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第十五章 抛物线和双曲线

“没错,尼切尔,”米歇尔·阿尔当表示同意,“巴比康,你怎么看的?”

“是啊,”尼切尔也说,“这对我们可能会更有利。虽然航行过程中,月球一直都湮没在阳光中,无法看清,但我们可以看到‘满月’的地球。此外,如果我们像这次一样,绕着月球飞行,我们至少可以看到月球不可见的一面阳光普照。”

“依我看来,”主席严肃地回答说,“如果我们可以再来一次,我们还是要在同样的时间,同样的条件下出发。如果我们到达了目的地,阳光明媚的陆地不是比黑夜笼罩的地区要好得多吗?我们不是应该找一个条件稍好的地方作为第一个定居点吗?当然如此。至于看不见的一面,我们在探索月球的旅行过程中仍然可以看到。所以,我们选择满月时出发是正确的。只是应该到达目的地,而不要在中途偏离轨道。”

这引起了米歇尔的思考,他得出一个看似正确的结论:“如果我们可以再做一次这样的旅行,而且一定要选择新月时动身。”

“对此我无话可说!”米歇尔·阿尔当说道,“但我们错失了一个观察月球另一面的好机会!不知道别的星球的居民是不是比地球上的科学家们更了解他们的卫星?”

但到目前为止,月球一直都保持着沉默,黑暗依旧。它没有回答这些迫切的学者提出的各种问题。

对于米歇尔·阿尔当的这个问题,我们很容易做出以下回答:是的,对于其他的卫星,因为它们离母星很近,所以研究起来更加容易。如果土星、木星和天王星上有居民的话,他们可以更加容易地与他们的“月亮”建立联系。环绕木星的四颗卫星与它的距离分别是:十万八千二百六十法里、十七万两千两百法里、二十七万四千七百法里和四十八万零一百三十法里。但是,这四个距离都是从木星的中心计算的,如果减去它的半径一万七千到一万八千法里的话,可以发现木星的第一颗卫星与它的距离比月球与地球的距离还要近。在土星的八个“月亮”中,有四颗比月球与地球的距离更近:黛安娜八万四千八百法里、盖尼米得六万两千九百六十六法里、恩克拉多斯四万八千一百九十一法里、美马斯与土星的平均距离只有三万四千五百法里。在天王星的八颗卫星中居首的阿里埃尔,距天王星仅五万一千五百二十法里。

事实上,如果月球不可见的这一面真的有空气,那么他们不是可以看见流星划过大气层吗?如果炮弹正穿过大气层,他们是不是可以从月球的回声中听到一些声音,比如说风暴的咆哮、雪崩的轰隆、火山喷发的巨响?而且如果火山火光四射,他们不是可以看到强烈的闪光吗?这些现象如果能被细心地捕捉到,对于弄清月球这一面的构造会非常有帮助。所以,巴比康和尼切尔好像天文学家一样,一直守在舷窗前,一丝不苟地进行着观测。

所以,如果在这三颗行星上进行与巴比康主席同样的试验,遇到的困难要小得多。如果他们的居民也进行这样的冒险,他们也许会观测到卫星的另一侧,也就是他们平时看不到的一面。但是如果他们从没离开过他们的星球,就没有地球天文学家先进了。

不过他们现在很难透过舷窗进行观测。弹舱内的湿气很快就在舷窗玻璃上凝结成冰花。他们必须不断地刮掉厚厚的冰花。即使是这样,他们还是看到了一些非常有趣的现象。

这时,炮弹正在太空中继续沿着它那因为缺少参照点而无法计算的轨道前进。到底是不是因为月球的引力还是在某个天体的引力作用下,炮弹的方向发生了改变呢?巴比康也没有答案。但是,凌晨四点,巴比康发现炮弹的相对位置发生了改变。

但是,虽然节约煤气非常有必要,可弹舱内的温度太低,他们不得不消耗一定数量的煤气。严格地说,他们可以不要光亮,但不能不要热量。幸运的是,赖泽和勒尼奥装置的运转也会释放一定的热量,所以,他们不用使用太多的煤气就可以让舱内的温度维持在一个可以承受的范围之内。

这种改变是:炮弹底部转向了月球表面,并与其保持垂直。这是在引力,也就是炮弹的重力作用下发生的。因为炮弹最沉的部分指向了月球不可见的一面,好像就要在月球上降落了。

那么在不久的将来,这些勇敢的冒险者会有怎样的结局呢?就算不饿死,不渴死,过几天,等煤气用光了,就算不会被冻死,也会窒息而死。

它会降落到月球上吗?旅行者们最终会到达他们梦寐以求的目的地吗?不会。根据巴比康对一个参照点的观测,不知什么原因,炮弹并没有靠近月球,而是沿着一条几乎和月球同心的曲线移动。

巴比康和尼切尔不禁笑了起来。他们刚刚的确有些“为了讨论而讨论”!这种时候,讨论这个无用的问题的确有些不合时宜。残酷的事实摆在面前,无论炮弹是沿着抛物线还是双曲线运行,最终都不会到达月球,更不会回到地球。

这个参照点是尼切尔突然间在月球黑色阴影的边缘上发现的一团亮光。但它不可能是一颗星星。这团浅红色的白点越来越大,说明炮弹正一点点靠近它,那自然就不会降落在月球上。

“哎,我的科学家们,我对你们真是佩服得五体投地!”米歇尔叫道,“如果两种曲线最终都会将我们带入无限的太空之中,到底是抛物线还是双曲线又有什么意义呢?”

“火山!这是个活火山!”尼切尔喊道,“月球在喷射地下火呢!这个世界看来还没有完全熄灭。”

“当然,”巴比康说道,“它们是非闭合曲线,可以延伸到无限。”

“是啊!这是一次喷发,”巴比康答道,他正用夜视望远镜仔细地研究这个现象,“如果不是火山,还会是什么呢?”

“什么,哪儿也去不了?”

“要燃烧就必须有空气,这么说月球这个部分是有大气环绕的。”米歇尔·阿尔当说道。

“哪里也去不了?”尼切尔答道。

“也许,”巴比康答道,“但也不一定。火山可以通过某些物质的分解,自己提供氧气,在真空中燃烧。我甚至认为,从它的燃烧强度和亮度来看,仿佛是某些物质在纯氧中燃烧造成的。我们现在先别急着肯定月球大气层的存在。”

这场科学辩论最终被米歇尔不耐烦地打断了,他说:“算了吧,‘余弦’先生们,不要再夸耀你们的抛物线和双曲线了!我只想知道和我们有关的事。无论我们是走抛物线还是双曲线,我们最终会去哪儿呢?”

火山位于月球不可见的半球表面南纬四十五度左右。但让巴比康感到沮丧的是,炮弹的轨道离火山喷发点越来越远。他不能准确地确定火山的性质。半个小时后,这团亮光渐渐消失在昏暗的地平线以下。但是,对这个现象的观察对于研究月球地理意义重大。它证明了月球内部的热量并没有完全消失,那么谁能肯定植物和动物不是仍在与破坏性力量作斗争呢?地球科学家不得不承认活火山的存在,毫无疑问,这在某种程度上证明了月球的可居住性问题。

尼切尔和巴比康没有理会米歇尔的玩笑,而是展开了一场科学讨论。炮弹会选择哪一条曲线,这才是他们所热衷的。一个认为是抛物线,一个认为是双曲线。他们提出的理由夹杂着许多犡。他们的论据所用的语言让米歇尔丝毫摸不着头脑。争论很激烈,任何一方都不愿意放弃自己偏爱的曲线。

巴比康陷入了沉思。他沉浸在月球神秘命运的幻想中。就在他试图将所有观察到的现象联系起来时,一个突发事件将他带回到了现实。

“这可能吗?”米歇尔非常郑重其事地问道,好像得知了一个非常严重的事件。“请记住,尼切尔船长,我非常喜欢你对于双曲线的定义——我差点说成了超级玩笑——因为你的定义还不如你想定义的词本身清楚。”

这个意外事件不仅仅是个宇宙现象,它灾难性的后果可能会非常危险。

“米歇尔,双曲线也是一条二次曲线,它是一个和圆锥体的轴线平行的截面切割圆锥体产生的,曲线两端向两个方向无限延伸,永不相交。”

突然,在太空中,在无边的黑暗中,一个巨大的物体赫然出现。它好像一个月亮,一个燃烧的月亮,因为它突然出现在黑暗的太空,所以它的光芒愈发让人无法适应。这个圆形物体将弹舱照得雪亮。巴比康、尼切尔和米歇尔·阿尔当的脸庞在白光的强烈照射下,好似幽灵般黯淡苍白,泛着青光,好像物理学家浸了盐的酒精发出的人造光。

“很好!那双曲线呢?”米歇尔问道。

“见鬼!”米歇尔·阿尔当叫道,“把我们照得奇丑无比!哪里来了这么个讨厌的月亮。”

“这和迫击炮炮弹的弹道形状差不多。”尼切尔说道。

“这是一颗流星。”巴比康答道。

“哦!哦!”米歇尔满意地叫道。

“在真空中燃烧的流星?”

“我的朋友,”船长回答道,“抛物线是一条二次曲线,它是由一个和圆锥体母线平行的平面切割圆锥体产生的。”

“是的。”

“这两个词听起来很高深嘛,我喜欢,”米歇尔叫道,“我很快就会知道这到底是什么意思。请先告诉我,什么是抛物线!”

这个燃烧的球体的确是一颗流星。巴比康并没有弄错。从地球观察这些流星时,它们通常要比月球暗一些,但是,在黑暗的太空中,它们却非常明亮。这些在太空中漫游的天体拥有自身燃烧的要素。这种激烈的燃烧不需要周围的空气。的确,有一些流星会在地球两三法里的上空穿过大气层,但是也有很多流星的轨道离大气层很远。比如以下这些流星,1844年8月18日,人们在距地球一百二十八法里的地方发现一颗流星,1841年8月18日,在离地球一百八十二法里处又发现一颗。其中一些流星宽三到四公里,速度达七十五公里每秒。但前进方向与地球相反。

“说得对,”巴比康答道,“在一定的速度下它会走抛物线,如果再快一些就是双曲线。”

这颗在黑暗中突然出现的流星距炮弹至少有一百法里,巴比康估计,它的直径有两千米。它以大概每秒钟两公里的速度前进,也就是三十法里每分钟。它拦住了炮弹的去路,好像再有几分钟就要和它相撞了。随着与炮弹距离的拉近,流星的体积以惊人的速度变大。

“是的,要么是抛物线,要么是双曲线。”尼切尔说道。

这些旅行者面临着怎样的处境啊?真是难以想像,更无法描述。虽然当他们在困难面前是那么的勇敢、镇静、临危不惧,但此时,他们还是被吓得目瞪口呆,他们一动不动地站在那里,身体僵直,一句话也说不出来。他们无法改变炮弹的方向,只能眼睁睁看着它径直飞向这颗燃烧的天体,这颗比倒焰炉张开的炉口燃烧得更加剧烈的流星。炮弹似乎正冲向一个火的深渊。

“炮弹会在两条数学曲线中做出选择,不是这条就是那条,这取决于它的速度,我现在还不能判断。”

巴比康紧握住两个同伴的手,三个人透过半闭的眼睛看着这个剧烈燃烧的小行星。如果他们还能够思想,如果他们的思维在如此危急时刻还能够运转,他们一定会认为这一回死定了。

“哪两种?”

虽然流星出现仅仅两分钟,他们却像是度过了两个痛苦的世纪!就在炮弹似乎马上就要撞上去的时刻,流星像一颗炸弹一样爆炸了,但却没有发出一点声音,因为声音其实只是空气的振动,而这是在真空中,自然不可能有声音。

“我认为只有两种可能。”巴比康沉思片刻后说道。

尼切尔惊叫一声。三个人冲向舷窗。多么壮观的景象!要怎样的画笔才能画出如此壮丽的场面!要什么样的调色板才能调出如此丰富的色彩!

“如果是这样,”米歇尔问道,“我很想知道我们的炮弹会以怎样的方式在太空中存在呢?”

这就好像是火山的喷发,好像火光冲天的一场大火。成千上万的闪光的碎片在太空中划落,将它照得雪亮。各种形状、各种颜色的碎片交织在一起。黄色、淡黄、红色、绿色、灰色,好像一圈五颜六色的焰火。一个令人望而生畏的巨大球体,一下子变成无数四散的碎块,这些碎块又变成无数小行星,有的像一把闪光的剑,有的被白色的云雾包围,有的在后面拖着一条由宇宙尘埃组成的光彩夺目的尾巴。

“那就是了,这些流星,或者说微粒,是因为与大气层摩擦生热才发光的。不过,他们要在离地球至少十六法里的地方经过,才能穿过大气层,但即使是这样,它们也很少落到地球上。对于炮弹也是同样的道理。它可能会很接近月球,但却不会落到月球上。”

这些燃烧的碎块互相交织,互相碰撞,又撒下更小的碎块,其中一些还撞到了炮弹上。左侧的舷窗玻璃在被猛地撞了一下后,还裂了一条细纹。他们好像正穿梭在枪林弹雨之中,只要一个小小的炮弹就能让他们瞬间化为灰烬。

“见过。”

四处扩散的小行星照得太空越来越明亮。有那么一会儿,光线是如此强烈,米歇尔拖着巴比康和尼切尔来到舷窗边,叫道:“不可见的月亮终于可以看见啦!”

“错了,”巴比康纠正他的说法,“你有没看见过有成千上万颗流星划过天空的时候?”

在几秒钟的时间里,他们三个透过扩散的光线,第一次看见了月球神秘的一面。

“但是如果我们靠得足够近的话……”米歇尔说道。

在这个无法估计的距离内,他们看到了什么?他们看到了月面上延伸的几条狭长地带,在稀薄的大气层中漂浮着几团真正的云彩,透过云雾,他们看到了山脉,缓慢起伏的地势,环形山,横七竖八、张着大嘴的火山,与月球可见一面的构造一模一样。还有一望无际的月面上不再是荒芜的平原,而是真正的大海,宽广的大洋,水面上还倒映出太空中这令人眼花缭乱的火焰。最后,他们还在大陆上看到了巨大的阴影,在光线闪电般滑过的一刹那,看起来好像是广袤的森林……

“首先,我的朋友,”巴比康回答他说,“只有很小的一部分陨石才会落到地球上。所以,就算我们变成了陨石,也并不意味着我们一定会落到月球表面。”

是幻觉,还是他们看错了,抑或是一个光学现象?他们能从科学上肯定这样一个如此表面的观察结果吗?就凭对月球不可见一面的匆匆一瞥,他们敢宣布月球上有生命存在吗?

对此他们展开了讨论,凡事都有解释的米歇尔·阿尔当认为,在月球引力的影响下,炮弹最后一定会落到月球上,就像是陨石落到地球上那样。

太空闪电般的光芒越来越暗;意外的亮光也越来越少。四处逃逸的小行星在远处熄灭了。太空又恢复了一贯的黑暗;一度被遮住的星星又在苍穹中闪烁着光芒,刚刚隐约看见的月球又消失在浓浓的夜色里。

他们现在在哪里?按照地球时间,现在是十二月六日早上八点。当然,他们一定是在月球附近的某个地方,而且非常近,因为月球看起来就像是从苍穹垂下的一块巨大的黑幕。但无法估算它们的距离有多远。炮弹受到不可知的外力控制,以小于五十公里的速度掠过月球北极。但是现在炮弹进入圆锥形阴影区已经两个多小时了,炮弹离月球是更近了还是更远了?没有任何参照点可以判断炮弹运行的方向和速度。也许,它正迅速地远离月球,很快就离开阴影区了。也许恰恰相反,它正明显地接近月球,说不定马上就要撞到不可见的半球上的某座高峰:旅行就会在非常不利于三位旅行者的情况下结束。

注 释

真正的原因是,他们不是炮弹真正的主人,既无法阻止它的行程,也无法改变它的方向。水手可以随心所欲地改变船只的航向;热气球的驾驶员可以控制气球的升降。而他们却不能对他们的炮弹施加任何影响。任何操作都是无效的。所以,他们只能顺其自然,就像是出海人常说的那样:任其漂流!

法语中,双曲线为hyperbole,这与超级玩笑hyperblague有相似之处。

人们可能会认为,是他们的坚忍不拔让他们可以从容面对如此困境,他们不会为小事担心,他们有比关心他们的未来更重要的事情去做。

当时发现的土星的卫星只有八颗,但实际上土星拥有众多卫星,截至目前有三十四个已被命名。

当人们看到巴比康和他的伙伴们,对于这个被送入太空的金属牢房会给他们带来怎样的未来显得那样漠不关心的时候,可能会有些诧异。他们不去想炮弹会飞到哪里,反而做起试验来了,好像他们正安静地呆在他们的工作室里。

地球沿着黄道运转的平均速度每秒只有三十公里。——原注