从“月球人”到宜居带 | 人类对地外生命的认知演变

自伽利略将望远镜指向星空，人类对地外智慧生命的认知经历了一段曲折的演变。从“月球人”的浪漫想象、“蝙蝠人”的轰动骗局，到“宜居带”的科学提出，人类的探索从神学推演走向了理性求证。

本图出自19世纪德国《麦氏百科全书》第四版，题为“PLANETENSYSTEM”（太阳系），直观描绘了太阳系天体的大小、轨道与比例关系，主要包含三个核心板块：左侧（行星比例）、右侧（内行星群）和底部（距离与速度）。整体以严谨的直观视觉，系统地总结了当时人类对太阳系结构的科学认知。来源／Wikepedia

/ 从伽利略到威尔金斯

1609年，伽利略将望远镜指向月球，一个凹凸不平的近邻首次呈现在人类眼 前，同时也在科学界与思想界投下了一颗巨石：如果月球是另一个“世界”，那上面是否也居住着生命？

一般认为是汉斯·利伯希 (Hans Lipperhey)于1608年发明了望远镜。伽利略对望远镜做了大幅改良，并将它指向了天空。他目睹了一个全新的世界，并将最初的一些发现写进1610年发表的《星际信使》（Sidereus Nuncius）中。书中描述了月球凹凸不平的表面，叙述了望远镜中可以看到比肉眼所见多得多的恒星，记录了围绕木星转动的四颗卫星。时人因这些惊世的发现而将他与另一个意大利人哥伦布相提并论。望远镜所揭示的天空也挑战了旧的宇宙观，成为了伽利略捍卫日心说的有力论据。凹凸不平的月面，不断消失和出现的太阳黑子粉碎了天体完美而不变的观念。围绕木星转动的卫星打破了所有天体围绕地球转动的传统思想。金星有时会呈现凸圆和像满月一样的相位，这是托勒密模型中不能解释的。

伽利略1610年出版《星际信使》封面。来源／Wikipedia

伽利略花了很多时间用于观测月球，在二十倍的倍率下，月球从经院哲学家们认为的光滑球体变成了和地球有些相似的世界。从前古希腊的阿那克萨哥拉（Anaxagoras）和德谟克利特等人曾根据月球表面的明暗不均猜测月面和地球表面是相似的，也有山脉和山谷，如今模糊的猜测变成了确凿的事实。尽管如此，伽利略对月球上生命的看法依旧比较谨慎。

在1613年出版的《关于太阳黑子的通信》（Istoria e Dimostrazioni intorno alle Macchie Solari）中，伽利略说他不认为木星、金星、土星和月球上存在类似地球上的这种生命。至于这些星球上有没有超乎想象的奇特生命，伽利略不置可否，愿将这个问题留给比他更聪明的人。在1632年出版的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》（Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo）中，伽利略借萨尔维阿蒂（Salviati）之口说构成月球的材料并不是土和水，因此生物无法生长。地球上的物种依赖太阳的方位变动而生存，而月球上却是长达15天的白昼和15天的黑夜。望远镜观测发现月球上没有云，所以也没有雨。“如果月亮上存在着什么物种的话，那一定是和我们眼前的这些草木鸟兽完全不同”，在否定了月球上存在类似于地球上生命的同时，伽利略再次保留了存在难以想象的奇异生物的可能。

伽利略测量望远镜的放大倍数。来源／《大众物理学》

伽利略对外星生命的谨慎态度可能是因为顾忌到了教会。作为哥白尼理论的最热心宣传者之一，声称其他的星球上有生命尤其是有智慧生命，会为普及日心说增加来自神学的阻力。

有些人质疑伽利略描述的月面，因为他们没有那么好的望远镜。有位名为亚历山德罗·卡波阿诺（Alessandro Capoano）的人用一种今天看起来比较奇怪的论证方式来否定伽利略的观测。他认为地球上有山峰是为了生长动植物以造福人类，如果月球上也有山峰山谷，那么必然也有动植物来造福月球人。卡波阿诺认为不可能有月球人，所以月球上的山峰山谷不应该存在。伽利略的回复是我用望远镜看过了，并用与前面段落中相似的论证否认了月球上存在类似于地球上生命的可能性。

虽然卡波阿诺的论证今天看起来奇怪，但在当时却是种再正常不过的方法。那时流行一种“目的论”思想，后文还会多次提到它。举例来说，如果要回答“世界上为什么会有猫”这个问题，今天的答法是思考宇宙中如何形成了那些组成猫所需的物质，物质如何形成了生命，生命如何从单细胞生物经过漫长时间演化成猫的。但目的论者思考的是猫因何而被创造出来？目的论者相信万物皆有其因，即造物主的设计安排，他不会毫无理由地创造任何东西。在目的论者心中，造物主有如一位雕塑家，万物如同雕像。思考雕像是如何一步步雕成的并不是在真正解释雕像形成的原因，真正的原因在雕塑家的心中。

伽利略用望远镜发现了大量肉眼无法看到的恒星，这也涉及了一个目的论的应用。根据目的论，这些肉眼看不见的恒星很难说是为了地球上的人类而设计的，所以似乎是为了它们附近的智慧生命而设计的，这一定程度上支持了多元世界论。此时多元世界论的涵义已经从德谟克利特主张的那种转变为将每颗有智慧生命的星球作为一个世界的新多元世界论了。

《星际信使》发表后，伽利略送给开普勒一份复制手稿，期待他的看法。开普勒当时是神圣罗马帝国皇帝鲁道夫二世的宫廷数学家，在不久前发表了著名的行星运动三大定律中的前两个，即行星围绕太阳运动的轨道是椭圆形且太阳位于椭圆的一个焦点上，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等。在仔细阅读过《星际信使》后，开普勒写了回信，对书中的发现做了详细的回应并发表出来，名为《关于<星际信使>的通信》（Dissertatio cum Nuncio Sidereo）。

开普勒明显比伽利略对月球上的生命更感兴趣，看法也更乐观。他曾读过普鲁塔克（Plutarch）的《论月面》（De Facie），这篇文章中讨论过月球的宜居性和生命。开普勒认为月面上有些地貌特征是水流塑造的，证明月球上有水。月球表面散布着湖和海，一定会有生命。在《星际信使》中伽利略提到在月面的中部有个非常圆的巨洞并附上了素描图。这个巨洞是后来被命名为巴塔尼（Albategnius）的撞击坑，伽利略在素描图中夸大了它的大小以示强调。开普勒的想象力就此迸发。

书中伽利略曾计算过月球上的山脉高达四英里（约6.4千米），比地球上的山脉要高。开普勒认为月球人比地球人更高大也是顺理成章的，更高大的人也会建造更宏伟的建筑。他又想到月球上的白昼长达15个地球日，人们必须采取措施来躲避酷热。开普勒设想月球人挖出了巨洞（撞击坑），用黏土构筑了围护（撞击坑壁）。这样他们在围护上挖出洞穴来安家，将光照充足的巨洞中部作为牧场和农田，闲暇时可以躲在围护的影子里，随着太阳方位的改变而移动。今日我们知道月面上的撞击坑几乎全部是由小天体撞击形成的。与月球不同，地球上的构造运动和侵蚀作用会使陨石坑难以长久存在，大气层也削弱了撞击，所以表面难见到环形山。对这种地貌的新奇感和对月球人存在的期望使开普勒得出了巨洞是人造物的结论。

开普勒对月球和月球人的兴趣由来已久。早在1593年他就写过一篇论文，描述了月球上的观察者所看到的宇宙。1608年他开始创作一部名为《梦》（Somnium）的幻想小说，内容是一个叫迪拉考托斯（Duracotus）的冰岛人和他的女巫母亲借着月食这个机会——此时地球的阴影成了地月之间的通道，由精灵引领去月球旅行，精灵将月球的情况讲给他们听。《梦》直到开普勒去世后数年才出版，后世不少人认为它是世界上第一部科幻小说。故事中将月球称为Levania, 将地球称作Volva，月球总是朝向地球的一面叫Subvolva，另一面叫Privolva。

开普勒《梦》封面。来源／Wikipedia

开普勒这样描述月球上的生命：月球生命形体巨大，生长很快，寿命短暂。月球背面的人居无定所，整天成群结队地游荡。有的步行，比骆驼快多了，有的用翅膀飞，有的乘船。当需要休息几天时他们就爬进洞穴里。他们中大多数是潜水者，所有人呼吸都很慢，又因为深水区才凉爽，所以潜水时呆在水底。正午的太阳把水面上的东西煮熟了，行进中的游荡者们正好拿来当食物。月球正面类似于我们的村镇、市镇和花园，而背面类似于我们的旷野、森林和沙漠。月球人必须通过狭窄的渠道将热水引入洞穴，水经过长时间的流动会逐渐冷却。他们白天大部分时间呆在洞穴里，喝这些水，等到夜幕降临后再出去觅食。植物的外皮和动物的皮肤是多孔的，占了它们整体质量的大部分。任何生物只要白天被暴晒就会变硬，被烤焦，到了晚上外皮就会脱落。植物稀疏地长在山脊上，寿命通常只有一天，每天都会萌发新的后代。

《梦》有明显的自传性，书中的迪拉考托斯和开普勒都做过第谷的学生，迪拉考托斯的母亲和开普勒的母亲都精通草药。这部幻想小说给开普勒带来了不少麻烦，它虽然尚未正式出版，但被私下传阅过并成了指控他母亲是女巫的证据。他的母亲则因涉嫌巫术而被捕，后来经过开普勒的极力解救才得以获释。

不难看出，开普勒描绘的月球世界有他周围社会生活的影子。开普勒一生主要在离乡村很近的城镇和小城市中工作，他笔下的月球正面类似于地球上的“村镇、市镇和花园”。月球正面居民耕作放牧的生活使人想起开普勒熟悉的奥地利乡村生活。关于巨洞围护的想象可能来自17世纪欧洲坚固的城墙，开普勒在与古尔丁的通信中曾说过那些围护除了可以避暑之外，也可以用来御敌。当时的人们用绳子测量土地，所以开普勒想象月球的测量员在空地的中央立一根标杆，将其加固后拴上绳子，定好绳长后绕一圈就得到了围护的圆周。

与布鲁诺不同，开普勒对外星人的支持仅限于太阳系内。根据错误的估算，开普勒认为恒星与太阳不是同一类天体，排除距离因素后它们的亮度也远逊于太阳。当他得知伽利略发现的四颗新天体是绕着木星转动而非绕着某颗恒星转动时很高兴，因为后者会为布鲁诺的理论提供支持。根据目的论，开普勒认为木星上也有智慧生命。因为人类用望远镜才能看到这四颗卫星，所以它们的存在不是为了地球人，只会是为了木星人，它们对木星人来说就像月亮对人类那样重要。开普勒进而推断太阳系的其他行星都有卫星，造物主让它们为每颗行星上的人们提供夜间照明。

1633年，69岁的伽利略因《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》触怒了罗马教廷而被传唤，在认罪后被判处终身监禁，不久改为软禁，著作被列为禁书。五年后，在一个比较宽容的国度，一位青年在书中畅所欲言，宣扬日心说、多元世界论和月球人存在的可能。后来他在文学、宗教、科学和发明上都有所成，在牛津大学和剑桥大学的学院中都当过院长，和一些人创建了英国皇家学会，还娶了克伦威尔的妹妹。他就是约翰·威尔金斯（John Wilkins），那本书的名字是《月球世界之发现》（The Discovery of a World in the Moone）。

伽利略 《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》 (1632） 封面 来源／Wikipedia

威尔金斯借助目的论来论证月球人存在，使人想起卡波阿诺和伽利略关于月面上有没有山的辩论。卡波阿诺是以不会有月球人为前提来反证月面上没有山，威尔金斯则是以月面上有山为前提论证存在月球人。书中列举了山脉对人类的益处，它们使地球上的生活变得更加安全和舒适。而今在月球上也发现了山脉，它们很可能是出于相似的目的而被创造的。

威尔金斯还是构想月球旅行的先驱，书中将宇航和航海作了类比。在人类历史的早期，海洋阻隔了不同地区的人类，人们只能在陆地上旅行。后来造船技术的发展使人类可以在这颗星球的表面上自由旅行，开启了世界范围的贸易和探索兴盛的时代，将世界各地的人们连接在了一起。同样，今天地球上的人类被天空所阻隔，就像过去被海洋阻隔的岛民一样，也许认为没有别的智慧生命，也许认为即使有其他智慧生命也无法互通往来。我们没有能开往月球的船，如德雷克和哥伦布尚未降世时一样，像代达罗斯一般掌握了飞行的人也尚未诞生。

但威尔金斯相信，造出了能跨越大洋航行的船只的人类终将发明出可以到达月球的飞行器，到那时就可以和月球人通商，也许还能建立月球上的殖民地。“然而我毫不怀疑，时间仍然会是新真理之父，它曾向我们揭示了那么多祖辈们一无所知的事，一定还会向后辈们披露我们今天梦想着，却又无法实现的事情。”威尔金斯也是个实干家，在一生中有多项成功的发明，但记载中也有注定会失败的一项。他设计了名为“飞行战车”的飞行器，并可能制作出了模型并试验过，试图敲开太空航行的大门。然而和这个远大的目标相比，他生在了太早的时代。

同为多才的作者写给大众的科学书籍，四十八年后法国人丰特奈尔（Bernard Le Bovier de Fontenelle）的《关于多元世界的对话》（Entretiens sur la pluralité des mondes）从传播上来看比《月球世界之发现》成功得多。丰特奈尔曾担任法兰西科学院常务秘书四十二年之久，他还从事诗歌和戏剧的创作，撰写宗教与哲学相关的著作。《关于多元世界的对话》至少被译成了十种语言，在作者的百年人生中共出了33个版本。它以通晓天文和物理的哲学家与美丽而聪慧的侯爵夫人之间的对话形式展开，场景是星光下侯爵夫人的花园，一共经历了六个夜晚。

约翰·威尔金斯 《月球世界之发现》（The Discovery of a World in the Moone ）（1638）封面。

—— 本文选自《中国国家天文》2026年第10期

作者简介 /

刘荣生，曾长期从事软件开发，目前在中山大学天琴中心读研，研究方向为相对论天体力学与天体测量学。 科普书《外星人在哪儿：地外文明探索史话和费米佯谬》的作者和《双筒望远镜观测指南》的译者，第六届和第八届长三角星空大会报告嘉宾。