1.进一步揭开太阳的奥秘
在天文世界中，太阳可算是人们接触最多的一个天体了。因为生活在地球上的人类和一切生物，都离不开太阳，都有赖于它的光和热。可是，人们并不完全熟悉太阳。从远古以来，人们总想了解太阳，以期能揭开它的种种奥秘。然而，它却被一层又一层的神奇面纱笼罩着，至今还有许多个尚未解开的谜团，从而给人类留下了一个又一个美丽的传说。
1990年10月6日，美国国家航空航天局和欧洲空间局将他们联合研制的“尤里西斯”号太阳探测器发射升空。这个重达380千克的探测器（内含55千克仪器）依靠木星的引力来扭转它的飞行轨道，使它首次进入了垂直于黄道面的平面，并在距太阳2亿2千万公里上空，越过太阳的南、北极，开展了重点研究太阳磁场的三维构造、太阳的各种电磁辐射、太阳风等。
在相隔5年后的1995年11月23日，他们又从美国的卡纳维拉尔角发射场用马丁·阿特拉斯ZAS运载火箭将名为“太阳天文台”的探测器发射升空。这个重达1816千克的探测器被推进到环绕L1点（1号拉格朗日点）并垂直于黄道面的椭圆形轨道上，1号拉格朗日点大约位于地球至太阳平均距离的百分之一处（150万公里）。在那里，太阳的引力和地球的引力恰好互相抵消，因而“太阳天文台”探测器就被稳定地保持在指定的环绕L1点的椭圆形轨道上，从那里对直径约为139万公里的太阳进行长时间大范围的观测。
这项称为SOHO任务的探测计划，共有15个国家39个研究单位和企业参加，全部费用高达10亿美元，由美国和欧洲国家各承担一半。
这次探测的重点之一是：通过观测太阳表面的振荡情况，来进一步弄清太阳内部的动力学情况。据研究，在太阳的中心区进行着巨大的、持续的氢核聚变反应，会产生异常强烈的声波，而且太阳的巨大质量（2×1033克）也会在其内部产生强大的引力波，正是由于这些异常强烈的声波和强大的引力波的作用，才使太阳的内部和表面保持着永恒的运动。而且，太阳自身的运动又是以振荡形式出现的，从太阳的光球层表层（从太阳内部上层向外延伸大约480公里）可以看到其振荡情况。在光球层里，粒状气泡类似于绵延1600公里的一朵云，更大一些的超级粒状气泡类似于一个方圆32000公里（近似于地球的直径）的岛屿，始终处于有节奏的运动之中。
在“太阳天文台”探测器上，装置有3台可以用来测定太阳自身振荡情况的仪器，它们的功能各异。一台称为GOLF的仪器是由法国研制的，它利用多普勒技术来记录整个太阳的振荡情况。根据所记录的数据，就能够揭示出在太阳内部深达几万公里处的动力学特性。另一台是由美国研制的太阳振荡/多普勒成像器，这台仪器能以每秒1百多万次的速度来测量太阳的运动和亮度。还有一台称为VIRGO的仪器是由瑞士研制的，它被用来观测在太阳辐射之中与太阳振荡有关的节奏性变化。
这次探测的重点之二是：太阳大气层的温度为什么那么高并有奇特的变化？据研究，太阳光球层平均温度为4000～6000K左右，要比紧挨其下面的太阳各层温度低几百倍。然而，在光球层的上方，其中包括色球层（在太阳上方高达2400多公里）和日冕（延伸到空间远达几千公里），其温度却急剧超过100多万K。尤其令人惊奇的是，许多由10亿吨气体组成的日珥，每隔几小时，就会以大约2000公里每秒的速度从光球层被爆发出去。它们是怎样保持着6000K的“低温”冲过高达100多万K高温的色球层和日冕？这始终是一个令人困惑的谜。
因此，在“太阳天文台”探测器上，有5台仪器分别将焦点对准了色球层、日冕和冲过这些区域的日珥，它们将各自完成所要求的探测任务。由德国研制的SUMER太阳紫外线望远镜，将用来测定在上色球层等离子体流的温度和密度。这台太阳紫外线望远镜能以每小时40次的速度观测小至965公里区域内的特性，并能扫描8万多公里宽的区域情况。它的观测结果对弄清色球层温度急剧上升的原因将会起着重要作用。用来确定各种日冕（太阳的外层大气）结构的温度和密度的探测仪器是由美国研制的CDS日冕特征频谱仪。对应于4个不同温度区域的高清晰度图像，将由法国研制的EIT远紫外线成像望远镜提供。日冕特征与太阳风之间的相关性，将由美国史密森天体物理天文台研制的UVCS紫外线日冕频谱仪联系起来。科学家期望：通过这些探测仪器能进一步获得更具体、更详情的研究资料。
在探测过程中，最为壮观的图像和频谱资料将由来自美国海军研究实验室研制的LASCO大角度摄谱日冕仪完成，这台仪器将拍摄日珥从极其接近太阳之外升起并向外扩展至1287～1448万公里时的壮观情景。
此外，在探测器上，还有4台仪器将在探测中配合使用：来自德国和芬兰的COSTEP、CELIAS和ERNE仪器能够直接从以太阳风形式吹过该探测器的物质中采集样品，以便能将太阳表面参数和日冕参数联系起来。吹过该探测器的太阳风特性以及在太阳上的起因，将由法国研制的SWAN仪器提示。
据美国国家航空航天局项目科学家阿瑟·波拉德披露，在“太阳天文台”探测器上，还采用了人工智能软件，使这些配置的仪器都能对特殊事件互相给予提示。整个探测器和美国航空航天局戈达德空间飞行中心的地面控制计划，都被设计成具有能对太阳上的快速变化作出迅速反应的能力。
人们期望能从此项历时2～6年的科研任务中，来进一步揭开太阳的奥秘，有助于人类的生存和发展。
2.另一个地球在宇宙的何方
当美国宇航员阿姆斯特朗登上月球，并在月球上迈开一小步时，说明人类在航天事业上迈出了非常大的一步。然而月球上没有嫦娥，也没有玉兔、吴刚和桂花树，月球上的环形山默默无语地告诉人类：生命未曾属于此地！浩瀚的宇宙中月球只是沧海一粟，光银河系就有1000亿颗恒星，太阳也不过占1000亿分之一，何况银河系外的宇宙无比巨大。地球之外没有生命吗？20多年前，一位美国天文学权威曾推算，仅银河系就可能有300颗星球上存在智慧生命，并且有朝一日能与地球取得联系。我们尚没有先进的科技，使人类信步于宇宙天外，随意发现地球外的生命，或者与比地球更高度文明的智慧星球通讯联系。但是，地球上的人类是多么盼望探索出宇宙间生命的奥秘啊！
那么，什么样的星球上能够诞生生命？科学家们审视了导致地球文明的环境条件和演变史实的来龙去脉后提出：地球外智慧生命存在的必要条件是有一个类似地球的行星，并能绕类似太阳的恒星运动。地球的生物生存环境非常理想，地日位置适中，地表平均气温15℃，生命之源液态水大量生存。地球大气中有78%的氮、21%的氧，另有少量氩、二氧化碳和水汽等。氧是高等生物维系生命之本，在太阳系其他行星上尚未发现有如此大量的自由氧。要找到另外一颗存在生命的“地球”，条件非常苛刻，生命演化过程中，被绕行的恒星必须不断发光，使之得到辐射能量。
然而，恒星周围形成原始行星系星云的可能性很高，而且我们目前受观测条件限制，只能找到靠近太阳系的亮的恒星，因此碰到带有行星的恒星，并且又靠近我们，这样的可能性不太大。在离太阳81.5光年的范围内有近3000颗单体恒星，其中有些大质量恒星的寿命不过1亿年，如此短的时间内很难演化生命，如天琴座的织女星等周围均发现尘埃圆盘，其中若有行星也难孕育生命。还好，类似的恒星比例较低，尚余的恒星已够我们一一观测一阵子了。
如今，寻找天外文明的第一步已变成了寻找第二个太阳系，进而发现类似地球的行星。
太阳系以外的行星距离我们50～1000光年之遥，相对于它们所环绕的发光天体的光辉来说，它们显得暗淡无光。人们无法到达那里，只能竭尽所能通过间接途径对其进行研究。发光天体的轻微晃动或光谱中的某些异常情况，都是判断遥远而又暗淡的行星存在的蛛丝马迹。
1981年11月10日的夜晚，平静一如既往，科学家们用直径3.6米的望远镜向从前很少光顾的绘架座方向观测。距地球52光年的绘架座突然发生了不同寻常的情况，一颗形成时间不长的恒星的亮度曲线下降，在以后的几天中，亮度值又升至正常。科学家的好奇心受到激发，是什么使它光线变暗？是否因为行星定时飞过，降低了亮度？
这颗恒星就是绘架座的β星。天文学家猜测有一颗绕β星运行的行星遮住了望远镜，造成β星亮度降低。如果真是这样，这就意味着人类发现了太阳系外第一颗行星。为了进一步证实这一发现，1983年欧洲空间局发射了一颗装备了当时最先进的远红外照相机的科研卫星。它从β星观测到了“过剩”的远红外射线。这就意味着大量的宇宙尘埃存在。三四十亿年前，在我们太阳系中，也有尘埃围绕着原始太阳旋转，尘埃颗粒冷凝聚合，逐步产生了9个巨大的星球。4个固态行星：水星、金星，地球和火星，5个气态行星：木星、土星、天王星、海王星和冥王星。从β星观测到尘埃圆盘向宇宙空间延伸达1500亿公里，相当于太阳到冥王星距离的25倍。更进一步分析表明，β星的尘埃环已经开始聚合形成核心与碎块，即所谓行星的雏形。
科学家们还注意到一个特别的现象：绘架座β星的温度远远高于太阳。在没有其他天体干扰的情况下，尘埃接近高温星球时，应该产生极端高温尘埃颗粒发出的射线。然而这种射线却没有被测到。这说明尘埃中心约600万公里的距离内几乎是空白。天文学家认为，这是行星吸走了尘埃，而且只有巨大的行星才有可能通过重力吸引如此多的尘埃，留下巨大的空间。
绘架座β星的尘埃星云中经常有彗星飞入，留下大量的气体和宇宙尘埃。彗星带来的丰富物质可能成为诞生生命有机体的必要条件。但如果没有行星定期吸走气体和尘埃的话，人们应该发现残留物，然而没有发现尘埃，那么一定有行星。
当科学家们正期待着72年的运转周期后再次测量这颗行星的体积时，他们发现β星显然还有另一颗行星！这一猜测的根据是有关β星的一张特别的照片。一位天文学家用特别的办法将日冕仪盖住发光星球，发现了从前没有人看见的现象：尘埃环呈对称形状。这种非正常的情况一般在几百年内可以得到“修正”，而β星已有至少1亿年历史，唯一的解释是有两个重力中心在沿离心轨道绕转，也就是说，两个行星重塑了尘埃环的形状。
当前，已有许多关于发现新行星的报道，但没有像β星的行星那样进行过如此周密的科学论证。英国天文学家戴维·休斯乐观地估计，仅银河系就有600亿颗行星，其中40亿与地球相似，潮湿，温度适宜，可能是孕育生命的温床。
虽然行星的形成是一个自然的过程，但也是有条件的，即宇宙重力与离心力必须达到平衡。如果恒星及其星云太大，致使旋转速度太快，尘埃就会分散开，无法聚合形成行星；而速度太慢也无法形成行星。只有在中速的旋转频率下，才会根据自然发展规律，逐渐“孵化”出行星。从理论上说，这样孕育出来的行星温度适宜，富含水分，为生命的诞生提供了有利的条件。没有人能确切说出究竟有多少星云正在向此方向发展。但是，越来越多的天文学家相信，太阳系外还有其他生命。理论家试图用各种方法论证可能的“生命客栈”的数目，实践家则努力改进仪器设备。因此不断有功能日益强大的远红外摄像机问世，如安装在智利的极高分辨率的探测器；还有直径越来越大的射电望远镜，如安装在波多黎各直径达304米的巨型望远镜。此外，光学领域也不断发展，最先进的望远镜能辨别6000公里外的硬币，天文学家能用它看见距离30光年，大小如木星的物体。
1995年1月中旬，在美国得克萨斯州圣安东尼奥市举行的美国天文学会会议上传出喜讯：美国旧金山州立大学的天文学家杰弗里·马西和保罗·巴特勒发现了两颗太阳系外的新行星系统。这两颗行星体积巨大，至少有一颗行星较为温暖，上面可能有液态水存在。这就是说，该行星上具备了生命栖息的必要条件。这一发现首次证实了在太阳系之外还存在着类似太阳系的行星。马西和巴特勒的重要工作可能改变天文学的发展进程。同时，探寻太阳系外行星将成为人们关注的热点。美国国家航空航天局局长丹尼尔·戈尔丁说：“在未来25年中，科学家不仅可以探测到类似地球的新行星，而且还将直接拍摄到这些行星上海洋、大陆和山脉的图像。”
3.宇宙生命：地球人在呼叫
1995年10月，瑞士天文学家米歇尔·梅厄和迪迪耶·奎洛兹发现了一颗围绕飞马座51运转，距地球45光年的新行星。1995年12月30日和1996年1月美国天文学家杰弗里·马西和保罗·巴特勒又先后发现了绕室女座70运转的新行星和绕大熊座47运转的距地球35光年的新行星。这是自1930年发现冥王星后，首次发现类太阳恒星的新行星，即在宇宙中又发现了三个类太阳系。这为找到类地球行星，进而找到地外生命甚至外星人带来了希望。所以说这一发现开创了寻找地外生命的新纪元。
地球是否是宇宙中唯一有生命存在的星球，从古至今一直困扰着我们。人类不甘心做宇宙中的孤独者，各种对外星人的幻想应运而生。然而更多的科学家脚踏实地地走上了寻找地外世界和地外生命的征程。
伽利略首先用他所发明的天文望远镜看到了地外世界——月亮那凹凸不平的表面和木星的4个卫星。给人们提出了寻找新行星的问题。1781年威廉·赫歇尔发现了天王星，接着，1846年约翰·加勒发现了海王星。1894年富有的天文学家珀西瓦尔·洛厄尔在美国亚利桑那州建了一个天文台，寻找火星人，当然没有找到。但1930年首先是克莱德·汤博，然后，是洛厄尔天文台的一个助手发现了冥王星，这是直到90年代发现的最后一颗行星。
但天文学家们从未停止过寻找新的神秘的行星。首先是在太阳系内（现在公认太阳系内不存在这种行星）。然后用像508厘米的Hale望远镜这样本领高强的仪器来寻找其他恒星的行星。当然是像太阳一样稳定的恒星，即类太阳恒星的行星，只有这种行星上才可能存在生命。
不过要在恒星的光芒下分辨出一颗行星，如同在1000瓦探照灯光下分辨出100瓦灯泡一样困难。但运行在轨道上的行星的重力作用在它的恒星上时，先把恒星拖向自己，然后又拉开。使来自恒星的光看上去先有点蓝，然后有点红，然后再有点蓝……依次循环，这种微弱的色彩变化即多普勒效应能精确地用光谱仪测量下来。
旧金山州立大学的天文学家杰弗里·马西和保罗·巴特勒就用这种方法寻找新行星。他们在加利福尼亚洲硅谷山的Lick天文台使用观察力极强的天文望远镜和世界上分辨率最高的光谱仪进行此项工作。1994年11月他们重新更换了这个仪器的大部分零件。据马西讲原则上不仅能检测出大小如木星的行星，而且能检测出大小如土星的行星。但原则是原则，在实践上有许多因素会把事情弄糟。如恒星包括太阳会有节奏地随内部深处产生的波震动，就像整个星球在摇摆；恒星上还有巨大的斑点，如太阳黑子，随着它们的轮流出现或消失，恒星的颜色也随之改变；光谱仪还要受到各种类型的干扰，如温度的变化和电子故障造成的错误等。因而他们不得不自己编写能区分有用或无用信息的复杂的计算机程序，用这种自编程序来处理观察结果。
1995年10月，巴特勒正在重新编制软件以适应光谱仪，提高其灵敏度。突然电子信箱传来消息，瑞士日内瓦天文台的米歇尔·梅厄和迪迪耶·奎洛兹刚接收到围绕飞马座51运转的行星的信号。奎洛兹说，我们起先以为仪器出了毛病。但重复了一遍后，计算机使我们相信，我们无意中发现了行星。
天文学上的发现常在进一步观察时消失。所以马西和巴特勒立即奔向望远镜，去验证或否定瑞士天文学家的发现。在Lick天文台工作了四个夜晚，又在计算机上工作不少小时后，马西肯定了瑞士天文学家的发现。
这颗行星的质量为木星的一半，但它的运行轨道离飞马座51的距离比水星离太阳还要近，说明其表面温度为1300℃，比熔铁炉中的温度还要高。但它却是一颗行星。马西因此说：“人类进入了一个新纪元，一个将会发现新世界的纪元。”
马西和巴特勒更加努力地工作，决心成为第二个发现类太阳恒星的行星的人。他们向同事们请求有更多的使用天文望远镜的时间，借了价值10多万美元的计算机设备来处理8年来观察所得到的10亿比特的数据。两个月后，他们分析了所测量的120个恒星中的60个。12月30日早晨，巴特勒到办公室检查计算机程序，突然发现室女座70周围有物体环绕的现象。他兴奋得从椅子上跳了起来。他们立刻在美国天文协会圣安东尼奥冬季见面会上宣布了他们的发现。这颗行星的质量比木星大6倍多。他们发现的另一颗行星离地球为35光年，在大熊座的北斗七星中，围绕大熊座47运转，其体积大约为木星的2倍。这两颗行星的温度都允许液态水存在，这是存在生命的基本条件之一，但他们的大气也许有毒气体：硫化氢、氨气和沼气，而且以每小时数百公里的速度不停地吹，有时形成巨大的龙卷风。在这种恶劣的环境中就是有固体表面也会被掩埋在几千公里的大气下面，被几千倍于地球深海底部的压力压得粉碎。因而如果这些星球上有生命的话，它们一定有一种奇怪的生命形式。
这些新行星的发现迫使天文学家们修改行星理论，以适应新的事实。他们力图解释飞马座51的行星如何能在离恒星那样近的条件下存留下来。还要解释为何围绕室女座70运转的行星的轨道不是圆形而是蛋形的。因而有的天文学家认为它更像一颗恒星，而不像一颗行星。用天文术语讲，它是一颗棕色的矮星，而不是行星，是一种永远不会大到发出光的星。只有第三颗星是天文学家所期望的行星。这些资料说明，恒星和行星的分界线并不像天文学家所认为的那样。总之现在所发现的所有情况对于行星形成理论都是具有挑战性的。
三个新发现的行星鼓舞了天文学家们，他们纷纷回到自己的天文望远镜前去作更多的观察，用计算机对多年积累下来的资料进行处理。人人都想成为下一个发现新世界的人。科学家们还等待着来自红外空间天文台，一个刚送上轨道的欧洲卫星的观察结果。这个天文台能检测出遥远的行星上微弱的热量。
但最有希望的是美国国家航空航天局的“生命起源”工程。此工程计划建立新一代的空间天文望远镜来搜索新行星。由于行星亮度与恒星亮度相比要微弱成百万倍乃至更多，只有用镜宽如同足球场长度的空间天文望远镜才能看到它们，但这样巨大的镜子现在在技术上难以实现，就是下个世纪的工程师也办不到。只能用几个小的相距较远的在空间轨道上运行的镜子来模拟它，使它们的光形成干涉图像。这种装置叫作干涉仪。在世纪交替之际，美国国家航空航天局将发射一组4～6个大小从30～60厘米的镜子。这种干涉仪应能看到大小如海王星的物体绕其附近的恒星运转。
大约在2010年，美国国家航空航天局将发射一个叫做“发现者”的卫星，一个由五面1～2米的镜子组成的90米宽的干涉仪，使其轨道在木星之外。因为那里太阳系尘埃较薄。“发现者”将帮助科学家鉴别类地球行星。这种行星应显示为淡蓝色光斑，送到地面控制站后对它们的大气，如生命存在所必须的臭氧、氧气和二氧化碳的情况进化分析。
“生命起源”工程的负责人还想建造一个能给类地球行星拍照并摄下其云彩、大陆和海洋的设备。
美国的生物学家们对地外生命的存在也抱乐观态度。航空航天局的宇宙生物学家米歇尔·迈耶认为，假如其他恒星系确有类地球世界，至少有些会成为“可居住区”。在那儿有液态的，而不是气态或固态的水。如果说地球是个典型的话，那么某个类地球行星就有50%的机会出现可居住区。航空航天局的生化学家戴维·德·马雷认为液态水是个理想的介质，碳基有机物能在其中溶解并以许多方式相互反应。碳是一种多功能的化学物质，它能组成许多不同的复杂的化合物，是宇宙中第四种最多的元素。碳的化合物充满了宇宙。在星际空间以巨大的分子漂移着，成为彗星和小行星的主要成分。一些科学家认为落到地球上来的最初的生命构件就来自太空，因而这种情况也应可能在其他地方发生。生命是否会不可避免地从这种生命构件上产生尚属未知。但大多数科学家倾向于地球上生命的产生不是一种侥幸的结果，而是不可避免的结果。地球上的生命在地球形成后几亿年就出现了，那时地球还炽热得像火山，在这种情况下生命是如何坚持下来，并成长壮大的呢？近年来在大洋深处发现的火山口热水附近有许多奇特生命构成的生物系统，暗示火山阶段的行星事实上正是生命理想的孵化箱。
诚然，许多假设似乎很牵强，但却是需要认真对待的，因为许多曾一度被认为荒谬而抛在脑后的东西后来却被证明是正确的。冯·丹尼肯举了18世纪法国科学院一些天文学家的例子，他们不相信陨星是从天上掉下来的。他还对19世纪的一些科学家进行了嘲讽，他们坚持说火车的时速不得超过每小时21英里，若超过此速度，空气就会被驱出，旅客便会窒息而死。昨天不可能做到的事，今天却可能已经司空见惯。今天无法理解的事，明天则可能会成为常识。有谁能够保证几千年后我们的后代在谈到我们的时候不会说：“哦，那是一些伟大而骄傲的人，可是他们的智慧实在有限，他们竟然不承认飞碟是外星人的飞船呢！”
在审视所有这些不可思议的神奇的时候，人们常常会犯这样的一种错误。那就是总是以地球上现有的科学去衡量那些可能是外星文明的事物，或者现有科学解释不了甚至也不可能解释的事物。毫无疑问，以现有的科学去认识这些事物是一种重要的手段，但仅仅是一种手段，是否还存在着其它手段？最有代表性的一个例子便是，人们在谈到飞碟时常常会论证说，如果它们是来自某一个外星的飞船，那么该星球的文明一定比我们地球的文明要发达得多。不错，以地球科学技术发展的历史来看，要向外星文明发射飞船要达到极高的发达程度。可是，难道所有文明的发展都是循着与地球文明发展相同的轨迹进行的吗？会不会有哪一种文明在其初级阶段便可以进行星际旅行？再有，难道所有文明都有与地球文明相同的时空存在及概念吗？会不会有哪一种文明在进行地球人所谓的空间移动时根本不需要时间？
地球人正尝试带给外星人一些讯息。1986年6月，美国“先驱者11号”太空船首创人工飞行物脱离太阳系的记录，飞向海王星。“先驱者11号”太空船的外壳上，有一面镀金的铝板，上面绘有地球男人和女人，以及太阳与地球在银河系的位置，图中男人举手作招呼状。后面是微波接收器。图左中央部分有一放射状，中心代表太阳系，太阳系下有9个行星，太空船则是由第3个行星地球所发射，希望借此铝板图传达地球人愿意和外星人沟通联络的讯息。科学家们相信，地球人并非宇宙间唯一高等生命。
“先驱者11号”之后，美国还连续发射了“航海家1号”及“航海家2号”太空船。科学家在太空船上安置了一块直径30厘米金属材料的唱片，内容录有交响乐及50种具有代表性的人类语言，其中包括中国古典名曲《高山流水》及普通话、广东话、吴语等，期望有一天外星人发现此唱片时，能够借上面的各项讯息与地球联络。