1977年,在美国佛罗里达州的肯尼迪角发射了两艘无人驾驶的“旅行者”宇宙飞船,执行收集太阳系外层行星资料的任务。从1972年以来,“旅行者”计划的主任科学家,物理学家爱德华T · 斯通(Edward · C · Stone)就一直指挥着人类有史以来为时最长,也是最为成功的行星探索。这位美国加州理工学院的物理学教授,到1989年,已经协调了多达230人的国际科学家小组的力量,由美国国家航空和宇航局提供资助,由位于帕沙第纳(Pasadena)的该学院的喷气推进实验室组织实施,分析由“旅行者”获取的图像和其它资料。这次任务,最初打算持续大约5年的时间。在这样一段时间里,只能够探索木星和土星。但是在斯通的率领下却成功地把飞船的寿命延长到人们的预料之外,使“旅行者”在这次引人注目的旅行中,能够同天王星和海王星进行首次相会,并有了许多新的重要发现。
每次同行星相会,都使斯通有机会在喷气推进实验室的范 · 卡曼礼堂(Von Karman Auditorium)举行的新闻记者招待会上,将最基本的科学成果公开,作为“瞬间科学”的主要倡导者,斯通相信,宇宙探索的异乎寻常地普及,使得马上发布消息很有必要,不论细节如何肤浅,也不管解释起来是否难下结论。在他家乡伊阿华州柏林敦(Burlington)的报纸《鹰眼》(Hawk Eye)记者纳塔里 · 皮尔逊(Natalie Pearson)来访时,斯通说道:“我认为,最重要的是通报科学发现的进展。这是社会的一个很重要的组成部分。”他的努力受到了前“旅行者”计划主任和美国国家航空和宇航局工程师里查德 · 莱塞尔(Richard P. Laeser)的称赞。“多年以来,艾德 · 斯通已显示出具有一种不可思议的能力,他总能把错误资料排除在外——而同时又能激励科学家们敢于设法解释他们的研究工作的意义。”莱塞尔对《亚特兰大日报宪法报》(Atlanta Journal-Constitution)的麦克 · 托纳(Mike Toner)说:‘旅行者’的成功,主要是由于这么多年以来,艾德 · 斯通对此项科学计划的管理。他是一位不寻常的,或许是独一无二的,成果辉煌的多学科科学家和直觉的管理人的混合体。”除了负责旅行者计划和教授物理学之外,从1988年以来,斯通一直担任加里福尼亚天文研究协会理事会主席的职务。
爱德华 · 卡洛尔 · 斯通于1936年出生于美国伊阿华州的克诺克斯威尔(Knoxville),他的双亲曾经在那里以出售电动车库门为生。“我想,我本可能当上一名机修工的。”斯通对《人民》杂志的策利尔 · 麦考(Cheryl McCall)说。他却恰恰从年轻时就成了电子学的业余爱好者。在麦考访问期间,斯通解释他早期迷上科学的原因时说,很清楚,科学家对第二次世界大战有着重大的影响,科学家们能够做出不同寻常的事情来。这就感召我去学习新事物,那些其他人们不明白的事物,把我吸引到探索科学的道路上来。”
在“前程山”小学毕业之后,斯通进了柏林敦中学,他在那里开始学习科学并且以200人中名列第二的成绩毕了业。1956年,他在柏林敦初等学院制订出了一个将物理学课程和活跃的课外生活相结合的非常严谨的计划,包括担任学生会主席、合编学校年鉴,以及在接受非正式学位的典礼上发表演说。斯通在芝加哥大学完成研究生课程之后,于1959年获得了硕士学位,1964年从他所在的学校获得了哲学博士学位。斯通完成宇宙射线学术论文之后,决定从事宇宙科学。1957年10月,苏联发射的斯帕特尼克宇宙飞船成了他的转折点。“当我意识到宇宙时代已经开始时”,他对麦克 · 托纳说:“我便意识到:对于一个发现者将会有很多的机会。”
斯通一完成他的学业便在加州理工学院付诸实践。在这里,他的科学生涯便沿着一条与“旅行者”完全一致的轨道走下去:在永无止境的成功中一个接一个地达到顶峰。1964年在加州理工学院当研究员时开始,斯通通过了一系列的职位晋升:高级研究员(1967),助理教授(1967),副教授(1971)及专职教授(1976),—直到成为物理、数学及天文学部的主席,从1983年至1988年他一直担当这一职务。
斯通在芝加哥大学形成的对宇宙射线的兴趣,多年未衰。他在研究他的博士课题时,首次分析了1961年发射的“发现者”人造卫星所收集的资料。根据斯通办公室所提供的人物简介称,打从那时起、他就一直充当8艘美国国家航空和宇航局飞船的主要调查员和另外3艘的调查员,因为他曾设计过测量高能宇宙射线核的各向同性和基本成分的高分辨率仪器。他和他的同事们运用这些装置,首次按各向同性成分研究了到达地球的三种与众不同的物质样品,即来自银河系附近地区的宇宙射线,来自太阳的太阳高能粒子,以及研究行星磁区发现的不规则成分,包括来自木星的卫星爱莪(Io,木星的第二颗卫星)的高能硫、氧离子。斯通也参与研制了用于测量银河系中丰富的罕见重宇宙射线核。
但是,对于整个任务的目标,斯通和他的小组在为了捕捉176年才出现一次的行星排成一列的机会,克服了最初提议发射两对宇宙飞船预算规模的不足方面。第一对宇宙飞船将从木星、土星、天王星和海王星旁边飞过;第二对本该拜访木星、土星和冥王星。但是,美国国家航空和宇航局把这一计划压缩成两艘1,800磅的、经济的宇宙飞船,“旅行者1号”和“旅行者2号”,只设计到达木星和土星。“当然,”斯通告诉《时代》杂志的列昂 · 加洛夫(Leon Jaroff),“这并不妨碍我们准确地沿着同一条预定中的‘大旅行’轨道发射‘旅行者2号’,希望它能存在12年。”
在这12年的任务期内的许许多多机遇中,“旅行者”小组都遭遇到了已被成功地克服了的技术难题,这些难题都曾构成过干扰宇宙飞船收集和传送资料的威胁。在各种情况下,喷气推进实验室的工程师们都在设法,或是不遗余力地去解决这些问题,或是相应地改变操作方式,以弥补这些出乎意料的困难。《科学》杂志编辑菲力普 · H · 阿贝尔森(Philip H. Abelson)说:“此项任务的光辉成就……乃是进行想象、独创、仔细设计和高水平的人机操作相互作用的典范。”斯通喜欢将这说成是协同作用。
斯通不仅能够激励他的同事们,就是在普通老百姓对宇宙计划越来越着迷的情况下,处在令人十分不习惯(对许多科学家都是如此)的公众注目中心时,他也能这样做。到了1989年底,在这项(估计)耗资八亿六千五百万美元的任务期间,至少共发回115,000张照片,使科学家们在12年期间对太阳系这4颗最大的行星的了解,比整个人类历史时期还要多得多,首批发现是1979年7月9日“旅行者2号”飞往木星及其月亮爱莪(Io)时的成果。它确认了同年3月4日“旅行者1号”所收集到的资料。“旅行者2号”在1981年8月25日的第二次与行星相会中,又补充了1380年11月12日“旅行者1号”飞经土星时所收集的有关土星的资料。另外,科学家们还发现,著名的土星环的数目为7个,而不是5个,这些环的内部有几百个呈不规则辐状和辫状图案的小环。
1986年1月24日“旅行者2号”飞经天王星期间,它标志着这颗行星和宇宙飞船的首次邂逅,在对这些资料进行分析之后,将环绕天王星的环数从9个增加到59个。检查清晰度接近1000米的照片时,发现在天王星的卫星米兰达(Miranda)上有12哩深的大峡谷。在天王星对着太阳的一面,科学家们还发现有一种紫外电辉光,这里的大气吸收并且以放大的形式重新放射着光芒。不过,可能最为令人惊奇的发现是天王星的磁轴与其旋转轴成60°倾斜——只知道这种偏差与某个行星本身有关。
麦克 · 托纳引述斯通的话说,1989年8月24日“旅行者2号”加速向其最后一个行星交会点飞去的时候,“我们驾驭得非常之好,这是外层行星交响乐的最后一章。”其它科学家们都在把同海王星接近的飞行看作是“旅行者的最后一幕”。环绕这颗行星的三个完整大环,被称作大黑斑的7,900哩长的风暴体系,以及先前已知的却没有仔细查看过的人鱼海神(Triton)的奇观的发现,被斯通描述成“一个好像我们从未见过的世界。”这是迄今“旅行者”发射回来的最为激动人心的成果。人鱼海神呈现粉红色和蓝色外观,是已知唯一的环绕一条轨道作与母星旋转方向反向运动的大月亮。高清晰度的人鱼海神照片揭示了其表面的奇特结构,证明是由死冰火山和冰渠的残余构成的,它们成了引起这颗月亮自己的北极光有关的磁场和液核的证据。
人鱼海神月亮令人震惊的照片和这个小组计算的与海王星相会的精确时间(科学家们只差了四分钟)使斯通感到极为满意。“当斯通在观看这次会合时,他全身都表现出我从未见到过的兴奋。”纳塔里 · 皮尔森在柏林敦《鹰眼》的人物简介中,引用华盛顿的美国国家航空和宇航局的发言人查尔斯 · 雷蒙兹(Charles Redmons)的话说。1989年8月29日在“旅行者”行星探索的最后一次新闻发布会上,斯通亲自对记者说道:“这是一辈子的旅行。”当这两艘宇宙飞愈朝着银河系的外层边缘,也是恒星际空间的起点飞去时,斯通引用T. S. 埃里奥特(T. S. Eliot)的“凉干被救物资”的话来概括他的观点:“并非永别/而是永远向前,旅行者。”
还要从“旅行者”了解到更多的东西,“旅行者”要继续沿着自己的轨道朝着太阳的终点飞去,以确定太阳终点的精确位置;人们估计距太阳50至150个天文单位(注),沿着旅行者的轨道测量。据《航空周刊与空间技术》杂志称,如果太阳风的终点大约在100个天文单位(木星距太阳30天文单位),这两艘宇宙飞船有可能在2010年左右到达太阳的终点。与此同时,“旅行者2号”与“旅行者1号”及早期发射的两艘“先锋号”宇宙飞船,将研究行星间和恒星间的介质。科学家希望大约在2015年燃料耗尽之前,能够同“旅行者”恢复无线电联系。因此,这两艘宇宙飞船将继续朝前漂流,在28,635年穿过彗星云,大约在296,036年与从地球上可以见到的最明亮的恒星天狼星会合。当外星的智能生命形式发现“旅行者2号”时,装有记录地球泉像和声音的精选唱片,包括吉米 · 卡特总统的电报,都装在“旅行者”的货舱里。据《生活》杂志(1989年11月)布拉德 · 达拉奇(Brad Darrach)的一篇文章透露,这张唱片上有蟋蟀的叫声,一首巴赫协奏曲的声音,雪花的照片,以及在母乳旁的婴儿的形象。
在斯通收到的无数的荣誉和奖赏中,有阿尔弗雷德 · 斯罗恩(Alfred P. Sloan)基金会会员(1971—1973)和1984年国家科学院及1986年以来国际天文学会的成员资格。他荣获了美国国家航空和宇航局的四枚奖章,是为其超群的科学成就(1980),杰出的工作(1981),杰出的公共服务(1985),以及杰出的领导才能(1986)。美国国家航空和宇航协会为他颁发了一枚德莱顿(Dryden)奖章(1983)和宇宙科学奖(1984)。他对教学的贡献受到美国学校管理人协会的美国教育奖斯通所属的专业学会包括美国物理学会,美国地球物理学联合会,美国航空和宇航学会,美国天文学会,美国物理教师协会,美国科学促进会,及国际天文学联合会等等。从1969年起,他曾经为至少17个顾问委员会和3家宇宙科学杂志的编委会担任过职务。最近,斯通还担当了《天文学家》的科学总顾问。1989年,斯通还担任了洛杉矶电视公开系列广播KCET的总顾问。
爱德华 · 斯通是一位瘦瘦的看上去很年轻的男子,有着一副活泼的、棱角分明的面孔,头发向后梳。人人都知道他从上午8点一直工作到晚上很晚的时候;斯通的一位同事曾对麦克 · 托纳说:“他是那种担心被辞退而拼命工作的人。他开车快,走路快,说话也快。”他那棕色的午餐袋和硕大而且装得过满的手提包成了他的两个“商标”。斯通若是不在实验室或办公室,便常常可以在教室里找到他。据托纳说,他最喜欢的课程,就是大学一年级的物理。他和他的妻子,原名阿里斯 · 特拉布 · 威克里夫(Alice Trabue Wichliffe),于1962年8月4日结婚,生有两个女儿:苏珊(Susan)和珍妮特(Janet)。
[Current Biography,1990年2月]
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注:天文单位系指地球同太阳间的平均距离,即93,000,000哩。