2023年10月26日，北京大学科学技术与医学史系开设的本科生课程《当代科技史》在理教409举行。本节课邀请到中国科学院地质与地球物理研究所副所长、中国科学院A类先导鸿鹄专项首席科学家魏勇主讲，主题是《中国的行星科学》。魏勇老师通过中西对比，古今相照，学科互鉴，探讨了中国行星科学发展的内在规律与外部驱动，总结了中国深空探测战略的发展态势和瓶颈局限。

01行星科学发展的三个阶段

魏勇老师认为行星科学在自然科学体系中是独一无二的，其漫长的起源和快速的发展贯穿了人类文明进程，其学科的广泛关注和深远影响又彰显了民族文化特征。魏勇老师认为人类两次文明飞跃推动了行星科学的发展与起源。第一次文明飞跃是走向全球，中国古代徐福东渡、张骞出使西域、玄奘取经、郑和下西洋等可以视为一种走向世界的探索，西方从15世纪的地理大发现，哥伦布发现美洲大陆、达伽马发现印度航线、麦哲伦完成全球航行推动全球化的开启。人类文明的第二次飞跃是走出地球，1957年人造卫星1号——第一颗太空卫星成为第一个进入太空的人造物体，随后1959年对月球的探索，1962和1964年对金星的探索，是人类走出地球认识宇宙与太空的尝试。

魏勇老师通过对比中国和西方对行星的认知过程，主张把行星科学的起源发展分为三个阶段: 一是十七世纪初叶(1609) 之前的孕育阶段，主题是观察与思辨，在人与自然关系的探索中，中国和西方各自发展出了不同的哲学思想。在这一阶段中国古代诗人白居易曾以诗记在了火星的踪迹“荧惑晶华赤，醍醐气味真。”这是白居易在《沈杨二舍人阁老同食敕赐樱桃玩物感恩因成十四韵》中写下的句子，其中“荧惑晶华赤”是写樱桃的红润。荧惑，即今天所说的火星。在古代星宿观测与政治权力挂钩，因此也留下了许多文献记载，直到今天仍然可以为现代科学所应用。魏勇老师的团队曾经收集整理了中国、朝鲜半岛、日本、越南等正史中的极光记录，利用现代科学分析手段获得了重要的科学发现：一是发现并命名了西太平洋磁异常区，二是发现了蒙德极小期太阳活动周期为八年主导。

而西方天文学的观念，很长一段时间是建立在在古希腊学者亚历山大里亚的托勒密（Claudius Ptolemy）的著作之上。托勒密写作了《天文学大成》（Almagest），对当时关于宇宙的理论进行了综合分析，主要阐述了“地心说”， 地球是静止的，外围重重包围了9层天空，它们围绕地球匀速运动。但是这种观点无法解释行星（planet源自希腊语中的planetes，意为漫游者）漂移不定的运动方式。

二是从十七世纪初叶到二十世纪中叶(1957) 是萌芽阶段，主题是观测与发现，在全球化开启的背景下，中国和西方的行星知识与思想开始出现交流。在十六到十七世纪，哥白尼、开普勒、伽利略、牛顿等科学家的研究工作彻底改变了人们之前对太阳系的认知. 其中包括对天体的相对大小与质量、天体之间的引力对其轨道影响的认识。哥白尼提出日心说，并撰写著作《天体运行论》，1609年开普勒发表了行星运动的第一和第二定律，1618年发表第三定律。1609年伽利略改进望远镜，利用望远镜首次观测到木星的四颗卫星，对行星本身的探索开启新篇章。牛顿万有引力定律解答了行星为何绕着太阳运行，牛顿观察了1680年的大彗星，并且计算出彗星的轨道，证实了他的万有引力定律。1687年首次出版《自然哲学的数学原理》（Philosophi Naturalis Principia Mathematica）在其中阐述了牛顿的行星观，牛顿认为“彗星物质可以汇入所有行星大气”，他怀疑“彗星的spirit是维持所有生物生命所必需的。”而同时期中国是明朝万历年间，正是改历风波的转折时期。16世纪末朱载堉建议改历，随后利玛窦到达中国加入改历之争。1634年传教士汤若望协助徐光启完成《崇祯历书》，《崇祯历书》的编撰完成标志着中国天文学从此汇入世界天文学发展潮流。19世纪西方的行星科学知识在中国开始传播，1887年上海《万国公报》记载“行星计数有八即水金地火木土天王海王也。”1884年广州《述报》（格致卷一）发表了《地球亦行星论》，20世纪鲁迅还翻译了凡尔纳的行星主题科幻小说。

三是二十世纪中叶至今是发展阶段，主题是探测与利用，在深空探测科技竞争里，中国和西方对行星科学的认识汇聚在国家主体的宏大叙事和学科群体的交叉融通之中。20世纪50年代末，世界的科学家刚刚开始进行太空探索。在学术界1957年被定为国际地球物理年(International Geophysical Year，IGY)。在这一年里，科学家们将使用新的方法来研究地球、地球大气层和磁场。1957年10月4日苏联率先发射了“人造卫星1号” （俄文：Спутник-1，“卫星一号”或英文：Sputnik）这是世界上第一颗人造卫星，虽然其目标在一定程度上是为了科学研究，但此次发射和部署更具有重大的政治意义，开创了人类太空探索的新时代。中国也迅速加入了国际合作与竞争，中科院地球物理研究所所长赵九章1957年3月前往日本参加了IGY组织的会议，1958年提出了中国的人造卫星研制计划，1970年中国发射了中国的第一颗人造地球卫星东方红一号。

魏勇老师梳理时间线，认为国际的深空探测以1986年为分界，划为两个时间段。1986年前深空探测的背景与主题是美苏太空竞赛，1986年后变为美、欧、中、日、印、阿、俄等多国竞赛。1986年是人类深空探测的巅峰但是也悲剧时刻。苏联、德国、日本组成飞船舰队，穿越哈雷彗星，美国提供测控开展国际合作的深空探测，但挑战者号升空爆炸，七名宇航员丧生，以及同期多起火箭事故，深空探测项目绝大部分被取消或搁置。随后1996年克林顿总统宣布美国发现了火星生命，火星生命的发现掀起了第二轮探测热潮。

深空探测和行星科学的起源与发展尽管主要是为了服务于国防战备需求，但是部分高科技成功转化为了民生用品，改变和改善了人们的日常生活。太空技术产品研发推动了Internet信息技术和民生高科技商品的转化，产品涉及领域广泛包括健康医学、交通运输、公共安全、消费品、能源与环境、工业生产等。如我们日常生活的很多方面依赖于我们的卫星，我们能够在地球上与国际空间站交流，我们的汽车使用卫星导航和实时监控交通模式就能快速到达目的地，可以说我们的日常生活也离不开太空探测与行星科学的发展。

02中国行星科学的“三步走”

探索浩瀚宇宙是全人类的共同梦想。2016年中国国务院新闻办公室发布了《2016中国的航天》白皮书，对中国深空探测发展已有明确的规划和路线图。在月球及以远的深空探测中，嫦娥工程四期正在实施，“天问一号”迈出了火星自主探测的第一步，接下来将探测小行星、执行火星采样返回任务、探测木星及其卫星（太阳系的巨行星带），未来还要探测太阳系边界。白皮书重申了中国和平探索、开发和利用外层空间的根本宗旨，总结了2011年以来中国航天的主要进展，提出了未来五年的发展重点和政策措施。

对比古今中外历史脉络与国情发展现状，魏勇教授最后总结了中国行星科学主要有三个学科特色：一是国情特色，国家深空探测战略和自然科学学科分布为中国行星科学的学科建设提供资金与学术基础；二是文化特色，中国行星科学的发展内涵传统文化哲学理念与两弹一星精神的传承；三是道路特色，中国行星科学的发展坚持科技自立自强，推动中国从深空探测大国迈向强国，以中国的力量推动人类命运共同体的构建。但是中国行星探测工程刚刚起步，行星科学研究整体水平与欧美相比有明显差距。魏勇老师总结中国行星科学主要面临着“有高原无高峰，有团队无梯队”的发展瓶颈，中国的行星科学的发展需要时间的积淀和人才的培养。

如今中国的行星科学研究队伍正在快速壮大。2014年成立了中国科学院地球与行星物理重点实验室，整合建立了中国国内规模最大的行星科学研究队伍，2017年起建设行星科学交流平台，2017年10月中国地球物理学会行星物理专业委员会成立，2017年《Earth and Planetary Physics》第一届编委会成功举行。2018年中国科学院大学地球与行星科学学院在国内率先启动行星科学一级学科建设，并提出三步走方案即“一校自建、多校共建和国际联建”。

中国科学院大学地球与行星科学学院牵头成立了高校行星科学联盟，正在推动“一校自建”到 “多校共建”的模式转变，积极推进教育部行星科学一级学科建设。许多高校和研究机构已经拥有一批中青年行星科学家，组建行星科学研究单元和团队，有条件的高校和研究机构已开设行星科学课程，以培养行星科学专业人才，以支撑中国从深空探测大国迈向强国，助力中华民族伟大复兴和人类命运共同体构建。

03总结

以行星科学为基础的深空探测已经成为世界科技前沿、市场需求和国家战略结合的产物，推动行星科学研究发展既是机遇也是使命。中国的行星科学研究正处于重要发展机遇期。我们需要从多个视角研讨行星科学的重大问题，培养人才梯队，关注国内国际的行星科学前沿，聚焦重大科学问题，布局相关的研究项目。同时不可忽视技术的国际合作与可持续转换发展，大力倡导和推进科学与工程技术的融合，积极开展国际合作，助力国家深空探测发展和行星科学的跨学科建设。中国行星科学的发展需要继承和弘扬科学家精神，聚焦科学前沿和国家重大需求，为中国乃至国际的科技发展和深空探测作贡献。