探月有什么用？

隨著“嫦娥三號”成功著陸，這么一個問題又被人們熱議：“探月有什么用？”類似的問題還有很多，比如，登陸火星有什么用？觀察遙遠的星系有什么用？科學家們向公眾展示自己的成果，公眾當然完全有權提出這樣的問題，而且要求一個可以被他們所理解的答案。

嘗試回答這類問題的好文章不少。NASA科學副總監施圖靈格曾特別撰文《為什么要探索宇宙》，國際天文聯合會的網站上也有一篇文章《天文學為什么重要》，這兩篇文章都從方法論上嘗試對這一問題進行回答。但有一些挑剔的網友并不買賬，認為羅列“人類精神”和“長線布局”的好處，對至少一部分個體來說，看不見摸不著，難以衡量產出效果。我能理解他們——在科研圈里有一句話：“人們不看你說什么，只看你做什么。”于是我想，這一次，不妨用已經實實在在地落在你我手中的技術，來回答“有什么用”系列問題吧。

從電腦到手機，都受益于一個航天工程

我先從我們離不開的電腦和手機說起。大家可能都知道，從你我的電腦，到手機，到數字化微波爐，到我們身邊稍微復雜一點的任何電子產品，有一樣東西無數不在，它叫“集成電路”。嚴格來說，我們現在使用的應該叫微電路，是由集成電路發展而來的。

集成電路是1958年發明的，但讓它得以迅速普及并進一步改良的，卻是上世紀60年代的一個重大航天工程：阿波羅計劃。上世紀50年代的計算機均是龐然大物，但宇航員們需要計算機來協助控制飛船。由于飛船載荷的嚴格限制，機載計算機必須小巧可靠，因此德州儀器公司開發了更輕巧的集成電路供NASA使用。阿波羅飛船上搭載的阿波羅引導計算機是第一批采用集成電路的計算機。集成電路的價格在1962年到1968年間下降到原來的1/25，很大程度上就是因為阿波羅計劃的大量需求。

無線網絡的發展離不開一項天文學技術

說完集成電路，再說說現在大家離不開的另一樣東西：無線網絡。

無線局域網的標準是1997年發布的，但其核心技術之一卻是由天文學家在1977年提出的。由于電磁波性質的限制，射電望遠鏡的清晰度要比光學望遠鏡的差得多。比如，對于同等口徑的望遠鏡，射電望遠鏡的解析能力要比光學望遠鏡差百萬倍這個量級。盡管射電天文學家們不斷制造更大的望遠鏡，但畢竟口徑的提升是受到工程能力和環境限制的，因此他們不得不尋找其他方法。1977年，以荷蘭天文學家哈梅克為首的小組發明了一種方法，可以利用干涉技術優化射電數據。后來，工程師們發現，這一技術可以大大提高無線網絡的可靠性和加快傳輸速度。如今我們所用的無線局域網，一部分核心專利就用到了這一技術。

膠卷的謝幕是天文學家不經意間促成的

這年頭，數碼相機和可拍照手機已經變得十分常見，它們的影像傳感器大多使用CCD。CCD即感光耦合元件，發明于1969年。首先用上CCD的，除了軍方以外，還有天文學家。因為CCD的量子效率（即將光子轉換為信號的效率）遠勝于傳統底片，加上CCD可以實時讀出圖像而無需經過繁瑣的化學處理過程，天文學家們在上世紀70年代末期，就開始將許多望遠鏡上的照相底片替換為靈敏度更高的CCD。之后，來自天文學家的需求一定程度上刺激了工程師們，他們開始不斷設計和制造更大、更靈敏也更穩定的CCD芯片。到了上世紀90年代中后期，裝備CCD的家用數碼相機開始變得流行，如今使用傳統底片的相機幾乎在市場上絕跡。從某種角度來說，天文學家們“不經意間”的協助，促成了家用數碼相機的普及。

行李安檢機也從航天技術上來

在天文學家還在用老掉牙的照相底片的年代，還有一件事情在現在看來也很“老掉牙”：坐飛機幾乎和坐公交一樣簡單，無需證件，無需安檢（只有0.5%的人需要搜查），買票直接上飛機。

后來出于安全的考慮，登機手續開始逐漸變得嚴格。1972年12月，美國聯邦航空管理局要求各航空公司在一個月內實現對乘客行李的全面搜查。這時，派上用場的是剛剛應用不久的X射線光電成像技術，這可以讓工作人員實時“透視”乘客的行李，而這一技術最初主要是為美國第一顆X射線天文衛星“烏呼魯”研發的。

再后來，氣相色譜質譜儀也被廣泛裝備在大中型民航機場，用來搜尋炸彈和毒品。但這類儀器能在如今變得如此便攜、高效和可靠，離不開上世紀70年代“海盜”系列項目的強力推動——兩艘“海盜”號飛船是人類第一批成功軟著陸火星表面并開展探測的無人飛船，工程師們制造出了輕巧的氣相色譜質譜儀安裝在飛船著陸器上，以便科學家們能更深入地研究火星表面的環境，確定其是否具備生命存活的條件。

航天技術影響著我們生活的方方面面

以上，我只是列舉了幾個和普通人關系最密切的例子。實際上，類似的例子實在不勝枚舉，我還可以繼續簡單地往下說——比如，天文學家們測定恒星溫度的技術，被用來研制非接觸式體溫測量儀，并在“非典”時期大派用場；用于研制“海盜”號著陸器降落傘的材料，經改良后用于制造性能更好、壽命更長的汽車輪胎；裝備在載人飛船返回艙上的隔熱材料，被用來改善防火門的性能；用于空間站的某種薄膜，被拿來制作防劃痕的太陽眼鏡；一種用于過濾宇航員生活用水的過濾器，則被廣泛用于過濾家庭用水；用于分配哈勃太空望遠鏡觀測時間的軟件，經改良后用于醫院的病歷管理；用于在海量天文數據中自動檢測星系的算法，現在被用來協助進行某些醫學檢查。至于在其他專業領域——尤其是醫學領域——進一步施展拳腳的技術，則更是多得數不完：太空毯、核磁共振技術、飛機除冰、污染物檢測及防控、建筑物探傷、探礦、凈室、生物制藥、醫學影像處理、腫瘤探測和治療……

前人栽樹，后人乘涼。撇開那些深奧的哲學命題不談，某種意義上來說，如果不是這些前輩們探索中獲得的“副產品”，我們或許還要等上幾十年或者更長時間，才能用上筆記本電腦和iPhone手機呢。當然或許有人會說，那我們如果當初定向研究集成電路和無線增強技術，那不是一樣也會得到這些么？然而，科學發現從來就不盡然是“種瓜得瓜”的過程，更經常的是“種瓜得豆”。《阿甘正傳》里有句很經典的臺詞：“生活就像一盒巧克力，你永遠不知道你會拿到哪一顆。”正是這種“漫無目標”但卻“尋根究底”的好奇心，讓我們在50萬年內從點燃第一堆篝火到人人能揣著智能手機到處自拍。我們感謝先輩們孜孜不倦的探索，而我們的子孫也終將感謝我們。從這個角度來看，知名科幻作家劉慈欣的那句話——“航天是生命本能，不需要問有什么用”，是不是就變得可以理解了呢？