研究的可能性與局限性

毫無疑問，由于上述種種困難，我們得到的結(jié)果仍然存在不確定性，甚至互相矛盾。為了追求科學(xué)真理，我們不能忽視它們，因?yàn)橹匾氖且故井?dāng)代天文學(xué)家們所掌握的可能性。這些天文學(xué)家經(jīng)常被問及一些過于明確的問題，其中最常被提出的便是外星居民之謎。然而，盡管望遠(yuǎn)鏡一問世便被門外漢寄予了很大希望，它卻仍無法指出最接近我們的月球上存在生命；至于其他星球，越是距離遙遠(yuǎn)，就越不可能被觀察到。

Rayons solaires：太陽光 星球地表上方凸出部位的照明與可見度條件圖示：云朵、山脈。在A’處看到的A處的云團(tuán)緊緊挨在一起，但這些云團(tuán)其實(shí)是分開的，在未被照亮的地表上看也顯得格外明亮。B處山脈的輪廓在B’處看來就像黑暗中的一個(gè)亮點(diǎn)。

行星大氣層最厚密同時(shí)又是最混亂的區(qū)域是如何橫亙?cè)谟^察者與行星地表之間的。上圖為海拔12000米處高空鏡頭下的卡爾斯魯厄。地表被3000米處高空形成的卷積云所遮蔽。人們可以看到，地平線的弧度清楚地映印在黑暗的平流層上。下圖為海拔16200米處拍攝的慕尼黑南部。圖中，因河在庫夫施泰因和羅森海姆之間；中間是從茵斯布魯克到愷撒山脈的巴伐利亞阿爾卑斯山脈；上方被云遮住的區(qū)域是布倫納山口與馬莫拉達(dá)山之間的意大利北部。平流層攝影，馬克思·科桑-范·德·埃斯特?cái)z，1934年8月18日

天文儀器有限的適用能力以及影響視野清晰度的重重障礙，都使我們無法解決上述問題。每顆星球都在我們遙遠(yuǎn)的彼方，有的我們可以看到其真實(shí)形狀縮小后的細(xì)節(jié)，有的則分辨不出。從遠(yuǎn)處看，我們也無法將某地的蔬菜、草木彼此區(qū)分開，只看到一片形狀、大小確定的綠色。在這一方面，沒有什么比在熱氣球或飛機(jī)上高空拍攝的照片更能說明問題了：這一觀察條件與一般的望遠(yuǎn)鏡觀察非常相似。

現(xiàn)在，我們來總結(jié)一下所有已獲取的知識(shí)。

天文儀器的精度以及嚴(yán)密的測(cè)量角度使得相關(guān)天體距離的計(jì)算成為可能（通過經(jīng)典幾何方法來確定到一個(gè)無法接近的點(diǎn)的距離）。另外，一個(gè)物體以怎樣的視角出現(xiàn)在我們眼前與其距離有關(guān)。同樣，已知一個(gè)天體與地球之間的距離，我們可以從它所呈現(xiàn)出的大小推導(dǎo)出該天體的實(shí)際直徑。根據(jù)萬有引力定律，分析天體引力所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，再加上以上掌握的數(shù)據(jù)，我們就可以推導(dǎo)出天體的質(zhì)量。如此，已知天體的體積與質(zhì)量，我們就能得知組成該天體物質(zhì)的密度及其表面的重力；換句話說，我們可以估計(jì)地球上的1千克在該天體上的重量，抑或人類在該天體上會(huì)有怎樣的身體感受。我們還可以通過計(jì)算來確定在該天體上看到的天空與星辰是怎樣的模樣。

云層的上半部分仍被太陽所照亮，但從觀察者拍攝照片的位置來看，太陽已經(jīng)落山了。

至于行星土壤的性質(zhì)乃至更多特征，我們尚缺乏足夠的資料，但毫無疑問，被觀測(cè)到的月球表面地形數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度驚人。月球上的山脈與圓谷清晰地顯露出來，我們得以繪制出聯(lián)想性的地形圖，得到精確的海拔測(cè)量值；用透視法在地圖上重構(gòu)包括相互位置、尺寸在內(nèi)的元素，可以如實(shí)地展現(xiàn)肉眼也能隨處看到的月球上的美麗景觀，但按這一觀點(diǎn)來看，如果事關(guān)其他更加遙遠(yuǎn)的星球，我們就沒有如此得天獨(dú)厚的條件了。最大的望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)可以顯示出月球上寬約100米的物體，因此我們可以通過足夠的修正來識(shí)別月球地形的一般特征。用同樣的方式觀察火星，我們則看不到任何寬度小于50千米的物體——沒有達(dá)到這一大小范圍的表面特征便不會(huì)為我們察覺到。因此，當(dāng)我們通過與周圍環(huán)境的對(duì)比發(fā)現(xiàn)了某些細(xì)節(jié)或外形的存在時(shí)，無法直接判斷它們是單一結(jié)構(gòu)還是統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，抑或是由各種體積太小而無法辨別的元素組合形成的。舉個(gè)例子，一座孤立的山可能不會(huì)被我們發(fā)現(xiàn)，而巍峨的群山盡管其復(fù)雜的外貌無法辨別，但若其最醒目的整體高度差位于行星地表的光照范圍內(nèi)，便可以顯露在我們眼前。事實(shí)上，這種情況就好比我們看到的夕陽殘照下的山峰或云團(tuán)，此時(shí)地面已經(jīng)被籠進(jìn)拉長(zhǎng)的陰影中了，根據(jù)行星呈現(xiàn)在我們眼中的外觀形象，從遠(yuǎn)處看，這樣被照亮的高度差與陰影中的剩余部分相比，就像一塊凸起。因此，我們有可能確定其特征，必要時(shí)也可以測(cè)量形成這一外觀的物體體積。天體圖像與我們?cè)诘厍蛏纤囊磺惺挛铩c自然力量和元素相關(guān)的現(xiàn)象或事實(shí)——之間的類比，將被應(yīng)用于解釋所觀察到的所有天體的外貌。

總之，我們要有這樣的認(rèn)識(shí)：雖然還有許多事物我們尚未了解，但目前對(duì)其他星球的總體研究已經(jīng)很好地回答了某些相關(guān)問題。事實(shí)上，根據(jù)所有可搜集的數(shù)據(jù)，我們可以如實(shí)地或有可能去描述其他星球表面的總體特征，包括它們呈現(xiàn)在人類眼中的巨大輪廓與外觀。而這些將要給出的描述又是建立在怎樣的合理基礎(chǔ)之上的，就是我們將要詳細(xì)討論的主題。