本书是与《宇宙》这部电视系列片同步制作的，从某种意义上说是相辅相成的。本书里的许多插图取自为电视系列片制作的动人心弦的图片。正如《科学美国人》的评价一样“它是时间、空间、地球、生命、人类和文明的历史，是一首真正的宇宙之史诗。从来没有任何一部科普作品能这样恢宏、优美、光彩夺人，像伟大的文学作品一样触及读者心灵深处。”

阅读本书，可以使更多的人关注天文，使更多的人仰望星空，并通过自己的眼睛和头脑来体验我们生活其中的宇宙。

大家手中的这本《神秘的宇宙》(英文原名COSMOS)是世界天文科普史上最为成功的著作之一。也许单纯地用“科普读物”这个词已经不能准确地形容这本书。作者在书中通过诸多不同领域的史料不仅对天文学中最为本质的问题进行了深入浅出的介绍，同时也特别地对人类本身的问题进行了涉及和讨论。天文所推崇和培养的精神包括对教科书和其他书本内容的质疑态度，以及对于教师和专家所言的质疑态度。

引言

第一章 宇宙的边疆

第二章 宇宙的音乐

第三章 宇宙的和谐

第四章 天堂与地狱

第五章 神秘的红色行星

第六章 旅行者的故事

第七章 夜空的脊柱

第八章 在时空中旅行

第九章 恒星的生命

第十章 永远的尽头

第十一章 永恒的记忆

第十二章 银河系百科全书

第十三章 为地球呼吁

附录1 谬误归约论和2的平方根

附录2 毕达哥拉斯学派的五面体

附录3 从《大众天文学》到《宇宙》

附录4 萨根和《宇宙》

第一章 宇宙的边疆

宇宙现在是这样，过去是这样，将来也永远是这样。只要一想起宇宙，我们就难以平静——我们心情激动，感叹不已，如同回忆起许久以前的一次悬崖失足那样令人晕眩战栗。我们知道我们在探索最深奥的秘密。

宇宙的大小和年龄不是一般人所能理解的。地球这个微小的行星只不过是永恒且无限的时空中的一个有限世界。从宏观来看，大多数人类所关心的问题都可以说是无关紧要的，甚至是微不足道的。但是，我们人类朝气蓬勃、好奇成性、勇敢探索、前途无量。几千年来，我们对宇宙及人类在宇宙中所处的地位作出了最惊人的和出乎意料的发现。人类对宇宙的探索，回想起来是很令人兴奋的。这些探索活动提醒我们：好奇乃人类的本性、理解乃人生之乐趣。而知识是生存的先决条件。因为我们在这个宇宙中只不过是晨空中飞扬的一粒尘埃，所以，我们认为，人类的未来取决于我们对这个宇宙的了解程度。

我们探索宇宙的时候，既要敢于怀疑，又要富于想象。想象经常能够把我们带领到崭新的境界，没有想象，我们就到处碰壁。怀疑可以使我们摆脱幻想，还可以检验我们的推测。宇宙神奥非凡，其中有典雅的事实，错综的关系，微妙的机制。

宇宙是浩渺无限的海洋，地球表面只是这个海洋的滨岸，正是从地球人类获得了现有的大部分知识。近来，我们已经涉足宇宙的海洋，当然，海水才刚刚没及我们的脚趾，充其量也只不过溅湿我们的踝节。宇宙的海洋张开怀抱，向我们发出邀请，召唤着我们。人类的本能告诉我们，人类是在这个海洋里诞生的，我们急切地盼望回归故里。虽然我们的夙望可能会冒犯“天神”，但是我相信我们并不是在做无谓的空想。

因为宇宙辽阔无垠，所以那些我们所熟悉的适用于地球的量度单位——米、英里等等已经没有意义。我们用光速来度量距离。一束光每秒钟传播18.6万英里，约30万公里。也就是7倍于地球的周长。一束光从太阳传播到地球用8分钟的时间，因此我们可以说，太阳距离我们8光分；一束光在一年之内约穿过10万亿公里(相当于6万亿英里)的空间，这个长度单位——光在一年里所通过的距离——称为一光年。光年不是度量时间的单位，而是度量距离的单位，这个单位巨大无比。

地球是宇宙中的一个地方。但绝不是唯一的地方，也不是典型的地方。任何行星、恒星或星系都不可能是典型的，因为宇宙中的大部分是空的。唯一典型的地方在广袤、寒冷的宇宙真空之中。在星际空间永恒的黑夜里。那是一个奇特而荒芜的地方。相比之下，行星、恒星和星系就显得特别稀罕而珍贵。假如我们被随意搁置在宇宙之中。我们附着或旁落在一个行星上的机会只有1033分之一(1033，在1之后接33个0)。在日常生活当中，这样的机会是“令人羡慕的”。可见天体是多么宝贵。

从一个星系际的优越地位上。我们可以看到无数模糊纤细的光须像海水的泡沫一样遍布在空间的浪涛上，这些光须就是星系。其中有些是孤独的徘徊者，大部分则拥挤在一起。汇聚成团，在广袤的宇宙之夜里飘荡。展现在面前的是我们所见到的极其宏伟壮观的宇宙。我们隶属于这些星云，我们所见到的星云距离地球80亿光年，处在已知宇宙的中心。

星系是由气体、尘埃和恒星群(上千亿个恒星)组成的，每个恒星对其他星体来说都可能是一个太阳。星系里有恒星、行星，也可能有生物、智能生命和宇宙间的文明。但是从远处着眼，星系更容易让我联想到可爱的收藏品，例如贝壳.或许还有珊瑚，即造物主在宇宙的汪洋里创造的永恒物品。

宇宙间有若干千亿个星系。每个星系平均由1000亿个恒星组成。在所有星系里，行星的数量跟恒星的总数大体相同，即1011×1011=1022。在这样庞大的数量里。难道只有一颗普通的恒星——太阳——获得有人居住的行星的伴随吗？为什么我们这些隐藏在宇宙中默默无闻的角落里的人类就这样幸运呢？我认为。宇宙里很可能到处都充满着生命，只是我们人类尚未发现而已。我们的探索才刚刚开始。80亿光年以外嵌着银河系的星系团催迫着我们去探索。探索太阳和地球就更不用说了。我们确信，有人居住的这个行星只不过是一丁点儿的岩石和金属，靠着反射太阳光而发出微光，在以光年为单位的星系距离里，难能见到其踪影。

此时此刻，我们的旅程只到达地球上的天文学所通称的“本星系群”。本星系群宽达数百万光年。大约由20个子星系组成，是一个稀疏、模糊而又实实在在的星系团。其中的一个星系是M31，从地球上看，这个星系位于仙女星座。跟其他旋涡星系一样，它是一个由恒星、气体和尘埃组成的巨大火轮。M31有两个卫星，它通过引力，也就是让我稳坐在椅子上相同的物理学定律，将矮椭圆星系束缚在一起。整个宇宙中的自然法则都是一样的。我们现在离地球200万光年。

M31以外是另一个非常相似的星系，也就是我们自己的星系。它的旋涡臂缓慢地转动着——每2.5亿年旋转一周。现在，我们离地球4万光年，我们正处于密集的银河中心。但是，假如我们希望找到地球的话，就必须将方向扭转到银河系的边远地带，扭转到接近遥远的旋涡臂边缘的模糊的区域。

我们印象最深刻的是，恒星即使在两个旋臂之间，也像流水一样漂浮在我们的四周——气势磅礴的自身发光的星球，有些虽然像肥皂泡一样脆弱，却又大得可以容得下1万个太阳或1万亿个地球；有些小如一座城池，但密度却比铅大100万亿倍。有些恒星跟太阳一样是孤独的；多数恒星有伴侣，通常是成双成对，互相环绕。但是那些星团不断地从三星系逐渐转化成由数十个恒星组成的松散星团，再转化成由百万个恒星组成的璀璨夺目的大球状星团。

P1-3

探索宇宙

朱进

(北京天文馆馆长)

蕴藏着无穷奥秘的宇宙无论在时间上还是在空间上都远远地大于我们人类所能够亲历的范围。尽管如此，地球上的人类仍然可以越来越深入地了解宇宙。在波澜壮阔的宇宙实验室中随时都在发生着在地球实验室里所远远无法实现的各种极端物理条件下的天文事件，这使得天文学永远是培养青少年好奇心的最好的题材。

大家手中的这本《神秘的宇宙》(英文原名COSMOS)是世界天文科普史上最为成功的著作之一。也许单纯地用“科普读物”这个词已经不能准确地形容这本书。作者在书中通过诸多不同领域的史料不仅对天文学中最为本质的问题进行了深入浅出的介绍，同时也特别地对人类本身的问题进行了涉及和讨论。天文所推崇和培养的精神包括对教科书和其他书本内容的质疑态度，以及对于教师和专家所言的质疑态度。本书出版至今，天文学又取得了极大的进展。通过天文观测，目前我们已经在相当精确的程度上知道了宇宙的年龄，并且得到了诸如宇宙中可见物质、暗物质和暗能量的精确的比例等信息。就在不到一个月前。三个不同的天文学家小组公布了直接拍到的太阳系外行星系统的图像。尽管如此，作者在将近30年前所写的这本书中以自己独特的视角对宇宙和人类的观察并没有过时，仍然会在激励读者思考的同时给我们带来特别的享受。

2007年12月20日(这一天正好是卡尔-萨根去世11周年的纪念日)，第62届联合国大会通过了第200号决议，将2009年定为国际天文年。值此全球大力推广和宣传天文之际，北京神鸟文化发展有限公司引进COSMOS一书的版权。并由天津社会科学院出版社重新出版，新版取名《神秘的宇宙》，这对于国内的国际天文年活动开展具有重要的意义。2009国际天文年的主题是“探索我们的宇宙”。期望通过国际天文年的各种宣传活动，可以使更多的人关注天文，使更多的人仰望星空，并通过自己的眼睛和头脑来体验我们生活其中的宇宙。尽管也许在专业领域或者其他方面，卡尔·萨根曾受到一些指责和议论。但在科学传播方面他仍然是几乎没有人可以超越的最伟大的科普大师。或许在本书的读者里就会出现一位像卡尔·萨根一样的大师，以后写出像这本书一样影响深远的作品。让我们先从阅读本书开始，探索我们的宇宙。

《宇宙》系列电视片是一个传奇，这本书同样如此。它与电视片相辅相成，但并不完全是一个脚本，而是一部独立存在的巨著，是时间、空间、地球、生命、人类和文明的历史，是一首真正的宇宙之史诗。从来没有任何一部科普作品能这样恢宏、优美、光彩夺人，像伟大的文学作品一样触及读者心灵深处。

——《科学美国人》

一部诱人、充满想像力、可读性很强而又熠熠生辉的科普著作！

——《纽约时报》书评

这本书充满神奇和挑战……它将今日科学知识和科学方法追溯至其历史根源，文字充满激情，加上萨根博士充满诗意的洞察力和文学性的写作技巧，使那些看似深奥的宇宙知识变成一幅幅美妙而令人神奇的图画。

——基督教科学导报

几年的时间里，萨根成为一名“科学先生”和备受尊敬的科普作家，他将生命琐事和人类历史与永存不朽的宇宙空间连接在一起，不无让人信服和惊叹，当你阅读本书时，一定为之兴奋并充满兴趣。

——芝加哥论坛报