【編者按】 按照計畫， 今年我國將發射“嫦娥五號”月球探測器。 日前， 中國科學院院士歐陽自遠在中國浦東幹部學院“中浦講壇”作了題為“中國的探月夢”的演講。 歐陽自遠介紹了月亮乃至太陽系的科學知識， 介紹了中國探月工程的進展和未來前景， 也對當下很多科技前沿熱點話題， 如“重返月球”究竟是怎麼回事、火星上有沒有生命、地球真的越轉越慢嗎等進行了講解。 演講“乾貨”滿滿， 特此刊發， 以饗讀者。
中國為什麼要去探測月球？中國“嫦娥一號”、“二號”、“三號”取得了哪些成果？月球對我國的科技進步、經濟發展，
月亮是怎麼來的？
45億年以前， 地球遭受到一個火星大小的天體撞擊， 撞出了地球的“女兒”月亮， 地球也被撞歪了
生活在地球上的人類， 對兩個天體最熟悉。
一個是光芒萬丈的太陽。 這是因為， 太陽給了地球光明和溫暖， 使整個地球氣象萬千、萬物生長、生機勃勃。
一個是聖潔無瑕的月亮。 自古以來， 月亮激起了人們的無限遐想， 也萌生出各種各樣的神話傳說、宗教信仰、哲學思想、文學藝術和各種風俗傳統。 中國古代的農曆， 就是根據月亮來制定的。 對中國人來說， 月亮還象徵著溫馨、和諧的意象， 寄託著中國人的思親情結，
在全世界， 大概有六七十個月亮神。 比如， 日本的月亮神叫輝夜姬。 一對老夫婦砍竹子， 一個小女孩從竹子裡蹦了出來， 只有手心大， 見風就長， 三個月長大成人， 美麗和善。 天皇知道了， 要把她娶入皇宮， 輝夜姬不願意， 孤獨地駕著天車奔向了月宮。 這個神話有點類似中國的嫦娥奔月。 我曾遇見日本月球探測的首席科學家， 我們一起討論科學問題。 他說中國人真會取名字， “嫦娥工程”一聽就是中國的， 而且跟月亮有關。 現在日本的月球探測工程就叫“輝夜姬工程”了。 古希臘也有月亮神， 是太陽神阿波羅的妹妹， 是狩獵神。 古羅馬也有月亮神，
那麼， 月亮是怎麼來的？為什麼會在地球旁邊呢？
對於月亮的來歷， 科學家們研究了好幾百年， 提出了各種各樣的假說。 近30年來， 有一種理論越來越得到科學家們的證明：大概在45億年以前， 那時， 太陽系形成不久， 其中有很多大大小小的天體， 有一個火星大小的天體撞上了地球， 兩個天體撞出了很多碎塊， 這些碎塊就在地球邊上慢慢地彙集起來， 最後形成了月亮。 我們分別提取地球和月球的基因， 做“親子鑒定”， 可以確證， 月亮是地球的“女兒”。 月亮跟隨著地球“母親”， 地球“母親”也一直攜帶著“女兒”月亮，
45億年前的這一撞， 還給地球留下一個“殘疾”。 太陽系的八大行星此前都是直著圍著太陽自轉的， 它們的自轉是逆時針方向的， 圍繞太陽的公轉也是逆時針方向的， 大家都在一個平面上， 規規矩矩的。 但是， 地球被這一撞撞“歪”了， 歪了23.5度。 假如地球不歪， 那麼地球上任何一個地方就只有一個季節， 沒有春夏秋冬；而撞歪了後， 地球繞著太陽轉一圈就有了春夏秋冬的季節變化， 這就使地球變得豐富多彩了。 用望遠鏡觀測太陽系的八大行星可以發現， 除了地球外， 火星也被撞歪了24.5度， 比地球稍微再歪一點點， 所以， 火星也有春夏秋冬；金星則撞翻了， 其他行星都是逆時針方向轉， 只有金星是順時針方向轉；木星太大，
月亮是什麼樣的？
現在的月球內部沒有什麼活力了， 表面上分佈著密密麻麻的小行星撞擊形成的撞擊坑， 今天砸一塊， 明天砸一塊， 全是坑坑窪窪的
400多年前， 義大利有一位科學家叫伽利略， 他用望遠鏡觀測月亮， 想看看月亮表面到底什麼樣。 那個時候還不會照相， 伽利略只能把他所看到的東西畫下來。 月亮上有很多塊黑斑。 伽利略把這些黑斑命名為“海洋”， 最大的叫風暴洋， 還有雨海、靜海、豐富海等， 共22個海洋的名字。
現在我們知道， 月亮上一滴水都沒有， 更不會有海洋，而是巨大遼闊的平原。這些平原是39億年前一些小天體撞擊月亮，產生巨大的撞擊坑，撞擊坑的底部撞出很深的裂縫，然後內部的岩漿上升、形成火山噴發，火山的熔岩流把砸出來的這些大坑都填得平平的，形成一個個遼闊的平原。流出來的熔岩流叫玄武岩，是黑色的，形成了月球表面的一些黑色斑塊。這種岩石地球上也有很多，也是黑色的。月亮上還有一些發亮的地方，是另外一種石頭——斜長岩，顏色比較淺，反光強。
大家可能沒有意識到，我們每天看到的月亮，其實就是這半個月亮，而看不到另外半個月亮。月亮有自轉，月亮的自轉我們也看不到。這是因為，月亮本身逆時針方向自轉，還繞著地球公轉，公轉的週期和自轉的週期相等。所以，我們只能看到對著地球的這一面月亮，而看不到另一面，這種現象稱為“潮汐鎖定”。月亮自轉一圈與繞地球公轉一圈的時間相等，所以，月亮上的一天相當於地球上的一個月。在月亮上，太陽一出來就是半個月，夜晚也是半個月，而且晚上特別冷，有零下攝氏180度。所以，我們的“嫦娥三號”要在月亮上過夜，很讓人操心。
因為月亮離地球很近，又特別大，使地球上的海洋產生了潮汐。潮汐的作用力正好跟地球自轉的方向相反，所以，地球在自轉的時候，始終有一個很小的力像刹車一樣，讓地球越轉越慢。這一點是有證據的。古代地球上有很多生物，這些生物身上都有像樹的年輪一樣記錄時間痕跡的標記。記錄著那個時代的一天有多長、一年有多少天，等等。古生物學家把這些資料彙集起來發現，13億年前，地球一年有546天，一晝夜的時間只有16個小時。這也就是說，13億年前，地球轉得特別快，16個小時自轉一圈。一直到恐龍滅絕的6500萬年前，那時一年還有376天，一天是23.4小時。而現在一年是365.25天，一天23.934小時。還有一個證據。2015年6月30日晚上12點，也即7月1日的零點，國際上通知全世界時鐘加一秒，加的那一秒叫“閏秒”。人活一輩子最多能加幾秒，所以，人對地球自轉速度的變化沒有感覺。但是，地球長期積累下來的確是越轉越慢了。潮汐還有一個作用，就是把陸地上的養分帶到海洋，把海洋生物沖到潮間帶來，讓海洋的生物遷徙走向陸地。潮汐還可以發電，等等。所以，月亮對人類來說有很好的作用。
月亮表面面積是3800萬平方千米，地球和月球的平均距離是38萬千米。月亮還有一些特點。比如，月亮上沒有空氣、沒有風、沒有雨。月亮上聽不見任何聲音。在地球上說話大家都能聽見，是因為說話振動了空氣的分子，傳到耳膜。月球上沒有空氣，旁邊一個炸彈爆炸都聽不見聲音，所以，月球是一個死寂的世界。因為真空，沒有溫度的傳導，月亮上的石頭，太陽一出來照上去就有100攝氏度至110攝氏度高溫，而石頭影子的這面沒有太陽直照，只有零下130攝氏度至零下150攝氏度。所以，月亮的環境是極其惡劣的，也沒有任何生命。月亮表面有一層土壤，這層土壤很薄，最厚的地方大概只有20多米。月球的內部也像一個雞蛋，和地球一樣。裡面都熔化過，重的東西往中心沉下去，輕的東西往上浮，所以就形成了月殼、月幔和月核，像地球的地殼、地幔和地核。
科學家怎麼知道月亮的內部結構呢？這是因為，月球也有月震，像地球的地震一樣。設置在月球表面的地震儀，記錄到月震波的傳播速度，通過這些可以分析出月核有多大、月幔有多厚、月殼有多厚。月球內部還發現有很多密度比較大的“瘤子”，說明月球沒有能力把這些東西再熔掉，它的內部已經冷下去了。也就是說，月球內部已經沒有什麼活力了，就像一個人不能動彈一樣。月震也是很小的，每年最大的月震相當於1-2級地震。月球也像一個人的一生，經歷了誕生、嬰兒期、青少年期、中老年期，到了老態龍鍾、瀕臨死亡。這裡“死亡”的意思是說月球內部的能量已經耗盡，沒有什麼活力了。但是，它還是會自轉並繞著地球公轉，這不需要它自己內部的能量。
月球曾有一個非常漂亮的磁場，跟地球一樣。地球有南北極的磁場，所以，我們的老祖宗發明了指南針，利用磁場知道方向。為什麼地球有偶極型的磁場呢？凡有電流流動，周圍就要產生磁場，而且符合“右手定則”。地球的磁場在歷史上曾經倒來倒去，不是它本身倒，而是裡面的電流流動方向相反了。電流一反，磁場就翻轉倒過去了。有一種傳說世界末日要到了，地球的磁場要翻轉，其實並不準確。現在這個磁場已經有80萬年左右的歷史了，大概一兩百萬年以後地球的磁場可能會再倒。但即便倒了，地球上也沒有多大的損失，並不會有大批的生命因此而死亡，靠磁場導航的鴿子可能會飛出去飛不回來，其他則沒有太大的影響。月球以前也像地球一樣，有這樣一個磁場，現在沒了，其實30億年以前就沒了。這說明，它裡面沒有電流流動，沒有高溫的熔體在運動。月球的歷史很簡單，從它誕生一直到30億年前，非常活躍。但30億年以來，月球已經沒有什麼活力了，就像一塊大石頭繞著地球轉，而且月球表面上分佈著密密麻麻的小行星撞擊形成的撞擊坑，今天砸一塊，明天砸一塊，全是坑坑窪窪的。
嫦娥三號出品：月面照片
“重返月球”是怎麼回事？
上世紀末本世紀初，很多國家又開始紛紛探測月球。這些國家和機構包括，美國、歐空局、中國、俄羅斯、日本、德國、法國、印度、韓國等
這樣一個月亮，為什麼還有那麼多國家要花那麼多錢去探測呢？
上世紀50年代，當時的兩個“超級大國”美國和蘇聯展開了一場探測月球的、激烈的軍事競爭。一直到大約1976年，兩國一共發射了約108個探測器。開始蘇聯節節領先，但上世紀60年代初，美國提出並實施了“阿波羅計畫”，實施載人登月計畫。最後，美國一共實現了6次載人登月，共有12名宇航員登上了月球。迄今為止，人類只有這12個人登上了另外一個天體。在探月競賽中，美國取得了最後的勝利，“阿波羅計畫”起到了強大的推動作用。後來，蘇聯解體，國際影響力下降。這以後20年左右的時間裡，誰也沒有再進行月球探測。
“阿波羅計畫”是當時全世界規模最大、耗資最多的一個計畫，共投資了約254億美元，相當於2005年的1360億美元。參加阿波羅計畫的有2萬多家企業、200多所大學、80多個科研機構，總人數超過了40萬。上世紀六七十年代，所有的技術都屬於初級階段的，包括火箭、雷達、導彈、無線電制導、材料、電腦等方面。由於“阿波羅計畫”的要求，大大提高了當時的技術水準，誕生了一大批高科技工業群體。後來，這個計畫又轉到民用，帶動了世界科技的發展和工業的繁榮。美國人算了一筆賬，投入產出比為1：14，取得了巨大的經濟效益，誕生了一大批新型的工業群體。這可以說是一個推動人類科技進步的計畫。
上世紀末本世紀初，很多國家又開始紛紛探測月球了。這些國家和機構包括，美國、歐空局、中國、俄羅斯、日本、德國、法國、烏克蘭、奧地利、巴西、印度、韓國等，其中一些國家或機構提出要“重返月球”。“重返月球”最早是美國的老布希總統提出來的。在這第二次高潮中，全世界一共發射了14枚探測器，其中，有中國的“嫦娥一號”、“二號”和“三號”。
經過20多年的反省，關於月球的價值，人們認識到幾個重大問題：
第一，月球具有重大的軍事戰略地位，是當前戰爭最高的制高點。
在上世紀60年代，美國當時的總統甘迺迪就說過一句話，“誰控制了太空，誰就控制了地球”。現在美國人換了一句話，“誰控制了月球，誰就控制了環繞地球的太空，因而誰就控制了地球”。所以，它是一個制高點，是一個新的軍事平臺。如果在月球設置設施，從月球到地球，只要1.3秒鐘，就可以摧毀地面和地球空間上的各種設施和武器。
第二，月球有豐富的能源。
月球有兩種能源。一種能源是太陽能。有一位科學家設計，給月亮赤道上系一根“腰帶”——長11000千米，寬400千米的太陽能發電板，永遠會有半個“腰帶”被太陽照著，所產生的電能用鐳射、微波傳輸到地球，又轉換成電能。當然，這個計畫要用機器人去鋪設，要花費較長的時間才可以鋪設完。假如這個“腰帶”能夠建成，以後月球給地球供應的太陽能能夠解決人類子孫萬代所需的能源。這是月球太陽能的前景。
還有一種能源原料很特殊，叫氦-3。很多人問，為什麼太陽天天光芒萬丈呢？太陽是哪來的能量呢？這其實是因為太陽上在進行氫同位素的核聚變反應——氫彈爆炸，大規模、長時間、持續的氫彈爆炸。科學家在60多年前就已經製造出了氫彈。但是，氫彈要和平利用、為人類造福，還有很多問題需要解決。其中一個難題是核聚變原料——氫的同位素問題。氫有兩個同位素，一個叫氘，一個叫氚。這兩個同位素在上億度的高溫下，能夠反應釋放出巨大的能量。氘，海水中有很多，但是氚，地球上很少，需要人工製造。而且氚是放射性的，不夠安全。這兩個同位素反應後產生中子，對環境防護不利。於是，就有科學家就建議用氦-3來替代氚。氦-3是穩定核素，沒有放射性。但氦-3地球上也極其稀少。其實，太陽風不斷地把氦-3粒子注入到地球、月球、火星等天體的表面。然而，地球有很多保護層，磁層、電離層、大氣層，氦-3進不來，所以地球上氦-3資源量極少。但40多億年以來，月球的土壤裡積累了大量太陽風注入的氦-3粒子。月球上有100多萬噸，至少可以解決人類社會上萬年的能源需求。氦-3這種能源原料，可能成為人類未來受控核聚變發電的重要原料。
第三，月球的環境。
一方面，月球的環境太惡劣了，超高真空、沒有磁場、溫差極大、弱重力，但另一方面，這也是地球上找不到的一個好地方，比如，它是高潔淨的、超高真空、沒有磁場干擾、溫差變化極大，有很多新材料、藥品、生物製品或許可以到月亮上去製備；在月亮上觀測天文，看得更清楚，在月亮上開展有些特殊的科學實驗比地球上好多了。
第四，月球有豐富的資源。
月球上蘊藏著極其豐富的鈾礦、釷礦、稀土礦、鈦礦、鐵礦、磷礦等。例如，中國是全世界最多稀土礦的國家，內蒙古白雲鄂博有很多稀土，而月亮上的稀土相當於好幾萬個白雲鄂博礦，幾乎是取之不盡、用之不竭。月球的礦產資源極其豐富，但其開採和開發利用的經濟成本太高，目前還沒有開發利用的條件。
基於上述幾點，月球吸引了很多國家去探測。聯合國規定，不能在月球上殖民，但月球的資源能源開發和利用，誰先利用、誰先獲益。以前，我們去不了月球，月球的很多問題，我們沒有資格參加。現在不同了，我們能夠參加了，中國有話語權，而且中國要維護自己合法的月球權益。所以，很重要的一點，是我們一定要有到達月球的能力，中國人也可以擁有和實現自己的“探月夢”。
北京飛控中心大螢幕上拍攝的“嫦娥三號”著陸器、巡視器成功分離的畫面(2013年12月15日攝)
中國的“探月夢”進展如何？
“嫦娥一號”是中國人第一次離開地球，也標誌著我國進入了深空探測的國家行列
對於月球探測，我們準備了大約35年，此後又論證了大約10年。
“嫦娥一號”是中國人第一次離開地球。俄羅斯一位航太之父曾說，地球是人類的搖籃，人類終將長大，離開自己的搖籃，慢慢擴展到整個太陽系。“嫦娥一號”是中國人第一次嘗試沖出地球搖籃。
“嫦娥一號”主要是對月球開展全球性與綜合性的探測，我們的工程目標是要發射一個繞月探測的衛星，把整個月球探測航太體系建設起來，並通過實踐培養一支優秀的月球探測科技隊伍。“嫦娥一號”是2007年發射的，它規規矩矩地按照設計的軌道走，走了13天14個小時19分鐘，走了206萬千米行程到達月亮。通過“嫦娥一號”，我們提供了當時全世界最好的一張全月球影像圖和三維立體高程圖；獲取了全月球的主要元素與放射性元素、主要礦物和各種岩石類型分佈圖，以及近月空間環境特徵與變化的海量資料；用微波輻射計來探測全月球的亮度溫度以及土壤層的分佈與厚度，換算氦-3資源的分佈與資源量。氦-3的有關資料在全世界是中國第一次探測出來的，大概有130萬噸。“嫦娥一號”圓滿完成了全部科學探測任務，最後按計劃撞在月球上。
“嫦娥二號”有很多技術上的改進和科學上的提高。第一，直奔月球四天半，最後到達月球。第二，降低高度，飛離月面100千米高，為“嫦娥三號”著陸區做精細探測，解析度要達到一米。“嫦娥二號”提供了全月球7米解析度的影像圖、地形圖和高程立體模型圖。“嫦娥二號”還飛到了日—地的拉格朗日L2點，對準太陽，監測太陽的爆發與活動，一共工作了235天，積累了大量科學資料。“嫦娥二號”還與正向地球飛來的“戰神號”小行星交匯探測，獲取小行星的形貌、大小、表面特徵與運行軌道等參數與圖像，實現了人類首次探明“戰神號”小行星。當前，“嫦娥二號”成為一顆繞著太陽飛行的人造小天體，距離地球3億千米，而且越飛越遠了。2029年它可能要拐回來，飛到地球的附近。
“嫦娥三號”主要是著陸器與“玉兔號”月球車軟著陸在月面指定的位置開展聯合探測。著陸器落下去以後就不能動了，開展就位探測；月球車要從著陸器上走下來，在月面行走開展巡視探測。著陸器與月球車開展聯合探測，在世界上是第一次。習近平總書記講，我們把“玉兔號”的足跡刻在了月球上，也把中華民族非凡的創造力刻在了人類文明發展的光輝史冊上。“嫦娥三號”的著陸器上設置了四台科學儀器，特別是近紫外天文望遠鏡，這是人類第一次在月面進行天文觀測，發現了許多新的天文觀測成果等。月球車上安裝了四台科學儀器，特別是月球車底部的雷達探測器，首次獲得了月球車行進路線底部土壤層的結構。我們向國際天文學會申報將“嫦娥三號”著陸區命名為“廣寒宮”並得到了批准，現在月亮上有了一座得到世界公認的“廣寒宮”。
根據《2016中國的航太》白皮書，2017年年底，發射“嫦娥五號”月球探測器，實現區域軟著陸及採樣返回，全面實現月球探測工程“三步走”戰略目標。2018年前後，發射“嫦娥四號”月球探測器，實現人類探測器在月球背面首次軟著陸，開展原位和巡視探測，以及地月L2點中繼通信。中國的探月工程也將進一步深入發展。
“嫦娥一號”的升空開啟了中國人走向深空、探索宇宙奧秘的時代，也標誌著我國進入了深空探測的國家行列。當代的深空探測是指太陽系探測。未來，我們還將要走出“人類的搖籃——地球”的大門，去訪問我們的“鄰居”火星、金星；還要飛得更遠，探測太陽系最大的行星木星，等等。
此外，有兩件事情威脅地球，威脅人類的安全：一是小行星。除了小行星帶內大量的小行星外，在地球的近地空間分佈著密密麻麻的近地小行星，它們的大小和軌道各異，不時要撞一下地球。小行星撞擊地球，是誘發地球生物物種滅絕的最大殺手。二是太陽爆發，這也對地球也產生了嚴重威脅。因此，我們要探測小行星、探求規避小行星撞擊地球潛在威脅的方案。我們還要探測地外的資源、能源的開發利用前景，來支援人類社會的持續發展。
此前，中國科學家對降落在摩洛哥沙漠中的一塊火星隕石進行了精細研究，確證隕石中的微細碳顆粒來自有機的生命物質，表明火星可能曾經繁衍過生命。這引起了科技界的轟動。隔了半個月以後，美國宣佈“好奇號”火星車在火星岩石中也找到了同樣的結果。所以，現在大家都確信，火星以前可能繁衍過生命，但是環境惡劣，生命沒有辦法得以持續。由此也引發了一個新的聯想：火星是最像地球的，是不是可以改造火星，再造一個地球呢？
總之，中國應該飛得更遠，也有能力飛得更遠。我們要為中華民族的偉大復興作出新貢獻，也要為人類社會的持續發展作出更大的貢獻。
（本文根據演講現場速記整理，經演講者審定，整理人：李小佳）
【思想者小傳】
歐陽自遠 中國科學院地球化學研究所研究員、國家天文臺高級顧問、中國科學院院士、發展中國家科學院院士和國際宇航科學院院士。1993年以來，主要從事中國月球與深空探測的近期目標與長遠規劃的制訂，設計我國首次月球探測的科學目標與載荷配置和第二、三期月球探測的方案與科學目標，是中國月球探測工程的首任首席科學家，現為月球探測領導小組高級顧問。
（本文僅代表作者個人觀點。欄目主編：王珍，編輯：李小佳，郵箱：shhgcsxh@163.com
文/歐陽自遠
大家可能沒有意識到，我們每天看到的月亮，其實就是這半個月亮，而看不到另外半個月亮。月亮有自轉，月亮的自轉我們也看不到。這是因為，月亮本身逆時針方向自轉，還繞著地球公轉，公轉的週期和自轉的週期相等。所以，我們只能看到對著地球的這一面月亮，而看不到另一面，這種現象稱為“潮汐鎖定”。月亮自轉一圈與繞地球公轉一圈的時間相等，所以，月亮上的一天相當於地球上的一個月。在月亮上，太陽一出來就是半個月，夜晚也是半個月，而且晚上特別冷，有零下攝氏180度。所以，我們的“嫦娥三號”要在月亮上過夜，很讓人操心。
因為月亮離地球很近，又特別大，使地球上的海洋產生了潮汐。潮汐的作用力正好跟地球自轉的方向相反，所以，地球在自轉的時候，始終有一個很小的力像刹車一樣，讓地球越轉越慢。這一點是有證據的。古代地球上有很多生物，這些生物身上都有像樹的年輪一樣記錄時間痕跡的標記。記錄著那個時代的一天有多長、一年有多少天，等等。古生物學家把這些資料彙集起來發現，13億年前，地球一年有546天，一晝夜的時間只有16個小時。這也就是說，13億年前，地球轉得特別快，16個小時自轉一圈。一直到恐龍滅絕的6500萬年前，那時一年還有376天，一天是23.4小時。而現在一年是365.25天，一天23.934小時。還有一個證據。2015年6月30日晚上12點，也即7月1日的零點，國際上通知全世界時鐘加一秒，加的那一秒叫“閏秒”。人活一輩子最多能加幾秒，所以，人對地球自轉速度的變化沒有感覺。但是，地球長期積累下來的確是越轉越慢了。潮汐還有一個作用，就是把陸地上的養分帶到海洋，把海洋生物沖到潮間帶來，讓海洋的生物遷徙走向陸地。潮汐還可以發電，等等。所以，月亮對人類來說有很好的作用。
月亮表面面積是3800萬平方千米，地球和月球的平均距離是38萬千米。月亮還有一些特點。比如，月亮上沒有空氣、沒有風、沒有雨。月亮上聽不見任何聲音。在地球上說話大家都能聽見，是因為說話振動了空氣的分子，傳到耳膜。月球上沒有空氣，旁邊一個炸彈爆炸都聽不見聲音，所以，月球是一個死寂的世界。因為真空，沒有溫度的傳導，月亮上的石頭，太陽一出來照上去就有100攝氏度至110攝氏度高溫，而石頭影子的這面沒有太陽直照，只有零下130攝氏度至零下150攝氏度。所以，月亮的環境是極其惡劣的，也沒有任何生命。月亮表面有一層土壤，這層土壤很薄，最厚的地方大概只有20多米。月球的內部也像一個雞蛋，和地球一樣。裡面都熔化過，重的東西往中心沉下去，輕的東西往上浮，所以就形成了月殼、月幔和月核，像地球的地殼、地幔和地核。
科學家怎麼知道月亮的內部結構呢？這是因為，月球也有月震，像地球的地震一樣。設置在月球表面的地震儀，記錄到月震波的傳播速度，通過這些可以分析出月核有多大、月幔有多厚、月殼有多厚。月球內部還發現有很多密度比較大的“瘤子”，說明月球沒有能力把這些東西再熔掉，它的內部已經冷下去了。也就是說，月球內部已經沒有什麼活力了，就像一個人不能動彈一樣。月震也是很小的，每年最大的月震相當於1-2級地震。月球也像一個人的一生，經歷了誕生、嬰兒期、青少年期、中老年期，到了老態龍鍾、瀕臨死亡。這裡“死亡”的意思是說月球內部的能量已經耗盡，沒有什麼活力了。但是，它還是會自轉並繞著地球公轉，這不需要它自己內部的能量。
月球曾有一個非常漂亮的磁場，跟地球一樣。地球有南北極的磁場，所以，我們的老祖宗發明了指南針，利用磁場知道方向。為什麼地球有偶極型的磁場呢？凡有電流流動，周圍就要產生磁場，而且符合“右手定則”。地球的磁場在歷史上曾經倒來倒去，不是它本身倒，而是裡面的電流流動方向相反了。電流一反，磁場就翻轉倒過去了。有一種傳說世界末日要到了，地球的磁場要翻轉，其實並不準確。現在這個磁場已經有80萬年左右的歷史了，大概一兩百萬年以後地球的磁場可能會再倒。但即便倒了，地球上也沒有多大的損失，並不會有大批的生命因此而死亡，靠磁場導航的鴿子可能會飛出去飛不回來，其他則沒有太大的影響。月球以前也像地球一樣，有這樣一個磁場，現在沒了，其實30億年以前就沒了。這說明，它裡面沒有電流流動，沒有高溫的熔體在運動。月球的歷史很簡單，從它誕生一直到30億年前，非常活躍。但30億年以來，月球已經沒有什麼活力了，就像一塊大石頭繞著地球轉，而且月球表面上分佈著密密麻麻的小行星撞擊形成的撞擊坑，今天砸一塊，明天砸一塊，全是坑坑窪窪的。
嫦娥三號出品：月面照片
“重返月球”是怎麼回事？
上世紀末本世紀初，很多國家又開始紛紛探測月球。這些國家和機構包括，美國、歐空局、中國、俄羅斯、日本、德國、法國、印度、韓國等
這樣一個月亮，為什麼還有那麼多國家要花那麼多錢去探測呢？
上世紀50年代，當時的兩個“超級大國”美國和蘇聯展開了一場探測月球的、激烈的軍事競爭。一直到大約1976年，兩國一共發射了約108個探測器。開始蘇聯節節領先，但上世紀60年代初，美國提出並實施了“阿波羅計畫”，實施載人登月計畫。最後，美國一共實現了6次載人登月，共有12名宇航員登上了月球。迄今為止，人類只有這12個人登上了另外一個天體。在探月競賽中，美國取得了最後的勝利，“阿波羅計畫”起到了強大的推動作用。後來，蘇聯解體，國際影響力下降。這以後20年左右的時間裡，誰也沒有再進行月球探測。
“阿波羅計畫”是當時全世界規模最大、耗資最多的一個計畫，共投資了約254億美元，相當於2005年的1360億美元。參加阿波羅計畫的有2萬多家企業、200多所大學、80多個科研機構，總人數超過了40萬。上世紀六七十年代，所有的技術都屬於初級階段的，包括火箭、雷達、導彈、無線電制導、材料、電腦等方面。由於“阿波羅計畫”的要求，大大提高了當時的技術水準，誕生了一大批高科技工業群體。後來，這個計畫又轉到民用，帶動了世界科技的發展和工業的繁榮。美國人算了一筆賬，投入產出比為1：14，取得了巨大的經濟效益，誕生了一大批新型的工業群體。這可以說是一個推動人類科技進步的計畫。
上世紀末本世紀初，很多國家又開始紛紛探測月球了。這些國家和機構包括，美國、歐空局、中國、俄羅斯、日本、德國、法國、烏克蘭、奧地利、巴西、印度、韓國等，其中一些國家或機構提出要“重返月球”。“重返月球”最早是美國的老布希總統提出來的。在這第二次高潮中，全世界一共發射了14枚探測器，其中，有中國的“嫦娥一號”、“二號”和“三號”。
經過20多年的反省，關於月球的價值，人們認識到幾個重大問題：
第一，月球具有重大的軍事戰略地位，是當前戰爭最高的制高點。
在上世紀60年代，美國當時的總統甘迺迪就說過一句話，“誰控制了太空，誰就控制了地球”。現在美國人換了一句話，“誰控制了月球，誰就控制了環繞地球的太空，因而誰就控制了地球”。所以，它是一個制高點，是一個新的軍事平臺。如果在月球設置設施，從月球到地球，只要1.3秒鐘，就可以摧毀地面和地球空間上的各種設施和武器。
第二，月球有豐富的能源。
月球有兩種能源。一種能源是太陽能。有一位科學家設計，給月亮赤道上系一根“腰帶”——長11000千米，寬400千米的太陽能發電板，永遠會有半個“腰帶”被太陽照著，所產生的電能用鐳射、微波傳輸到地球，又轉換成電能。當然，這個計畫要用機器人去鋪設，要花費較長的時間才可以鋪設完。假如這個“腰帶”能夠建成，以後月球給地球供應的太陽能能夠解決人類子孫萬代所需的能源。這是月球太陽能的前景。
還有一種能源原料很特殊，叫氦-3。很多人問，為什麼太陽天天光芒萬丈呢？太陽是哪來的能量呢？這其實是因為太陽上在進行氫同位素的核聚變反應——氫彈爆炸，大規模、長時間、持續的氫彈爆炸。科學家在60多年前就已經製造出了氫彈。但是，氫彈要和平利用、為人類造福，還有很多問題需要解決。其中一個難題是核聚變原料——氫的同位素問題。氫有兩個同位素，一個叫氘，一個叫氚。這兩個同位素在上億度的高溫下，能夠反應釋放出巨大的能量。氘，海水中有很多，但是氚，地球上很少，需要人工製造。而且氚是放射性的，不夠安全。這兩個同位素反應後產生中子，對環境防護不利。於是，就有科學家就建議用氦-3來替代氚。氦-3是穩定核素，沒有放射性。但氦-3地球上也極其稀少。其實，太陽風不斷地把氦-3粒子注入到地球、月球、火星等天體的表面。然而，地球有很多保護層，磁層、電離層、大氣層，氦-3進不來，所以地球上氦-3資源量極少。但40多億年以來，月球的土壤裡積累了大量太陽風注入的氦-3粒子。月球上有100多萬噸，至少可以解決人類社會上萬年的能源需求。氦-3這種能源原料，可能成為人類未來受控核聚變發電的重要原料。
第三，月球的環境。
一方面，月球的環境太惡劣了，超高真空、沒有磁場、溫差極大、弱重力，但另一方面，這也是地球上找不到的一個好地方，比如，它是高潔淨的、超高真空、沒有磁場干擾、溫差變化極大，有很多新材料、藥品、生物製品或許可以到月亮上去製備；在月亮上觀測天文，看得更清楚，在月亮上開展有些特殊的科學實驗比地球上好多了。
第四，月球有豐富的資源。
月球上蘊藏著極其豐富的鈾礦、釷礦、稀土礦、鈦礦、鐵礦、磷礦等。例如，中國是全世界最多稀土礦的國家，內蒙古白雲鄂博有很多稀土，而月亮上的稀土相當於好幾萬個白雲鄂博礦，幾乎是取之不盡、用之不竭。月球的礦產資源極其豐富，但其開採和開發利用的經濟成本太高，目前還沒有開發利用的條件。
基於上述幾點，月球吸引了很多國家去探測。聯合國規定，不能在月球上殖民，但月球的資源能源開發和利用，誰先利用、誰先獲益。以前，我們去不了月球，月球的很多問題，我們沒有資格參加。現在不同了，我們能夠參加了，中國有話語權，而且中國要維護自己合法的月球權益。所以，很重要的一點，是我們一定要有到達月球的能力，中國人也可以擁有和實現自己的“探月夢”。
北京飛控中心大螢幕上拍攝的“嫦娥三號”著陸器、巡視器成功分離的畫面(2013年12月15日攝)
中國的“探月夢”進展如何？
“嫦娥一號”是中國人第一次離開地球，也標誌著我國進入了深空探測的國家行列
對於月球探測，我們準備了大約35年，此後又論證了大約10年。
“嫦娥一號”是中國人第一次離開地球。俄羅斯一位航太之父曾說，地球是人類的搖籃，人類終將長大，離開自己的搖籃，慢慢擴展到整個太陽系。“嫦娥一號”是中國人第一次嘗試沖出地球搖籃。
“嫦娥一號”主要是對月球開展全球性與綜合性的探測，我們的工程目標是要發射一個繞月探測的衛星，把整個月球探測航太體系建設起來，並通過實踐培養一支優秀的月球探測科技隊伍。“嫦娥一號”是2007年發射的，它規規矩矩地按照設計的軌道走，走了13天14個小時19分鐘，走了206萬千米行程到達月亮。通過“嫦娥一號”，我們提供了當時全世界最好的一張全月球影像圖和三維立體高程圖；獲取了全月球的主要元素與放射性元素、主要礦物和各種岩石類型分佈圖，以及近月空間環境特徵與變化的海量資料；用微波輻射計來探測全月球的亮度溫度以及土壤層的分佈與厚度，換算氦-3資源的分佈與資源量。氦-3的有關資料在全世界是中國第一次探測出來的，大概有130萬噸。“嫦娥一號”圓滿完成了全部科學探測任務，最後按計劃撞在月球上。
“嫦娥二號”有很多技術上的改進和科學上的提高。第一，直奔月球四天半，最後到達月球。第二，降低高度，飛離月面100千米高，為“嫦娥三號”著陸區做精細探測，解析度要達到一米。“嫦娥二號”提供了全月球7米解析度的影像圖、地形圖和高程立體模型圖。“嫦娥二號”還飛到了日—地的拉格朗日L2點，對準太陽，監測太陽的爆發與活動，一共工作了235天，積累了大量科學資料。“嫦娥二號”還與正向地球飛來的“戰神號”小行星交匯探測，獲取小行星的形貌、大小、表面特徵與運行軌道等參數與圖像，實現了人類首次探明“戰神號”小行星。當前，“嫦娥二號”成為一顆繞著太陽飛行的人造小天體，距離地球3億千米，而且越飛越遠了。2029年它可能要拐回來，飛到地球的附近。
“嫦娥三號”主要是著陸器與“玉兔號”月球車軟著陸在月面指定的位置開展聯合探測。著陸器落下去以後就不能動了，開展就位探測；月球車要從著陸器上走下來，在月面行走開展巡視探測。著陸器與月球車開展聯合探測，在世界上是第一次。習近平總書記講，我們把“玉兔號”的足跡刻在了月球上，也把中華民族非凡的創造力刻在了人類文明發展的光輝史冊上。“嫦娥三號”的著陸器上設置了四台科學儀器，特別是近紫外天文望遠鏡，這是人類第一次在月面進行天文觀測，發現了許多新的天文觀測成果等。月球車上安裝了四台科學儀器，特別是月球車底部的雷達探測器，首次獲得了月球車行進路線底部土壤層的結構。我們向國際天文學會申報將“嫦娥三號”著陸區命名為“廣寒宮”並得到了批准，現在月亮上有了一座得到世界公認的“廣寒宮”。
根據《2016中國的航太》白皮書，2017年年底，發射“嫦娥五號”月球探測器，實現區域軟著陸及採樣返回，全面實現月球探測工程“三步走”戰略目標。2018年前後，發射“嫦娥四號”月球探測器，實現人類探測器在月球背面首次軟著陸，開展原位和巡視探測，以及地月L2點中繼通信。中國的探月工程也將進一步深入發展。
“嫦娥一號”的升空開啟了中國人走向深空、探索宇宙奧秘的時代，也標誌著我國進入了深空探測的國家行列。當代的深空探測是指太陽系探測。未來，我們還將要走出“人類的搖籃——地球”的大門，去訪問我們的“鄰居”火星、金星；還要飛得更遠，探測太陽系最大的行星木星，等等。
此外，有兩件事情威脅地球，威脅人類的安全：一是小行星。除了小行星帶內大量的小行星外，在地球的近地空間分佈著密密麻麻的近地小行星，它們的大小和軌道各異，不時要撞一下地球。小行星撞擊地球，是誘發地球生物物種滅絕的最大殺手。二是太陽爆發，這也對地球也產生了嚴重威脅。因此，我們要探測小行星、探求規避小行星撞擊地球潛在威脅的方案。我們還要探測地外的資源、能源的開發利用前景，來支援人類社會的持續發展。
此前，中國科學家對降落在摩洛哥沙漠中的一塊火星隕石進行了精細研究，確證隕石中的微細碳顆粒來自有機的生命物質，表明火星可能曾經繁衍過生命。這引起了科技界的轟動。隔了半個月以後，美國宣佈“好奇號”火星車在火星岩石中也找到了同樣的結果。所以，現在大家都確信，火星以前可能繁衍過生命，但是環境惡劣，生命沒有辦法得以持續。由此也引發了一個新的聯想：火星是最像地球的，是不是可以改造火星，再造一個地球呢？
總之，中國應該飛得更遠，也有能力飛得更遠。我們要為中華民族的偉大復興作出新貢獻，也要為人類社會的持續發展作出更大的貢獻。
（本文根據演講現場速記整理，經演講者審定，整理人：李小佳）
【思想者小傳】
歐陽自遠 中國科學院地球化學研究所研究員、國家天文臺高級顧問、中國科學院院士、發展中國家科學院院士和國際宇航科學院院士。1993年以來，主要從事中國月球與深空探測的近期目標與長遠規劃的制訂，設計我國首次月球探測的科學目標與載荷配置和第二、三期月球探測的方案與科學目標，是中國月球探測工程的首任首席科學家，現為月球探測領導小組高級顧問。
（本文僅代表作者個人觀點。欄目主編：王珍，編輯：李小佳，郵箱：shhgcsxh@163.com
文/歐陽自遠