從百億年前到未來，展示天文史和人類太空探索的250個(gè)里程碑式的發(fā)現(xiàn)。
本書簡介：
我們的月亮從哪里來？有沒有圍繞其他恒星的類地球行星？什么是光污染？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(xué)會(huì)主席吉姆貝爾一覽250個(gè)最有趣的宇宙現(xiàn)象和天文學(xué)成就。伴隨著古怪和費(fèi)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(huán)的發(fā)現(xiàn)，從哈雷彗星到太陽耀發(fā)、液體燃料火箭，從伴侶1號(hào)到旅行者號(hào)的旅程，從麥哲倫號(hào)雷達(dá)測繪金星到好奇號(hào)火星車于2012年8月著陸火星，這本書的時(shí)間線覆蓋了多個(gè)方面的主題。那些對天文學(xué)和空間探索具有重要影響的卓越而無畏的科學(xué)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(jié)構(gòu)，每個(gè)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(gè)條目下可以進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)的資源�！疤煳膶W(xué)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?nèi)绱诵疫\(yùn)地生活在一個(gè)文明的時(shí)代，我們可以奢侈地積極尋找這些問題的答案�！�
作者簡介：
吉姆·貝爾博士，現(xiàn)為亞利桑那州立大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院教授，及康奈爾大學(xué)天文系兼職教授。作為行星學(xué)會(huì)主席，在自然科學(xué)和空間探索領(lǐng)域，他是一位活躍、多產(chǎn)的公眾講述者，贏得2011年美國天文學(xué)會(huì)頒發(fā)的卡爾·薩根獎(jiǎng)。吉姆·貝爾現(xiàn)身大量的廣播和電視節(jié)目，包括美國全國廣播公司《今日秀》和美國公共電視網(wǎng)的《新聞時(shí)刻》，以及《探索》、《國家地理》和《歷史》等有線頻道的眾多節(jié)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(dòng)化探索任務(wù)如近地小行星交會(huì)任務(wù)、火星探路者號(hào)、火星勇氣號(hào)、機(jī)遇號(hào)和好奇號(hào)火星車，以及月球勘測軌道器。為了表彰他的貢獻(xiàn)，主帶小行星8146號(hào)命名為吉姆·貝爾星。前言序言
吉姆·貝爾
僅僅用250個(gè)里程碑來總結(jié)天文學(xué)和太空探索的全部歷史，是基本不可能的，但我不會(huì)讓這個(gè)困難阻止我做出嘗試！我的工作領(lǐng)域有著豐富和激動(dòng)人心的歷史。將這些歷史編年序言吉姆·貝爾僅僅用250個(gè)里程碑來總結(jié)天文學(xué)和太空探索的全部歷史，是基本不可能的，但我不會(huì)讓這個(gè)困難阻止我做出嘗試！我的工作領(lǐng)域有著豐富和激動(dòng)人心的歷史。將這些歷史編年記述是令人心生畏懼的任務(wù)，但是，作為太空狂熱分子的我足夠幸運(yùn)地以空間科學(xué)為職業(yè)，在我的視角看來，編寫這樣的歷史令我受寵若驚。最近的50年，我們已經(jīng)親歷了人類探索史上最值得驕傲和最重要的輝煌之一——太空時(shí)代。人們離開了行星（一些人此刻賴以為生的行星），十幾個(gè)人走上了月球。用自動(dòng)化的探測器和巨型望遠(yuǎn)鏡（一些被送進(jìn)太空），我們已經(jīng)能看見和靠近所有傳統(tǒng)上已知行星的地外景觀，能夠訪小行星與彗星，能夠洞宇宙之精妙。所有這一切成為了可能，都要?dú)w功于如牛頓所說，我們已經(jīng)“站在了巨人的肩上”。要贊嘆現(xiàn)代天文學(xué)和空間探索取得的奇妙發(fā)現(xiàn)，就不能不感謝我們祖先對現(xiàn)代科學(xué)與實(shí)驗(yàn)方法的奠基。他們之中的有些成就需要花費(fèi)巨大的個(gè)人或職業(yè)代價(jià)，還有一些成就會(huì)被埋沒幾十年甚至幾個(gè)世紀(jì)之后才得到重視。從這些貢獻(xiàn)中辨別出特定的個(gè)體的貢獻(xiàn)是不可能或者不切實(shí)際的。我在這本書中已經(jīng)涵蓋了必不可少的關(guān)鍵人群，是他們?yōu)槲磥淼某删痛罱酥匾枧_(tái)。例如書中包括了現(xiàn)在依然保存在一些早期人類巖洞中的星圖，蘇美爾人在5000年到7000年前對宇宙誕生的創(chuàng)想，巨石陣等一系列石器時(shí)代先民們建造的依然神秘的古天文臺(tái)，中國夏商周時(shí)期（公元前2100年——公元前256年）細(xì)致的天象編年記錄，以及古埃及、古印度、古阿拉伯、古波斯、古瑪雅社會(huì)興起的各個(gè)數(shù)學(xué)和天文學(xué)的學(xué)派深刻影響了現(xiàn)代天文學(xué)、天體物理學(xué)和宇宙學(xué)。當(dāng)然，在整個(gè)科學(xué)，或特定的物理學(xué)和天文學(xué)的學(xué)科發(fā)展上，我們可以認(rèn)出那些扮演了關(guān)鍵角色的特殊個(gè)體。如果不涉及到如畢達(dá)哥拉斯、柏拉圖、亞里士多德、阿利斯塔克、埃拉托色尼、伊巴谷和托勒密等古代哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家，以現(xiàn)代天文學(xué)發(fā)展為代表的科學(xué)史將無從談起。近代科學(xué)家，像哥白尼、伽利略、開普勒、牛頓、愛因斯坦、哈勃、霍金和卡爾·薩根等都是家喻戶曉的名字，他們因其在現(xiàn)代物理學(xué)、天文學(xué)和空間科學(xué)上做出的杰出創(chuàng)造而著名。我將這些巨人的名字在本書中的多個(gè)條目中著重標(biāo)出，用這樣的方式讓他們永遠(yuǎn)閃耀光輝。但是許多其他的，可能只在教科書中出現(xiàn)的著名學(xué)者，也做出了巨大的發(fā)現(xiàn)，他們的工作也代表了關(guān)鍵的科學(xué)里程碑。這些卓越的科學(xué)家包括：發(fā)現(xiàn)土星的“薄如圓盤”光環(huán)和土衛(wèi)六的惠更斯；發(fā)現(xiàn)了木星大紅斑、土衛(wèi)八和土星光環(huán)本質(zhì)的卡西尼；與每隔76年回歸一次的周期彗星同名的哈雷；望遠(yuǎn)鏡發(fā)明之前的最后一位天文學(xué)巨匠第谷，他的資料使開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)定律；著名的彗星獵手梅西耶，他首先記錄了超過100個(gè)天空中最著名的星云；預(yù)言在空間中存在特殊的引力平衡點(diǎn)的數(shù)學(xué)家拉格朗日；發(fā)現(xiàn)天王星和它的幾顆衛(wèi)星的赫歇爾；為天文學(xué)家測量天體的速度和化學(xué)成分提供奠基工作的光譜學(xué)先驅(qū)夫瑯和費(fèi)、多普勒、費(fèi)佐；發(fā)現(xiàn)放射性的居里夫婦和他們的同事貝克勒爾；量子力學(xué)之父普朗克；最早把握了銀河系真實(shí)尺寸的天文學(xué)家之一沙普利；液態(tài)燃料火箭的先驅(qū)戈達(dá)德；發(fā)現(xiàn)宇宙網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的天體物理學(xué)家蓋勒；以及幫助人們認(rèn)識(shí)到隕石坑重要性的行星科學(xué)家舒梅克。諸如此類對天文學(xué)、天體物理學(xué)、行星科學(xué)和太空探索做出了重要貢獻(xiàn)的人物，他們在公眾的心目中可能未曾達(dá)到科學(xué)界的巔峰地位，但是我試圖讓他們作為重要的貢獻(xiàn)者在本書的條目中占有一席之地。還有一些被遺忘，或是至少不應(yīng)當(dāng)被忽略的人物。他們或是做出了新發(fā)現(xiàn)，發(fā)展了新理論，改變了基本的研究實(shí)驗(yàn)方法，或是埋頭苦干大海撈針尋找科學(xué)的蛛絲馬跡。他們出于各種原因，沒有贏得公眾的注意或是與他們的貢獻(xiàn)相匹配的科學(xué)嘉獎(jiǎng)。這些不出名的天才包括6世紀(jì)印度數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家阿里亞哈塔（Aryabhata），可敬的8世紀(jì)歷法大師比德（BedeofJarrow），10世紀(jì)阿拉伯星圖大師阿卜杜勒-拉赫曼·蘇菲（Abdal-Rahmanal-Sufi），堅(jiān)持存在其他世界而被燒死在木柱上的異端布魯諾（GiordanoBruno），最早精確測量光速的丹麥天文學(xué)家羅默（OleRoemer），預(yù)言金星凌日的英格蘭天文學(xué)家霍洛克斯（JeremiahHorrocks），正確地指出隕石來自天外的德國物理學(xué)家奇洛德尼（ErnstChladni），最早了解到恒星內(nèi)部機(jī)制的英國天體物理學(xué)家愛丁頓，以及1931年的一個(gè)實(shí)驗(yàn)思想導(dǎo)致后來創(chuàng)立了射電天文學(xué)的美國無線電工程師央斯基（KarlJansky）。未被贊頌過的人物也包括一些極富影響力的女天文學(xué)家，為了彌補(bǔ)這個(gè)男性主導(dǎo)的領(lǐng)域?qū)ε缘钠�，她們通常必須比男性同事工作的更努力。這些值得書寫的女性包括卡洛琳·赫歇爾（CarolineHerschel）——十八世紀(jì)末英國著名彗星獵手和星圖大師赫歇爾的妹妹；世界上第一位女天文學(xué)教授瑪莉亞·米切爾（MariaMitchell）；以及二十世紀(jì)初的哈佛女性計(jì)算員安妮·坎農(nóng)（AnnieJumpCannon）和勒維特（HenriettaSwanLeavitt），坎農(nóng)改進(jìn)的經(jīng)典恒星分類今天仍然廣泛應(yīng)用，勒維特發(fā)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)燭光恒星可用來估算宇宙中的距離。我試圖通過這本書提及許多其他重要的卻常被忽視的天文學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家和工程師，即使我仍然難以給予他們應(yīng)得的榮耀。作為一位職業(yè)天文學(xué)家和行星科學(xué)家，我要尷尬地承認(rèn)，在為了寫作本書而進(jìn)行調(diào)查研究之前，一些杰出科學(xué)家的名字連我也沒有聽說過。調(diào)查研究進(jìn)行過半的時(shí)候我注意到，隨著時(shí)間的推進(jìn)，科學(xué)家單打獨(dú)斗的現(xiàn)象越來越少見，特別是在20世紀(jì)50年代之后的太空時(shí)代開始的條目中。在我看來，這個(gè)現(xiàn)象反映了天文學(xué)和太空探索以及可能所有科學(xué)領(lǐng)域的近來趨勢�？茖W(xué)和探索活動(dòng)過去通常是相當(dāng)個(gè)人的事業(yè)，通常由富人獨(dú)自開展，通常在君主或贊助人的指揮下與其他富裕的科學(xué)家展開激烈的競爭。當(dāng)然也有例外，杰出的合作（諸如在第谷與開普勒之間，居里夫婦和貝克勒爾之間）與研究團(tuán)隊(duì)（如伊朗13世紀(jì)馬拉蓋天文臺(tái)的圖西團(tuán)隊(duì)，或16世紀(jì)印度數(shù)學(xué)的喀拉拉學(xué)派）肯定存在。但在總體上，第二次世界大戰(zhàn)以前，我所在領(lǐng)域的大部分科學(xué)發(fā)現(xiàn)主要由個(gè)人做出。相反，作為20世紀(jì)下半葉的技術(shù)進(jìn)步，物理學(xué)、天文學(xué)和太空探索越來越多地受到今天所謂“大科學(xué)”的影響。大科學(xué)是集團(tuán)作戰(zhàn)和研究團(tuán)隊(duì)的事業(yè)。個(gè)人在一個(gè)工程中只擁有特定領(lǐng)域的專門知識(shí)，但是一個(gè)大工程項(xiàng)目涵蓋的豐富學(xué)科不是一個(gè)成員可以完全精通的。與此有關(guān)的一個(gè)例子是早在上世紀(jì)40年代美國軍方發(fā)起的曼哈頓計(jì)劃，這一計(jì)劃旨在研發(fā)第一批原子彈。曼哈頓計(jì)劃需要富有工程、材料科學(xué)和航空學(xué)的專家，軍方也需要找到世界上理解極端高溫高壓狀態(tài)核反應(yīng)的學(xué)術(shù)領(lǐng)袖。當(dāng)然，許多參與曼哈頓計(jì)劃的科學(xué)家早先幾年原本是研究恒星發(fā)光機(jī)制的天文學(xué)家。更多依靠團(tuán)隊(duì)貢獻(xiàn)天體物理和空間科學(xué)知識(shí)的大科學(xué)項(xiàng)目，還包括軍用雷達(dá)系統(tǒng)和火箭的研發(fā)，尤其是亞軌道飛行的洲際彈道導(dǎo)彈，以及軍用和民用的地球同步軌道衛(wèi)星。與天文學(xué)相關(guān)聯(lián)的民用大科學(xué)項(xiàng)目的歷史，與創(chuàng)立于1957年的美國宇航局（NASA）的成績是分不開的。這本書里隨處可見的是，在載人和機(jī)器人的空間科學(xué)與探索事業(yè)上，美國宇航局那些里程碑式的成就。這些成就極少可以歸功于個(gè)人的貢獻(xiàn)。哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，圍繞月球、火星、小行星軌道的儀器，火星上的勇氣號(hào)、機(jī)遇號(hào)、好奇號(hào)探測器，這些我的經(jīng)驗(yàn)中的美國宇航局的自動(dòng)化天文學(xué)和行星科學(xué)任務(wù)，加深了我對這一點(diǎn)的領(lǐng)悟：現(xiàn)代天文學(xué)和空間探索前沿工作的成功，大部分要求團(tuán)隊(duì)協(xié)作。今天我們隊(duì)專業(yè)知識(shí)要求的范圍之廣前所未有。例如，一個(gè)火星車項(xiàng)目，要求行星科學(xué)家（包括物理學(xué)家、化學(xué)家、數(shù)學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家、天文學(xué)家、氣象學(xué)家，甚至生物學(xué)家）計(jì)算機(jī)科學(xué)家和程序員，一個(gè)龐大多樣化的工程師團(tuán)隊(duì)（包括軟件、材料、動(dòng)力推進(jìn)、電力、熱力、通訊、電子、系統(tǒng)和其它領(lǐng)域的專家），以及管理、金融和行政支撐人員。類似的專業(yè)范圍的要求也適用于建造、發(fā)射和操作空間望遠(yuǎn)鏡、航天飛機(jī)、大型粒子探測器和對撞機(jī)，以及國際空間站（據(jù)估計(jì)，這是人類迄今為止嘗試建造的最為昂貴和復(fù)雜的項(xiàng)目）�；蚝馁Y上億乃至百億美元，或窮盡畢生心力，大科學(xué)項(xiàng)目往往代價(jià)巨大。這類項(xiàng)目成功或失敗時(shí)不會(huì)歸結(jié)為個(gè)人的原因，因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)的共同努力是通向成功的必需。上世紀(jì)60到70年代，前蘇聯(lián)在太空探索項(xiàng)目上取得的成功是團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的結(jié)果（雖然更多的是軍方運(yùn)作）。最近，代表19個(gè)國家的歐洲空間局與加拿大、日本、巴西、韓國、印度和中國，在各自的小型天文學(xué)和空間探索項(xiàng)目之外，逐漸在國際天文學(xué)大科學(xué)項(xiàng)目中扮演更大的角色。在天文學(xué)和太空探索的歷史上，找準(zhǔn)關(guān)鍵事件如同識(shí)別關(guān)鍵人物一樣困難。地球和行星的形成，最早進(jìn)入太空的宇航員，第一批登上月球的人，這些都容易判斷。但更多的事件，在一段時(shí)期內(nèi)從一個(gè)人到另一個(gè)人連續(xù)保持著重要性。有些僅憑猜測的事件發(fā)生在史前，有些事件發(fā)生在一個(gè)較長的時(shí)期中，有些事件被預(yù)測要發(fā)生在不確定的未來，確定這些事件的精確日期并把它們列入編年表中很是困難。但凡遇到這些關(guān)鍵事件的年代不確定，或是持續(xù)一段時(shí)期，或是既不確定又持續(xù)一段時(shí)期的情況，我都會(huì)在年代之前注明“約”字�；谑穼�(shí)的和現(xiàn)代的事件的發(fā)生時(shí)間通常了解地精確得多。但仍然存在一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，那就是如何將最近幾個(gè)世紀(jì)特別是最近50年間浩如煙海的科學(xué)發(fā)現(xiàn)、理論、發(fā)明、和天文學(xué)及太空探索任務(wù)濃縮在一份簡表中。于是，任何妄圖取舍那些無與倫比的成就的嘗試中，都會(huì)藏有不可避免的偏心。我在此必須承認(rèn)，在我編寫的歷史里程碑中存在著偏心：我是一個(gè)太陽系控。我工作的熱情是研究行星、衛(wèi)星、小行星和彗星，這些天體對于許多其他天文學(xué)家來說，充其量是45到50億年前太陽形成時(shí)的邊角廢料。太陽確實(shí)占到太陽系總質(zhì)量的99.86%（其余部分中最大的是木星），但其余的0.14%也確實(shí)極其有趣——或許是因?yàn)樯瓦M(jìn)化和繁榮在一片這樣的邊角料上，或許還曾經(jīng)存在（可能仍然存在）于另一片上。我的天體物理學(xué)和宇宙學(xué)朋友時(shí)常表達(dá)惋惜，因?yàn)槲覂H僅把注意力集中在無關(guān)緊要的臨近天體上，每當(dāng)這時(shí)，我會(huì)用最近發(fā)現(xiàn)的太陽系外行星進(jìn)行反擊。這些發(fā)現(xiàn)證明太陽系這樣的系統(tǒng)可能也稀松平常地圍繞在其它恒星周圍。我們的太陽系可能是銀河系中的百萬分之一，甚至十億分之一。我們還不知道其它星球是否有如同地球一樣庇護(hù)的生命。這讓我們很特殊，哪怕我們非常渺小。穿越這部天文學(xué)和太空探索的歷史，你可能已經(jīng)在我收集的里程碑中察覺了我的偏心。我偏愛有關(guān)太陽系——我們在太空中的近鄰的發(fā)現(xiàn)、理論和探險(xiǎn)。太陽系是我們在科學(xué)上了解最多的天體，為了理解和欣賞龐大的社區(qū)，首先必須認(rèn)識(shí)自己的鄰居。因此，在我看來，這樣的偏心是善意的。利用望遠(yuǎn)鏡、自動(dòng)化太空飛船、高速計(jì)算機(jī)模擬、實(shí)驗(yàn)室中的尖端實(shí)驗(yàn)和宇航員，借助于物理學(xué)、化學(xué)、天體力學(xué)、地質(zhì)學(xué)、光譜學(xué)、工程學(xué)和其它所需技術(shù)，探索我們這個(gè)太陽系的努力，為我們現(xiàn)在或遙遠(yuǎn)的將來探索臨近的恒星乃至銀河系、河外近鄰星系、全宇宙打下了基礎(chǔ)。當(dāng)一個(gè)光點(diǎn)被分辨為一個(gè)真正獨(dú)特的世界，當(dāng)我們首次拜訪這些世界，當(dāng)我們通過機(jī)器的眼睛窺探或是親眼所見，我認(rèn)為，這些時(shí)刻是最值得稱為太空探索里程碑的事件。逐步了解圍繞我們的世界，讓我們已經(jīng)把腳尖踩進(jìn)了宇宙的大洋。讓我們時(shí)刻準(zhǔn)備著，總有一天將揮師遠(yuǎn)航。最后我必須指出的是我對天文學(xué)和太空探索的歷史里程碑的收集，不夠徹底也算不上完整。受本書篇幅所限，區(qū)區(qū)250個(gè)條目只能代表那些貫穿整個(gè)科學(xué)歷史進(jìn)程的偉大人物、偉大發(fā)現(xiàn)和研究方法創(chuàng)新的一小部分。每一位作者都會(huì)列舉自己心目中的里程碑，但所有人都會(huì)面臨一個(gè)同樣的困境——如何取舍？在準(zhǔn)備本書提綱時(shí)，我決定不僅要涉及太空時(shí)代的許多非凡成就，同時(shí)也要包括美索不達(dá)米亞、中國、印度、埃及、歐洲和美洲在內(nèi)的古老帝國的古代科學(xué)家們的許多基礎(chǔ)性成果。另外，我確信出現(xiàn)在中世紀(jì)、文藝復(fù)興、近代歷、前工業(yè)時(shí)代到工業(yè)革命的大量重要成就也被收入本書。為了平衡時(shí)間軸，我嘗試縮減了許多有價(jià)值的現(xiàn)代人物、發(fā)現(xiàn)、事件。為此，我請求讀者的原諒。如我在開頭所寫，用250個(gè)里程碑來總結(jié)整個(gè)天文學(xué)和太空探索的歷史，是基本不可能的。但是，這不會(huì)阻止我們完成此書的寫作與閱讀。追隨幾千年來甚至幾十億年以后的發(fā)現(xiàn)的旅途，貝爾博士的《天文之書》編年史記錄了人類的最高成就。如果這還不夠打動(dòng)你、令你心生敬畏、驚嘆有史以來的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，我只能建議你把書拿起來再讀一次！”——比爾·奈（BillNye），行星學(xué)會(huì)首席執(zhí)行官宇宙中所有發(fā)生著、已經(jīng)發(fā)生了和即將發(fā)生的事情的杰出匯編。吉姆·貝爾的《天文之書》給你帶來輕松愉悅的閱讀體驗(yàn)。”——尼爾·德格拉斯·泰森（NeildeGrasseTyson），天體物理學(xué)家，《太空編年史：面對最終的前沿》作者
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