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 1877年(和1971年一样)，火星离地球特别近，相距只有四千万英里。欧洲的天文学家们当时正在纷纷准备用新研制出来的望远镜对我们这个行星近邻进行当时所能进行的最详细的观测。这些天文学家中，有意大利米兰的一位观测者乔范尼·夏帕雷利(Giovanni Schiaparelli)，他是今天的时装设计师和香水商夏帕雷利的旁系亲属。
一般说来，用望远镜观测到的火星是模糊不清的，经常被地球大气变化无常的湍流所阻扰，这种湍流天文学家称之为“星象宁静度”。但是地球大气也有宁静的时刻，这时火星圆面上的真实细节似乎就闪现出来了。夏帕雷利惊异地发现，在火星的圆面上布满了极细的直线所构成的网状系统。他把这些线条称为Canali，这在意大利文中的意义是“沟渠”。然而，这个字在译成英文时被译成了“运河”，而“运河”这个词明显地意味着是有意设汁出来的。
夏帕雷利的观测被洛厄尔继承了过去。洛厄尔是一个外交官，曾被派往现在的朝鲜任职。济厄尔是一个波士顿婆罗门，他的哥哥是哈佛大学校长，姐姐是一个更为有名的人物——女诗人艾米·洛厄尔(在某种程度上是因抽黑色小雪茄而闻名)。他在亚利桑那州的弗拉格斯塔夫建造了一个私人的天文台来研究火星。他和夏帕雷利一样，也发现了Canali。他对Canali怍了进一步的说明，并煞费苦心地想出了一种解释。
据洛厄尔推测，火星是一个正在消亡的星球，它上面早已出现了智慧生物，他们对火星上各种险恶条件已能适应，其中最主要的一条就是缺水。洛厄尔想象，火星上的文明社会建设了一个范围广阔的运河网，把水从溶解着的极帽处引到位于赤道附近的居住点。这个论点的关键在于这些运河整齐笔直，其中有些运河顺着大圆延伸数千英里。洛厄尔认为，这种几何图形不可能因地质活动而产生。这些线条太直了，只有智慧生物才能搞得出来。
这是一个我们都会同意的推断。唯一的争议是智慧生物究竟在望远镜的哪一头。洛厄尔相信，欧几里得几何学的爱好者是在望远镜那一头看出去的远处。但是，在星象宁静度很好的几秒钟之内要画出斑斑驳驳的详情细节来实在是太困难了，因此，眼、脑、手并用很可能把这些并不关联的地形连成一条直线。从本世纪初到航天时代开始的这段时间内对火星进行观测的许多最好的目测天文学家发现，在星象宁静度很好但不能算极好的观测条件下，他们能看见运河；而在星象宁静度极好的极为罕有的时刻里，他们能从那些直线中分辨出为数众多的点和不规则的枝节来。
后来又发现，至少那硕大无朋的极帽是二氧化碳，而不是结成冰的水。人们还发现，火星上的大气压比地球上要低得多，液态水完全不可能存在。于是关于火星上有先进的生物和运河的说法就此消声匿迹了，而且还……
当全火星范围的尘暴在1971年平息下来时，水手9号飞船开始拍摄一个被传统观测家叫做科普雷茨(Coprates)的地区。科普雷茨是洛厄尔、夏帕雷利和他们的追随者所发现的最大的“运河”之一。当尘暴结束时，科普雷茨展现出一个极大的裂谷，在火星赤道附近从东到西绵延三干英里，在某些地方有五十英里宽，一英里深。它并不是笔直的，肯定不是一项工程。但这个大裂谷从比例上来说要比地球上任何这样的地形长得多。
在科普雷茨外面的那些地形真是千奇百怪——弯弯曲曲的沟渠在科普雷茨裂谷上面的高地上蜿蜒，周围伸展着许多美丽的小支流。如果我们在地球上看见这样的沟渠，毫无疑问会认为这是水流冲刷而成的。但火星上表面压力极小，液态水会立即蒸发掉，就象地球上的压力小而使二氧化碳立即蒸发一样。地球上我们有固态二氧化碳和气态二氧化碳，但是没有液态二氧化碳。而在火星上，连液态水也不存在。
但随着水手9号摄影工作的继续进行，又发现了一系列别的沟渠：有的沟渠有第二级和第三级的支流系统，有的沟渠在始点和终点都没有火山口，有的沟渠中央具有泪珠形的小岛，有的沟渠终点呈辫子形状，就象地球上洪水冲刷成的一样。
看上去似乎毫无疑问，在几十条很长的这种沟渠(最长的有几百英里长)中，大多数以及几百条较小的沟渠是由水流冲刷而成的。但由于目前火星上没有液态水，那么这些沟渠一定是火星历史上某个早期年代里形成的，那时火星上的总压力要大些，温度也要高些，因而很可能有过水。
水手9号飞船所摄制的沟渠有力地说明了火星上可能发生过重大的气候变化。从这个观点看来，今天的火星正处于冰期之中。但是在过去(谁也不知道究竟是多少年以前)火星的环境要温和得多，与地球相仿。
这种戏剧性气候变化的原因还在热烈争论之中。在发射水手9号飞船之前，我曾提出过，在火星上可能出现过气候变化，有过液态水。这种气候变化可能是由于岁差所引起(岁差是一种运动，其运动方式类似于高速转动的陀螺所发生的那种缓慢的向前漂移)。火星上的岁差期大约是五万年。如果我们现在处于岁差期的冬天，北极冰帽较大，那么两万五千年以前，则是南极冰帽较大的岁差期冬天。
但是一万两千年以前很可能是岁差期的春天和夏天。那时的稠密的大气层可能现在已关到极帽里去了。一万两千年以前，有一段时期在火星上可能气候温和，夜晚迷人，流水沿着无数小河、溪流淙淙流动，汇成汹涌澎湃的大江。其中有几条江河可能就是流入这个巨大的科普雷茨裂谷的。
如果情况确实如此，那么一万两千年以前火星上是一个适于类似地球上的生命生存的时期。如果我是火星上的一个生物，我有可能会使我的活动适应于岁差期的夏天，而在岁差期的冬天停止活动。地球上的许多生物在比这短得多的每年的冬天就是这么做的。我可以造出孢囊来，我可以变成象植物一样能生存的形式，我可以进入冬眠状态，一直冬眠到漫长的冬天结束。如果火星上的生物确实是这样做的，我们现在到火星去可能早了一万两千年，但也许是晚了一万两千年!
这些想法是有办法加以检验的。在某种程度上，假想的火层生物可能从流水的重现来知道岁差期春天的到来。那么，就象琳达·萨根(Linda Sagan)提到过的那样，可以用“加水”的办法来探寻火星上的生命。而这正是计划在1976午在火星着陆并探寻微生物的美国海盗号生物试验着手进行的事。他们将利用一只自动手把两块火星土壤的试样丢在水里，而把第三块试样放进一个没有水的容器之中。如果前两个试验证明确有生物存在，而第三个试验却没有，那对于“火星上的生物正在等待着冬天的结束”的想法多少是个支持。
但完全有可能说，这些试验方案过于地球沙文主义了。很可能有一些火星生物对现在的环境完全适应，放到水里反而会淹死。把火星的生物看成是睡美人，正在等待着海盗号给她们施以滋润甜蜜的元一吻——这个设想是一个不大会成功的，但是极为令人神往的尝试。
绝非所有的沟渠都与洛厄尔和夏帕雷利绘制的传统“运河” (Canali)的位置相符台。有些地方，如塞劳尼厄斯(Ceraunius)，看来是山脉。另外一些地方则目前还看不清详细情况。但是有一些沟渠，如科普雷茨，是火星表面的沟槽。火星上确实有沟渠，这些沟渠可能有某些生物学上的涵义，和洛厄尔所想象的人不相同(根据漫长的冬天这一模式假定)，但这些沟渠也可能与火星生物学毫无关系。
洛厄尔设想的运河是不存在的，但夏帕雷利的“运河” (Canali)却多少可以看得见。将来的某一天或许这些沟渠里会重新装满了水，还会有从地球上来访的平底舟在里面行驶，也未必可知哩。
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