未显出智力超群，到了四岁多还不会说话，家里人甚至担心他是个低能儿。六岁时他进入了国民学校，是一个十分沉静的孩子，喜欢玩一些需要耐心和坚韧的游戏，例如用纸片搭房子。1888年进入了中学后，学业也不突出，除了数学很好以外，其他功课都不怎么样，尤其是拉丁文和希腊文，他对古典语言毫无兴趣。当时的德国学校必须接受宗教教育，开始时爱因斯坦非常认真，但当他读了通俗的科学书籍后，认识到宗教里有许多故事是不真实的。12岁时他放弃了对宗教的信仰，并对所有权威和社会环境中的信念产生了怀疑，并发展成一种自由的思想。爱因斯坦发现周围有一个巨大的自然世界，它离开人类独立存在，就象一个永恒的谜。他看到，许多他非常尊敬和钦佩的人在专心从事这项事业时，找到了内心的自由和安宁。于是，少年时代的爱因斯坦就选择了科学事业，希望掌握这个自然世界的奥秘，而一旦选择了这一道路，就坚持不懈地走了下去，从来没有后悔过。
1896年，考进了联邦工业大学。大学期间，爱因斯坦迷上了物理学，一方面，他阅读了德国著名物理学家基尔霍夫、赫兹等人的著作，钻研了麦克斯韦的电磁理论和马赫的力学，并经常去理论物理学教授的家中请教。另一方面，他的大部分时间是去物理实验室去做实验，迷恋于直接观察和测量。1900年，爱因斯坦大学毕业。1901年，他获得了瑞士国籍。1902年，在他的朋友格罗斯曼的帮助下，爱因斯坦终于在伯尔尼的瑞士联邦专利局找到了一份稳定的工作——当技术员。
爱因斯坦就从书本上了解到光是以很快速度前进的电磁波，他产生了一个想法，如果一个人以光的速度运动，他将看到一幅什么样的世界景象呢？他将看不到前进的光，只能看到在空间里振荡着却停滞不前的电磁场。这种事可能发生吗？与此相联系，他非常想探讨与光波有关的所谓以太的问题。以太这个名词源于希腊，用以代表组成天上物体的基本元素。17世纪，笛卡尔首次将它引入科学，作为传播光的媒质。其后，惠更斯进一步发展了以太学说，认为荷载光波的媒介物是以太，它应该充满包括真空在内的全部空间，并能渗透到通常的物质中。与惠更斯的看法不同，牛顿提出了光的微粒说。牛顿认为，发光体发射出的是以直线运动的微粒粒子流，粒子流冲击视网膜就引起视觉。18世纪牛顿的微粒说占了上风，然而到了19世纪，却是波动说占了绝对优势，以太的学说也因此大大发展。当时的看法是，波的传播要依赖于媒质，因为光可以在真空中传播，传播光波的媒质是充满整个空间的以太，也叫光以太。与此同时，电磁学得到了蓬勃发展，经过麦克斯韦、赫兹等人的努力，形成了成熟的电磁现象的动力学理论——电动力学，并从理论与实践上将光和电磁现象统一起来，认为光就是一定频率范围内的电磁波，从而将光的波动理论与电磁理论统一起来。以太不仅是光波的载体，也成了电磁场的载体。直到19世纪末，人们企图寻找以太，然而从未在实验中发现以太。
但是，电动力学遇到了一个重大的问题，就是与牛顿力学所遵从的相对性原理不一致。关于相对性原理的思想，早在伽利略和牛顿时期就已经有了。电磁学的发展最初也是纳入牛顿力学的框架，但在解释运动物体的电磁过程时却遇到了困难。按照麦克斯韦理论，真空中电磁波的速度，也就是光的速度是一个恒量，然而按照牛顿力学的速度加法原理，不同惯性系的光速不同，这就出现了一个问题：适用于力学的相对性原理是否适用于电磁学？例如，有两辆汽车，一辆向你驶近，一辆驶离。你看到前一辆车的灯光向你靠近，后一辆车的灯光远离。按照麦克斯韦的理论，这两种光的速度相同，汽车的速度在其中不起作用。但根据伽利略理论，这两项的测量结果不同。向你驶来的车将发出的光加速，即前车的光速=光速+车速；而驶离车的光速较慢，因为后车的光速=光速-车速。麦克斯韦与伽利略关于速度的说法明显相悖。我们如何解决这一分歧呢？
19世纪理论物理学达到了巅峰状态，但其中也隐含着巨大的危机。海王星的发现显示出牛顿力学无比强大的理论威力，电磁学与力学的统一使物理学显示出一种形式上的完整，并被誉为“一座庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽的庙堂”。在人们的心目中，古典物理学已经达到了近乎完美的程度。德国著名的物理学家普朗克年轻时曾向他的老师表示要献身于理论物理学，老师劝他说：“年轻人，物理学是一门已经完成了的科学，不会再有多大的发展了，将一生献给这门学科，太可惜了。”
爱因斯坦似乎就是那个将构建崭新的物理学大厦的人。在伯尔尼专利局的日子里，爱因斯坦广泛关注物理学界的前沿动态，在许多问题上深入思考，并形成了自己独特的见解。在十年的探索过程中，爱因斯坦认真研究了麦克斯韦电磁理论，特别是经过赫兹和洛伦兹发展和阐述的电动力学。爱因斯坦坚信电磁理论是完全正确的，但是有一个问题使他不安，这就是绝对参照系以太的存在。他阅读了许多著作发现，所有人试图证明以太存在的试验都是失败的。经过研究爱因斯坦发现，除了作为绝对参照系和电磁场的荷载物外，以太在洛伦兹理论中已经没有实际意义。于是他想到：以及绝对参照系是必要的吗？电磁场一定要有荷载物吗？
爱因斯坦喜欢阅读哲学著作，并从哲学中吸收思想营养，他相信世界的统一性和逻辑的一致性。相对性原理已经在力学中被广泛证明，但在电动力学中却无法成立，对于物理学这两个理论体系在逻辑上的不一致，爱因斯坦提出了怀疑。他认为，相对论原理应该普遍成立，因此电磁理论对于各个惯性系应该具有同样的形式，但在这里出现了光速的问题。光速是不变的量还是可变的量，成为相对性原理是否普遍成立的首要问题。当时的物理学家一般都相信以太，也就是相信存在着绝对参照系，这是受到牛顿的绝对空间概念的影响。19世纪末，马赫在所著的《发展中的力学》中，批判了牛顿的绝对时空观，这给爱因斯坦留下了深刻的印象。1905年5月的一天，爱因斯坦与一个朋友贝索讨论这个已探索了十年的问题，贝索按照马赫主义的观点阐述了自己的看法，两人讨论了很久。突然，爱因斯坦领悟到了什么，回到家经过反复思考，终于想明白了问题。第二天，他又来到贝索家，说：谢谢你，我的问题解决了。原来爱因斯坦想清楚了一件事：时间没有绝对的定义，时间与光信号的速度有一种不可分割的联系。他找到了开锁的钥匙，经过五个星期的努力工作，爱因斯坦把狭义相对论呈现在人们面前。
1905年6月30日，德国《物理学年鉴》接受了爱因斯坦的论文《论动体的电动力学》，在同年9月的该刊上发表。这篇论文是关于狭义相对论的第一篇文章，它包含了狭义相对论的基本思想和基本内容。狭义相对论所根据的是两条原理：相对性原理和光速不变原理。爱因斯坦解决问题的出发点，是他坚信相对性原理。伽利略最早阐明过相对性原理的思想，但他没有对时间和空间给出过明确的定义。牛顿建立力学体系时也讲了相对性思想，但又定义了绝对空间、绝对时间和绝对运动，在这个问题上他是矛盾的。而爱因斯坦大大发展了相对性原理，在他看来，根本不存在绝对静止的空间，同样不存在绝对同一的时间，所有时间和空间都是和运动的物体联系在一起的。对于任何一个参照系和坐标系，都只有属于这个参照系和坐标系的空间和时间。对于一切惯性系，运用该参照系的空间和时间所表达的物理规律，它们的形式都是相同的，这就是相对性原理，严格地说是狭义的相对性原理。在这篇文章中，爱因斯坦没有多讨论将光速不变作为基本原理的根据，他提出光速不变是一个大胆的假设，是从电磁理论和相对性原理的要求而提出来的。这篇文章是爱因斯坦多年来思考以太与电动力学问题的结果，他从同时的相对性这一点作为突破口，建立了全新的时间和空间理论，并在新的时空理论基础上给动体的电动力学以完整的形式，以太不再是必要的，以太漂流是不存在的。光信号可能是用来对时钟最合适的信号，但光速不是无限大，这样就产生一个新奇的结论，对于静止的观察者同时的两件事，对于运动的观察者就不是同时的。我们设想一个高速运行的列车，它的速度接近光速。列车通过站台时，甲站在站台上，有两道闪电在甲眼前闪过，一道在火车前端，一道在后端，并在火车两端及平台的相应部位留下痕迹，通过测量，甲与列车两端的间距相等，得出的结论是，甲是同时看到两道闪电的。因此对甲来说，收到的两个光信号在同一时间间隔内传播同样的距离，并同时到达他所在位置，这两起事件必然在同一时间发生，它们是同时的。但对于在列车内部正中央的乙，情况则不同，因为乙与高速运行的列车一同运动，因此他会先截取向着他传播的前端信号，然后收到从后端传来的光信号。对乙来说，这两起事件是不同时的。也就是说，同时性不是绝对的，而取决于观察者的运动状态。这一结论否定了牛顿力学中引以为基础的绝对时间和绝对空间框架。
相对论认为，光速在所有惯性参考系中不变，它是物体运动的最大速度。由于相对论效应，运动物体的长度会变短，运动物体的时间膨胀。但由于日常生活中所遇到的问题，运动速度都是很低的（与光速相比），看不出相对论效应。
爱因斯坦在时空观的彻底变革的基础上建立了相对论力学，指出质量随着速度的增加而增加，当速度接近光速时，质量趋于无穷大。他并且给出了著名的质能关系式：E=mc2，质能关系式对后来发展的原子能事业起到了指导作用1905年，爱因斯坦发表了关于狭义相对论的第一篇文章后，并没有立即引起很大的反响。但是德国物理学的权威人士普朗克注意到了他的文章，认为爱因斯坦的工作可以与哥白尼相媲美，正是由于普朗克的推动，相对论很快成为人们研究和讨论的课题，爱因斯坦也受到了学术界的注意。
1907年，爱因斯坦听从友人的建议，提交了那篇著名的论文申请联邦工业大学的编外讲师职位，但得到的答复是论文无法理解。虽然在德国物理学界爱因斯坦已经很有名气，但在瑞士，他却得不到一个大学的教职，许多有名望的人开始为他鸣不平，1908年，爱因斯坦终于得到了编外讲师的职位，并在第二年当上了副教授。1912年，爱因斯坦当上了教授，1913年，应普朗克之邀担任新成立的威廉皇帝物理研究所所长和柏林大学教授。
此期间，爱因斯坦在考虑将已经建立的相对论推广，对于他来说，有两个问题使他不安。第一个是引力问题，狭义相对论对于力学、热力学和电动力学的物理规律是正确的，但是它不能解释引力问题。牛顿的引力理论是超距的，两个物体之间的引力作用在瞬间传递，即以无穷大的速度传递，这与相对论依据的场的观点和极限的光速冲突。第二个是非惯性系问题，狭义相对论与以前的物理学规律一样，都只适用于惯性系。但事实上却很难找到真正的惯性系。从逻辑上说，一切自然规律不应该局限于惯性系，必须考虑非惯性系。狭义相对论很难解释所谓的双生子佯谬，该佯谬说的是，有一对孪生兄弟，哥在宇宙飞船上以接近光速的速度做宇宙航行，根据相对论效应，高速运动的时钟变慢，等哥哥回来，弟弟已经变得很老了，因为地球上已经经历了几十年。而按照相对性原理，飞船相对于地球高速运动，地球相对于飞船也高速运动，弟弟看哥哥变年轻了，哥哥看弟弟也应该年轻了。这个问题简直没法回答。实际上，狭义相对论只处理匀速直线运动，而哥哥要回来必须经过一个变速运动过程，这是相对论无法处理的。正在人们忙于理解相对狭义相对论时，爱因斯坦正在接受完成广义相对论。
1907年，爱因斯坦撰写了关于狭义相对论的长篇文章《关于相对性原理和由此得出的结论》，在这篇文章中爱因斯坦第一次提到了等效原理，此后，爱因斯坦关于等效原理的思想又不断发展。他以惯性质量和引力质量成正比的自然规律作为等效原理的根据，提出在无限小的体积中均匀的引力场完全可以代替加速运动的参照系。爱因斯坦并且提出了封闭箱的说法：在一封闭箱中的观察者，不管用什么方法也无法确定他究竟是静止于一个引力场中，还是处在没有引力场却在作加速运动的空间中，这是解释等效原理最常用的说法，而惯性质量与引力质量相等是等效原理一个自然的推论。
1915年11月，爱因斯坦先后向普鲁士科学院提交了四篇论文，在这四篇论文中，他提出了新的看法，证明了水星近日点的进动，并给出了正确的引力场方程。至此，广义相对论的基本问题都解决了，广义相对论诞生了。1916年，爱因斯坦完成了长篇论文《广义相对论的基础》，在这篇文章中，爱因斯坦首先将以前适用于惯性系的相对论称为狭义相对论，将只对于惯性系物理规律同样成立的原理称为狭义相对性原理，并进一步表述了广义相对性原理：物理学的定律必须对于无论哪种方式运动着的参照系都成立。
爱因斯坦的广义相对论认为，由于有物质的存在，空间和时间会发生弯曲，而引力场实际上是一个弯曲的时空。爱因斯坦用太阳引力使空间弯曲的理论，很好地解释了水星近日点进动中一直无法解释的43秒。广义相对论的第二大预言是引力红移，即在强引力场中光谱向红端移动，20年代，天文学家在天文观测中证实了这一点。广义相对论的第三大预言是引力场使光线偏转。最靠近地球的大引力场是太阳引力场，爱因斯坦预言，遥远的星光如果掠过太阳表面将会发生一点七秒的偏转。1919年，在英国天文学家爱丁顿的鼓动下，英国派出了两支远征队分赴两地观察日全食，经过认真的研究得出最后的结论是：星光在太阳附近的确发生了一点七秒的偏转。英国皇家学会和皇家天文学会正式宣读了观测报告，确认广义相对论的结论是正确的。会上，著名物理学家、皇家学会会长汤姆孙说：“这是自从牛顿时代以来所取得的关于万有引力理论的最重大的成果”，“爱因斯坦的相对论是人类思想最伟大的成果之一”。爱因斯坦成了新闻人物，他在1916年写了一本通俗介绍相对论的书《狭义相对论与广义相对论浅说》。
相对论的基本假设是，即物理定律与参照系的选择无关。狭义相对论和广义相对论的区别是，前者讨论的是匀速直线运动的参照系（系）之间的物理定律，后者则推广到具有加速度的参照系中（非惯性系），并在的假设下，广泛应用于引力场中。相对论和是现代物理学的两大基本支柱。基础的，不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“时间和空间的相对性”、“”、“”等全新的概念。狭义相对论提出于1905年，广义相对论提出于1915年[爱因斯坦在1915年末完成广义相对论的创建工作，在1916年初正式发表相关论文]。 狭义相对论最著名的推论是，它可以用来计算核反应过程中所释放的能量，并导致了的诞生。而广义相对论结论就是：四维弯曲时空，有限无边，，引力透镜，大爆炸宇宙学说，以及二十一世纪的主旋律--黑洞等等。
相对论应用的并不是普通的，而是。相信很多人都知道非欧几何，它分为与黎氏几何两种。黎曼从更高的角度统一了三种几何，称为黎曼几何。在非欧几何里，有很多奇怪的结论。三角形内角和不是180度，圆周率也不是3.14等等。因此在刚出台时，倍受嘲讽，被认为是最无用的理论。直到在球面几何中发现了它的应用才受到重视。相对论预言了引力波的存在，发现了与引力波都是以光速传播的，否定了万有引力定律的超距作用。当光线由恒星发出，遇到大质量天体，光线会重新汇聚，也就是说，我们可以观测到被天体挡住的恒星。一般情况下，看到的是个，被称为坦环。爱因斯坦将场方程应用到宇宙时，发现宇宙不是稳定的，它要么膨胀要么收缩。当时认为，宇宙是无限的，静止的，恒星也是无限的。于是他不惜修改场方程，加入了一个宇宙项，得到一个稳定解，提出有限无边宇宙模型。不久哈勃发现著名的，提出了宇宙膨胀学说。爱因斯坦为此后悔不已，放弃了宇宙项，称这是他一生最大的错误。在以后的研究中，物理学家们惊奇的发现，宇宙何止是在膨胀，简直是在爆炸。极早期的宇宙分布在极小的尺度内，宇宙学家们需要研究粒子物理的内容来提出更全面的宇宙演化模型，而粒子物理学家需要宇宙学家们的观测结果和理论来丰富和发展粒子物理。这样，物理学中研究最大和最小的两个目前最活跃的分支：粒子物理学和宇宙学竟这样相互结合起来。就像序言中说的那样，如同一头怪蟒咬住了自己的尾巴。值得一提的是，虽然爱因斯坦的静态宇宙被抛弃了，但它的有限无边宇宙模型却是宇宙未来三种可能的命运之一，而且是最有希望的。近年来宇宙项又被重新重视起来了。黑洞问题将在今后的文章中讨论。黑洞与大爆炸虽然是相对论的预言，它们的内容却已经超出了相对论的限制，与量子力学，热力学结合的相当紧密。狭义相对论和广义相对论建立以来，已经过去了很长时间，它经受住了实践和历史的考验，是人们普遍承认的真理。相对论对于现代物理学的发展和现代人类思相的发展都有巨大的影响。相对论从逻辑思想上统一了经典物理学，使经典物理学成为一个完美的科学体系。狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个体系，指出它们都服从狭义相对性原理，都是对洛伦兹变换协变的，牛顿力学只不过是物体在低速运动下很好的近似规律。广义相对论又在广义协变的基础上，通过等效原理，建立了局域惯性长与普遍参照系数之间的关系，得到了所有物理规律的广义协变形式，并建立了广义协变的引力理论，而牛顿引力理论只是它的一级近似。这就从根本上解决了以前物理学只限于惯性系数的问题，从逻辑上得到了合理的安排。相对论严格地考察了时间、空间、物质和运动这些物理学的基本概念，给出了科学而系统的时空观和物质观，从而使物理学在逻辑上成为完美的科学体系。
通过参加这次会议，我们三位收获很大，不仅得知当今国际对天体物理和生命科学研究的前沿信息及其成果，而且让我们认识了欧文教授这样的一位世界级科学大师。
会后，我们游览了巴黎。
秋天的巴黎，天空格外明朗，朵朵薄云停留在蔚蓝的天穹，使人感觉到这儿的天特别的高。晌午时分，我们刚从巴黎的一个地铁站出来，分明听到有人在背后呼叫：
“林老师，你是林老师吗？”
“是我，你是--，呵，原来是你啊，伊美。”
在异国他乡遇到熟悉的乡音显得特别敏感，我一转过头，喜不自禁，马上发现原来是我的一位学生在喊我。
我的学生名叫詹伊美，中国浙江人，毕业于中国南京航天航空大学，毕业后先是留校继而又在南京紫金山天文台工作。后来，因其丈夫掌管的法国一家电子公司人手不济，同时也为了照顾丈夫的身体，她便辞职去了法国，作丈夫的助手，协助料理公司的一些内部事务。不幸的是前年丈夫患了不治之症谢别了人寰。她有一位儿子，名叫林沁一，小时候我见过，是中国某科技大学的毕业生，现在美国一所大学的天体物理研究所当研究员，在天体空间实验室工作。
当时詹伊美见到我时显得格外的高兴，非常热情地邀请我们去她家做客。并告诉我们，其儿子也刚从美国归来探望她，我们愉快地接受了她的邀请。当日我们一行三人与其母子俩共进晚餐。晚餐上我们饱尝了詹伊美做的色香味俱佳的地地道道的中国南方家常菜。当时的情景虽然没有达到“老乡遇老乡，两眼泪汪汪”的情景，但也是他乡遇故知，彼此心中既高兴激动，又不免多少有些怀旧的情愫。詹伊美打开了法国产的金浆白兰地，片刻的功夫，几杯葡萄酒灌进胃袋子，大家竟各自高谈阔论起来，海阔天空、古往今来，到后来竟有一点唇枪舌战的火药味 漫谈中我们才获知林沁一居然是美国天体物理学界崭露头角的一颗新星，这才引起了我们的注意。端详一瞧，好一个林沁一约摸一米七八的身材，长得头平额宽国字脸，两道浓黑的剑眉直入天仓，深邃的目光映射出炯炯的神光，高悬的鼻梁下，有一张弯弓似的嘴巴，只是白晰的皮肤与这副武帅型男子汉的脸不大相称，从面相看谁也找不出他是一位学究式的洋博士。于是，我们的话题自然而然地转入了天体生命物理学上面来。
正当我们谈天说地快至高潮处，詹伊美似乎想起一件事，稍许，问林沁一：
“沁一，你不是说这次带你的女朋友一起来吗，怎么仍是一个人，是不是分手了？”
这话不问犹可，这一问不但把当时的谈话兴致淡化了许多，而且林沁一的神情也悄然伤感起来，于是也就引发出一连串的故事来。 故事得原原本本地从人类探测外星生命说起。
我们人类对于地球以外是否存在着高级智慧生命原先是没有怀疑的，至于如何称呼和表述外星人则各不相同，但是有一点是相同的，那就是外星人往往具有超凡的力量和智慧。然而，随着科学技术的发展和文化的进步，特别是到了现代文明时代，许多自然科学家和一些有专门知识的人开始怀疑外星生命的存在，其怀疑或否定的主要依据是我们都没见过外星人，谁都没见过就是不存在，这是唯物主义，这是科学。
然而，随着近几年的诸多考察和对某些奇异天象的出现以及对历史上奇迹的新的研究，许多人包括科学家们又不得不相信宇宙间似乎有一种超自然的力量存在并维护着宇宙运行的秩序。否则，许多事实和现象均无法得到圆满的解释。
诚然，要肯定外星生命的存在，毕竟缺乏科学的依据和事实的直接证据，就是FUO真的存在，也只是匆匆来匆匆去，始终没有给我们留下什么，谁知道它是谁，谁也不能说服谁，大家都是在探索之中，都是根据发现的某些现象和某一种理论而做出种种推断。因此，这个问题长期以来困扰着人们的头脑，特别是对于生命科学家和天体物理学家来说，真是欲罢不能，欲解无方，既痛苦又快乐地寻找谜底。他们知道要真正弄个水落石出，唯有直接去考察地球以外的天体，直至找到活生生的证据。
科学家们这样想了，也开始这样做了。为此，人类开始进行太空探索。限于科学技术和工具，人类只能首先对自己的近邻月球进行考察，通过对月球的几十次考察，特别是其中几次的登月活动，科学家们终于在月球上发现了文明的遗迹和一些不解之谜，似乎月球应该在过去的某段时期曾经有过生命活动的痕迹，这样才能解释清楚许多事实。其实，通过对月球的实地考察，前苏联和美国的科学家们已深信不疑，月球上曾有过智慧生命的活动或存在，后来因为月球环境的变化，这些智慧生命才外迁至其他星球，这些智慧生命究竟原本就是地球人还是外星人，就不得而知了。关于这方面的证据前苏联的登月考察档案中已有明白无误的记录，这些记录现在仍然封存于俄罗斯的国家档案局作为最高机密而保存。我们不知道她们为什么不对外公开这些档案，美国航空航天局也有相似的资料。
然而，不管怎么说，现在月球上确实没有直接存在生命的证据。
为此，科学家们把目光投向了金星。科学家们起初认为，金星的半径、质量、密度等与地球接近，是地球的姊妹行星，金星对人类来说充满了未知数，可能存在着生命。为了弄清楚金星上是否具有生命，美国于1962年发射了“水手”1号、“水手”2号，其中“水手”２号从距金星35000千米处飞过，成功地实现了航天器首次飞越金星，考察数据说明金星的表面温度高达摄氏400多度。1967年发射的金星探测器“水手”5号， 1973年发射的金星探测器“水手”10号，又两次对金星进行了观察。特别是1978年5月20日发射的“先驱者-金星”1号探测器经过长距离飞行，于同年12月4日到达金星并围绕它飞行，它用雷达探测了金星地形、地貌，以判断其是否存在生命的地理、地质条件。后来，又发射了“先驱者-金星”2号，“先驱者-金星”2号到达金星后向金星大气释放了4个探测器，探测器在向金星表面坠落的过程中，获得了金星大气、云层、磁场等各方面的数据。几乎与此同时，也就是从1969年至1981年间，前苏联的金星5号至14号探测器也先后在金星表面着陆成功，执行了多项科学考察任务。后来美国又于1989年发射了“麦哲伦”号金星探测器，这颗探测器运用综合孔径雷达对金星表面进行了探测，这次探测进一步了解到金星的磁场和表面气温等数据。 通过上述对金星的多次反复考察，现在可以肯定地说，金星不具备智慧生命的生存条件。因而各国科学家放弃了对金星的进一步考察。
于是，科学家们把目标指向了水星。美国发射的“水手10号”飞船，曾3次飞临水星，发现了水星的磁场和磁层，并探测出水星大气的主要成分是氦，飞船上的两个摄像机拍摄了多幅图像，揭示出水星地形是由大量的陨石坑和盆地组成的。综合考察分析的数据，证明了水星上没有生命的迹象。
太空生命考察到了这一步，科学家们开始坐下来进行冷静的思考和分析。因为如果按照这样的考察方法即继续一步一步的逐个考察天体，科学家们感到这样的做法所耗费的时间和精力实在太大，再说政府的预算支出也很大，政府对此已有微言。因此，在一次世界性天体物理学大会之后，美国、前苏联和欧洲空间局的科学家们坐在一起，对太阳系的九大行星及主要卫星的所有考察资料进行了“合并和梳理”，并且建立起大型的太空生命探测结果数据库，通过计算机模拟系统百万次的计算，计算的结果显示：近邻地球的火星，距太阳约1.5个天文单位之遥,但最近处只有56000万公里，它在很多方面与地球十分相似，有着坚硬和松软兼存的地表层，有明显的四季交替，还拥有随四季变化的极冠，特别是火星上有“人工”运河的痕迹和曾经拥有大量的淡水，它是目前我们所知地球外最有可能存在生命的地方。于是，全世界探测宇宙和生命方面的科学家们均把太空生命探索的目标投向了火星。
首先是前苏联于1962年11月发射了“火星1号” 、“宇宙21号”，接下来是美国发射了“水手3号”，但均遭失败。失败反而更加激起了人类的兴趣和向往，美国航天局于1965年1月28日成功地发射了“水手4号”，于1965年7月14日在距离火星一万公里的高空成功掠过，获得了第一批火星的照片。1974年，前苏联发射的“火星5号”宇宙飞船也成功地飞到了火星的近轨道，首次拍摄了火星的彩色照片。随后两国又相继发射了20多艘飞船执行了探测火星的任务，更加详细地了解了火星的情况。其中最成功的是美国于1975年飞空的“海盗”1号、2号火星探测器分别于1976年7月、8月成功地在火星着陆，“海盗”号的着陆器在降落过程中打开降落伞，在火星表面软着陆，拍摄了火星表面全景，测量了大气温度的分布情况、火星大气压的情况。有关数据表明火星上确有干涸的河床，有流水冲击的特征，这说明在过去火星曾有过大量的水，水是生命存在的必要条件，这大大激发了科学家们进一步探索火星的兴趣。但海盗号飞船的进一步分析结果，却表明目前火星大气和表层物质中没有有机分子的存在。摄像机监视结果也表明目前火星上没有生命活动的迹象。因此科学家们初步下了结论：火星表面现在已没有生命，严格地说，是没有与地球上人类相类似的生命。
但科学家们仍然不愿放弃对火星的探索，因为人类在可预见的未来，还暂时没有能力到达太阳系以外的太空去亲自漫游。因此，科学家们现在是全力以赴，“孤注一掷”，要亲自登陆火星进行实地考察，彻底弄清楚火星上是否存在过智慧生命。
在考察火星的长时间内，欧美的科学界曾不公开的流传着这样的说法：火星上智慧生命存在的具体证据，早被飞临火星考察的美国科学家所私下隐藏。这一点在美国航天局和天体物理科学界已不是秘密的秘密，并且广为传谈，后来经过无数中间环节的添油加醋，成为现代科幻小说和电影制作者的绝好素材。
1988年美国政府在本国科学家和欧洲空间局科学家的劝说下，为了进一步弄清楚火星上是否存在智慧生命，终于下决心研制新一代载人火星探测器，于1992年研制成功，同年，美国航天局向火星发射，这新一代载人火星探测器就是“火星观察者”号飞船。火星距地球约0.524个天文单位合7840万公里，“火星观察者”号飞船时速约为每小时15500公里，经过七个多月的星际飞行，“火星观察者”号飞船成功地在火星表面着陆。“火星观察者”飞船带有两名宇航员，她们到达火星后对火星进行了全面的实地考察，陆续发回了一些很有价值的资料，其中包括火星曾有过的大洪水痕迹和河床图片，并发现火星表层土壤中含有一种未知的真菌。就在“火星观察者”号飞船准备返回地球的前１５分钟，飞船与美国航天局失去了联系，失去联系后，至今杳无音讯，两名宇航员也因此悲壮地献出了自己宝贵的生命。
当时，飞船上的两位宇航员中有一位是年轻的女博士，年方二十八岁，名叫L.沁依琳，是一位美藉华裔天体物理科学家。当时，这一事件引起了全世界航天界的震动和关注，美国最高当局以最高机密封锁了所有的消息和材料，对外界公布只是说航天器因机械故障而失事，并且当时外界一般公众也不知道美国已有载人飞船的航天技术。但后来的事情令不知情的科学家感到蹊跷，这就是本来对探测火星并不积极的美国当局，自从１９９３年“火星观察者”号飞船失事这起事件后，反而对探测火星产生了浓厚的兴趣。直到今天美国航天局有关档案解密后才知晓，原来在１９９３年获得的火星资料已初步显示和表明了火星上的土壤和大气与地球近似，并且发现火星表层留下了一些非常明显的属于文明智慧产物的遗址。当时在飞船失事之前，美国航天局航空控制中心曾收到火星探测器上宇航员发出的呼救讯号。这些不仅令当时参与此事的科学家们大为惊奇和喜悦，包括美国总统在内的美国政要对火星是否具有生命之谜也产生了前所未有的兴趣。于是美国总统令国防部以追加国防预算支出的名义,拨专项资金继续研制火星探测器，这是后话。
现在话题先说Ｌ．沁依琳的失踪，使她的未婚夫－她的同事也是她的同学―也就是中国留美博士林沁一产生了巨大的悲伤。悲伤之余，林沁一在寻思：一般航天器失事，政府在公布失事之前是要组织专家对事故原因进行详细的分析，公布时都会说明失事的具体原因，唯独这次既没有说明失事的具体原因，也没有公开组织专家进行进一步的事故原因分析，而从当时探测器返回的信息数据来看也看不出探测器出现故障，只是联系讯号中断，中断后就一直失去联系，这是令人费解的。并且从政府原先的不积极到主动投入巨资研制新一代的探测器来看，这里头确实有许多“隐情”。凭一个专业研究天体生命科学家的直觉，两名宇航员很有可能是在火星上发生了“意想不到的事件”后，与地球失去联系的。
再说美国航天局在政府的支持下，通过三年的努力，于1996年研制出新一代的航天器，这一代航天器比１９９2年的“火星观察者”更先进，取名为“火星探路者”。同年12月底美国发射了“火星探路者”探测器即飞船，飞船乘载着三名宇航员，经过整整7个月的星际飞行，于1997年7月4日在火星的阿瑞斯平原着陆。火星探路者飞船携带了一个六轮小车，这六轮小车叫火星旅居者，可以在火星的表面漫游，车内可以乘座两名宇航员，因而这六轮小车也叫做火星漫游者。林沁一本来就是研究天体生命的科学家，何况上太空出现意外是经常的事，一般科学家是不愿意去的，愿意上太空的不是具有冒险精神的就是具有献身精神的人。因此，当林沁一经体检后知道自己的身体条件可以上太空时，就向美国航天局申请要求上太空考察，林沁一一经申请，美国政府即予批准。林沁一之所以自觉申请，其中为了解开Ｌ．沁依琳失踪之谜是主要原因。
对那次火星之旅的具体情形，每一个细节林沁一都记忆犹新。
那真是一次奇迹之旅。
当时，林沁一与其他两位科学家一起随着“火星探路者”飞船从美国的一个航天基地起飞，经过七个月的飞行，“火星探路者”飞船安全到达火星近轨道。到达火星近轨道后，“火星探路者”飞船放下了火星表面着陆器，火星表面着陆器与飞船分离后顺利着陆，着陆后着陆器又分离出“火星探路者”飞船携带的火星“旅居者”号六轮火星车。林沁一与另一位Ｓ．Ｕ博士随“旅居者”号火星车在火星表面行走，还有一位宇航员仍然留在“火星探路者”飞船内保持与地球和他们之间的联系，这艘飞船就留在火星近轨道上。“旅居者”号六轮火星车根据电脑中已有的火星地形地貌等数据，自觉地沿着一个比较平坦的方向行走，开始对火星进行实地考察，同时也在努力寻找三年前失踪的“火星观察者”飞船的痕迹。
林沁一通过观察窗了望火星大陆，原来这里是一望无际的小丘陵与沙漠交际的黄褐色大地，表面崎岖不平，地表干涸但没有裂痕，当然没有发现植物和动物，与地球上荒无人烟的非洲大漠倒有几分相似，只是心里感觉到更加冷漠。他们搜索了一个多小时，没发现什么特别景物，两人商议后准备到另一面去探寻。于是启动核动力飞升器，这时六轮小车收起了轮子封闭了观察窗，形状变成了稍微拱起的碟形状，升空后箭一样地贴着火星表面飞向火星的另一面。
大约过了一刻的功夫，六轮小车已穿越了火星的半个球面，他们选择了一个比较宽广的地平面停了下来。打开观察窗，环视四周，这里是一片典型的丘陵地貌，他们尽量循着相对宽敞和平坦的路线前进。蓦地，他们惊喜地发现前面不远处似有建筑物一样的遗址。于是，他们稍微加快速度往前走，果不出所见，真是一处古建筑群，并且有三座看似已经废弃的天象观测台，虽然面积不大，但已足以令人震撼。林沁一赶紧启动自动摄像系统，首先对准了一座观星台，这观星台虽已风烛残年，但轮廓分明，就像是中国河南登封那座天文台上的观星台，其次又把镜头对准了另一座观象台，这座观象台还比较完整，好像是中国北京移过来的那座观象台，接下来他们摄下了第三座类似于南京紫金山天文台上的那个“天体仪”，然后，他们又从不同的角度拍摄了几张。拍摄完毕，六轮小车转过一个小山丘，这更使他们激动不已，他们简直不敢相信，在他们的左边不远处竟然排列着酷似英国索尔兹伯里北面的著名的巨石阵，在右边又是一座类似于古玛雅著名的天文台，而在右前方还有仿是印度德里的天文台和韩国的庆州观星台。所有这些都一一地被他们摄入了镜头，而这些资料至今仍密封在美国航天局的档案室里。档案里的部份资料在若干年后被英国的一位无名电脑黑客所下载，这位黑客把偷袭的资料高价卖给了一位电影编剧家，科幻电影《火星人》的部份情节和画面就是据此所编。
大约经过三个小时的漫游、观察，他们探测到在附近不远处有微弱的电波信号，这令林沁一大为惊喜。他们立即校正电波探测仪，打开“旅居者”号火星车自动跟踪器进行跟踪探测，约摸过了一个多小时，跟踪探测的发现结果把他们惊呆了：上帝呵，你瞧，１９９３年失去联系的“火星观察者”探测器下放的火星车现今仍完好无损地静静地躺在那儿等待着来访者前来造访呢！
此刻，谁的心脏不会剧烈地跳动，林沁一和S·U博士同时沉默了许久。是梦幻，还是真像，就是上帝也不会相信眼前的事实！是谁令人类的探测器停止了飞行？是谁虏走了人类的宠儿？既然这样做了为什么还要留下这东西让人类去破解？难道他们没有想到人类会追踪寻源吗？也许他们没把这当作一回事，也许他们根本就没有把人类放在眼里，不管你设多少个问号或或许，问题和答案都一样，只能是一个又一个自以为是的假设或猜测。
此时的林沁一仿佛感觉到自己的心脏已经停止了跳动，这实在是梦幻成真。S·U博士也几乎说不出话来，激动不已。林沁一镇定了一下自己，决定亲自离开“旅居者”号火星车出走，只身到“火星观察者”探测器放下的火星车上去考察和寻找答案。他穿上太空行走服，带上应带的一切，先从“旅居者”号火星车的操纵室进入密封仓，在密封仓内通过调整气压等一系列操作后，然后按下自动钮，速即林沁一被轻轻地弹送出密封仓，就这样一个活生生的地球人来到了火星陆地上。直接踏着火星大地面对火星与座在探测器内看荧视屏上的火星和通过观察窗观看火星，那感觉那境界真是大不相同，用天壤之别来形容也不为之过。
你看、你听，火星大陆那坎坷不平的大地似乎在倾诉自己多灾多难的风雨历程，那赤碣色裸露的胸膛和皮肤上斑斑痕迹不就是生命与大自然相博的明证吗？那逶迤万里的干涸河床谁人能保证不就是几万后地球上的长江和黄河呢？也许数百万年前或更早一些火星也同人类地球一样绿色成荫、郁郁葱葱、鸟语花香。虽然此时此地感觉到的是冷寂再冷寂、荒芜再荒芜、没有生命气息，但当你达到忘我境界时，你向远处伸展再伸展、向深处探视再探视，你就会发现这里与地球的某些地方并无二致，这里有高山、有江河、有岩石、有泥土，只不过高山无树木，江河无水流，岩石无菁苔，泥土无虫草，这就是今天的火星外貌，可这不也可能成为人类地球的未来写照吗？！
当时，林沁一一着陆即感到身体似乎有点失去重心，甚至失去了自我，走起路来，扭扭盈盈又木木板板，身体轻时如穿救生衣飘浮在海水之上，身体重时有如负重荷登泰山之劳累，大约经过十分钟的漫步，林沁一终于接近了那火星车。但要打开火星车的进出仓门是不可能的。幸运的是林沁一在上天之前已有梦想成真的准备，因为他要找到Ｌ．沁依琳， 即使找不到人也要找到遗物，那怕是一点蛛丝马迹也好。所以他执着建议航天局指挥官让他随身携带了一支大功率微型激光枪，这样便于在考察火星时切割岩石样本，此时正好派上用场。林沁一拿出激光枪割开了火星车工作座仓处的一块合金板，刚好只身进去。工作座仓其实差不多只有2立方米体积的大小，内部设满了密密麻麻的按钮，对于这些按钮林沁一是了如指掌的，他环视了一圈，伸手按了一下录音放音钮，这时录音盒中传出了微弱但尚清晰的令林沁一永生难忘的声音：“．．．．．．我们的设备仪器无损，但我们收不到你们的讯号，与你们联系的各项操作失效并且不能行动．．．．．．我们遇到了三位不明身份的来客．．．．．”。林沁一的心颤抖了，原先的预感真的被证实了，Ｌ．沁依琳她们难道真的是被外星人掳走的？他不会相信，也不敢相信，他真的不敢相信。
但事实，对于一个科学家来说是严酷的，也是必须承认的。不过，有时事实也许时一把双刃剑，一面是真像，一面是假象，表面的现象也是事实，但可能是假象，眼前的现象是假象吗？不是，是真象，是确确凿凿的事实。但面对这一奇迹般的事实，林沁一也不轻易地下结论，在下结论之前，他要先冷净地进行一番思考和分析，这是科学家所固有的思维。思维分析凭借的是思维逻辑，眼前的事实作何解释，难道是录音有误？为什么没有遗物？林沁一的思维之神飞向了生命之巅，飞向了生命之源，飞到了智慧的尽头，飞到了宇宙的终极处。假如他所爱之人仍在众生的生命之中，还没有消亡，他要站在生命之巅俯瞰芸芸众生，从中重新找到所爱之人；假如他所爱之人已先他而去，他要驰骋于原始生命的森林源头，呼唤所爱之人的魂灵依附自心；假如他所爱之人已远赴宇宙深处的另一世界，他要借助智慧之神，遍访宇宙极端，找到心上人。
林沁一已记不清自己几次反复播放了那段录音，最后他再一次环视了火星车工作仓，并拍摄了照片，若有所失地离开了，怏怏然回到自己的“旅居者”号火星车座仓内。过了好一会儿，才稳定住自己的情绪。然后一字一顿地对同来的Ｓ．Ｕ博士说：
“有一件事我得告诉你，但你必须先在上帝面前发誓，不对第三者说起。”
Ｓ．Ｕ博士马上意识到林沁上发现了天大的秘密，因为在美国，谁要是掌握了最高机密，不管是商业的还是军事的还是其他尖端科学，得终生受到“监视或软禁”，当然这种监视或软禁只是人身自由在一定范围内受到限制，物质生活和待遇并不受到影响。除非有朝一日那项机密解除，何况林沁一还要返回自己的祖国呢。Ｓ．Ｕ博士点头表示同意，并举手以上帝的名义起了誓。林沁一把自己发现的一切告诉了Ｓ．Ｕ博士，并请Ｓ．Ｕ博士也亲自去考证一番。这件事自始至终他们没有对任何第三者说起，包括当时留在“火星探路者”飞船内的那一位同事。林沁一之所以对此事要保密，有多种原因，其中一个原因就是自己早有打算回到祖国的怀抱，如果不保密要回国那不知何年何月。
发现了失踪的前火星车后，林沁一与Ｓ．Ｕ博士还要按计划完成一系列艰难的考察工作，包括带回火星岩石和土壤，分析近地表大气的成份，拍摄大量的照片,这些工作他们都一一地按计划完成了，最后还安置了一台全天候自动监测仪，作为他们离开火星后与地球联系并传送有关数据的工作机。这台监测仪工作机具有自动分析气流和拍摄图像等多种功能，正常寿命为十八个月，如果自然能供给正常的话，最长寿命可达二十四个月。做完这些工作之后，他们先随同六轮火星车回到火星表面着陆器内，然后与留在火星轨道上的“火星探路者”飞船联系好，火星表面着陆器实际上就是一只小型核动力飞行器，降落和起飞均由飞船内的科学家所控制，火星表面着陆器起飞后与飞船对接，林沁一与U S博士穿上太空服进行了太空行走，直接进入“火星探路者”飞船密封仓仓内，而火星着陆器连同火星车即弃用了。飞船发信号与美国航天局航空控制中心取得了联系，经同意，起程返回地球。这次火星探秘历时１４个月又４6个小时。惊心动魄，史有见证。
故事说到这里，我得先把主人翁林沁一的简历作一介绍，林沁一原是中国科技大学少年班的学生，成绩优异，派送美国留学，在美国他先从事基础物理的研究，由于博士论文《地球的物理构造与生命》的发表，被当今最著名的天体物理学教授赫勒所赏识，赫勒教授鼓励他继续留美国转而攻读空间物理学，同时选修空间遥感专业。四年后，林沁一取得双博士学位，并且被斯坦福大学聘为教授，留在空间物理实验室继续研究。经过两年多的研究，林沁一的第一个目标实现了：新一代宇宙信息波探测仪研制成功。宇宙信息波探测仪是安装在人造卫星上的，直接从太空远处接收来自宇宙的各种信号波，这台探测仪的最大优点是能自动分辨出各种不同波的性质，因此凡是已知的各种自然波，探测仪将自动予以舍弃，只有当接收到未知的可能来自外星智慧生命的信息波时才予以接收，并能自动传送到设置在地表实验室的接收器上。这是迄今为止国际上最先进的宇宙信息探测仪器，可以捕捉到来自外星际的各种超短波和异形信息波，这样人类试图通过发现外星智慧生命发出的信号波，进而找到星外智慧人的尝试就有可能成功。同时这一成果如果转为军事上的话，那更具有巨大的实用潜能。为了防止这一成果被美国政府用于军事，也因为Ｌ．沁依琳已不复存在，也为了探望孤身在异国他乡的母亲，林沁一决定曲线回国，即先取道巴黎探望母亲，然后回到中国。于是林沁一写了一个申请探亲的报告，但他的申请被美国政府压下来了，准确地讲是被否决了。于是他求助于赫勒教授，幸运的是原美国国务卿基辛格是赫勒的同学，赫勒理解林沁一，赫勒求情于基辛格，并以林沁一从事的研究仅仅是空间物理理论为由，赫勒对基辛格说：
“林沁一研究的成果并未具有实用价值，他研究的成果包括自己在内的几位教授都掌握，况且他是去巴黎探亲，即使借道回国，没有我们的实验室和设备仪器，在中国也不会有新的成果，他如果真的要继续研究就不得不重返美国。”
最后凭着基辛格的关系网，美国政府批准其前往巴黎探亲，并对其出关所携物品进行了严格的检查，理由是他的研究领域为高度机密。就这样林沁一在赫勒教授的帮助下，终于来到了巴黎与分别多年的母亲相聚。这就是我们巴黎之行遇到的林沁一，现在我们的巴黎之行暂且不提。
故事还是回到主人翁林沁一的身上。林沁一在巴黎少住了几日，在中国驻巴黎大使的帮助下，终于回到了祖国的怀抱。
由于林沁一在美国的研究项目是属于保密的，所以他的研究成果并未与世公开。这样，刚一回国的林沁一在国内只不过是一名普通的未及时归国的公派留学生，按规定回国还可能要受到相应的批评或处分。他先找到了当年科技大学的导师方莱芝教授，把自己在美国的研究情况和回国打算扼要的介绍了一遍，最后说：
“这成果的前景用于宇宙生命的研究，还仅仅是开始，在中国还不能够确定会有更深一步的进展，除非与国际上有关研究机构共同研究，如果用于军事方面则可以在短短的几年内就能取得惊人的成果，但我并不希望把它用在军事上。”
方莱芝教授听了林沁一的介绍后，预感到这是一项重大的现代科技项目，不敢怠慢，立即向校领导作了汇报，科技大学的负责人觉得不可思议，一名普通的留学生会有这样的科技成果，何况这科技成果自已也闻所未闻。于是一个符合常识的简单逻辑判断产生了：这是他担心被组织处分而做出的一种哗众取宠的、免受处分的、蒙混过关和瞒天过海的欺人之举。但作为科技界的权威和权力者，这位负责人还是不动声色且十分得体的以温和和富有涵养的师长身份给予了明确的回答：
“你所反映的这项科技成果非常重要，我们要作为一个重大的课题来研究，这样年轻的科学家，我们要给予鼓励和培养，明天请他到我的办公室来一趟，我要具体听他情况介绍”。
第二天，林沁一准时来到了校长办公室，林沁一的情况介绍不足十分钟，因为更具体的话就涉及具体技术细节了。一个本校毕业不久的年轻学生是不可能在领导和权威面前卖弄学问的，那样是很不礼貌的，除非对方有要求。这位负责人不愧为是一代权威，片刻间感觉到自己原先的判断错了：这位年轻人决不是哗众取宠，他的大脑中确实拥有一项最现代的科技成果，那是世界级的重大科技成果。也就是在瞬间，一个方案在他的头脑中产生了：学校要成立一个科研项目研究委员会，下面设立一个专题小组，他自己要担任委员会主任，让这个年轻人担任这个小组的组长。但这位负责人转而一想，自己不是研究天体物理这个领域的，这岂不是被他人“说话”吗？科学家的头脑毕竟是科学的脑，三秒钟后就有了下面的对话：
“小林呵，你非常爱国，放弃国外优裕的条件回国真了不起，你这个成果非常重大，我们学校要专门为你这个项目设立项目小组，你看怎么样？就请方老师提出一个项目研究小组的组成人员名单吧。”
林沁一本来想说，这个科研项目不是那一个学校能解决得了的，要集合全国乃至全世界的一流精英来一起攻克。但未等他开口，这位负责人又说了：
“就这样吧，我还要去开一个会，你去告诉方老师，把我刚才的意思转告他，抓紧呵。”
方老师听了林沁一的传话，酸辣不得其味，唔了一声，稍停片刻，笑着对林沁一说：
“沁一，后天周末，你跟我一起去看一位老师，他身体不好，住院了，我们得去探望一下。”
林沁一不得要领，也唔了一声。
周末，林沁一随同方莱芝教授去医院探望那位老师，方教授把林沁一介绍给那位老师，原来这位老师是国家社会科学院的一位领导。他们谈了足足一个上午。
没隔多久，国家科学院以组织名义向国务院办公室作了简明的书面汇报。材料转到当时分管科技的国务院副总理办公桌上，这位副总理非常重视，反复阅读了几遍，大笔一挥，批示：“在中国科学院生命科学研究所与空间物理研究所抽调适当的骨干，组成天体生命研究小组，对外挂天体物理研究所的牌子，直接归科学院院部领导，林沁一为组长，从事基础研究，时间五年，如五年内无进展，下步另拟安排，请财政部安排专项经费，保证设备的购置和一切研制费用。”
林沁一身负钦命，挑选了国内一流的研究人员，筹建了研究小组，并把研究所设在西南内地一个世外桃园般的地方。三个月内林沁一重新制成了宇宙信息探测仪，并把探测仪由“风云5号卫星”送上太空，开始全天侯搜索宇宙生命信息波。同时与小组成员一道继续进行空间物理的其他基础性研究。
功夫不负有心人，加上在美国多年的研究和长期积累的成果，研究小组经过6个月的探测，探测仪终于在千万条宇宙波中选筛选出一条特殊的超短波，这一超短波与以往从宇宙中截获的其他波象显然不同，它不是一种自然波，更象是一种生命智慧发出的智能信息波。
所谓超短波是物理学的一种划分方法，物理学认为，波具有波／粒二重性，当把波作为物质分解时波是由粒子组成的，可作为粒子进行研究。当把它作为波的性态来研究时，波有波峰与波谷，两个波峰之间的距离称为波长，波长在一米以上的，我们称其为无线电波；波长在几厘米之间的我们称其为微波；在万分之一厘米以上、一厘米以下的称为红外线；更短的波就是紫外线、Ｘ射线、伽玛射线。我们用肉眼可见的光一般在万分之三四至万分之八十厘米之间。无线电波传播的距离是有限的，只有短波、超短波传播的距离才遥远。现在捕捉到的是一个信号微弱的超短波，断断续续、从一个方向固定传送过来，送向地球，准确地讲是送向地球核心方向。林沁一他们通过对光谱的分析，断定这超短波是迄今为止尚未发现的一种新的超短波。
“这超短波从何方而来？”
林沁一专心致志地思考着这个问题。
“为什么固定地朝着一个方向，送向地心？”
林沁一热血沸腾，带着这个问题冥思苦索地寻求着答案。
他放下了手中的其他研究工作，全身心地投入对这一超短波的追踪和分析，企图找到答案。
问题开始有了新的进展，经过红外过滤和析波光谱的进一步分析，这超短波不是宇宙中的自然物理波，确是一种信号波，最大的可能是来自一个具有生命智慧的星体，但是这信号波凭当代科学技术几乎无法破译。波的成份和元素接近于宇宙射线。
所谓宇宙射线，是根据宇宙大爆炸理论学说，大爆炸理论认为，宇宙原是一个小小的“奇点”，由于这个奇点具有无限的质量和能量，它本身容纳不下自身的能量，于是在某一时点在瞬间爆炸，然后这个奇点逐渐膨胀、随之其温度随着其体积的膨胀而逐渐冷却，最终形成今天的宇宙，并产生了一些存在生命物质的天体，我们的地球就是其中之一。而在宇宙大爆炸后残留下来的余热即辐射，至今仍未消失而逗留在宇宙之间，这就是宇宙射线，有时也叫宇宙波，教科书上多称为宇宙背景辐射。据说宇宙背景辐射最早是在1965年被美国的彭齐斯和威尔逊两位科学工作者发现和证实的，他俩也因此获得诺贝尔物理学奖。为了进一步证实宇宙背景辐射的实存，美国政府还专门发射了一颗人造地球卫星在天上拍摄下宇宙背景辐射的彩图并传送给地球。因为宇宙背景幅射是证明宇宙因大爆炸而起源的重要依据之一，但这个依据一直受到一些科学家的怀疑，为了再次证实宇宙背景辐射的确实性，美国计划制造更先进的太空飞行器飞向遥远的太空去考察。因为宇宙背景辐射不但是支持宇宙大爆炸理论的最重要证据，而且关系到宇宙学研究的前途和避免科学误入歧路。现在，林沁一通过一系列的分析后认为：必须追溯这一超短波的发射源地。
一个万赖俱寂的秋夜，林沁一仰视着既熟悉又陌生的闪耀着万千点星星的夜空，浮想联翩。他怀念沁依琳，这不仅是因为她有着异国风情和如花似玉般的姿容，而是她们曾经深深地相爱过，可现在她却舍他远去，而不知归宿；他思念着赫勒教授，是他把自己引向顶级的科学殿堂，现在远在美国，不知道在思考着什么伟大的命题；他挂念着孤独的母亲，只身远在他乡异国，不知今天公司在经营方面又遇到什么难题。此时此刻，林沁一的心犹如潮海汹涌澎湃，久久难以平静，他一边漫无目标的踱着步，一边在深深而艰难地思考着自己的下一步行动：先发表自己的研究成果--《宇宙生命信息的发现：生命信息波的存在》，以期取得世界同行的协助；还是继续凭借国内研究小组的能力努力埋头探索．．．．．． |
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