航天事业是从地球上开始的。这不仅指卫星、飞船在地面制造，从地面发射，更意味着我们的科学知识、技术和经验都是在地球的范围内得到的。进入空间时代以后，对月球、行星的探测是以长期积累的关于地球的知识为基础的。50年前地球是唯一的样本，我们只能从这里开始，即使对地球的知识还很不全面。进入航天时代以后，宇宙飞船已多次访问过水星、金星、火星、木星和土星，有12人踏上过月球，得到了人类有史以来从未获得过的知识，看到了过去从地面上无法见到的景象，取得了众多的令人震撼的新发现。这些新知识反过来又丰富和加深了我们对地球本身的认识。人们开始把地球、月球和其他行星放在一起进行比较研究，地球不再是唯一样本了。于是出现了一批新学科，如行星地质学、行星物理学和星际地质学等。对月球和其他行星的探测结果证明了过去人类所积累的关于地球的科学知识绝大部分是正确的。航天飞行的成功证明了过去从地面上的天文观测以及天体力学和天体物理学的研究中得出的基本结论都准确无误。所以现代科学400年来积累的科学知识是空间技术和各种科学事业、工程建设进一步发展和前进的基础。

　　从事航天事业的人们应该首先了解地球。地球科学是专门研究固体地球及其内部构造和周围流体的状态和运动的科学，已有300年的历史。第一部关于地球的巨著———《地球科学》是法国科学家布丰于1749年发表的。1700—1800年的100年被称为地学的英雄时代，出现了一大批地质学家，对地球的演化、地壳的形成、地层的沉积、古生物、矿物和岩石等进行了深刻的观察和理性分析，使地质学成为地球科学的核心。19世纪欧洲地质学家建立了第一个地质年代表。20世纪初中国才有了第一批地质学家。章鸿钊、丁文江、翁文灏和李四光等对开创中国地质学和地质事业做出了基础性贡献。新中国成立以后一大批地质学家全面地发展了中国地质学，建立了强大的地质学事业，为中国工业化建设开辟了道路。中国地质科学的能力和水平已大为接近世界先进水平。

　　经过300多年的积累，地球科学已成为现代自然科学中一门非常重要的基础科学。它为了解地球、太阳系和宇宙空间提供了宝贵的知识体系，也对人类社会的进步产生了巨大的影响。研究和探测太阳系各行星、银河系中的类地行星、地外生命等都离不开地球科学的理论知识和实践观察。40多年来的航天事业组织了大规模空间对地观测，获得了在地面上不可能得到的数据，丰富了地球科学的知识宝库，推动了它的发展。要解决现代社会面临的资源、环境、人口等重大问题也须臾不能没有地质学的指导。地质学的研究方法从一开始就牢牢植根于对客观世界的周密观察和严密的科学实验，经过实践—抽象—再实践的科学程序建立了完整的科学理论，为生物学、生态学、人类学、宇宙学和唯物论哲学都提供了坚实的知识基础。

　　地球的历史

　　到目前为止，地球上发现最早的岩石年龄只有37.6亿年，是在格陵兰的西南部找到的。在南非古老的片麻石中找到过一块经过再沉积的花岗岩卵石，放射性年龄为40亿年。在澳大利亚纳里山区（MountNarryer）发现过42亿年前的锆石小颗粒；中国在鞍山发现过30亿年的岩石。看来，今后在地球上找到老于40亿年的岩石可能性很小。因为那个时代的地表面还处于熔融状态，早期凝固的岩石已不复存在，况且30亿年前大陆面积很小。在30—25亿年前这一期间大陆碰撞拼接形成较大的陆块，称为克拉通和地盾。

　　由于太阳和月球引力导致地球上的潮汐摩擦损耗能量，地球自转速度逐步变慢，目前变慢速度为0.0017秒/100年。根据对古化石年轮的观察推测，在25亿年前的太古宙，地球自转速度比今天快一倍多。那时每年800—900天，每月26天。

　　关于太阳系和地球的起源，观测证据和科学理论都还很不完善。现在科学界的假说是，约50亿年前由星际物质云在万有引力作用下逐渐收缩而形成众多星子，它们相互吸引和碰撞，逐步增大，约1亿年以后剩下四个内行星（水星、金星、地球和火星）和四个大行星（木星、土星、天王、海王）。在火星和木星间剩下了一大批（星子）构成小行星带。在海王星以外，离太阳很远的地方（大于50亿km，40AU），仍残留下一批小天体，包括冥王星在内，称为柯伊伯带。再远处，离太阳10万AU左右还有一个彗星带，含有数亿个彗星，可称之为彗星窝，常有一些彗星偶尔飞到太阳附近一露峥嵘，都是太阳系形成之初留下的残余。地球就是在这样的环境中诞生和发展起来的。

　　进入航天时代以来，利用卫星和人造飞船去观察、探测和研究其他行星、彗星、小行星的兴趣越来越浓。到21世纪初，对所有行星都进行过靠近观察、摄像和遥测。这些探测结果对人类了解太阳系，通过星际地质比较分析对研究地球本身具有重大意义。地球上的很多科学问题，地球形成的初期情况、大气圈和水圈的来源和演化、生命的起源等都有待航天探测获得新的知识才可能彻底解决。

　　就目前已经得到的信息和知识，地球是太阳系中最幸运的行星，离太阳不近不远，温度不高不低，保持了大量液态水的持久存在，成为生命可持续发展的摇篮。在46亿年的地球历史中，任何意外事件都可能发生，或者已经发生过，例如与小行星直撞。到2002年底，天文观测已发现32个直径在200—250km的小行星。估计直径大于100km的小行星总数在35000个以上，未来有些可能受到扰动而与地球轨道相交。在随太阳绕银心做2.5亿年的周期运动时，受到其他恒星的摄动，吸收星际物质使质量变大或减小，都有可能导致地球脱离现在的轨道而使生态条件恶化。再离太阳近一点，地球会变成类似金星那样，地表温度升高，大洋全部蒸发，浓密大气的温度升高到100℃以上；离太阳稍远一点，在火星以远的轨道上地面会变冷，成为冰球，高等动植物不能生存，也就没有了人类生存的条件。然而，这一切都没有发生，真是万幸！现在全世界关于爱护、保护地球的理由是充分的：在没有足够的知识和能力以前，千万不要轻率破坏和改变这个唯一有生命的星球。一切无知、任性和失误都可能毁掉太阳系中这艘唯一能承载生命和人类的孤舟。

　　探月的新发现

　　月球上从来没有过大气层。除两极地区以外，绝大部分月面上没有水，就连岩石中的结晶水都没有。即使在遥远的过去有过水和水蒸气，由于月球引力不足以留住而很快逸散于太空。覆盖月海的是来自月球内部冒出的岩浆凝成的玄武岩。月面上遍布的圆形点是彻底干燥了的大小陨石坑。裸露的月面数十亿年来受到宇宙射线和太阳风高能粒子的照射，即使有过任何生命也都早已被杀死。没有发现任何历史上有过生命的迹象，也不可能存在过能支持生命的环境。

　　18世纪以来，很多人猜想，太阳系以外的某些恒星附近可能出现过、现在仍存在着生命，也可能有科学技术发展程度比我们高的地外智慧生命———外星人。好奇心和趋于扩张的野心可能驱使他们探索宇宙，甚至他们早已来过太阳系。为了安全，它们隐蔽着自己，可能就藏在月球背面，建立了基地，形成了社会，让地球上的人类永远看不到他们。在人类没有看到月背面之前，人们只觉得这是个可笑的故事，而无法否定它。现在，在细察月背之后，制作出版了精确的月图，证明了那里除了荒凉的陨坑和丘陵以外，没有任何能支持生命的条件和设施，也没有外星人住过的遗迹。

　　经过20世纪下半叶的探测活动，科学界对月球的历史有了新的认识，获得了大量的新知识，澄清了一些人类从远古时代留传数千年的猜测。月球是太阳系中地球以外的被人类科学研究和实地考察过的唯一星球。在这里得到的新知识反过来又推动着与地学相关的各学科的进步与发展。航天事业为地学研究开拓了新的视野，建立了新的舞台，提供了新的方法和工具。从这个意义上看，航天技术开拓了空间科学的新时代，为丰富人类知识宝库已经发挥了关键的不可替代的作用。

　　■新闻缘起

　　最近，由原国家科委主任宋健所著的《航天纵横—航天对基础科学的拉动》出版了，本书综述了20世纪下半叶世界航天科学技术所取得的伟大成就，航天科学与物理、数学等基础科学和各门技术科学的密切关系以及对基础科学进步的拉动，展望21世纪航天科学的任务、发展方向等。“共享科学”栏目将从中摘选航天科学对生物、物理等基础学科的拉动作用给予报道。