你知道暗能量吗？你又了解暗物质吗？浩瀚的宇宙中到底隐藏着多少未解之谜？人类对宇宙探索的脚步又走到了哪里？《现代天文学》紧跟时代步伐，让你探索宇宙、追求知识的好奇心得到最大的满足。在这里，没有晦涩的语言，有的是形象的表达；没有抽象的术语，有的是生动的故事；没有简单的说教，有的是丰富的知识。很多天文学家对宇宙的热爱是从仰望星空开始的，现在的你，可能也喜欢仰望星空，但是当你低下头时，有这样一本书帮你答疑解惑。说不定，下一个天文学家就是你呢！

本书全面介绍了为天文学发展作出突出贡献的12位杰出科学家。每一章包括科学家取得的成就、个人性格、遇到的专业困难以及最有价值的贡献，正文后附生平年表及扩展阅读等参考文献。

本书包括40幅黑白照片和插图及学科发展年表、扩展阅读。“发现与发明的里程碑“系列丛书描述了人类对科学知识的认识、探索和革新的探求，是学生、教师及广大读者必读的科普书籍。

前言

鸣谢

简介

1．聚集更多光

——乔治·黑尔和大型光学望远镜

天文学新工具

少年天文学家

学生发明家

先锋天体物理学家

激动人心的玻璃片

建造天文台

从折射望远镜到反射望远镜

亲历者说：差点发生的灾难

艰难的攀登

威尔逊山的发展

太阳黑子 

未来趋势：更大更好的望远镜

最大的望远镜 

生平年表 

扩展阅读 

2．大量星系

——埃德文·哈勃和膨胀的宇宙

出身贫寒 

神秘的云团 

从战场到山顶

岛宇宙

星系分类 

科学成果：繁星标尺

改变的光谱

其他科学家：米尔顿·赫马森

膨胀的宇宙 

天文学巨星

生平年表 

扩展阅读 

3．大耳朵

——格罗特·雷伯和无线电天文学

不可见光 

颜斯基的“旋转木马”

其他科学家：卡尔·颜斯基

第一台无线电望远镜 

射电(无线电)星图 

深谋远虑的预测 

早期成就 

长寿的先锋

科学成果：干涉测量法和“虚拟碟形天线”

射电望远镜的今天 

生平年表 

扩展阅读 

4．宇宙烟花

——乔治·加莫夫和宇宙大爆炸

量子天才 

从原子到恒星 

元素的产生 

竞争的理论

可检验的预测 

其他科学家：霍伊尔

宇宙大爆炸理论的回应

才华横溢 

相关发明：两个偶然的发现

生平年表 

扩展阅读 

5．那里有生命吗

——弗兰克·德瑞克和寻找地球以外星体生命

智能生物之梦 

寻找无线电信号 

奥斯玛工程

德瑞克方程

进入新职业生涯 

争论焦点：我们是独一无二的吗

先锋板 

送到太空的更多信息 

争论焦点：外星人会访问地球吗

从金色羊毛(Golden Fleece)到国家重点项目

浴火重生 

科学成果：SETI@home

  SETI(搜寻地外文明)之父

生平年表 

扩展阅读 

6．X射线超人

——里卡尔多·贾科尼和X射线天文学

追踪来自太空的射线 

新型望远镜

×射线星

乌呼噜

不平等的伙伴

亲历者说：“乌呼噜”的发射

第一个黑洞 

爱因斯坦 

强硬的管理者 

钱德拉 

生平年表 

扩展阅读 

7．太空中的一只眼

——赖曼·斯皮策和哈勃太空望远镜

从声纳到星体 

先锋研究 

不可能实现的梦

社会效应：聚变能量

空间科学的进展 

为获得支持而奋斗 

灾难性的错误 

科学成果：为望远镜安上透镜

令人惊奇的哈勃 

光辉的职业生涯

太空望远镜的遗产

生平年表

扩展阅读

8．看不见的宇宙

——维拉·鲁宾和暗物质

星之窗

环绕的星系

块状的宇宙

探索外太空

仙女座的惊奇

其他科学家：玛格里特·伯比奇

鲁宾一福特效应

看不见的光环

巨大的乐趣

生平年表

扩展阅读

9．其他星体，其他世界

——乔弗雷·马西、保罗·巴特勒和太阳系以外行星

探索行星之梦

启发性的课程

监视一次震动

第一颗太阳系以外行星

一系列特殊发现

未来趋势：太阳系以外行星的发现

奇异的世界

未来的行星探索

相关链接：行星如何形成

寻找新家

生平年表

扩展阅读

10．“恐怖”的结局

——索尔·皮尔姆特、布赖恩·施密特和暗能量

爆炸的“蜡烛”

亲历者说：一颗新星

超新星宇宙学项目

高红移超新星搜索小组

其他科学家：柯什纳

科学成果：批处理过程

大问题

让人震惊的结论

宇宙新图景

未来的研究

无尽的问题，没有答案

生平年表

扩展阅读

学科发展年表

译者感言

1922年，失落、疲倦和其他精神方面的疾病让黑尔从威尔逊山天文台台长的位置引退。不过，他仍然在巴沙迪那市自己的私人太阳实验室继续工作。20世纪20年代末，他又计划建造一个新的天文台，这个天文台会建造一台比之前任何望远镜的聚光性能都更强的望远镜。这台梦想中的望远镜将拥有200英寸(5．1米)的主镜，是胡克望远镜主镜的2倍。

黑尔说服了曾经获得他帮助的位于巴沙迪那的加利福尼亚理工学院(the California Institute of Technology)(Caltech)支持他的计划，作为对他帮助的回报。然而，像他建造的其他大型望远镜一样，他必须为了这台梦想中的望远镜寻求学院以外的大部分资金支持。这一次，洛克菲勒基金会(Rockefeller Foundation)提供了这一计划需要的650万美元——这是第一次黑尔不需要主动去找人要钱。1928年，在阅读了哈泼斯杂志(Harper’s Magazine)中黑尔寻求资金援助的文章后，洛克菲勒国际教育组织(Rockefeller’s International Education Board)主动提供了资金。

洛杉矶盆地浓厚的城市气息已经为威尔逊山天文台的观测带来了困难，所以黑尔希望新的天文台建在一个远离尘嚣的地方。1934年，黑尔选择了位于加利福尼亚州圣迭戈(San[)iego)海拔5600英尺(1697米)的帕洛马山(Motmt Palomar)。位于巴沙迪那东南100英里(161千米)的圣迭戈在当时是一个小镇，对于天文学要求的晴朗夜空无法构成任何威胁。

同时，未来的大型望远镜的巨大反射镜也在制作中，纽约的科宁玻璃产品公司(Corning Glass Works)负责制作。公司决定用可以抵抗温度变化的耐热玻璃作为原料(玻璃形状上细微的改变都会造成望远镜看到的形象扭曲或焦点错位)。1934年，该公司将21英吨(19吨)的液化耐热玻璃浇铸到凹形蜂窝状的反射镜模具中。这种设计使反射镜不会像同尺寸的实心反射镜那样厚重。

人们花了10个月的时间来慢慢冷却这块巨大的玻璃，以免它发生弯曲或破裂。1936年，它被特别列车从纽约运到了巴沙迪那。加利福尼亚理工学院的工人们把玻璃的前端着地，以便为它制造出反射镜需要的弧度，然后为镜子抛光，在这一加工过程中除去了重达1万磅(4540千克)的玻璃。最后，他们在玻璃上喷上了比银更容易反光的铝。

黑尔在有生之年并没有看到他梦想中的望远镜制造完成。1938年2月21日，69岁的黑尔在巴沙迪那死于心脏病。第二次世界大战致使帕洛马山天文台的建造暂时中止，直到1948年，该天文台才正式落成。而那座当时最大的，也是目前世界第二大的200英寸单镜反射望远镜，于同年6月3日建造完成。这台望远镜被命名为黑尔望远镜。

如今最大的光学望远镜与黑尔时代的望远镜大相径庭。与采用单反射镜的望远镜不同，而今的望远镜利用计算机把不同望远镜观测到的部分整合。这使得望远镜群像所有独立的望远镜聚集在一起那么大。尽管这种现代望远镜在外形上不再像胡克和黑尔望远镜那样，它们仍然要感谢黑尔希望望远镜变得更大的想法以及他为了实现梦想而不断说服别人的努力。在黑尔死后30年，一篇有关黑尔的纪传体文章《太阳物理》(Solar Physics)面世，威尔逊山天文台和帕洛马山天文台的哈罗德·齐林(Harold Zirin)在文中写道：“黑尔的所有成就和他建造的所有天文台，都是在他全面的才能和广泛的视野下成就的……黑尔最大的功绩是：世界上所有天文学家的成就都是在他建立的基础上取得的，并且在此基础上，人们对宇宙有了更加深刻的理解。”

P12-13

现代科学与发明的关键性进展建立在一些看似简单却具真知灼见的想法之上，那就是——科学技术与人们的生活息息相关。事实上，它们也正是我们探寻这个世界的秘密、重新塑造这个世界的一部分，也在某种程度上改变了人类的生活。

在一百多万年前，现代人类的祖先开始将石块制成工具，这样他们便可与周围的食肉动物竞争。大约从3．5万年之前开始，人类开始在岩洞的石壁上绘制精美的壁画与其他手工艺品，这些都表明技术已与人们头脑中的想象、与人们所操的语言交融在一起，一种崭新的躁动难安的艺术世界的帷幕渐次拉开。人类不仅仅在塑造着他们所处的世界，还用艺术的方式去表现它，用自己的头脑去思考，思考世界的本真及其含义。

技术是文化的基本组成部分。许多地方的神话传说中都有一个叛逆者的形象，他轻而易举地摧毁了既定的顺序，而代之以令人耳目一新的、饱含颠覆性的可能。在许多神话里，都可提炼出这样一个例子：一个叛逆者，例如一只来自美国的山狗或是乌鸦，从上帝那儿偷来了火种，并将它交到人类手上。所有的技术工具，无论是火、电还是锁在原子与基因中的能量，都如同一把双刃剑，仿佛从那个叛逆者手中接过来似的，它们发出的能量既可以治愈人类的创伤，又可以给人类致命的一击。

一个技术的发明者常常会从科学发现中寻找灵感。就像我们所知道的一样，当今的科学远比技术要年轻，回溯历史，便可发现它起源于大约500年前的文艺复兴时期。在那个时期，艺术家与思想家们开始系统地探寻自然的秘密；而第一个现代科学家，例如列奥纳多·达芬奇(Leonardo da Vinci，1452—1519)与伽利略·伽利莱(Galileo Galilei，1564—1642)，在一些器具的帮助下，通过做实验，拓展了人们对于物体在空间中的位置的认识。紧接着，一场革命性的解放运动轰轰烈烈地展开了，最具代表性的则是以下几位天才：在机械制作与数学方面有着卓越贡献的艾萨克·牛顿(Isaac Newton，1643—1727)；发现生物进化规律的查尔斯·达尔文(Charles Darwin，1809—1882)；在相对论与量子物理方面有着开创性贡献的阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein，1879—1955)以及现代基因学的鼻祖詹姆斯·D．沃森(James D．Watson，1928—)和弗朗西斯·克里克(Francis Crick，1916—2004)。当今科技领域新出现的基因工程、微缩工艺以及人工智能等各领域都有着能够独当一面的主导者。

像牛顿、达尔文以及爱因斯坦这些鼎鼎大名的名字都能够紧密地与那些科技革命联系在一起，这些革命代表了现代科技中作为个体的人的重要性。这一系列的每本书都遴选了10万位在科学技术方面作出杰出贡献的先锋者，并将目光集中在他们的人生与成就上。每一本书都开辟了一个新的领域：海洋科学、现代遗传学、现代天文学、法医学与数学模型。尽管最早的开拓者起到了重大的作用，但这套书所论述的重点则是20世纪以来甚至是当今的研究者们。

每一卷的传记都按着一定的顺序排列，这种顺序反映了作为个体的研究者们的重大成就的变化过程，但是他们的人生经历常常是枝蔓缠绕，不那么容易一下子看清的。每个人的具体成就都离不开他们当时所处的环境，也离不开他们工作中的协作者以及给他们的研究提供帮助的外界力量。牛顿有一句名言：“倘若说我能(比其他人)看得更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。”每一位科学家或发明家的成就都不是无源之水，而他们甚至要经过一个跟前人暗暗较劲的过程才能超越他们。作为个体的科学家与发明家也与他们的实验室的其他同事乃至别的地方的人发生着种种联系，有时还得益于广泛的集体的努力，例如20世纪末启动的政府赞助与私人赞助，它们为人类基因组的研究提供了一些细微的帮助。科学家与发明家们不但影响着经济、政治与社会力量，反过来也受着它们的影响。在本书所属的这个系列中，科学和技术活动与社会制度的发展之间的关系也是一个重要的议题。  在传记之外，本书还备有扩展材料，提供了另外一些特定的研究对象。每一章后面都附了一份年谱以及扩展阅读的建议。除此之外，在每本书的末尾还附有学科发展年表。在书中还插入了以下一些工具条，以便给我们提供一种更好的视角，从而更快地进入到那个由科学家与发明家共同构建的世界中去：

相关链接：描写一些具有个性特征的工作与科技发展的联系

亲历者说：为发现与发明提供第一手资料

争论焦点：对由发现与发明所引起的科学或伦理问题的探讨

其他科学家：描述的是一些在这项工作中起到重要作用的人

相关发明：展示了一些与之类似的或相关的发明

社会效应：提供了有关发明创造对我们所在的社会或个人生活的影响的相关讯息

科学成果：解释了一名科学家或发明者如何应付一项具体的技术上的难题或者说挑战

未来趋势：描述了随着时间的变化，这些技术所发生的进展，相关的一些数据也在此处被公布

在这套书中，我们讲述的是人类不断寻求真理、勇于探索、不懈创新的故事，我们也希望亲爱的读者能够被这些故事所吸引、鼓舞，得到一种潜在的力量。我们希望能够给读者铸造一座桥梁，一起走进科学与发现、发明的世界，并且能够尽情游弋于这个广阔的世界中，在其中找到内心更深刻的共鸣。