【導語】近日，“火星探索科學團”成員劉慈欣、傅成玉、魏勇、王倩、米磊等多位嘉賓齊聚“硬科技之都”西安，走進西北大學、中國航天科技集團六院、中國科學院西安光學精密機械研究所、西科控股硬科技企業社區等地，進行了一場為期兩天的“火星探索”頂級科學思享會。

火，驅散黑暗，照亮鴻蒙；

光，帶來溫暖，點亮未來。

5月15日，我國首次火星探測任務天問一號探測器在火星烏托邦平原南部預選著陸區著陸，在火星上首次留下中國印跡，邁出了我國星際探測征程的重要一步。后續，祝融號火星車將依次開展對著陸點全局成像、自檢駛離著陸平臺并開展巡視探測。“天問一號”任務實現了我國首次地外行星著陸，是中華民族復興之路上的一件盛事，也是我國行星科學和空間科學發展歷程中的一座里程碑，標志著我國開啟了全球“深空探測”的新紀元。

近日，我國關注火星探索前沿工作的知名科幻作家及頂尖科學家齊聚“硬科技之都”西安，走進西北大學、中國航天科技集團六院、中國科學院西安光學精密機械研究所、西科控股硬科技企業社區等地，進行了一場為期兩天的“火星探索”頂級科學思享會。

本次“追光之旅：火星探索科學團”由中科創星創始合伙人、硬科技理念提出者米磊發起，邀請到中石化原董事長、十二屆全國政協常委、高級經濟師傅成玉，科幻作家、高級工程師劉慈欣，西北大學黨委書記王亞杰，航天科技集團六院黨委書記劉志讓，中國科學院西安分院分黨組書記、院長趙衛，中國科學院西安光學精密機械研究所所長馬彩文，“天問一號”首席科學家助理、中國科學院地質與地球物理研究所副所長魏勇，中國國家航天局探月與航天工程中心科技質量處處長王倩，科幻作家、西安交通大學人文社會科學學院副教授夏笳等多位嘉賓共同探尋生命的演化、還原科學的真相，揭秘技術的洞察。

移民火星——你是否了解地球上

第一個生命絢麗綻放的時代？

隨著“天問一號”探測器的成功著陸，人們對深空探測特別是對火星探測的興趣愈發濃郁。我國發射“天問一號”的科學目標，主要是探測火星地形地貌、火星磁場、地下水、土壤成分和分布、火星大氣層以及氣候變化。從國際范圍來講，探測天體六個主要研究課題是：識別有機化合物的非生物來源；生命起源中大分子的合成和功能；早期生命和不斷增加的復雜性；生命和物理環境的共同進化；識別、探索和表征適合居住和生物特征的環境；構建宜居的世界。

從宇宙大爆發到人類文明的開端，地球的洪荒歲月穿越了46億年。宇宙的誕生、太陽系的形成、地球的起源到文明的出現，而寒武紀的生命爆發，是地球上第一個生命絢麗綻放的時代。我們探索宇宙中的任何星球，主要的目的有兩個：第一是其他星球上是否有生命的存在；第二是其他星球是否適合地球上的高級生命居住。

追光之旅第一日上午，“火星探索科學團”前往了本次參訪追光之旅的第一站——西北大學，來探索生命最初的起源。西北大學黨委書記王亞杰、西北大學地質學系主任張志飛分別為大家介紹了西北大學及西北大學地質學系的概況；隨后，西北大學地質學系教授為大家帶來了關于《揭秘寒武紀生命大爆發》的主題分享，生動的介紹了古生物學家如何揭示寒武紀生命大爆發的多樣性，并從地球化學的角度，還原了當時的真實環境。

“火星探索科學團”到訪西北大學 

參觀西北大學博物館

西北大學地質學系教授劉建妮：了解生命起源是探索未來的根本

寒武紀生命大爆發在地球演化歷史不到1%的時間內，誕生了絕大多數的動物門類。絕大多數意味著什么？現生的動物門類有38個，在寒武紀大爆發時期的化石，人類已經發現了20個，這20個動物門類里面，發現了280多個屬種，其中最具代表性的是——有“天下第一魚”美稱的昆明魚，只有兩公分長的昆明魚，是所有脊椎動物的祖先。西北大學地質學系早期生命與環境創新研究團隊發現了昆明魚化石，將整個脊椎動物的歷史向前推進了近5000萬年；除了昆明魚，團隊還擁有古蟲動物門、棘皮動物的始祖、節肢動物的起源等多項標志性的成果，還原了寒武紀生命大爆發的基本面貌。

達爾文在完成《物種起源》時，有一個問題一直覺得很費解，那就是5.4至5.3億年前古生代之初的早寒武紀生命突然爆發的奇特現象——許多動物突然出現在化石記錄中，而在早期的巖層中卻沒有找到明顯的祖先，這也可稱為“達爾文之惑”。經過了近十年的研究，西北大學團隊發現了諸多動物高階元演化的過渡類群的可靠代表，這些重要科學發現使團隊揭示了動物三大亞界關鍵門類的起源和演化關系，實證了前寒武紀與寒武紀之間動物演化的連續性，證明了寒武紀生命大爆發是由量變到質變、依次發生門類爆發，寒武紀大爆發過程的階段性和連續性這一結論，初步解決了達爾文當年面臨的難題。

目前，西北大學早期生命與環境創新研究中心已經成為國內外攻克寒武紀生命大爆發這一重大科學難題的科研高地；同時，團隊還熱衷于公益科學普及工作，希望能把科學的種子種在青少年的心里面。

未來，關于寒武紀生命大爆發的研究還將持續深化，激發大家的好奇心以及探索生命起源的熱忱。  

液體動力、深空探測，

你想知道的都在這兒

追光之旅第一日下午，“火星探索”頂級科學思享會在航天科技集團六院（以下簡稱“航天六院”）液體火箭發動機技術重點國防實驗室開講。航天六院是我國液體火箭發動機研制中心，由六院研制交付的78臺各型發動機，推舉長征五號遙四運載火箭，助力天問一號探測器，將液體動力的貢獻貫穿全程，在浩瀚宇宙中書寫出一個又一個新的奇跡。

“火星探索科學團”到訪航天六院

航天六院黨委書記劉志讓在開場致辭中提到“當前，要緊抓深空探測難得的發展機遇，在繼承中創新、在創新中發展、在發展中融合，共同書寫好中國航天發展的新篇章。”隨后，與會嘉賓共同研討“火星探索”相關領域的科學問題、研究方向及工程實踐，共同促進深空探測的技術融合和創新發展。

航天六院科研生產計劃部部長王愿寧：液體動力助力“飛天夢”、“奔月夢”

液體火箭發動機是通過自身攜帶的推進劑作為供熱一個噴氣式發動機，它通過化學能量的轉化，把各種不同形式的能量轉化為動能，形成高速射能產生推力的裝置。通常有推力式、燃燒式，包括推進劑過濾系統、組裝元件等組成。液體火箭發動機以液體化學物質作為推進劑，研制過程深度融合了燃燒學、結構力學、流體力學、材料學等多學科，是能量密度最高的復雜動力系統，系統和結構非常復雜。每一臺發動機配套的零件要達到上萬件，工作環境也非常嚴酷，比如補燃循環發動機，其燃燒室的合乎溫度要達到3000攝氏度以上，也有零下200多度的低溫工作環境，工作壓力非常高。同時，發動機的燃燒壓強達到幾百個大氣壓，熱流密度大，還包括無人泵等很多大功率的部件，技術難度較大。另外，發動機本身還是整個火箭的主要的震源，結構動力學特征復雜，對可靠性要求也很高。可以說，發動機是整個火箭技術風險最大的部分。

航天六院承擔著包括常規運載火箭、新一代運載火箭、航天器及衛星等70多個型號動力系統的研制任務，已應用的發動機推力范圍從10mN到1200kN ，應用的范圍從火箭助推器、一級、二級、三級、上面級發動機到軌資控動力系統、空間飛行器推進系統。截至今天，航天六院的動力支撐了長征系列運載火箭完成了369次發射，配套的液體火箭發動機參與了東方紅一號、第一顆返回式衛星、第一顆靜止軌道試驗通訊衛星、第一個載人運載火箭的發射，為載人航天、探月工程、北斗導航為代表的一系列重大工程任務順利實施提供了堅實的動力保障，也為實現中國人的“飛天夢”、“奔月夢”做出了應有的貢獻。  

中國國家航天局探月與航天工程中心科技質量處處長王倩：讓更多人與中國航天相遇

目前，人類對于火星的認知有了質的飛躍。火星探測是能夠充分展示科技實力的領域，它的突出特點就是：任務周期長、投入大、風險大。各國探測火星的次數都極為有限，美國的阿爾忒彌斯計劃實施載人登月，是延續美國戰略政策的重要籌碼，在航天領域保持絕對領先，為未來的載人登火做技術驗證。

這些年探月中心開展了一系列的公益科普活動：2007年，原國防科工委聯合中央電視臺、中國音樂家協會，通過公眾投票選取了30首歌曲，搭載到嫦娥一號上，到月球之后通過電線電波的方式傳回地球；為嫦娥三號的月球車進行全球征名，一共收到19.31萬件的命名方案，通過廣大網友的投票，最后“玉兔號”高票勝出；嫦娥四號率先開展了廣泛的國際合作，荷蘭、瑞典、德國、沙特都是我們的合作伙伴；為激發藏族青少年的愛國熱情，去年探月中心聯合西藏教育廳、西藏科協，邀請了西藏的青少年代表，到文昌發射基地觀摩了嫦娥五號發射任務；還有一些大家耳熟能詳的名字，比如“攬星九天”、“天問一號”、“祝融號”，都是通過在深空探測公益科普活動中選定的名稱。

探索浩瀚宇宙，發展航天事業，建設航天強國，是我們不懈追求的航天夢。未來，希望有越來越多的機構和熱心人士投入到公益科普事業中來，共同為提升全民科學素養貢獻一份力量。

中國科學院地質與地球物理研究所納米離子探針實驗室主任楊蔚：火星資源利用是“科幻成真”的關鍵

在近10年內，火星的資源很有可能走向實際應用。近期“毅力號”的動態備受關注，毅力號MOXIE載荷，在火星上成功制備5.37克的氧氣，可以滿足一位宇航員呼吸10分鐘，這是人類第一次在地外實現資源利用。值得暢想的是，未來可以通過制氧來滿足載人火星任務的返回燃料的需求。

氧氣制備的原理是固體電極電解的反應。火星大氣里面95%是二氧化碳，它把二氧化碳電解成一氧化碳和氧氣，這是一個大規模的吸熱反應，要用800攝氏度的高溫。其中的關鍵技術是，如何讓材料耐高溫，以及如何與外界保持隔熱，在未來兩年，毅力號還需要做9次這樣氧氣的提取試驗。

地外資源利用這個概念已經提出了40多年，對于火星的資源利用，主要是獲取大氣中的二氧化碳和土壤中的水，制備氧氣和甲烷。但相關技術的進展一直很緩慢，主要是因為需求不緊迫。

隨著載人火星任務提上日程，火星的資源利用也將進入告訴發展的階段，因為在火星上氧氣和甲烷作為燃料，將大幅降低成本。目前來看，美國的技術儲備是領先的，這主要是因為美國政府立法鼓勵企業參與，而且大量企業已經進入了這一領域。這對于我國這一領域的發展具有重要的借鑒意義。

中國科學院西安光機所副研究員閆興濤：國內外火星探測光學載荷對比及未來趨勢展望

人類探測火星的主要科學目標主要有五個方面：第一是火星大氣特征和氣候變化的研究；第二是火星地形地貌、地質構造的研究，這也是與光學載荷最直接相關的領域；第三是火星的物理場和內部結構的研究，一般是通過激光誘導光譜、磁強計、探測雷達等來實現；第四是火星上水和生命信息的探測；第五是火星上科學觀測站點和實驗室的建設，美國“好奇號”搭載的制氧裝置就屬于這個范疇。

通過詳細對比美國“好奇號”與“毅力號”搭載的光學載荷及其功能特點，“毅力號”上的變焦相機、LIBS拉曼光譜儀及“機智號”無人機相機等多項技術都是人類火星探測史上首次使用的。目前我國的“天問一號”火星探測器正在軌飛行，它包括一個環繞器，一個著陸器（火星車），將一步實現火星“繞、落、巡”三個目標。其中火星環繞器搭載的光學載荷包括一臺中分辨率相機、一臺高分辨率的相機和一臺火星礦物光譜分析儀；“祝融號”火星車搭載的光學載荷包括一臺多光譜相機、一臺地形地貌相機和一臺火星表面成分探測儀，這樣的載荷配置及其功能參數也達到了國際領先水平。

在火星環繞器上，西安光機所承擔了中分辨率相機光學鏡頭研制，這臺相機具有超大視場，可對火星表面進行彩色成像，繪制火星全球遙感影像圖，具備在軌的自動調節曝光時間的功能。

在“祝融號”火星車上，西安光機所承擔了多光譜相機的研制，其主要科學任務就是獲取著陸區及巡視區高分辨率圖像，通過桅桿轉動完成著陸區及巡視區周圍的全景成像，通過多光譜成像獲取火星表面元素及物質類型分布，通過動態攝像記錄火星氣候事件（比如沙塵暴）過程。

未來火星探測光學載荷的需求趨勢應該是“更高、更輕、更智能”。更高指的是高的空間分辨率以及光譜分辨率，更輕指的是集成化和輕量化，更智能指的是載荷的自主控制程度與環境自適應性更強。相信隨著光學技術的發展，這些功能需求都可以逐步實現。

當“硬科技”遇上“硬科幻”，

我們一起探索世界

追光之旅第二日，“火星探索科學團”思想激蕩之旅持續升溫，分別參訪了中國科學院西安光機所、陜西光電子集成電路先導技術研究院以及西科控股硬科技企業社區。在中國科學院西安光機所，馬彩文所長對“火星探索科學團”一行嘉賓表示了熱烈的歡迎并為大家詳細的介紹了西安光機所的歷史沿革與技術發展近況。

“火星探索科學團”到訪西安光機所

硬科技企業社區“曲率引擎”辦公樓前合影

中國科學院地質與地球物理研究所副所長魏勇：行星科學是我們要一起去“創”的“業”

中國科學院地質與地球物理研究所是中國空間科學的發源地，也是行星科學的發源地。“深空探測是國家戰略，行星科學就是我們要創的業”，魏勇副所長說。

魏勇擔任天問一號首席科學家助理，他深刻地知道國家深空探測戰略的需求是什么。深空探測跟行星科學、火箭、衛星都是什么關系？火箭是船、是梯子，深空探測器是眼睛，科學家是靈魂。我們缺的是什么？就是靈魂。發展行星科學，就是要為中國持續培養高水平的行星科學家，服務國家深空戰略需求。

創業到現在，中國的行星科學已經具備雛形了。未來怎么發展？《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》指出：“要持之以恒加強學科基礎研究，對企業基礎研究投入實行稅收優惠，鼓勵社會以捐贈和建立基金等方式多渠道投入，形成持續穩定投入機制”。2021年4月19日，習近平總書記視察清華大學時指出：“要堅持中國特色社會主義教育發展道路，充分發揮科研優勢，增強學科設置的針對性，加強基礎研究，加大自主創新力度，并從我國改革發展實踐中提出新觀點、構建新理論，努力構建中國特色、中國風格、中國氣派的學科體系、學術體系、話語體系的學科”。

未來，對于一起“創”的“業”，魏勇有一些假設和期望：建設中國特色的行星科學教育體系，從中小學到研究生全鏈條的體系，給他們幻想、夢想和理想。把這個幻想、夢想和理想加起來就是思想，培養有思想能力的人，這才是教育行業要培養的人。  

中科創星創始合伙人、硬科技理念提出者米磊：未來三十年是硬科技的黃金時代

人類有大腦之后，從技術的演化到今天科技的誕生，都是一脈相承的。按照熱力學第二定律來說，始終是在熵增的，大家可以把它當作一個地球系統，這個系統分成三大部分，第一部分是知識系統部分，第二是經濟系統，第三部分是社會系統，用這個可以解釋很多社會現象。

地球面臨的問題是什么？如何減少熵增，只有引入新的知識能夠減少熵增，現在地球陷入了中美貿易戰，本質上就因為上一輪科學革命給人類地球帶來了秩序和我們的熵減遇到了瓶頸，不帶來新的持續，地球就會變得越來越混亂，就變成了熵增。現在之所以要探索外太空，是因為地球上資源是有限的，地球上的資源如果不能夠支持新技術的發明，就不可持續。所以，人類這個系統要想生活得更好，就要不斷引入新的知識、不斷進行科學創新；同時，要從外太空、外行星引入新的資源、新的各式各樣的元素和礦產資源，這樣才能保證系統可以持續下去。

前三次工業革命都是能源、信息、交通的革命，歐洲第一次工業革命實際上很重要的就是博爾頓投資瓦特，有了蒸汽機，一起催生了這樣的工業革命，從能源、交通、信息領域看，當時重要基礎設施的誕生，這個對人類變革有著巨大的影響。第二次工業革命實際上以電氣化革命、石油和內燃機的革命為主的，誕生了很多新的技術，包括發明電燈、汽車、無線等，在三個領域產生了巨大的變革；風險投資是伴隨著第三次科技革命誕生的，為了解決科技成果產業化的問題出現了全球第一家風險投資公司，從歷史來看，金融的變革都伴隨著工業革命而誕生的，金融是要為科技服務。

20世紀的新四大發明全部誕生在美國，這是美國今天為什么是世界強國的原因。2008年全球金融危機后，我國經濟增長發展面臨著巨大壓力，帶動經濟發展的人口紅利也正逐漸消失，急需科技創新作為有效支撐驅動發展。加上受硬科幻題材《三體》的啟發，在2010年，中科院西安光機所米磊博士提出了“硬科技”概念，他認為需要營造一種新的理念和思想讓大眾熟知，繼而引導社會大眾全面轉向科技創新，改變中國以往“重”模式創新而“輕”技術創新的現狀，引導人們關注那些真正能夠推動經濟發展，需要長期研發投入和持續積累的關鍵核心原創技術，進而凝集全社會力量去攻關硬科技、掌握硬科技、發展硬科技，支撐中國新時期經濟快速高質量發展。硬科技為什么這么重要？因為它契合全球所處的重大轉折點中，有三個深層原因。

一是科技創新每60年會有一個拐點，意味著每一輪科技創新的周期是60年。這表現在經濟上是康波周期，有4個階段——復蘇、繁榮、衰退、蕭條。本質上，當科技創新處在上升軌道的時候，經濟繁榮；當科技創新遇到技術瓶頸，進入創新S型曲線的平坦期，經濟便下滑，走向衰退。現在全球正處在上一波康波周期的蕭條期。

信息化革命是從上世紀60年代發明集成電路開始的，到現在也剛好六十年左右。我們正處在科技創新的轉折點上，未來的解決方案和出路是新一輪的科技革命，這就是硬科技。

二是中國每30~40年有一個經濟發展拐點，現在正處在一個大的轉折點，從過去的要素驅動、投資驅動轉向創新驅動，從人口紅利轉向創新紅利，從工人紅利轉向工程師紅利，從模式創新到科技創新。

三是從全球格局來看，每100年左右就有科技中心的轉移。這是日本學者湯淺總結的現象。美國前國務卿基辛格說，全球每一百年有一個大國崛起。美國從二戰之后到現在已經快一百年了，現在處在一百年的拐點。

總體而言，這三個重大轉折點都指向一個關健詞——硬科技，未來三十年中國發展的關鍵點就是硬科技。

科幻作家、高級工程師劉慈欣：科幻不是預測未來，超車需要創造領域

科幻文學作品為很多人開啟了科學探索大門，但作為科幻迷、科幻小說作者，劉慈欣坦言“米磊博士把科幻擺到頂上，甚至擺到硬科技和黑科技之上，作為科幻迷、科幻小說作者，我當然希望科幻能到這么高的高度，但是說實話，科幻在我們心中是一個大眾文學，它可能擺不到那么高的位置。”

他認為，從科幻的思路來看給人一種恐懼感，在整個工業革命以后、科學革命以后，人類對未來的預測沒有一次是對的，這個是很讓人恐懼的。科幻小說家做的不是預測未來，而是排列可能性。我們往往傾向于排列最不可能的東西，是把所有可能性都排出來了，排出來總有一個是正確的，就像一個不走的表一天可以對兩次，這個機率就夠高了。

中國要進入“硬科技”時代，面向未來我們要創造新的領域，不能單純只在現有的領域追趕。我們必須要提升全民族創新型思想、創新型思維方式。同時，像米磊博士說的，這需要很漫長的時間以及很堅韌的耐心。

【結語】

科幻的價值在于提升全民的想象力，現在整個社會需要的是想象力和創造性思維。持續了兩天的追光之旅-“火星探索”頂級科學思享會暫時告一段落，而關于科學研究、科普教育、科技成果轉化、科幻創作的思想碰撞將永不停息，共同為了解生命起源、探索宇宙奧秘、增進火星演化認知等貢獻智慧和力量。