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2002年11月23日零时许,被告人蒲某与林某沿如皋市如城镇跃进路由东向西步行至新皋桥东首时,看见前面有两个步行的女子,林某与蒲某打赌是否敢打前面的两个女子,被告人蒲某回答说“我敢”,遂赶超同向步行的刘某姐妹,击打被害人刘某脸部左侧一拳,刘某呼叫,被告人蒲某即用手推刘某,在刘某倒地的过程中,被告人蒲某看见刘某手上拎着皮包,产生非法占有之念,随即强行拽走刘某手中的皮包,内有人民币570元及三星A188型手机1部(价值人民币1053元)。被告人蒲某在逃跑时,将皮包扔掉,后在如皋市如城镇影剧院门前被群众抓获,而犯罪未遂。
二、分歧意见
对被告人蒲某的犯罪行为如何定性,形成以下两种意见:
第一种意见认为,被告人蒲某的行为构成抢劫罪。被告人蒲某以非法占有为目的,采用击打被害人脸部、推倒被害人等暴力手段,劫取他人财物,其行为构成抢劫罪。
第二种意见认为,被告人蒲某的行为构成抢夺罪。被告人蒲某击打被害人刘某的暴力行为,是出于追求刺激、寻衅滋事的行为,当其发现被害人刘某手上拎着皮包时,即产生非法占有的故意,强行拽走刘某手中的皮包,在此过程中,被告人蒲某未使用暴力,其行为构成抢夺罪。
笔者同意第二种意见。
三、评析
抢劫罪,是以非法占有为目的,对财物的所有者、保管者当场使用暴力、胁迫或者其他方法,强行将公私财物抢走的行为。抢夺罪,是以非法占有为目的,乘人不备,公然夺取数额较大的公私财物的行为。在仔细辩析了抢劫罪与抢夺罪的概念后,我们可以看出,抢劫罪与抢夺罪同属侵犯财产的犯罪,彼此之间存在紧密的联系:(1)在犯罪客体上,两者都侵犯了公私财产所有权;(2)在客观方面,虽然抢夺罪使用的强力夺取的方法,直接作用于被抢夺的财物,但有时也会发生致人重伤、死亡的结果。因此,两者在客观方面,不仅行为方式有相似之处,而且危害结果也可能相同。抢劫罪与抢夺罪的主要区别是:(1)犯罪侵犯的客体不同。抢劫罪侵犯的是复杂客体,即公私财产所有权和公民的人身权利;抢夺罪侵犯的是单一客体,即公私财产的所有权。(2)犯罪的客观方面表现不同。抢劫罪在客观方面表现为使用暴力、胁迫或者其他方法劫取公私财物的行为,并且法律上没有劫取公私财物数额的限制;抢夺罪在客观方面表现为公然夺取公私财物,并且法律要求数额较大时才构成犯罪。这些区别为我们区分抢劫罪与抢夺罪的界限提供了客观标准。
笔者认为,本案中被告人蒲某的犯罪行为构成了抢夺罪,而非抢劫罪。其理由如下:
一、被告人蒲某主观上具有抢夺他人财产的故意,但其并没有为抢夺他人财产而当场实施暴力、胁迫或其他人身强制行为的故意。
以辩证唯物主义原理为指导的社会主义刑事责任理论认为,任何犯罪行为都是在一定的心理态度支配下实施的。对于是否实施危害行为是通过人的意志和意识的积极作用,通过相对自由的意志的选择和支配来实现的。行为人在具有相对自由的意志和意识的支配下,选择实施危害统治阶级利益的犯罪行为,他就不但在客观方面危害了社会,而且在主观方面也具有了犯罪的故意或过失的心理态度,这种心理态度使他在国家面前产生了罪责。①从主观方面看,被告人蒲某在实施危害行为时必须具备主观罪过,即行为必须是在犯罪故意或者过失的心理态度下实施的,这是行为人构成犯罪并承担刑事责任的主观依据。被告人蒲某看见被害人手上拎着皮包时,临时起意,产生抢夺被害人皮包的故意,正是这种在相对自由意志基础上产生的危害社会的故意的心理态度,形成了追究其刑事责任的主观根据。例如,盗窃枪支的罪犯必须知道自己所盗窃的是枪支。如果行为人不了解所窃对象的这种性质,即使客观上在盗窃其他财物时意外地窃取了枪支,也不能认为有盗窃枪支的故意。
二、被告人蒲某客观上实施了抢夺他人财产的行为,但在非法占有财物的当场没有实施暴力、胁迫或其他人身强制行为。
被告人蒲某是否构成抢劫罪,应以其非法占有财物的当场是否实际采取了暴力、胁迫或者其他方法为标准。抢劫行为实质上是一种双重行为,由方法行为和目的行为构成。方法行为,是指为了能劫取到财物,而实施的暴力、胁迫或其他人身强制行为。目的行为,是指为了能劫取公私财物的行为,即当场夺取财物,或者使他人当场交出财物的行为。二者紧密结合,不可或缺,方能构成完整的抢劫行为。正确理解抢劫行为,关键在于理解其方法行为。这种方法行为是犯罪分子为了排除被害人的抵抗,从而得以抢掠财物而故意实施的,主要是指对人身实施强烈的打击或强制,包括殴打、捆绑、伤害、禁闭等等,足以危及其身体健康或者生命安全,致使被害人不能抗拒,任其抢走财物,或者被迫立即交出财物。②被告人蒲某在实施犯罪时,采取的方法是“强行拽”,“拽”的对象是“被害人手中皮包”,在此过程中,被告人蒲某未对被害人刘某的人身使用暴力、胁迫或者其他方法,即犯罪手段侵犯的对象是财物而非人身,完全符合抢夺罪的特点。在司法实践中,有的犯罪分子为了达到非法占有公私财物的目的,往往作了几手准备,哪种手段能达到目的,就使用哪种手段。在处理此类案件时亦应具体问题具体分析,即按照实施犯罪时实际采取的手段定罪。
三、被告人蒲某实施的暴力,因其不存在主观与客观的联系性,因而不是抢劫罪立法意义上的“使用暴力”。
作为定罪原则的主客观相统一,是指司法人员在认定某一行为事实是否构成何种犯罪时,必须既考虑行为的客观事实,又要考虑行为的主观认识活动,并且司法人员只有在行为人的主观认识活动与行为的客观事实相符时,才能据此定罪。③对一个人定罪和追究刑事责任,不但要求犯罪客观要件和主观要件必须同时具备,而且还要求它们之间存在着有机联系。这种有机联系表现在:一方面,行为人的客观上危害社会的活动,只有受到主观故意或者过失的犯罪心理态度支配和决定时,才是刑法中的犯罪行为;另一方面,行为人危害社会的故意或者过失的犯罪心理态度,永远表现在刑法所规定所禁止的危害社会的行为当中。在犯罪构成中,犯罪的客观要件与主观要件是有机地结合在一起的,离开任何一个方面,另一方面也就不复存在,这样,整个犯罪构成亦不复存在,对该行为人就不能定罪并追究其刑事责任。④因此,假如出于其他目的对被害人实施暴力之后临时起意当场占有被害人财物,即使该暴力行为在客观上为当场占有财物提供了方便条件,对后一行为也不应定抢劫罪。本案中,尽管被告人蒲某实施了击打被害人脸部、推倒被害人的暴力行为,但因其不具有为了排除被害人的抵抗,从而得以抢掠财物的故意,而只是出于追求刺激、寻衅滋事的故意,与其后实施的占有被害人财物的行为没有主观和客观上的联系,所以本案仍应定抢夺罪。这与我国刑法坚决摒弃“客观归罪”是一致的。如果是在抢夺财物过程中,无意伤害了被害人的身体,情节较轻的,因其主观上不具有伤害的故意,亦应定抢夺罪,对于伤害结果,一般可以作为从重处罚的情节予以考虑。例如,甲为了将妇女乙打昏,在之后,见乙戴有高档手表,遂起意将表摘下据为己有。甲打乙的目的是乙,与占有乙的手表没有主观联系,故对甲应分别定罪和盗窃罪,而不能定罪和抢劫罪。
笔者认为,第一种意见没有用唯物辩证法的系统观去认识犯罪构成,把犯罪构成的性质与功能看成是各个要件的性质与功能简单相加的结果,而没有认识到各要件之间的相互联系和相互作用的方式不同,犯罪构成的整体性质与功能也就不同,这样容易导致犯罪构成整体与其构成要件之间以及各构成要件之间的分离,不能认识到要件相同,但相互联系和相互作用的方式不同,而反映出不同的社会危害性。⑤四、被告人蒲某的犯罪行为侵犯的客体是他人财产权利,是单一客体,而非复杂客体即他人人身权利和财产权利。
被告人蒲某实施犯罪行为时,直接作用于被抢财物,侵犯的客体是我国刑法所保护的财产所有关系,其犯罪行为侵犯的客体决定了其所犯罪行是抢夺罪。
五、本案中亦不存在抢夺罪转化为抢劫罪的情形。
我国刑法第269条规定,犯盗窃、诈骗、抢夺罪,为窝藏赃物、抗拒抓捕或者毁灭罪证而当场使用暴力或者以暴力威胁的,应以抢劫罪定罪处罚,其中包括了抢夺罪转化为抢劫罪的情况。本案显然不属于该种情况。
总之,被告人蒲某出于两种主观故意——寻求刺激和非法占有他人财物,客观上先后实施了两种行为——寻衅滋事和抢夺,我们不能无限联系,将本来泾渭分明的主观故意和客观行为扯在一起,应正确理解我国刑法在定罪和追究刑事责任上坚持主客观要件相统一的原则,犯罪的主观方面是客观存在并且要通过犯罪行为得以客观外化,只有全面地、辨证地分析案件的各种具体情况,才能查明行为人是否具有主观罪过,行为是出于故意还是过失,是何种故意或过失,有无特定的犯罪目的,犯罪动机如何,从而对其主观心理态度作出符合客观真实的判定和结论,进而准确定罪量刑。
① 参见高铭暄、马克昌主编:《刑法学》,北京大学出版社2000年版,第106页。
② 参见刘家琛主编:《新刑法条文释义》,人民法院出版社2002年版,第1207页—第1208页。
③ 参见赵秉志主编:《犯罪总论问题探索》,法律出版社2003年版,第673页。
[关键词]复方利多卡因乳膏;胃减容术;气管拔管;心血管反应
[中图分类号] R614.3 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2016)12(a)-0117-03
Effect study of Compound Lidocaine Cream in the recovery period of general anesthesia for gastric reduction surgery
LU Ting WEI Guo-hua SHEN Jian
Department of Anesthesia,People′s Hospital of Jiangsu Province,Nanjing 210029,China
[Abstract]Objective To explore the effect of Compound Lidocaine Cream in the recovery period of general anesthesia for gastric reduction surgery.Methods 60 patients underwent selective gastric reduction surgery under general anesthesia from October 2015 to March 2016 in our hospital were selected as the research subjects,the body mass index was 35-58.5 kg/m2.All patients were randomly divided into group L (Compound Lidocaine Cream group) and group C (the control group),30 cases in each group.The first 1/3 tracheal catheter in group L was applied with 1.0-1.5 g Compound Lidocaine Cream,while,no medication was applied to the tracheal catheter in group C.The level of mean arterial pressure (MAP),heart rate (HR) and oxygen saturation (SpO2) before anesthesia (T0),1 min before extubation (T1),extubation (T2),1 min after extubation (T3),3 min after extubation (T4),5 min after extubation (T5) in the two groups were compared,the incidence rate of cough reflex,breath holding and restlessness during extubation in the two groups were recorded.Results The level of MAP and HR in group C at T1-T5 was higher than that at T0,with significant difference (P
[Key words]Compound Lidocaine Cream;Gastric reduction surgery;Tracheal extubation;Cardiovascular response
近年来,腹腔镜胃减容术因具有创伤小、手术时间短、术后恢复迅速、减重效果确切和安全性高等特点而备受关注,但病态肥胖患者(BMI>35 kg/m2)由于生理病理的改变,全身麻醉后易出现呼吸道问题而影响该类患者的生命安全[1-2],因此,给此类患者拔管应十分慎重,需等患者完全清醒后能够配合指令再进行拔管,以最大程度地保证其安全。在全身麻醉苏醒期,拔管和吸痰等操作易引起患者出现呛咳、屏气、烦躁、低氧血症和心血管不良反应等诸多问题[3],如何减少拔管过程中的不良反应并使患者能够在清醒的状态下呼吸规律和配合指令是摆在麻醉医师面前的一个难题。近年来,将复方利多卡因乳膏涂抹于气管导管上的方法在临床中被应用广泛,取得了满意的效果[4-6]。为探讨复方利多卡因乳膏在全身麻醉胃减容术苏醒中的作用,本研究对进行腹腔镜胃减容术的病态肥胖患者进行了分组比较,现将结果报道如下。
1资料与方法
1.1一般资料
选取2015年10月~2016年3月在我院行全身麻醉胃减容术的60例患者作为研究对象,均为ASA Ⅰ~Ⅱ级,BMI为35~58.5 kg/m2。按照随机数字表法于术前访视后将入选患者分为L组(复方利多卡因乳膏组)和C组(对照组),各30例。L组中,男性17例,女性13例;年龄21~45岁,平均(32.1±3.5)岁;BMI为35~56.8 kg/m2,平均(41.1±8.9 )g/m2;手术时间为(1.3±0.6)h,拔管时间为(0.42±0.27)h。C组中,男性16例,女性14例;年龄20~46岁,平均(34.1±2.9)岁;BMI为36~58.5 kg/m2,平均(40.2±9.4)kg/m2;手术时间为(1.4±0.5)h;拔管时间为(0.39±0.30)h。麻醉医师向患者及其家属详细介绍了复方利多卡因乳膏的功效,患者及家属对本次实验研究均知情并同意,且自愿纳入本次研究。两组的一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。
1.2麻醉方法
患者入室后常规监测ECG、SpO2、无创血压,开放静脉,局部麻醉下行桡动脉穿刺监测有创血压。L组气管导管前1/3涂抹1.0~1.5 g复方利多卡因乳膏(北京紫光制药有限公司,国药准字 H20063466),C组气管导管表面不涂任何药物。麻醉诱导前30 min静脉给予东莨菪碱0.3 mg,诱导时氧流量面罩预给氧5 min,氧饬魉傥8 L/min。按照标准体重进行诱导,具体为咪达唑仑0.05 mg/kg、异丙酚1.5 mg/kg、芬太尼4 μg/kg、罗库溴铵0.6 mg/kg。麻醉维持采用异丙酚、阿曲库铵和瑞芬太尼,按照1∶1空氧混合吸入。VT:8~10 ml/kg;呼吸频率:10~12次/min;PEEP:10 mmHg;PetCO2维持在35~45 mmHg。术毕充分吸痰,适当张肺,待患者自主呼吸规律后给予新斯的明0.04 mg/kg,阿托品0.016 mg/kg,完全清醒后拔除气管导管。
1.3观察指标
比较两组麻醉前(T0)、拔管前1 min(T1)、拔管即刻(T2)、拔管后1 min(T3)、拔管后3 min(T4)、拔管后5 min(T5)的平均动脉压(MAP)、心率(HR)、血氧饱和度(SpO2)值,记录两组苏醒过程中的呛咳、屏气和烦躁发生情况。
1.4统计学处理
采用SPSS 17.0统计学软件对数据进行分析,计量资料以x±s表示,组间各时间点比较采用t检验,组内各组比较采用配对t检验,计数资料采用χ2检验,以P
2结果
2.1两组MAP、HR和SpO2值的比较
C组T1~T5各时间点的MAP和HR值高于T0时间点值,差异有统计学意义(P
2.2两组拔管时不良反应发生率的比较
L组的呛咳、屏气、躁动等不良反应发生率低于C组,差异有统计学意义(P
3讨论
病态肥胖患者由于咽部脂肪组织堆积,舌体肥大,咽腔狭窄,导致软腭与会厌之间的口咽壁易于塌陷而更易发生气道梗阻[0]。此外,该类患者颈部和下颌部脂肪较厚,容易压迫上呼吸道引起呼吸道梗阻[7-10],故术后需待其肌张力完全恢复、意思清醒后方可拔管,否则极易导致该类患者出现上呼吸道梗阻。拔管指征包括:①患者完全清醒;②肌松药及阿片类药残余作用已完全消失;③吸入40%的氧时,血pH值正常,PaO2>80 mmHg或SpO2>96%,PaCO25 ml/kg;⑤循环功能稳定[11]。随着肌张力和意识的恢复,气管导管的刺激越发强烈,易引发屏气和烦躁,导致SpO2下降,同时激活交感-肾上腺轴,引起心血管系统应激反应,进而出现高血压性脑病、缺血性心脏病等严重并发症[12]。
复方利多卡因乳膏为两种常用局部的混合物,每克含丙胺卡因25 mg、利多卡因25 mg,能迅速渗透到皮肤和黏膜表面,临床上主要用于有创穿刺和一些表浅手术中[12-13]。有研究发现,将复方利多卡因乳膏涂抹于气管导管表面,随着药物的缓慢渗透,能够产生并维持4 h左右的气管黏膜表面麻醉效果,可以显著降低气道黏膜对气管导管的敏感性,延长患者耐管时间[14-16]。本研究结果显示,将复方利多卡因乳膏涂抹于气管导管表面用于胃减容术,可以有效抑制气管导管的刺激,使患者平稳安全地度过苏醒期,直至肌张力完全恢复,意识清醒,拔出气管导管。
综上所述,复方利多卡因乳膏涂抹于气管导管外壁可有效抑制全身麻醉胃减容术苏醒期气管导管的刺激,使患者平稳度过苏醒拔管期。
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迄今为止,人类已经探测了太阳系中除冥王星外的所有大行星,加深了对地球、太阳系以及整个宇宙的认识。在行星探测中,探测最多的是火星和金星这两个地球的近邻,而又以火星为重点。上个世纪90年代以来发射的“麦哲伦”号金星探测器、“伽利略”号木星探测器和“火星全球勘测者”、“火星探路者”探测器,是最为引人注目的行星探测活动。
1997年10月15日,以美国航空航天局和欧洲空间局为主研制的“卡西尼”号土星探测器的升空,标志着这项技术最复杂、耗资巨大的太空探测计划已经启动。在茫茫的太空中,“卡西尼”号将进行长达7年的太空飞行,于2004年7月到达土星。
20世纪70年代末和80年代初,“先驱者”11号、“旅行者”1号和2号等探测器已为人类近距离观测这颗神秘的天体提供了绝佳的机会。在已发现并命名的18颗土星的卫星中,其中有8颗是70年代以来“先驱者号”和“旅行者号”探测器发现的。
在太阳系九大行星中,土星是从太阳向外数的第六个大行星,其大小和质量仅次于木星,直径和质量分别是地球的9倍和95倍。土星与太阳的距离是地球与太阳距离的10倍。如果说太阳光照到地球上要走8分钟,那么,照到土星上则需要约80分钟。土星在赤道自转一周是10小时14分钟。其构成中间是岩石,外层是液体和气体。冰晶态微粒组成的闪亮的土星环环绕在星体的赤道附近。目前已知土星有18颗卫星,是太阳系中卫星最多的行星,其中最著名也是最大的卫星就是称为“泰坦”的土卫六。
“卡西尼”的土星之旅,采用了复杂的“借力入轨”技术,即利用金星、地球和木星对它的巨大引力作用,获得多次加速,从而最终进入土星轨道。
“卡西尼”号升空后,先朝金星飞去,两次飞经金星后,于1999年夏天从地球掠过,2001年1月到达木星附近。从那里,它已经获得了最后一次加速,义无返顾地向着土星飞去,将于2004年7月飞临土星。它先随土卫六“泰坦”绕土星飞行74圈,再于当年11月6日释放出”惠更斯”号着陆器。“惠更斯”号将在土卫六的大气层中飘泊22天,通过“卡西尼”号向地球传送回一大批图片和数据资料后,再降落到土卫六表面进行探测活动。科学家希望它能像预期的那样向地球发回50万张图像。对土卫六的研究是“卡西尼”号此次飞行最重要的使命,因为科学家认为,土卫六表面的条件与45亿年前的地球极为相似。
当对土星和土卫六进行深入研究后,燃料耗尽的“卡西尼”号将同携带的一张有81个国家60万人签名的光盘一同坠入土星或土卫六,送去地球人对外星生命的呼唤和思念。
美国航空航天局计划下一步将使用降落装置在土星星体上直接探测,并把收集到的样品等实物运回地面,进行研究分析。
在新世纪,人类还将通过“冥王星特快”小型探测器,完成对太阳系中最后一颗未被探测的行星的全面探测,实现太阳系9大行星探测的“大满贯”。人类还将“光临”在很多特性方面与地球十分相似的红色星球――火星。美国计划在今后大约每26个月左右一次的发射窗口发射一颗火星探测器,2005年发射可返回地球的无人采样火星探测器。该飞船飞临火星表面并进行探测活动后,将利用再生能源返回地球。美国、欧洲和俄罗斯等国家和一些国际空间组织制定了中长远计划,设想在本世纪30年代实现火星载人飞行,建立火星基地,并在火星表面建立台站网,进一步探测火星生命和环境,研究火星大气和水消失的过程。通过对火星环境的探测,有助于研究地球演化的过程和人类如何保护自己的家园。
造访彗星和小行星
今天,当科技迅猛发展的时代已经来临的时候,地球人不仅能够到另一个星球去考察,而且还能从瞬间即逝的小行星和彗星身上“寻宝”,一些国家已着手拟定未来15年的实施计划。
科学家一直认为,彗星中存在着太阳系形成过程中留下的物质,因此引起不少国家对研究彗星的兴趣。1986年,英国的空间探测器拍摄到了较为清晰的哈雷彗星照片。照片显示,彗星是太阳系形成的“残留物”,彗星中包含着尘埃、水结成的冰、冰冻的二氧化碳和甲烷。
坦佩尔1号彗星是19世纪德国天文学家坦佩尔发现的,它是一颗短周期彗星。据美国航空航天局披露,他们已经制定了2010年从该彗星上取回第一批彗星物质的计划。据报道,美国将于2003年4月发射“深空”4号探测器,2005年12月进入坦佩尔1号彗星低轨道,然后进行为期140天的考察,其间还要绘制该彗核的图形。“深空”4号将发射一个取名为“钱波利昂”的着陆器,这将是人类第一次通过仪器接触到彗星。因此,彗星着陆器要准备应付彗星表面的任何情况。如果彗星表面松软的话,“钱波利昂”着陆器将发射出一个像鱼叉一样的锚,使自己与彗星连接起来。着陆器接着采集标本,并进行科学测量活动。在完成使命后,着陆器起飞,与“深空”4号探测器汇合后返回地球。
欧洲空间局计划将于2012年派“罗泽塔”号着陆器到达彗星。日本打算在2006年从“涅柔斯”小行星取回标本,然后再实施从彗星取回标本的计划。
向着太阳系以外的宇宙深处挺进
迄为止,人类发射的航天器大都是在太阳系以内航行,只有为数很少的航天器冲出了太阳系的束缚,飞行在日益遥远的寂寞航程中。在新世纪,人类在对太阳系几大行星以及彗星和其他小行星探测的同时,还将冲出太阳系,到广阔的宇宙空间进行星际探测、寻找外星生命的探索。
人类到太阳系以外广阔的宇宙空间航行,充满着巨大的困难。
首先,如何跨越宇宙尺度?根据爱因斯坦的相对论,我们知道在宇宙中光速最快,每秒达30万公里,其它任何物体的运动速度只能无限接近光速,而不可能达到光速。银河系的直径达10万光年,离银河系最近的仙女座星系,与我们相距230万光年。即使宇宙飞船以接近光速的速度飞行,仍然是无法进行远距离宇宙航行的。
其次,怎样获得高速、轻便、持久的动力?如果依靠目前使用化学燃料的运载火箭,即使它以每秒16.7公里的第三宇宙速度始终不减速地航行,到达离我们最近的比邻星,也需要航行8~9万年的时间。同时,目前的运载火箭需要自身携带燃料,并且还不能达到自身在航行途中制造燃料的程度,用完后就失去动力。制造一次性装载更多燃料的飞船,显然是不可能的。所有问题的关键还是寻找理想的宇宙航行的能源。如核火箭、光子火箭、反物质火箭、激光动力飞船等,还只是停留在设想或研究阶段。
再者,怎样解决遥远距离的通信联络问题?离地球最近的可能拥有行星的恒星系人马座主星,距离我们就有4.3光年远,而这还只是与最近的恒星的联系。在宇宙航行中怎样解决飞船和地球的联系问题呢?
此外,对于博大的宇宙空间来讲,太阳系只是其中的一小部分,目前,人类对宇宙空间的认识还不多,仅凭人类掌握的宇宙知识,进行宇宙航行是远远不够的。
因此,现在来谈实现宇宙航行还显得为时过早。眼下,人类首要任务还是努力开展太阳系内的航行活动,集中精力搞清楚太阳系的奥秘,使人类的许多未知得到突破。如在空间站上建成自给自足的生物圈、有效地防止太空骨质疏松症、在太空中生产新材料、在月球和火星上解决水的问题、找到太阳系外的行星、证明冥王星上甲烷火山的存在、在天王星海洋里找到氨基酸、在彗星冰块中寻找到超新星碎片、探索到爆发星系中的高能能源,找到适合宇宙航行的能源,进行宇宙航行的技术探讨等等。
寻找地外文明
21世纪人类行星际探测还有一项重要使命,就是寻找地球以外的智能生物,也就是“外星人”。
自20世纪50年代以来,人类相继实施了“奥兹玛”计划、“米塔”计划、“寻找外层空间智慧生物计划”等计划,几乎用尽了所有能运用的先进手段,大规模地来搜索监测“外星人”,结果连任何反应也没有。于是,人类开始向“外星人”发信息,让“外星人”找我们。
1974年11月16日13时30分,在阿雷西博巨型射电天文望远镜落成典礼上,主持者别出心裁地向外星人拍发了一封电报,电文由1679个字的二进制数码组成,介绍了地球和地球人类的主要情况。主要发送方向是距地球25000光年的武仙座梅西尔13号星团。然而,即便那里真的有“外星人”存在,而且“外星人”收到电报后能够看懂并且立即回电的话,人类也要在5万年后才能收到。
1972年12月3日和1973年4月美国发射的“先驱者”10号和11号探测器上,都携带了一张地球人类的“名片”。这张“名片”是镀金的,上边刻满了各种图案,图的上部为氢原子符号,右部为一对男女人像,人像背面是按比例绘制的航天器外形,表明了人体的高度 、太阳和9大行星组成的太阳系以及飞船的飞行途径、地球的位置等等。这张“名片”可以在太空中保留几万年之久。“先驱者”10号于1983年6月脱离太阳系后,继续向宇宙深空飞去。
1977年8月和9月发射的“旅行者”1号和2号探测器各自携带了有关地球人类的声音制品――“地球之声”特制声像片,作为地球人类送给外星人的礼物。这张声像片直径30.5厘米,由镀金的铜版制成。“旅行者”1号和2号在探测了木星、土星、天王星和海王星后,分别于1988年11月和1989年10月越过冥王星轨道,飞出太阳系,向更广阔的宇宙深处飞去。这张声像片上有表现人类起源和文明发展、介绍太阳系的概况和在银河系中的位置、地球的面貌、社会状况、社会发展等信息的图片;有用世界上多种语言,其中包括中国的普通话、粤语、厦门话和江浙话带给“外星人”的问候语;有风声、雨声、各种虫鸟兽、火箭发射、婴儿啼哭等声音;有包括贝多芬、巴赫和中国的“高山流水”等名曲在内的多种乐曲;还有表现中国长城和中国人用餐的两张照片和中国的京剧和古琴演奏等。如遇到“外星人”他们可以通过唱片对地球和地球人类有一个基本的了解,并根据介绍的资料与地球人类取得联系。
科学家们估计,仅在银河系就有3000亿颗恒星,其中很多恒星都可能有各自的行星,而这些行星中有一些可能也会像我们的地球一样适宜于高等生物的发展。
伽利略望远镜,口径0.037米,意大利,1609年。
一种能“把远处物体拉近看”的装置最早于1608年出现于荷兰,并很快传播到法国和意大利。1609年,意大利天文学、物理学家伽利略发明了人类历史上第一台天文望远镜。“伽利略天文望远镜”使这名意大利科学家看到了月球上的陨石坑,以及木星的最大的4颗卫星和在太阳表面移动的斑点。
牛顿望远镜,口径0.03米,英国,1672年。
伽利略设计的望远镜依赖于玻璃透镜来聚焦不同颜色的光线,并形成模糊的图像。1672年,艾萨克・牛顿向英国皇家学会展示了他自己设计的望远镜。他的望远镜没有使用透镜,而是使用反射镜,这就解决了图像模糊的问题。牛顿的设计为现代科研望远镜铺平了道路,它们全都采用反射镜来聚焦光线。
W・M凯克望远镜,口径10米,夏威夷,1994和1996年。
这一对坐落在茂纳开亚山顶上的双子星天文望远镜是地球上科学成果最多的天文望远镜。它们研究过彗星的挥发性化合物,围绕其他恒星作轨道运行的行星,以及银河系和其他星系中的黑洞。它们的自适应光学技术消除了地球大气层造成的光线畸变,使其地面观测图片的清晰度甚至高于哈勃望远镜。
哈勃太空望远镜,口径2.4米,美国,1990年。
在地球大气层570千米上空沿轨道运行的哈勃太空望远镜已出没于深度太空,致力于见证新行星的组成,星系的演化和宇宙的老化。
欧洲特大型天文望远镜,口径39米,智利,2020年(预计)。
这座世界最大的可见光近红外天文望远镜将建立在智利北部阿塔卡马沙漠中3000米高的山顶上。该望远镜的800块50毫米厚的发射镜块所形成的汇集光线的能力,使天文学家们可以探测其他恒星周围的类似地球的行星,测量宇宙中最早恒星和星系的属性,并探测暗物质和暗能量的性质。
30米口径天文望远镜,口径30米,夏威夷,2021年(预计)。
该望远镜将捕获紫外线、可见光和红外线成像,由492块反射镜片拼合,发射面积比哈勃望远镜大二个数量级。这意味着,它可以探测到哈勃太空望远镜无法看见的微弱光线,实现对早期恒星的观测,并探索早期恒星如何影响宇宙的演化。
巨型麦哲伦望远镜,口径24.5米,智利,2021年(预计)。
美国、韩国和澳大利亚共同建造的巨型麦哲伦望远镜将利用其位于南半球的位置优势,研究银河系中离我们最近的两个星系,大麦哲伦星云和小麦哲伦星云,以及银河系中心的黑洞。
但是,我们错了,宇宙总是让人捉摸不透。目前发现的1900多颗(数字还在增加中)系外行星,许多与我们太阳系内行星很不一样,比方说2011年发现了围绕两颗恒星运行的行星。它就像是科幻电影《星球大战》中,围绕双星运动的行星塔图因,主人公卢克在这颗行星上,可以凝望“双日同落”。天文学的新发现,让科幻故为触手可及的现实。
寻找“生命行星”
但系外行星给我们的最大惊喜,或许是“超级地球”,也被称作“超级类地行星”。这一类的行星,广义上是指那些环境可能与地球类似,而质量通常为地球1到10倍的行星。
1992年,天文学家首次发现系外行星,而且一次就发现了两颗,它们每一颗几乎都是地球质量的3倍,一般来说,行星都会绕着恒星来运转,就像我们的地球绕着太阳一样,但是这两颗系外行星却特别另类,因为它们是绕着一颗叫做PSR B1257+12的脉冲星(位于室女座,距离地球大约980光年)运转。
这个发现令研究人员目瞪口呆,因为当时天文学家一般认为,只有主序星周围才可能存在行星,而所观察到的第一批系外行星竟然是在脉冲星周围找到的,为什么有这么奇怪的事情?
直到1995年,天文学家在一颗典型的类日恒星周围发现了一颗所谓的“热木星”(即公转轨道极为接近其母恒星的类木行星),才轻舒一口气。这个星球的发现,使天文学家们受到鼓舞,并开始计划寻找系外超级地球的“猎星任务”。
2009年,专门用于探测系外行星的开普勒太空望远镜升空之后,扫描了其视野范围内的15万颗恒星。从此,发现超级地球的喜讯就不断传来,太空望远镜得到的一系列图片令人惊奇:它们有的是气态的球体,更像是迷你海王星;有的则是岩石类的超级地球,可以完全被海水或熔岩覆盖。
密度很重要
欣喜若狂的行星猎人们发现了更多的星球,并添加到超级地球的名单中。然而直到现在,除了它们的质量,科学家们对这些星球一无所知,没有人能猜测出:这些新奇的行星是属于岩石类的(类似于地球)、气态的(类似于海王星),或者介于两者之间?又或者以上的类型都有涉及?
因此,关于超级地球的第一个大问题是:它们由什么构成?想要深入了解行星的基本物质,天文学家需要找到一个“凌日”――即行星经过主恒星时,遮挡了主恒星的部分光线,从而让我们可以估算行星的大小。一旦天文学家知道了某颗行星的大小和质量,根据高中所学的物理,我们就能算出该行星的密度(密度等于质量除以体积)。有了密度,科学家就可以判断超级地球为松散球还是实心球,是“死亡的世界”,还是可能的“活的世界”。因此密度十分重要,它能告诉我们关于星球的特征。
寻找系外行星“凌日”的过程并不容易,但这样的等待,终于在2009年有了进展,那一年天文学家推算出了两颗超级地球的密度。首先,宇宙飞船看见了一颗正在“凌日”的行星,后来被命名为CoRoT-7b,它的直径大约是地球的1.5倍,质量则是地球的5倍。这意味着CoRoT-7b是第一颗被发现的系外岩石行星,不过它跟它的母恒星距离特别接近,其表面肯定会融化――可能更类似水星。
第二颗是GJ 1214 b,它是被研究得最多的超级地球,其直径约为地球的5倍,但质量只有地球的6.5倍,密度远小于之前发现的CoRoT-7b。GJ 1214 b行星距离地球40光年,它上面富含丰富的水资源:星球四分之三的表面都被深海覆盖。这是人类第一次在太阳系外发现的饱含液态水的行星,但与此并存的却是常年190℃的高温,因此,GJ 1214 b上充满着灼热而浓厚的水蒸气,这样的环境也许并不适合地球形态的生命存在,但有可能发现其他形态的生命。
据统计,已知密度的超级地球数量,大约在40个左右。一般来说,直径在地球3.2倍以下的系外行星,其密度就很高,很可能是岩石行星;而当直径超过地球直径的3.2倍时,行星的密度会开始下降,那么就可能是由较轻的物体,如水、冰和气体等组成的气态行星。
如何揭秘行星大气
在地球上,大气对动物、植物、人类来说,必不可少,所以超级地球的大气层也是天文学家下一步的研究目标。
我们之前提到了,在“凌日”穿越过程中,主星的光穿过系外行星的大气后,一些波段的光会被特定的大气分子吸收。这时科学家通过分析光谱,就可以检测到行星大气的特定分子。如果获得足够多的数据,科学家就可以在理论上分析出行星大气层的基本组成成分。
假设能观察到气体的组成成分,那么或许就能提供一种线索:超级地球是否有生命存在?或者生命是否已经存在于超级地球上?因为根据大气中有什么样的气体,就可以推测某些生命是否存在。
到目前为止,在大气气体种类分析上,有很多令人激动的发现,其中就包括了“超级木星”的大气组成。科学家发现“超级木星”庞大的大气层中,主要是水蒸气、二氧化碳和甲烷,与木星的大气成分非常相似。而超级地球的研究,还在进展之中。
但是太空望远镜对岩石类超级地球上的大气成分的检测效果非常弱,比如在GJ 1214 b和另一个超级地球HD 97658 b附近收集到的星光,通过光谱分析所发现的特定分子的数量很少。天文学家给出的解释是,这两个星球可能像金星一样,被云气包裹住了,厚云层显然阻挡了来自低层大气分子的特定光线,使其难以识别。
天文学家仍在努力解开云层的特征。总的来说,系外行星大气的分子结构,将是下一代望远镜(韦伯太空望远镜)的主要目标。
判断宜居的3个属性
对于一颗岩石类超级地球来说,是否适合生命居住,涉及到3个与生命攸关的行星属性:海洋的调节、气候“空调器”、磁场。
以地球为例,在其从熔融状态开始冷却的最初几亿年的时间里,其最外层固化成为地壳,然后分裂成板块,这些板块在一个炽热、高密度的地幔区域上面,相互碰撞和磨碎,而在它们之下藏着一个坚固的地核,地核喷出的热气不断搅动着地幔,就像是一个冒热气的火锅。地壳板块可能会向下俯冲,重新跑到地幔中(触发地震),接着被熔化掉,同样地,海水也通过地幔来循环,如此持续了亿万年时间。通过地球板块之间的火山裂缝,岩石和水返回地球的表面,这样周而复始地运作。
那么,在超级地球上,这3个属性会是怎样的呢?
首先讨论一下海洋。超级地球可能是笨重的蓝色行星,它们保留的海洋已经有数十亿年,可能与地球上的海洋一样,甚至更好,因为超级地球可能会有充足的水,供应给地幔循环利用。而地幔循环启动了星球的板块运动,在很长的时期,会影响超级地球是否有宜居的气候,而影响的关键点,就是二氧化碳这种温室气体。
二氧化碳是一种很有用的气体。一方面,它能捕获空气中的热量,维持地球表面温度。另一方面,岩石和海水吸收大气中的二氧化碳,并封存起来,而二氧化碳的减少,就说明热量减少,那么星球就会冷却下来。由于岩石和海水这些地表物质会进入地幔,碳就会被转换回二氧化碳气体,并通过火山喷发返回到大气中,而大气中二氧化碳水平上升,又能使行星变暖,这样循环的最终结果就是:地球能自我调节温度。
那么,超级地球也拥有这个“温度自动调节器”吗?2007年就有一项研究,表明了超级地球有较高的内部热量,能产生更快的对流,类似于地球地幔环流,但其对流更具活力,而且力量更大,所以与地球相比,它似乎更容易创造出板块构造,这样的“超级”板块可以保持大气中二氧化碳的水平,这意味着这些星球比地球更能平衡气候。
然而,同时又有相反的观点:在超级地球上,引力占主导地位,地壳上的不同板块就会被引力牢牢固定住,而不能产生板块漂移和碰撞。没有了板块活动,二氧化碳就不能内外循环,就没有“温度自动调节器”功能,这样的话,生命就很难诞生了。随后的研究都各自支持这两种观点,好几年过去了,这件事仍然悬而未决。
此外,超级地球的宜居还面临一个大问题:行星内部需要一个磁场。假设地球没有磁场来抵挡太阳风的冲击,生命即使出现也难以立足,但我们地球内部晃动的液态铁层,会产生磁场这个“盾牌”,保护着生命。
根据一项研究,超级地球的内部结构可能是固体,而不是像地球一样有不同层次。没有液态金属层,就相当于没有磁场,生命也就难以存在。然而,我们不要绝望,也有研究指出了另一种可能:超级地球内部的高热量可能会融化氧化镁,当这种矿物液化和翻腾后,就可以产生磁场。
显然,我们还是需要更好地掌握超级地球的内部运作,进一步研究它们是否宜居。
星际移民或成现实
目前,已经发现的超级地球还只是冰山一角,随着现代观测手段的进步和新一代技术革新,发现超级地球的速度会越来越快。将来,人类可能找到围绕着类似太阳这样的恒星公转、并且适宜人类居住的行星。而一旦发现了这样的行星,星际移民也可能会变成现实。