葉永烜 Wing-Huen Ip 教授
葉永烜是臺灣中央大學天文與空間科學研究所李國鼎講席教授。他的研究集中於太陽系統的空間探索並特別關注小型天體例如小行星，彗星以及海王星外天體。他曾參與多項重要行星探索計劃，包括木星（伽利略計劃），土星（卡西尼惠更斯計劃）和彗星（喬託計劃、深空1號和羅塞塔計劃）。葉永烜教授曾於2006-2009年間擔任臺灣中央大學副校長，2009-2015年間任臺灣聯合大學系統副校長。他是亞洲和大洋洲地球科學學會創始主席。是 Springer 叢書系列 Atmosphere, Earth, Ocean and Space (AEONS), 和 World Scientific 叢書系列 Advances in Planetary Science 的創始編輯。葉永烜教授是美國地球物理學會會士、亞洲和大洋洲地球科學學會 Axford 獎章獲得者、中研院院士與國家講座教授。
以下為 Springer 與葉教授的獨家專訪內容。
Q1 為什麼空間科學很重要？
A: 1957年的人造衛星被稱為人類歷史上太空時代 (Space Age) 的開端。我們了解的大部分地球和太陽系地球物理環境的基本知識, 以及我們對宇宙重要的基礎認知, 都來自對太空的觀察與探索。在不經意間，我們的生活已經與空間科學和技術緊密結合。比如，天氣預報是基於氣象衛星的觀測，電信衛星在各行各業變得不可或缺，國防更是如此。
我認為人類的發展即在於對未知的探索。缺少好奇心，社會就會停止發明和進步。自從伽利略將望遠鏡指向木星並發現其衛星系統以來，太空廣闊的空間從未停止為人類的想像提供謎題和挑戰。從這個意義上說，太空探索是推動人類發展的主要動力。
推動人類發展的另一個重要動力便是盈利，我們正在見證著商業公司的發展——太空旅遊甚至太空殖民地的建立，這些活動必將大大擴展太空探索的視野。這種精神和興奮度不亞於16世紀-18世紀的偉大的海洋探索時代。
Q2: 當今空間科學領域最熱門的話題或趨勢是什麼？
A: 基於當今空間科學的多樣性和空間技術的複雜性，這不是一個容易回答的問題。如今的許多熱門話題可以追溯到過去幾十年來諸多科學家早期的努力。我記得我的高中老師教導我們說，學習的目的是學習而不是考慮你會得到什麼回報，因此每個研究人員應該有他（她）自己的所感興趣的熱門話題。另一方面，當一個新的領域出現時，它勢必會引起科學家的關注，就如淘金熱一樣。目前，對系外行星的研究肯定非常受歡迎，至少它通過一系列如 Kepler，TESS，CHIRP，PLATO 和 ARIEL 的太空望遠鏡項目, 吸引了大量研究資金。在天體物理學中，人們對如 ESA 的 LISA 空基太空引力波天文臺任務的興趣將有增無減。同樣的，國際空間站的 AMS 實驗，DAMPE 任務及其後續項目對暗物質的搜索將成為未來幾年關注的焦點。
最近發現的火星地下湖強調了將行星探測與地外環境中生命的起源和存在相結合的科學重點。大多數已經批准或正在規劃的太空任務都有這樣的天體生物學成分。事實上，我們正在見證行星科學與天文學的「再婚」——將系外行星研究與行星及衛星物體的原地測量緊密結合在一起，這些物體包括木星行星與木星（及如木衛二Europa、木衛三 Ganymede 等冰質恆星 ）、土星（及土衛二 Enceladus 和土衛六泰坦）、天王星和海王星，像金星和火星這樣的類地行星以及小行星、彗星和海王星外天體這樣的小星體。尋找太陽系中地外生命的跡象, 以及尋找銀河系中可居住的系外行星的工作剛剛開始。在這項工作中，我認為我們將能夠通過樣本返回和其他技術在追遡太陽系的形成和演化歷史方面取得重要進展。
回到太空環境科學領域，隨著我們對空間技術的依賴程度越來越高，對太陽物理行為的理解將越來越重要。在未來幾十年，太陽風暴對地球磁層的衝擊影響造成的空間天氣影響將對於月球和火星上的人類及機器人站更危險。所以我們需要能夠高精度地監測和預測太陽的磁場活動，以減輕潛在的國家和全球性災害。此外，要記得太陽是唯一我們可以研究至微細節的恆星。
Q3: 您如何看待中國空間科學的發展？
A: 中國的空間科學正在以驚人的速度發展著，這當中也有很多挑戰。基本而言，與決策過程的設置有關，另外與目前科學計劃下可用的人才庫有關。
對於一個習慣於自下而上去定義和選擇科學任務的科研人員來說，他可能會發現，中國現在所採用的方法可以說是很特別和自成一格的。有人會覺得這種方法到目前為止都運行的很好，或者說相當順利。但隨著項目的深入以及複雜程度的增加，則需要將更多的時間和資源用於準備和評估科學目標以及技術要求方面。對程序架構進行一些修改是應加以考慮的。如果中國渴望在這一領域建立強有力的國際合作，上述需求就會變得更加迫切。
據我所知，過去科學要求與技術工程設置之間往往存在很大差距，而差距會降低潛在的科學回報。這個問題在開始時並不明顯。但是科學界已經發展到今天的程度，應該通過在科學界和航空航天工程機構之間建立多渠道的對話以縮小這個差距。這批平均年齡在35歲的中國太空工程師們正在做出極為傑出的貢獻。對於更年輕的中國太空科學家而言，情況也是如此。他們只需要了解到，彼此的密切合作和相互助益將會帶來更加光明的未來和更宏大的任務，以探索人類的最後邊界。
那麼，他們難道不應該更頻繁地進行交流嗎？這讓我想到了第二個挑戰，即太空研究人員的比較年輕的年齡分布問題。在阿波羅任務期間，從事月球和其他太空項目的美國科學家也非常年輕，他們在不具備現有知識的情況下進入了一個未知領域。但隨著該領域的擴大，科研人員的隊伍不斷發展壯大。隨著時間的推移，逐漸出現了由不同領域的資深科學家和初級研究人員組成的各年齡段分布均勻的統一體。我們今天可以看到一個緊密編織的學習和知識轉化網絡，這對 NASA 和 ESA 來說是最寶貴的一個資產。今天，儘管有許多聰明而年輕的太空科學家在中國從事有趣的項目，但我們發現他們當中還缺少經驗豐富、背景多元化的資深科學家。在我的印象裡，中國科學家所提出的科學主題仍然只在一些特定領域裡，這其實仍有改善的空間，也有很多可能的解決方案。
Q4: 在您看來，人類什麼時候能在火星上開始執行任務？
A: 這取決你怎樣定義這個「任務」。 如果是三名太空人在火星上短暫逗留幾天（類似於阿波羅登陸任務），我的猜測它可能會發生在2035年，這正是 NASA 努力的方向。當然，我這樣說是為了激勵其他太空機構也能加快腳步……
Q5: 您覺得外星人存在嗎？
A: 我希望我知道。但我的猜測是銀河系和其他星系一定有很多的生命形式。如果2020年的火星任務（包括來自中國的火星任務）可以找到生命的證據，無論是滅絕還是現存的，答案便可能會比預期的來得更早。 「外星人」的話，你肯定是問像我們一樣高級的智慧生命。肯定有一些，但很難說有多少。原因在於，利用我們的地球作為唯一已知的例子，我們可以估計一個可居住的類地行星需要花費40億年（在其形成之後）開發生態系統來支持有機物（基於碳的）文明或數個文明。當到達如我們今天的地步時，這個或這些文明只需要200年左右的時間就可以通過摧毀地球環境或通過核武器摧毀一切來實現自我毀滅。
因為我們銀河系中有數以千萬計的可居住的類地球恆星，它們的年齡與地球相似，所以生活在其中的一些外星人甚至可能面臨與我們今天相同的危機。而且一些外星編輯可能正像你一樣在問同樣的問題——是否存在外星人？以及是否可以解決環境或核問題。
提到中國空間科學計劃所面臨的真正的挑戰，除了追求更偉大的夢想與輝煌外，當急之務便是通過提供關鍵信息和知識來應對氣候變化。這可以通過加強遙感環境監測的資源和技術來實現，尤其是那些將遭受自然災害，水資源短缺和糧食短缺影響最嚴重的第三世界國家。正如我們近年所了解到的，氣候引發的乾旱和水資源短缺可能會引發區域戰爭並帶來全球性的後果，如難民問題。作為世界和平的重要捍衛者之一，中國應發展和發揮全球對地觀測臺的作用，幫助不發達國家和社會減輕環境風險，改善生活。這項任務比以往任何時候都更緊迫。
專訪完成於2018年8月
Oxford
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