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暗淡藍點

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暗淡藍點
從約60億公里（37億英里）的距離觀測，地球在深空中僅呈現為一個微小的光點：位於最右側光帶中段略上的藍白色斑點。
藝術家航海家1號
年份1990年
類型天文攝影
收藏地星際空間
藏主NASA

《暗淡藍點》（英語：Pale Blue Dot，又譯作《蒼藍小點》或《淡藍小點》）是一張由太空探測器航海家1號於1990年2月14日拍攝的地球照片。拍攝時距離地球已超過60億公里（約37億英里，40.5天文單位），為當日所取得的「太陽系全家福」系列影像之一。[1][2]

在這張照片中，地球的角直徑小於一個像素，整個行星僅呈現為外太空中的一個微小光點，位於相機所捕捉到的陽光散射光帶之間。[3] 這張影像由美國國家航空暨太空總署委託拍攝，並在天文學家與作家卡尔·萨根的倡議下完成。薩根其後在1994年的著作《暗淡蓝点：展望人类的太空家园》中，將此影像詮釋為人類在宇宙中渺小且短暫存在的象徵。[註 1][3]

航海家1號於1977年9月5日發射，原始任務為探測外太陽系。在完成主要科學任務並逐漸離開太陽系後，任務團隊決定將其相機轉向地球方向，拍攝這張最後的遠距影像，此構想部分源自卡爾·薩根的提議。[4][5] 此後多年，該影像多次被重新處理與紀念，美國國家航空暨太空總署亦在不同周年發布經過強化的版本，以提升其清晰度與細節表現。

背景

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航海家1號是一艘質量約722-公斤（1,592-磅）的无人航天器，任務目標為探測外太陽系，並最終進入星際空間。[6][7] 該探測器先後於1979年完成木星探測、1980年完成土星探測，並於同年11月宣告主要任務結束。航海家1號也是首個提供這兩顆最大行星及其主要衛星詳細影像的探測器。

航海家1號

該太空船目前仍以約64,000 km/h（40,000 mph）的速度飛行，是距離地球最遠的人造物體，亦為首個進入星際空間的探測器。[8] 其任務已多次延長，持續針對太陽系邊界進行研究，涵蓋古柏帶、日球層及星際空間等區域。自發射以來，探測器一直透過深空网络接收地面指令並回傳科學數據。[6][9][10]

原先規劃中，航海家1號僅在執行土星探測任務期間維持通訊。1980年完成對土星的飛越後，卡尔·萨根提出讓探測器回望地球並拍攝最後一張影像的構想。[11][3]他同時指出，從科學觀測的角度而言，此類影像的價值有限，因地球在畫面中過於微小，難以辨識任何細節；然而在哲學與文化層面上，該影像對於人類反思自身在宇宙中的位置具有深遠意義。[12]

在航海家計畫內部，已有多位NASA成員支持此一構想。未曾得知薩根提議的亚利桑那大学行星科學家卡羅琳·波爾科（英语：Carolyn Porco），於1983年加入計畫後亦獨立提出類似想法，並自1985年起持續探討其可行性。[13][14] 然而，計畫亦面臨技術與安全上的顧慮，包括在接近太陽方向拍攝可能對影像設備造成不可逆損害。直到1989年，該計畫才正式獲得批准，但後續仍因儀器校準與人員調動而延遲。最終，在當時NASA署長理查德·特魯利的介入下，拍攝工作得以順利完成。[8][15][16] 至於持續拍攝地球繞日運行影像的提案，則最終未被採納。[17]

攝影設備

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航海家1號的影像科學子系統由兩部相機構成：一部為低解析度的廣角相機，用於拍攝大範圍影像；另一部為高解析度的窄角相機，用於對特定目標進行細部觀測。兩者皆採用慢掃描式維迪康攝影管（英语：vidicon），其感光表面由硒及硫化物材料製成，並在鏡頭前配置含八種彩色濾鏡的濾鏡輪。《暗淡藍點》影像係由窄角相機拍攝。該相機為焦距1500毫米、f/8.5的折反射式望遠鏡卡塞格林反射望遠鏡（英语：Cassegrain reflector），其設計源自水手計畫。[18][19][20]

隨著任務進行，拍攝目標距離不斷增加、亮度逐漸降低，影像品質因而受到限制。為取得可辨識的影像，需採用較長時間的長時間曝光攝影，並透過相機掃描（平移）方式進行拍攝。同時，距離增加亦導致通訊能力減弱，進一步限制了影像資料的傳輸模式與品質。[19]

在完成包括太陽系全家福在內的一系列影像拍攝（其中即包含《暗淡藍點》）後，NASA任務團隊指示關閉航海家1號的相機系統。由於後續任務中探測器將不再接近其他具觀測價值的天體，為節省能源並延長任務壽命，其餘仍在運作的科學儀器被優先保留，以支援其持續飛往星際空間的長期任務。[21]

照片

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1990年2月14日時航海家1號的位置。垂直線條每隔一年標示一次，並顯示探測器相對於黃道面的高度。

傳送至太空船的指令序列設計，以及各影像曝光時間的計算，由波爾科與NASA噴射推進實驗室的太空科學家坎迪斯·漢森-科哈切克（英语：Candice Hansen-Koharcheck）共同完成。[15] 隨後，該指令序列被編譯並上傳至航海家1號，影像於1990年2月14日4時48分（格林威治標準時間）拍攝。[22] 當時探測器與地球的距離為40.47天文單位（約60.55億公里，37.62億英里）。[23]

相機取得的資料最初儲存在機載磁帶錄音機中。由於麥哲倫號金星探測器與伽利略号探测器任務優先占用深空網路，資料回傳地球的作業因此延後。1990年3月至5月期間，航海家1號共傳回60個影格；無線電訊號以光速傳輸，單程約需五個半小時。[8]其中有三個影格顯示地球為外太空中的一個微小光點。這些影格分別透過藍、綠與紫色濾鏡拍攝，曝光時間依序為0.72秒、0.48秒與0.72秒，之後再合成為最終的《暗淡藍點》影像。[24][25]

太陽與內行星（不可見）的廣角影像，左側疊加《暗淡藍點》，右側為金星

每個影格由約640,000個像素構成，而地球所佔不足一個像素（依NASA資料約為0.12像素）。影像中橫跨畫面的光帶屬於影像偽影（英语：Artifact (error)），係太陽光在相機及其遮光罩內部反射所造成，並與太陽與地球之間的相對位置有關。[8][26][27] 當時「航海家」的觀測視角位於黄道上方約32°。後續分析亦顯示，相機實際上捕捉到了月球的訊號，但因亮度極低，需經特殊影像處理後方可辨識。[25]

以窄角相機拍攝的《暗淡藍點》，亦被納入一張由廣角相機影像拼接而成的合成圖中。該圖呈現太陽及其周圍空間，並嵌入兩張窄角影像：一張為地球（即《暗淡藍點》），另一張為金星。廣角影像使用最暗的濾鏡（甲烷吸收波段）與最短曝光時間（5毫秒）拍攝，以避免散射陽光使維迪康攝影管過度飽和。然而最終影像仍出現過曝與多重反射現象，且太陽在畫面中的大小亦明顯大於實際比例；其周圍的光芒則源自廣角鏡頭前方校準燈所產生的繞射圖樣。[25]

顏色

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地球在該影像中呈現為藍色光點，主要原因在於其大氣對太陽光的瑞利散射作用。在地球大氣中，短波長的可見光（如藍光）比長波長光（如紅光）更容易被散射，這也是天空自地面觀察呈現藍色的原因之一。[28][29] 海洋對整體藍色外觀亦有所貢獻，但其影響程度相對較小。[28] 地球呈現為「淡」藍色而非深藍色，則是因為雲層反射的白光與散射的藍光混合所致。[29]

從遠紫外線至近紅外線的反射光譜（英语：reflectance）來看，地球與其他已觀測行星呈現差異，這一特徵部分與地球存在生命活動有關。[29] 瑞利散射在不強烈吸收可見光的大氣中更為明顯；例如在呈橙褐色的土衛六上，有機霧霾粒子會強烈吸收藍光波段。[30] 地球大氣中豐富的氧氣主要由光合作用生物產生，這些氣體會將有機物氧化為水與二氧化碳，使大氣對可見光保持相對透明，進而增強瑞利散射效應並提升藍光的整體反射強度。[29]

反思

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薩根在其1994年所著的書籍《暗淡藍點》中，透露他從這張照片得到的深層啟示，並寫道：[31]

再来看一眼这个小点。就在这里。这就是家。这就是我们。在这个小点上，每一个你爱的人，每一个你认识的人，每一个你听说过的人，每一个人，无论是谁，都在此度過一生。我们所有的快乐和挣扎，数以千万自傲的宗教信仰、思想体系观念意识，以及经济学原理教义，每一个猎人或征服者，每一位勇士或懦夫，每一个文明的缔造者或摧毁者，每一位君王或农夫，每一对陷入爱河的年轻伴侣，每一位为人父母者，所有充满希望的小孩、发明家或探险者，每一位灵魂导师，每一个腐败的政客，每一个所谓的‘超级巨星’，每一个所谓的‘至高领袖’，每一位我们人类史上的圣人或罪人……我们的一切一切，全部都存在于这样一粒悬浮在一束阳光中的尘埃上。

地球，只是浩瀚宇宙竞技场上一个小小的舞台。想想那些帝王将相揚起的腥風血雨，只為在榮耀和勝利中，短暫享受主宰著一個小點上一小部分的滋味。想想有些永无止境的残暴，竟然就发生在这个小点上某个角落里的一群人、与几乎分不出任何区别的同样这一个小点上的另一个角落的另一群人之间。他们之间的误解能有多频繁，他们之间想灭掉对方的愿望能有多迫切，他们之间互相的仇恨能有多熾烈。

我们的裝腔作勢與妄自尊大，我們以为自己在宇宙中享有特权的幻想，都被这颗发着微弱蓝光的小点所挑战。我们的这颗星球，是一粒孤孤单单的微尘，被包裹在宇宙浩瀚的黑暗中。在我们有限的认知里，在这一片浩瀚之中，没有任何迹象表明救助会从别处而来帮助我们救赎自己。

目前為止，地球是我们唯一所知有生命居住的世界。没有其他地方——至少是在不遠的未来裡，可供我们这一物种移民。我們能夠造訪，但尚不能常驻。不管你喜欢还是不喜欢，目前为止只有地球是我们的立足之地。

有人说，天文学是一门令人谦卑的、同时也是塑造性情的学问。也許没有什么能比从遥远太空拍摄到的我们微小世界的这张照片，更能展示人类的自负有多愚蠢。對我而言，这也是在提醒我们的责任所在：更和善地对待彼此，並维护和珍惜这颗暗蓝色的小点——这个我们目前所知唯一的家园。

——卡爾‧薩根[32]

在艾伯特·高爾在2006年的紀錄片《絕望真相》中把這張“暗淡藍點”照片置於片末，以這張照片來強調停止全球暖化的迫切性[33]，並改述了薩根的訊息：「這已是我們有的一切」。

週年紀念

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《重訪暗淡藍點》、2020年

2015年，NASA為紀念《暗淡藍點》拍攝25週年舉行相關活動。愛德華·史東（英语：Ed Stone）（航海家計畫科學家）表示：「25年前，航海家1號回望地球，看見了一個『暗淡藍點』，這張影像持續激發人們對我們稱之為家園之地的驚奇與思索。」[34]

2020年適逢影像發表30週年，NASA發布重新處理的版本《重訪暗淡藍點》（Pale Blue Dot Revisited）。該版本運用現代影像處理技術製作，同時強調在處理過程中「尊重原始資料與影像規劃者的初衷」。新版影像對亮度與色彩進行調整，以凸顯地球所在位置，並對整體畫面進行放大，使其較原始版本更為明亮、顆粒感較低；畫面中最明亮的區域位於下方，對應太陽所在方向。[22][35][36][37]

同為紀念30週年，卡爾·薩根研究所發布一段紀念影片，邀集多位天文學家朗讀卡尔·萨根關於「暗淡藍點」的著名演說，以重申該影像在人文與科學層面的象徵意義。[38]

另見

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注释

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  1. ^ 中文譯本由旅美天文學家丘宏義博士翻譯，書名《預約新宇宙》。

参考文献

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引用

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  1. ^ Pale Blue Dot. Sky Image Lab Astrophoto. [2006-04-02]. （原始内容存档于2006-03-17）. 
  2. ^ Pale Blue Dot Photo. [2007-05-09]. （原始内容存档于2007-06-11）. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 A Pale Blue Dot. The Planetary Society. [2014-12-21]. （原始内容存档于2014-12-19）. 
  4. ^ From Earth to the Solar System, The Pale Blue Dot. NASA. [2014-12-24]. （原始内容存档于2014-12-18）. 
  5. ^ 'Flawless' Launch: Voyager 1 begins tests. The Vancouver Sun. 1977-09-06: 21 [2026-04-04]. 
  6. ^ 6.0 6.1 Mission Overview. starbrite.jpl.nasa.gov. [2011-07-27]. （原始内容存档于2011-07-21）. 
  7. ^ Voyager 1. nssdc.gsfc.nasa.gov. [2011-07-27]. （原始内容存档于2017-01-30）. 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 8.3 Sagan, Carl. The Earth from the frontiers of the Solar system – The Pale, Blue Dot. PARADE Magazine（英语：PARADE Magazine）. September 9, 1990 [July 28, 2011]. （原始内容存档于2020-10-08）. 
  9. ^ Butrica, Andrew J. Chapter 11. From Engineering Science To Big Science 1st. New York: Random House. 1994: 251. ISBN 0-679-43841-6. 
  10. ^ An Earthly View of Mars. space.com. 2005-07-07 [2011-07-28]. （原始内容存档于2012-08-14）. 
  11. ^ A Pale Blue Dot. Big Sky Astronomy Club. [2006-04-02]. （原始内容存档于2006-04-04）. 
  12. ^ Voyager 1's Pale Blue Dot. Solar System Exploration. NASA/JPL-Caltech. February 5, 2019 [May 23, 2023]. PIA23645. （原始内容存档于May 23, 2023）. 
  13. ^ Porco, Carolyn. How the Celebrated “Pale Blue Dot” Image Came to Be. Scientific American. [2025-07-19]. 
  14. ^ Porco, Carolyn. Letter from Carolyn Porco to Carl Sagan (Letter). Letter to Carl Sagan. 1988-12-06 [2025-07-19]. 
  15. ^ 15.0 15.1 卡爾·薩根、安·德鲁彦. Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space. 兰登书屋. 2011: 4–5. ISBN 978-0-307-80101-2. 
  16. ^ An Alien View of Earth. NPR. [2011-07-12]. （原始内容存档于2011-07-21）. 
  17. ^ Ulivi, Paolo; 大衛·M·哈蘭德（英语：David M. Harland）. Robotic Exploration of the Solar System Part I: The Golden Age 1957–1982. Springer. 2007: 441–443. ISBN 9780387493268. 
  18. ^ Voyager – Imaging Science Subsystem. Jet Propulsion Laboratory. NASA. [2014-12-26]. （原始内容存档于2017-01-16）. 
  19. ^ 19.0 19.1 Voyager 1 Narrow Angle Camera Description. Planetary Rings Node. SETI Institute. [2014-12-26]. （原始内容存档于2016-01-01）. 
  20. ^ PIA00452: Solar System Portrait - Earth as 'Pale Blue Dot'. photojournal.jpl.nasa.gov. NASA/JPL. 1996-09-12 [2025-02-14]. 
  21. ^ Voyager Celebrates 20-Year-Old Valentine to Solar System. NASA. [2016-06-23]. （原始内容存档于2016-04-19）. 
  22. ^ 22.0 22.1 Staff. Pale Blue Dot Revisited. Jet Propulsion Laboratory. NASA. [2020-02-13]. （原始内容存档于2020-02-12）. 
  23. ^ NASA's JPL Horizon System for calculating ephemerides for solar system bodies. ssd.jpl.nasa.gov. [2011-07-13]. （原始内容存档于2012-10-07）. 
  24. ^ PIA00452: Solar System Portrait – Earth as 'Pale Blue Dot'. photojournal.jpl.nasa.gov. [2011-07-27]. （原始内容存档于2011-07-18）. 
  25. ^ 25.0 25.1 25.2 PIA00450: Solar System Portrait – View of the Sun, Earth and Venus. photojournal.jpl.nasa.gov. [2011-07-28]. （原始内容存档于2011-07-05）. 
  26. ^ Solar System Exploration-Pale Blue Dot. solarsystem.nasa.gov. [2011-07-27]. （原始内容存档于2011-11-13）. 
  27. ^ 趙丰. 天上人間：藍色的彈珠 (PDF) 131. 科學人中文版. 2013年1月: 26–27 [2017-04-02]. ISSN 1682-2811. （原始内容 (PDF)存档于2015-09-28）. 
  28. ^ 28.0 28.1 Crow, Carolyn A.; 露西-安·麥克法登（英语：Lucy-Ann McFadden）; Robinson, T.; 維多利亞·美道斯（英语：Victoria Meadows）; Livengood, T. A.; Hewagama, T.; Barry, R. K.; Deming, L. D.; Lisse, C. M. Views from EPOXI: Colors in Our Solar System as an Analog for Extrasolar Planets. The Astrophysical Journal. 2011-02-18, 729 (2): 130. Bibcode:2011ApJ...729..130C. ISSN 0004-637X. doi:10.1088/0004-637x/729/2/130 可免费查阅. 
  29. ^ 29.0 29.1 29.2 29.3 Krissansen-Totton, Joshua; Schwieterman, Edward W.; Charnay, Benjamin; Arney, Giada; Robinson, Tyler D.; Meadows, 維多利亞·美道斯（英语：Victoria Meadows）; 大衛·卡特林（英语：David C. Catling）. Is the Pale Blue Dot unique? Optimized photometric bands for identifying Earth-like exoplanets. The Astrophysical Journal. 2016-01-20, 817 (1): 31. Bibcode:2016ApJ...817...31K. ISSN 1538-4357. S2CID 119211858. arXiv:1512.00502 可免费查阅. doi:10.3847/0004-637x/817/1/31 可免费查阅. 
  30. ^ Tomasko, M.G.; Doose, L.; Engel, S.; Dafoe, L.E.; West, R.; Lemmon, M.; 埃里希·卡科什卡（英语：Erich Karkoschka）; See, C. A model of Titan's aerosols based on measurements made inside the atmosphere. Planetary and Space Science（英语：Planetary and Space Science）. 2008-04, 56 (5): 669–707. Bibcode:2008P&SS...56..669T. ISSN 0032-0633. doi:10.1016/j.pss.2007.11.019. 
  31. ^ Sagan, Carl. Pale Blue Dot需要免费注册. United States: Random House USA Inc. 1997: 6-7. ISBN 9780345376596. 
  32. ^ Sagan, Carl. Pale Blue Dot需要免费注册. United States: Random House USA Inc. 1997: 6-7. ISBN 9780345376596. 
  33. ^ 高爾, 艾伯特. " 艾伯特·高爾有關全球暖化及環境的演說". MoveOn.org. 2004年1月15日 [2006-12-18]. （原始内容存档于2006年12月9日）. 
  34. ^ 'Pale Blue Dot' Images Turn 25. [2017-02-15]. （原始内容存档于2017-04-02）. 
  35. ^ Amos, Jonathan. Nasa 're-masters' classic 'Pale Blue Dot' image of Earth. BBC. 2020-02-13 [2020-02-19]. （原始内容存档于2020-02-18）. 
  36. ^ ’Pale Blue Dot’ Revisited - NASA. 2020-02-12 [2026-04-04] （美国英语）. 
  37. ^ Pale Blue Dot Revisited - NASA Science. 2020-02-12 [2026-04-04] （美国英语）. 
  38. ^ Gould, Chelsea. 'Pale Blue Dot' shines anew in Carl Sagan Institute video to mark iconic photo's 30th anniversary. Space.com. 2020-02-19 [2020-02-19]. （原始内容存档于2020-02-19）. 

来源

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书籍

外部連結

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