即使我乘坐最便捷的现代交通工具前往纳拉伯平原，仍需奔波数天才能抵达其边缘：这期间我换乘了三到四趟航班，在珀斯稍作停留并冲个澡后，又驾驶着租来的卡车向东连续行驶了两个晚上。顺着绵延不尽的两车道马路，穿过澳大利亚旧金矿区里废弃的城市，最终我驶到了泥路，抵达了红色岩石区。当我停下卡车并从驾驶室爬下来时，周围的一切都如此静谧。就这样，我终于抵达了荒漠开裂的地方。

每隔几年我都会来到伊尔加恩克拉通古地形区域，这是地球上最古老的岩石区。椭圆形池塘遍布在这个深赭色区域中，池水像蓄电池酸液一样具有强腐蚀性[据记录，这些特殊的酸性盐湖pH值低至1.6。]。然而最令人吃惊的是，这些含有硫酸的水域中竟然存在着顽强的生命。我来到这里，研究原始微生物是如何在如此恶劣环境中生存下来，以及它们又是如何获取能量的，并进一步研究这些微生物在矿物中留下的痕迹。因为我是一名行星科学家，而这里是地球上与远古火星表面最相似的地方之一，所以我来这里开展研究。我前往伊尔加恩及其他的荒野——像是南极的麦克默多干谷，抑或智利的阿塔卡马——在那里磨炼和提升自己探寻生命踪迹的能力。

在沙漠中，我一天的工作伴随着黎明而开始。我穿上破旧的野外工作服，脸上涂着厚厚的防晒霜。当我把脚踩进靴子里时，靴子竟然连同表面附着的盐巴发生开裂。我戴上帽子，把葡萄酒软木塞悬挂在帽檐上用来驱赶苍蝇。我将试验设备和水打包好，背上它们直奔目的地。每天我都在泥泞中跋涉，有些地方的地表很容易开裂，另一些地方的地表因包裹着盐而坚硬如冰。我记录着GPS坐标，绘制地形图，检测水的化学成分，并评估矿物质组成。回到实验室后我还要对装入小瓶中的因酸腐蚀而脆化的物质进行进一步检测。我全身心投入整个研究过程中，哪怕外面已经日落风啸也丝毫没有察觉。

几天的工作结束后，我把仪器装上车，爬进满是灰尘的驾驶室，感到筋疲力尽。夕阳缓缓落下，天边泛起了橙红，红色的灰尘弥漫于空气中，仿佛置身于另外一个星球。凝视着这片寂静，我想起我的先辈们，有人也曾这样静静地坐在沙漠里，有人想用巨大的火渠向火星发出信号，还有人在这静谧的空气里建造庞大的望远镜。一个皮埃蒙特男孩蜷缩在本笃会修道院的阴影下，渴望着在这地图上未知的土地上有一块属于他的角落；一个印第安纳的摄影迷冲洗了数万张模糊的火星照片，希望哪怕其中一张能够展示出一些不寻常的东西；一位法国的热气球飞行员冒着窒息的风险驾驶着氦气球飞到了平流层，只为了获得测量数据。

这正是我所在的由火星科学家组成的独特群体，几代人因一个相邻世界的谜团而牢牢地联系在了一起。人们可能会觉得奇怪，为什么我们将希望寄托于这个红色星球上。在过去的数十亿年中，那里一直都没有过降雨，也没有河流、湖泊[但在2018年，欧洲航天局火星快车轨道飞行器上的MARSIS仪器发现了一个有趣的证据，证明南极层状沉积物下有一个20千米宽的冰下湖泊]和海洋。没有了流水的冲蚀，数百万年来陨石撞击留下的疤痕遍布在整个星球的表面。火星没有板块构造[火星最大的峡谷水手谷曾被认为可能是板块边界，但它很难与形成早期地壳和产生磁场的证据相吻合。这是许多学者都赞同的观点]，没有磁场[大多数学者估计，一个相当大的全球磁场大约在40亿年前就消失了]，也几乎没有可以提供保护作用的大气层。它的地表就是那样安静、裸露，且空旷得令人神迷。

但在很久以前，在它还没有变成现在这个样子的时候，火星看起来更像地球[火星的直径是地球的一半多一点，相比之下，超过11个地球的直径才能与木星相当]。它比地球稍小一些，但有着相似的尺寸和元素组成。早期的火星因其表面的火成岩而呈现为黑色。大量的熔岩堆积形成了这个星球上庞大的火山区，里面充斥着足以使地壳弯曲隆起的玄武岩。随着火星的冷却，它膨胀的一侧撕裂开来，形成的裂缝是如此之深，以至于科罗拉多大峡谷都会消失隐匿在其中的沟壑里。太阳系中最大的山脉之一由此形成了，它耸立在如珠穆朗玛峰一样高的悬崖之上。

火山将温室气体散布到大气中，使火星表面包裹了一层大气。从地质记录中我们发现该地区至少周期性地呈现过温暖湿润的气候状态。在这一阶段，火星上确实存在过水，给了它孕育生命的机会。不难想象生命也许就曾经在这里的某个火山池中诞生过，正如达尔文假设的那样，生命起源于某个“温暖的小池塘”[1871年2月1日，达尔文在给查尔斯·胡克的信中写道：“但是，如果（哦，多么伟大的如果）我们能够设想生命的起源在某个温暖的小池塘里……”他的直觉可能是正确的。今天，地球生命起源的两个主要可能性是海洋深处的热液喷口和地热田中的淡水池，与黄石国家公园类似。近年来，后者因这几个原因而备受关注：相比于深海水域，细胞的化学成分更接近于地热田中汇集的水的化学成分；有机分子——生命的基石——在池塘里比在深海里更容易积聚；较低的盐浓度可以为第一层脂肪酸膜的形成提供一个更有利的环境。此外，最近的研究表明，在膜泡中重复信息分子前体的模式可能需要不断循环的干湿环境。如果生命确实需要陆地，至少是我们所知道的生命，那么火星可能比木星和土星冰冷的卫星拥有更多的可能性。]中。事实上，火星上也许曾存在足以填满北部海洋的水量，它平静而深邃，平坦的海床犹如太平洋的海底平原那般一望无际。

然而在大约40亿到35亿年前，行星的运行轨迹发生了变化，导致火星“光秃秃”地暴露在苛刻复杂的宇宙环境中。火星表面的所有大气[由于基本上没有温室效应，火星表面的温度按照斯蒂芬–玻尔兹曼定律（Stefan–Boltzmann law）缓慢下降到–60℃，即如今的表面温度。]几乎都消失了，孕育生命的水也随之消失了。火星暴露在高能的太阳辐射和宇宙辐射中，整个星球由此陷入了比南极洲还要寒冷的环境，变成了我们今天看到的一片极端干旱又寒冷的荒芜之地。现在火星表面被一层黏稠的红色面粉般的灰尘所覆盖，尘暴将红色粉尘吹起，洋洋洒洒地漂浮在稀薄的“空气”中。

然而正如我们所熟知的，生命有着惊人的韧性。生命能顽强地适应环境，能楔入裂缝中，能不顾一切地生存下去，能以最意想不到的方式证明自己的存在。生物的痕迹往往隐藏在最意想不到的地方。这就是为什么我喜欢漫游于世界边缘的土地上，学习着如何观察和寻找生命最细微的痕迹。

在澳大利亚的偏远地区，穿过防兔篱笆和吉尔巴吉保护区，穿过废弃的飞机场，在岩石和沙丘的掩蔽中有一个与众不同的湖泊，它表面布满了岩盐，这其实是一种外表看起来像刚落下的雪的食盐。在湖泊里的某些地方，只要用力得当，甚至可以拔出一整块盐晶，像是从地球的下颚拔下了一颗鲨鱼齿般的牙齿。盐晶如矛尖一般的刃片和人的手掌一般大，当把它表面的红土冲刷掉并置于阳光下时，就像宝石一样闪烁。在显微镜下观察晶体中的每个小格栅，会发现闪闪发光的湖水水滴掩映其中。我在“晶体匕首”中找到了生命。

这种棱柱状包合物仅仅是我们期望在火星发现的众多特征之一，我们正在寻找微弱生命可能存活并得到保护的隐秘之地。在长达五十多年的时间里，我们用望远镜、掠过火星附近的探测器、环火星轨道探测器、火星着陆器和火星漫游车对火星进行探索。我们在火星表面搜寻现今存在的生命的同时，也搜寻生命曾经存在过的痕迹，既探索生命存在的可能性，也寻找相应的切实证据。这颗有着黄褐色大气和残酷红色沙漠的奇异星球不断召唤着我们：在每一次任务中，我们都努力去了解这个星球，它有时看起来清晰而熟悉，有时又陌生得可怕。我们一次又一次地前往，但迷惑却越来越深。

在不断的探索中，我们围绕着这个在夜空中几乎看不到的星球建立了一个完整的科学领域。400年前，火星还只是一道闪亮的光线，是人们脑海中的一个概念。用最早期的望远镜观察时，火星看上去只有与我们有一定距离的豌豆那么大。即便用更先进的望远镜，也不能清楚地看到它。我们完全不知道它的表面是什么样子，不知道它由什么物质组成，也不知道那里是否有高山和峡谷。我们手中只有粗糙的地图。不知道那里是否有云彩，那里的天空是什么颜色。我们几乎从零开始，在一条死胡同里走来走去，走了无数弯路。但是我们为这项事业注入的热情、创造力和坚持，奇迹般地推动我们更加真实地理解另一个世界。

关于火星的故事同时也是一个关于地球的故事：它讲述了我们在宇宙中探索其他生命存在的迹象，以及这一探索对于人类的意义。火星是我们自身的一面镜子、一种衬托，也是我们内心最深处的一种反映。我们在火星看到了乌托邦，看到了荒野，看到了避难所，也看到了神谕。那里没有地标、路牌和约束条件，那里一切皆有可能。如果没有能够解答我们的疑问或印证我们想象的资料，火星将始终是一块空白的画布。然而，人类对于火星的探索已如一双轻柔的手正飞速将这块画布绘满。

因此，尽管人类还未真正触及火星，但是火星表面已经镌刻上了人类的历史。这本书讲述了自太空时代以来人类对火星所做的探索，这一相对较新的人类探索历程揭示了火星非凡的自然历史。这本书中介绍的探索者有现代科学家，也有生活在几个世纪前却启发了现代科学家的先人，他们每个人都试图通过火星研究来探寻人类自身与某种更高层次的事物的联系、生命可能存在的证据，以及突破性的观测结果。他们对于这些不仅仅是简单的探寻，更是一种渴望。我也渴望，因为我知道哪怕是对更伟大、更深层次的另一个世界的最细微的一瞥，都可能改变一切。这正是火星探索与众不同的地方：为了对这颗遥远的星球聚焦，数代人在科技创新的最前沿不断探索，而这些探索的意义始终超越科学知识本身。这更接近一种关于人类解答自身存在问题的努力，去直面人类自身的局限，理解生命本身的意义，并最终挑战人类在宇宙中孤立的存在。