天文学在生活中的运用有哪些？

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一个频繁被引用的故事
修女质问航天工程,NASA科学副总监1970年回信修女为何要探索火星:
1970年,赞比亚修女Mary Jucunda 给Ernst Stuhlinger 博士写信问道:目前地球上还有这么多小孩子吃不上饭,他怎么能舍得为远在火星的项目花费数十亿美元。Stuhlinger 很快给Jucunda 修女回了信,他这封真挚的回信随后由NASA以《为什么要探索宇宙》为题发表。
以下为这封信的节选:
亲爱的Mary Jucunda修女:
每天,我都会收到很多类似的来信,但这封对我的触动最深,因为它来自一颗慈悲的饱含探求精神的心灵。我会尽自己所能来回答你这个问题。
首先,请允许我向你以及你勇敢的姐妹们表达深深的敬意,你们献身于人类最崇高的事业:帮助身处困境的同胞。
在来信中,你问我在目前地球上还有儿童由于饥饿面临死亡威胁的情况下,为什么还要花费数十亿美元来进行飞向火星的航行。我清楚你肯定不希望这样的答案:“哦,我之前不知道还有小孩子快饿死了,好吧,从现在开始,暂停所有的太空项目,直到孩子们都吃上饭再说。”事实上,早在了解火星之旅的技术之前,我已经对儿童的饥荒问题有所了解。而且,同我很多朋友的看法一样,我认为此时此刻,我们就应该开始通往月球、火星乃至其他行星的伟大探险。我甚至觉得探索太空的工程给更有助于解决人类目前所面临的种种危机。
在详细说明我们的太空项目如何帮助解决地面上的危机之前,我想先简短讲一个真实的故事。那是在400年前,德国某小镇里有一位伯爵。他是个心地善良的人,他将自己收入的一大部分捐给了镇子上的穷人。一天,伯爵碰到了一个奇怪的人,他家中有一个工作台和一个小实验室,他白天卖力工作,每天晚上的几小时的时间专心进行研究。他把小玻璃片研磨成镜片,然后把研磨好的镜片装到镜筒里,用此来观察细小的物件。伯爵被这个前所未见的可以把东西放大观察的小发明迷住了。他邀请这个怪人住到了他的城堡里,作为伯爵的门客,此后他可以专心投入所有的时间来研究这些光学器件。
然而,镇子上的人得知伯爵在这么一个怪人和他那些无用的玩意儿上花费金钱之后,都很生气,“我们还在受瘟疫的苦”,他们抱怨道,“而他却为那个闲人和他没用的爱好乱花钱!”伯爵听到后不为所动,“我会尽可能地接济大家”,他表示,“但我会继续资助这个人和他的工作,我确信终有一天会有回报。”
果不其然,他的工作赢来了丰厚的回报:显微镜。显微镜的发明给医学带来了前所未有的发展,由此展开的研究及其成果,消除了世界上大部分地区肆虐的瘟疫和其他一些传染性疾病。
伯爵为支持这项研究发明所花费的金钱,其最终结果大大减轻了人类所遭受的苦难,这回报远远超过单纯将这些钱用来救济那些遭受瘟疫的人。
我们目前面临类似的问题。我认为可以通过太空项目,来为缓解乃至最终解决地球上的贫穷和饥饿问题作出贡献。解决饥饿问题的关键有两部分:食物的生产和食物的发放。人造地球卫星无疑是改进这两个关键问题最有力的工具。在远离地面的运行轨道上,卫星能够在很短的时间里扫描大片的陆地,可以同时观察计算农作物生长所需要的多项指标,土壤、旱情、雨雪天气等等,并且可以将这些信息广播至地面接收站以便做进一步处理。事实证明,配备有土地资源传感器及相应的农业程序的人造卫星系统,即便是最简单的型号,也能给农作物的年产量带来数以十亿美元计的提升。
如何将食品发放给需要的人则是另外一个全新的问题,关键不在于轮船的容量,而在于国际间的合作。小国统治者对于来自大国的大量食品的输入很难做出准确的判断,他们害怕伴随着食物一同而来的还有外国势力对其统治地位的影响。恐怕在国与国之间消除隔阂之
前,饥饿问题无法得以高效解决了。我不认为太空计划能一夜之间创造奇迹,然而,探索宇宙有助于促使问题向着良好的方向发展。
通过卫星进行监测与分析来提高食品产量,以及通过改善国际关系提高食品发放的效率,只是通过太空项目提高人类生活质量的两个方面。下面我想介绍另外两个重要作用:促进科学技术的发展和提高一代人的科学素养。
登月工程需要历史上前所未有的高精度和高可靠性。面对如此严苛的要求,我们要寻找新材料,新方法;开发出更好的工程系统;用更可靠的制作流程;让仪器的工作寿命更长久;甚至需要探索全新的自然规律。
这些为登月发明的新技术同样可以用于地面上的工程项目。每年,都有大概一千项从太空项目中发展出来的新技术被用于日常生活中,这些技术打造出更好的厨房用具和农场设备,更好的缝纫机和收音机,更好的轮船和飞机,更精确的天气预报和风暴预警,更好的通讯设施,更好的医疗设备,乃至更好的日常小工具。
你可能会问为什么先设计出宇航员登月舱的维生系统,而不是先为听力障碍患者造出有声阅读设备呢。答案很简单:解决工程问题时,重要的技术突破往往并不是按部就班直接得到的,而是来自能够激发出强大创新精神,能够燃起的想象力和坚定的行动力,以及能够整合好所有资源的充满挑战的目标。
太空旅行无可置疑地是一项充满挑战的事业。通往火星的航行并不能直接提供食物解决饥荒问题。然而,它所带来大量的新技术和新方法可以用在火星项目之外,这将产生数倍于原始花费的收益。
若希望人类生活得越来越好,除了需要新的技术,我们还需要基础科学不断有新的进展。包括物理学和化学,生物学和生理学,特别是医学,用来照看人类的健康,应对饥饿、疾病、食物和水的污染以及环境污染等问题。
在此我要重申,太空项目是科技进步的催化剂,它为学术研究工作提供了绝佳和实践机会,包括对月球和其他行星的研究、物理学和天文学、生物学和医学科学等学科,有它,科学界源源不断出现令人激动不已研究课题,人类得以窥见宇宙无比瑰丽的景象;为了它,新技术新方法不断涌现。
尽管我们开展的太空项目研究的东西离地球很遥远,已经将人类的视野延伸至月亮、至太阳、至星球、直至那遥远的星辰,但天文学家对地球的关注,超过以上所有天外之物。太空项目带来的不仅有那些新技术所所提供的生活品质的提升,随着对宇宙研究的深入,我们对地球,对生命,对人类自身的感激之情将越深。太空探索让地球更美好。
随信一块寄出的这张照片,是1968年圣诞节那天阿波罗8号在环月球轨道上拍摄的地球的景象。太空项目所能带来的各种结果中,这张照片也许是其中最可贵的一项。它开阔了人类的视野,让我们如此直观地感受到到地球是广阔无垠的宇宙中如此美丽而又珍贵的孤岛,同时让我们认识到地球是我们唯一的家园,离开地球就是荒芜阴冷的外太空。在这张照片公开发表之后,面对人类目前所面临的种种严峻形势,如环境污染、饥饿、贫穷、过度城市化、粮食问题、水资源问题、人口问题等等,号召大家正视这些严重问题的呼声越来越多。
太空探索不仅仅给人类提供一面审视自己的镜子,它还能给我们带来全新的技术,全新的挑战和进取精神,以及面对严峻现实问题时依然乐观自信的心态。我相信,人类从宇宙中学到的,充分印证了Albert Schweitzer那句名言:“我忧心忡忡地看待未来,但仍满怀美好的希望。”
向您和您的孩子们致以我最真挚的敬意!
您诚挚的
恩斯特史都林格
科学副总监