天文之書（簡體書）

我們的月亮從哪里來？

有沒有圍繞其他恒星的類地球行星？

什麼是光污染？

這些只是這本插圖精美的書中涉及到眾多引人深思的問題的一小部分。讓我們跟隨行星學會主席吉姆貝爾一覽250個有趣的宇宙現象和天文學成就。伴隨著古怪和費解的奇異事物，例如史前巨石陣和黑洞，從恐龍的滅絕到土星光環的發現，從哈雷彗星到太陽耀發、液體燃料火箭，從伴侶1號到旅行者號的旅程，從麥哲倫號雷達測繪金星到好奇號火星車于2012年8月著陸火星，這本書的時間線覆蓋了多個方面的主題。那些對天文學和空間探索具有重要影響的而無畏的科學家們，包括托勒密、阿里亞哈塔、哥白尼、伽利略、卡西尼、霍金和卡爾薩根等等也是本書的主角。

本書采用編年體結構，每個條目包含一篇簡要的文字和漂亮的彩色圖片。在“注釋與延伸閱讀”部分列出每個條目下可以進一步深入學習的資源。

“天文學和空間探索的漫長歷史充滿著對一些巨大而深刻問題的回答，”吉姆貝爾這樣看待我們自己，“我們如此幸運地生活在一個文明的時代，我們可以地積極尋找這些問題的答案。”

吉姆·貝爾博士，現為亞利桑那州立大學地球和空間科學學院教授，及康奈爾大學天文系兼職教授。作為行星學會主席，在自然科學和空間探索領域，他是一位活躍、多產的公眾講述者，贏得2011年美國天文學會頒發的卡爾·薩根獎。吉姆·貝爾現身大量的廣播和電視節目，包括美國全國廣播公司《今日秀》和美國公共電視網的《新聞時刻》，以及《探索》、《國家地理》和《歷史》等有線頻道的眾多節目。吉姆·貝爾另著有《來自火星的明信片》、《火星3D》和《月球3D》等作品，參與美國宇航局自動化探索任務如近地小行星交會任務、火星探路者號、火星勇氣號、機遇號和好奇號火星車，以及月球勘測軌道器。為了表彰他的貢獻，主帶小行星8146號命名為吉姆·貝爾星。 name='_GoBack'>

调查研究进行过半的时候我注意到，随着时间的推进，科学家单打独斗的现象越来越少见，特别是在20世纪50年代之后的太空时代开始的条目中。在我看来，这个现象反映了天文学和太空探索以及可能所有科学领域的近来趋势。科学和探索活动过去通常是相当个人的事业，通常由富人独自开展，通常在君主或赞助人的指挥下与其他富裕的科学家展开激烈的竞争。当然也有例外，杰出的合作（诸如在第谷与开普勒之间，居里夫妇和贝克勒尔之间）与研究团队（如伊朗13世纪马拉盖天文台的图西团队，或16世纪印度数学的喀拉拉学派）肯定存在。但在总体上，第二次世界大战以前，我所在领域的大部分科学发现主要由个人做出。

相反，作为20世纪下半叶的技术进步，物理学、天文学和太空探索越来越多地受到今天所谓“大科学”的影响。大科学是集团作战和研究团队的事业。个人在一个工程中只拥有特定领域的专门知识，但是一个大工程项目涵盖的丰富学科不是一个成员可以完全精通的。与此有关的一个例子是早在上世纪40年代美国军方发起的曼哈顿计划，这一计划旨在研发批原子弹。曼哈顿计划需要富有工程、材料科学和航空学的专家，军方也需要找到世界上理解高温高压状态核反应的学术领袖。当然，许多参与曼哈顿计划的科学家早先几年原本是研究恒星发光机制的天文学家。更多依靠团队贡献天体物理和空间科学知识的大科学项目，还包括军用雷达系统和火箭的研发，尤其是亚轨道飞行的洲际弹道导弹，以及军用和民用的地球同步轨道卫星。

与天文学相关联的民用大科学项目的历史，与创立于1957年的美国宇航局（NASA）的成绩是分不开的。这本书里随处可见的是，在载人和机器人的空间科学与探索事业上，美国宇航局那些里程碑式的成就。这些成就极少可以归功于个人的贡献。哈勃空间望远镜，围绕月球、火星、小行星轨道的仪器，火星上的勇气号、机遇号、好奇号探测器，这些我的经验中的美国宇航局的自动化天文学和行星科学任务，加深了我对这一点的领悟：现代天文学和空间探索前沿工作的成功，大部分要求团队协作。今天我们队专业知识要求的范围之广前所未有。例如，一个火星车项目，要求行星科学家（包括物理学家、化学家、数学家、地质学家、天文学家、气象学家，甚至生物学家）计算机科学家和程序员，一个庞大多样化的工程师团队（包括软件、材料、动力推进、电力、热力、通讯、电子、系统和其它领域的专家），以及管理、金融和行政支撑人员。类似的专业范围的要求也适用于建造、发射和操作空间望远镜、航天飞机、大型粒子探测器和对撞机，以及国际空间站（据估计，这是人类迄今为止尝试建造的为昂贵和复杂的项目）。或耗资上亿乃至百亿美元，或穷尽毕生心力，大科学项目往往代价巨大。这类项目成功或失败时不会归结为个人的原因，因为团队的共同努力是通向成功的必需。上世纪60到70年代，前苏联在太空探索项目上取得的成功是团队主导的结果（虽然更多的是军方运作）。近，代表19个国家的欧洲空间局与加拿大、日本、巴西、韩国、印度和中国，在各自的小型天文学和空间探索项目之外，逐渐在国际天文学大科学项目中扮演更大的角色。

在天文学和太空探索的历史上，找准关键事件如同识别关键人物一样困难。地球和行星的形成，早进入太空的宇航员，批登上月球的人，这些都容易判断。但更多的事件，在一段时期内从一个人到另一个人连续保持着重要性。有些仅凭猜测的事件发生在史前，有些事件发生在一个较长的时期中，有些事件被预测要发生在不确定的未来，确定这些事件的日期并把它们列入编年表中很是困难。但凡遇到这些关键事件的年代不确定，或是持续一段时期，或是既不确定又持续一段时期的情况，我都会在年代之前注明“约”字。

基于史实的和现代的事件的发生时间通常了解地得多。但仍然存在一个巨大的挑战，那就是如何将近几个世纪特别是近50年间浩如烟海的科学发现、理论、发明、和天文学及太空探索任务浓缩在一份简表中。于是，任何妄图取舍那些无与伦比的成就的尝试中，都会藏有不可避免的偏心。我在此必须承认，在我编写的历史里程碑中存在着偏心：我是一个太阳系控。我工作的热情是研究行星、卫星、小行星和彗星，这些天体对于许多其他天文学家来说，充其量是45到50亿年前太阳形成时的边角废料。太阳确实占到太阳系总质量的99.86%（其余部分中大的是木星），但其余的0.14%也确实极其有趣——或许是因为生命就进化和繁荣在一片这样的边角料上，或许还曾经存在（可能仍然存在）于另一片上。我的天体物理学和宇宙学朋友时常表达惋惜，因为我仅仅把注意力集中在无关紧要的临近天体上，每当这时，我会用近发现的太阳系外行星进行反击。这些发现证明太阳系这样的系统可能也稀松平常地围绕在其它恒星周围。我们的太阳系可能是银河系中的百万分之一，甚至十亿分之一。我们还不知道其它星球是否有如同地球一样庇护的生命。这让我们很特殊，哪怕我们非常渺小。

穿越这部天文学和太空探索的历史，你可能已经在我收集的里程碑中察觉了我的偏心。我偏爱有关太阳系——我们在太空中的近邻的发现、理论和探险。太阳系是我们在科学上了解多的天体，为了理解和欣赏庞大的社区，首先必须认识自己的邻居。因此，在我看来，这样的偏心是善意的。利用望远镜、自动化太空飞船、高速计算机模拟、实验室中的尖端实验和宇航员，借助于物理学、化学、天体力学、地质学、光谱学、工程学和其它所需技术，探索我们这个太阳系的努力，为我们现在或遥远的将来探索临近的恒星乃至银河系、河外近邻星系、全宇宙打下了基础。

当一个光点被分辨为一个真正独特的世界，当我们首次拜访这些世界，当我们通过机器的眼睛窥探或是亲眼所见，我认为，这些时刻是值得称为太空探索里程碑的事件。逐步了解围绕我们的世界，让我们已经把脚尖踩进了宇宙的大洋。让我们时刻准备着，总有一天将挥师远航。

后我必须指出的是我对天文学和太空探索的历史里程碑的收集，不够彻底也算不上完整。受本书篇幅所限，区区250个条目只能代表那些贯穿整个科学历史进程的人物、发现和研究方法创新的一小部分。每一位作者都会列举自己心目中的里程碑，但所有人都会面临一个同样的困境——如何取舍？在准备本书提纲时，我决定不仅要涉及太空时代的许多非凡成就，同时也要包括美索不达米亚、中国、印度、埃及、欧洲和美洲在内的古老帝国的古代科学家们的许多基础性成果。另外，我确信出现在中世纪、文艺复兴、近代历、前工业时代到工业革命的大量重要成就也被收入本书。为了平衡时间轴，我尝试缩减了许多有价值的现代人物、发现、事件。为此，我请求读者的原谅。如我在开头所写，用250个里程碑来总结整个天文学和太空探索的历史，是基本不可能的。但是，这不会阻止我们完成此书的写作与阅读。