蒂莫西·费瑞斯编著的《银河系简史》讲叙人类如何以科学方法获得目前所知宇宙空间和时间的全貌；反映的正是人类对宇宙认知的演变。这段时间橫跨二千余年，从古希腊時代一直延伸到二十世纪的八十年代。从柏拉图、亚里士多德、哥白尼、伽利略、牛顿到爱因斯坦、哈伯、霍金、海森堡、杨振宁、直至弦论的提出，探讨的宇宙规模一方面愈来愈大，从肉眼可及的地球、太阳、无数个太阳（恒星）、银河系、无数个银河系（星系）、超星系；一方面也愈来愈小，深入到物质极深处的次原子单位；探索的时间也超越万物存在的历史，回溯至宇宙诞生的那一剎那，然后才有了星球，也才有了生命，以及后至的人类，如果说这是一本人类的寻根之作，藉此找出我们在宇宙中的定位，也不为过。

我们对宇宙的认识，都要从头顶上的那片天开始。日夜的交替、四季的更迭、星辰的闪烁、月亮的盈亏、日月食的奇象、彗星的倏忽来去、天体的种种周期运动……吸引了一代又一代人的想象。人们对各种混沌未明的诸天异象，充满着高度的敬畏与神话遐想，也从运动的规律中找出了生活的指南：春耕、夏种、秋收、冬藏；在茫茫大海或荒漠中，依靠星象来辨别方向，于是我们有了历法，有了罗盘和计时器等实用生活工具。我们的祖先就是在与生俱来的强烈好奇心的驱动下，在敬天、畏天的不安中，一步一步迈向理性的科学探索，进而建立起今日天文学和宇宙学的基础。

蒂莫西·费瑞斯编著的《银河系简史》的写作前后历经12个寒暑，其中趣味盎然的人物轶事与严谨的科学论述，广受读者的好评与欢迎，在亚马逊网站的读者书评中，多位读者对它的喜爱甚至超过了霍金的《时间简史》。《银河系简史》讲述的是人类如何以科学的方法获得目前所知宇宙空间和时间的全貌；反映了人类对宇宙认知的演变过程——这段时间横跨近3000年，从占希腊一直延伸到20世纪90）年代。从柏拉图、亚更里士多德、托勒密、哥白尼、伽利略、牛顿到爱因斯坦、哈伯、温伯格、葛尔曼、海森堡、霍金……直至弦理论的提出。探讨宇宙的规模一方面越来越大，从肉眼可及的地球、太阳、无数个太阳（恒星）到银河系、无数个银河系（星系）和超星系；一方面却又越来越小，直探到物质极深处的次原：产单位；探索的时间也超越了万物存在的历史，回溯到宇宙诞生的那一刹那，而后才有了星球，也才有了生命以及以后的人类，并藉此找出我们在银河系和宇宙中的定位，所以，本书是一本——人类的寻根之作。

第一部分　空间

　第一章　星空下的沉思

　第二章　宇宙到底有多大

　第三章　地球大发现

　第四章　太阳底下有新鲜事

　第五章　伽利略的“罪”与罚

　第六章　苹果树下的灵感

　第七章　恒星离我们有多远

　第八章　冲出太阳系

　第九章　如小岛般的宇宙

　第十章　爱因斯坦的天空

　第十章　膨胀的宇宙

第二部分　时间

　第十二章　化石会说话

　第十三章　地球到底有多老

　第十四章　原子与恒星的生老病死

第三部分　宇宙创生

　第十五章　量子春秋

　第十六章　对称之美与不美

　第十七章　创世纪

　第十八章　宇宙从哪里来

　第十九章　寻找外星生命

　第二十章　我思，故宇宙在

想象你在一艘大船上，与一些朋友关闭在甲板下的主舱房里，里面有苍蝇、蝴蝶和其他若干会飞的小动物；也有一大缸水，里面养了几条鱼；另有一悬挂起来的水瓶，水正一滴一滴的落到下方的容器中。当船静止时，你看到小飞虫以等速在舱里到处纷飞，鱼儿在鱼缸里到处悠游，水滴正常地滴在下方的容器里；当你用同样的力丢东西给朋友时，向任何方向丢的距离都一样；双脚蹲跳时，向任何方向跳都跳得一样远。当你仔细观察这些事情时……让船起航，速度不限，但运动要均匀，不可有任何颠簸或摇晃；你会发现上述所有现象均无任何改变。你也无法由这些现象判断船到底是处于静止或在行进中。

接下来伽利略陷入了泥淖，他仍拘泥于亚里士多德错误的命题，认为所有物体的运动均来自一股“与生俱来的倾向”（或说一股“欲望”），而非单纯地由其惯性质量和所施的力来决定：

我似乎观察到所有有形物体都具有某种物理运动“倾向”（例如，往下掉落的重物），此乃本性使然，若无阻碍，则无须假借任何外力。至于其他“反向”运动（如同样的重物会向上运动），除非借助外力剧烈丢掷，否则永远不会移动。最后，有时物体会“无动于衷”，例如上述重物做水平运动时，既无“运动倾向”亦无“反向运动”……因若无外力介入，一重物置于与地球同心的任何球面上时，可为静止，亦可向任何水平方向运动；最初是什么状态，它就维持什么状态；也就是说，静者恒静，动者恒动——如最初向西，则恒向西。

在这段描述中，某些部分需要牛顿的惯性定律来理清；例如，物体“静者恒静，动者恒动”。有些部分则仍陷于亚里士多德的窠臼里，例如，他说物体都有做运动的“倾向”或“反向”；在这一点上，伽利略从未理出一个头绪来。因此他在1604年所陈述的自由落体“定律”，虽然常被称为古典物理学的第一个定律，其实是个隐藏着错误的定律。

假如伽利略当初能跟开普勒合作的话，可能会更了解惯性和重力的观念。不过开普勒也只能提供部分答案；他跟伽利略一样，将惯性想象为物体维持静止的一种倾向，因此他认为引力不仅将行星拉向太阳，也拉着它们在轨道上跑。但是，在某些方面他比伽利略进步；开普勒认为潮汐是月球的引力吸引所致。伽利略曾经批评开普勒的引力理论只是一种神秘主义，他写道：“我很惊讶……以开普勒的聪明才智，手边也有地球引发潮汐运动的资料，但仍一口咬定月球对海水有影响力；这是玩弄玄学秘术的幼稚行为。”

他们两人之间的差异非常大。伽利略是位文质彬彬的绅士，爱好酒（他称酒为“聚光液”）、女人（他的情妇玛莉娜为他生了3个孩子）、音乐（他是个有水平的音乐家）。而开普勒一喝酒就打喷嚏、一辈子无女人缘、只会听星辰的“音乐”。回荡在开普勒作品中充满宗教和神秘色彩的低沉管风琴声，在伽利略听来既过时又别扭。开普勒也有自知之明，他曾请求伽利略“不要对我散漫、随性的科学谈话太过挑剔”。但伽利略从未回信。爱因斯坦晚年时曾说：“一想到伽利略从未重视开普勒的研究成果，我总是扼腕三叹……唉！都是面子在作祟。”他又说：“很多科学家都是如此。”

伽利略对开普勒的鄙视，提起来最令人伤感的莫过于望远镜的事。当时开普勒已经被公认为当世最了不起的天文学家，他极力推荐伽利略的《星辰使者》，有效消弭了大家对望远镜的疑虑——许多人将望远镜贬为万花筒之类的玩具，说它不是在放大，而是在制造假象（其实，这种怀疑并非全无道理；伽利略早期的望远镜不但会出现不该有的彩色，而且影像昏暗、视野狭窄，乍看之下并无放大的感觉）。但天文学需要望远镜已是时势所趋；虽然开普勒比伽利略更了解望远镜的光学原理，但在布拉格买不到高级透镜。不顾自己的热脸是否会贴到冷屁股，他于1610年致函伽利略，要求支援一具望远镜，或者至少能拿到一些高级镜片，“使在下能跟您一样，享受天上奇景”。他说：

啊！望远镜！充满知识的仪器，比国王的权杖还要宝贵……我心目中最伟大的哲学家伽利略啊！您以最细腻的心思，将它当作一种阶梯，翻越尘世的藩篱，登至最高最远处，亲眼观察万象，并从那至尊之处，向卑微俗世一地球——投下无比睿智的眼光，以最犀利的推理，对照远与近，以及深与高。

伽利略根本不理会开普勒的请求，原因可能是怕一旦望远镜落入天文学造诣不错的开普勒手中，自己的光芒将会被取代。另外，他还有其他事要忙；当时，他正积极利用日益高涨的个人声望，想在托斯卡尼梅迪契家族的科西摩大公（Cosimo de'Medici）的宫廷里谋得一官半职。他曾通过科西摩的一名大使转达此一意愿，而大使则劝他无论如何也要送一具小型望远镜给开普勒。然而，他却向开普勒推说目前没有多余的望远镜，做一具新的也要花很久的时间。但与此同时，他却用望远镜大做人情，送给对他的前途有帮助的王公贵人们。其中有一个科隆选帝侯（即有权选举罗马帝国皇帝的人），当时正在布拉格避寒，好心把望远镜借给开普勒。开普勒大喜过望，用它饱览月表坑洞和银河众星。可惜一个月后选帝侯回去了，望远镜也一并被带走。

此时的伽利略本来可以做出很大的贡献，将物理学应用于哥白尼系统，使其更臻成熟；但他却分心去鼓吹一项堂吉诃德式的运动，企图改变岁马天主教会，使其接受哥白尼的宇宙观。然而，他根本不是搞政治的料；跟所有霸道的鼓吹者一样，他直截了当地要求教会当局接受，理由无他，只因为他认定哥白尼学说是对的。昔日的反亚里士多德人士如今摇身一变而为新的亚里士多德，声称为迎合他著作里的主张，忽略所有行星也在所不惜。  当他离开威尼斯共和国，前往托斯卡尼担任大公的首席数学家兼哲学家时，处境显得愈发不确定；他的好友、威尼斯共和国派驻黎凡特的行政官萨格雷多（Giovanni Sagredo）曾警告他，这是一个错误的决定。他写信给伽利略：“在阴险小人的阴谋下，天晓得会发生什么意想不到的事情……我很担心你目前的处境，耶稣会那批人很可能对你不利。”但伽利略无法拒绝梅迪契宫廷的显赫与富庶，更急于脱离巴杜亚大学的教书工作；他写道：“我以教王子们读书为荣，其他人我根本不想教。”

P68-70

本书主要是讲述人类如何以科学方法估算出目前所知的宇宙空间和时间尺度。这个题目很大，不用说，本书仍有许多不足之处，而我在此仅就书写简洁所造成的疏漏做一些辩解。我素来欣赏古希腊诗人卡利马科斯（Callimachus，公元前305～前240）的名言：“大书即大恶。”下笔尽量简短，然而简短必须付出某些代价。

简短除了造成诸多罪孽之外，也在无意之中压缩了历史观，使得历史的发展轨迹看起来比实际状况更连贯、更有方向感。其实，科学的历史像一座迷宫，大多数路径都走进了死胡同，而且途中满布着犯错和误解的瓦砾。但本书在这方面着墨甚少，而将重心放在那些后经证明为最突出的观念和观测结果。因为一本书若只大谈科学所犯的错误，将乏味得叫人难以下咽；这种书读起来就像在一大堆侦探小说中只有一两个案子有令人满意的解答，其余的不是探长在抓到罪犯之前就换了个身份，就是某个不相干的管家莫名其妙地被车压死。

同样的，在细述科学观念的长期发展时，人们也常夸大某些人物的角色，例如将麦克斯韦（James Clerk Maxwell，1831～1879）说成统一场论之父，将夫琅和费（Joseph von FraunhoTer，1787～1826）说成天文物理学的鼻祖，或者将爱因斯坦说成宇宙膨胀论的先驱，然而这些都只是无稽之谈。虽说历史不断往前推进，但唯有经过事后的回顾，我们才能理解事件的前因后果；当然，我们总是以自己的眼光来评断先人。

简短也意味着简化。本书系为一般读者撰写，因此尽量避免使用数学和难懂的科学术语，所以有时难免会扭曲原意。若有扭曲原意或词不达意之处，责任自然在我；不过，有一大部分是彼此观点不同所致：例如对于相对论、量子力学和宇宙学等，业余观测者和真正从事相关研究的科学家之间就有不同的解读；就如同乘邮轮横渡大西洋时，甲板上的乘客跟锅炉室里的工人感受一定不同。

如果前人的智慧遗产与诠释有暖昧不明或可争议之处，我也秉持相同的态度。科学史本来就充满许多争议，例如，伽利略为何受到罗马天主教会的迫害，或者爱因斯坦在撰写狭义相对论时是否已经获悉迈克耳孙（Albert Michelson，1852～1931）及莫雷（Edward Morley，1838～1923）的实验结果等。当我怀着谨慎恐惧的态度走过一个又一个的争议雷区之后，不得不佩服那些信口开河的学者们。除非能找出令人信服的观点，否则他们讲得再怎么言之凿凿，终究还是歪理。我的辩解就到此为止，总而言之，简短原则不容违逆。

致谢

本书撰写时间从1976～1988年，前后历经12个寒暑，地点遍及纽约、洛杉矶和旧金山。不用说，在这段漫长的时间当中，我不知欠下多少难以偿还的人情债。许多人给予我的协助和指教，我都铭记在心，并在此向他们致上我最深的谢意。

我也要特别感谢家母吉思（Jean Baird Ferris），她经常与我交换意见，不断鼓励我，并为我搜集各种资料。从我小时候开始，她就教导我爱书、爱读书。

最后，我要向我太太和家人致以最诚挚的谢意，他们对我的废寝忘食，殚精竭虑，一直以爱心和耐心包容我。