从最初的仰望星空到现在的天文研究，神秘的宇宙强烈激发着人类的好奇心，引领着人类对科学的探索。袁位主编的《天问（宇宙的探索与发现）／大学科普丛书》从讲述人类研究天文的历程开始，介绍了神奇的天文仪器，描述了人类目前对地球、月球、太阳系乃至整个宇宙的认识，还详细讲解了星空观测方面的知识。全书图文并茂，语言生动，深入浅出，特别有助于激发广大青少年的科学热情，培养科学精神，让人读来爱不释手。
本书是适合大众阅读的科普佳作，既是集知识性、趣味性、科学性、活动性于一体的天文爱好者理想的入门读物，也是各类学校教师开展科学教育、天文学教育的有益参考。

潘复生，中国工程院院士，重庆大学教授、博士生导师，重庆市科学技术研究院院长。长期从事镁合金、铝合金和复合材料的基础研究和应用研发；曾获国家科学技术进步奖、国家技术发明奖、中国青年科技奖、教育部技术发明奖、何梁何利奖、杜邦科技创新奖等。现担任ISO镁及镁合金技术委员会主席、Journal of Magnesium and Alloys国际刊物主编、中国材料研究学会副理事长、中国材料研究学会科普委员会主任、重庆市科协副主席、《大学科普》杂志科学顾问等学术职务。

总序
序一
序二
前言
第一章 奇妙的星空
第一节 星空神话
一、盘古开天辟地
二、上帝创世纪
三、嫦娥奔月
四、北斗七星
五、三垣四象二十八宿
第二节 星空大观
一、彗星
二、流星与流星雨
三、日食
四、凌日
五、月食
六、黄道光与对日照
七、人造天体
第三节 星空巨匠
一、托勒密
二、哥白尼
三、伽利略
四、哈勃
第二章 神奇的天文仪器
第一节 古代天文仪器
一、浑天仪
二、简仪
三、六分仪
第二节 天文望远镜
一、折射望远镜
二、反射望远镜
三、折反射望远镜
四、射电望远镜
五、空间望远镜
第三节 天文仪器与经纬度的测定
第三章 认识地球和月球
第一节 认识地球
一、地球的大气层
二、地球的内部结构
三、地磁效应
第二节 昼夜与四季
第三节 认识月球
第四节 日食与月食
一、日食
二、月食
第五节 认识月相
第四章 认识太阳系
第一节 认识太阳
一、概述
二、太阳的结构
三、太阳的演化
四、太阳活动
五、太阳风
六、太阳很特殊吗？
第二节 太阳系的行星家族
一、类地大行星
二、类木行星
第三节 矮行星、小行星和彗星
一、矮行星
二、小行星与小行星带
三、彗星
第四节 柯伊伯带与奥特云
一、柯伊伯带
二、奥尔特云
第五章 观测星空
第一节 我们的星空
一、古埃及文明的天文学
二、古巴比伦文明的天文学
三、玛雅文化的天文学
四、中国古代的天文学
第二节 星空的观测
一、裸眼观测
二、仪器观测
三、观星指南
第三节 春季的星空
第四节 夏季的星空
第五节 秋季的星空
第六节 冬季的星空
第七节 美丽星迹
一、梅西耶天体
二、新星与超新星
第六章 探索字宙之旅
第一节 无限宇宙
一、什么是宇宙
二、宇宙有多大
三、宇宙是如何形成的
四、宇宙中都有什么
第二节 奔向宇宙的工具——运载火箭
一、火箭的发明
二、卫星的分类
三、卫星轨道的分类
四、卫星变轨
第三节 探月工程
一、阿波罗登月计划
二、嫦娥探月计划
第四节 我国的航天之路
一、长征系列运载火箭
二、我国载人航天历程
三、我国深空探测未来的航天计划
第五节 向着更深更远的星空进发
主要参考文献
附录
后记 让星空点亮孩子的梦想——关于开发“天问”课程的诠释

日月星辰，斗转星移，
广袤无垠的星空是那样的
神奇而美丽。当你懵懂地
睁开眼睛，好奇地打量着
头顶那方深邃而神秘的世
界时，它仿佛近在眼前，
却又遥不可及。朝升夕落
的太阳、皎洁清冷的月亮
、繁星点点的夜空都会引
起我们浓厚的兴趣和无尽
的遐想。
其实不只是我们现代人
，人类自古以来就对头顶
的星空充满了向往，对星
空的探索从来就没有停止
过。从远古时代的美好传
说、丰富的历史记载，到
今天对星空的探索；从过
去用肉眼观察太空到使用
望远镜，直至今天用各种
先进仪器进行天象观测……
在这漫长的历史岁月中，
人类从对星空的一无所知
发展到发现宇宙中众多的
天体和现象，知道了星空
是一个充满未知色彩的世
界，懂得了如何接近心中
那片神秘莫测的未知领域
。今天，人类继续为奔向
太空、开垦宇宙做着不懈
努力。
那么，作为21世纪的你
，又了解多少我们赖以生
存的地球呢？你知道太阳
系及其以外星系的奥秘吗
？你想知道宇宙究竟有多
大吗？当璀璨的群星在夜
空闪烁时，你能叫出它们
的名字吗？当看到太阳、
月亮、星星东升西落时，
你问过为什么吗？你了解
人类探索宇宙的艰辛历程
吗？
为了解答这些疑问，为
了让你进一步了解星空，
认识星空，探索宇宙奥秘
，我们编撰了本书。全书
由奇妙的星空、神奇的天
文仪器、认识地球和月球
、认识太阳系、观测星空
、探索宇宙之旅六章组成
。
本书是一本内容丰富，
集知识性、科学性于一体
的科普图书。它通俗易懂
、图文并茂地展示了一个
博大的宇宙世界，介绍了
许多有趣的科学知识和层
出不穷的新发现、新现象
。
这是一本关于探索星空
的书。它全方位地展示了
人类探索宇宙的过程，教
会你认识和使用简单的天
文仪器，教会你正确了解
和认识宇宙世界，激发你
的求知欲望和探索精神，
激起你热爱科学和追求科
学的热情，是开启你打开
宇宙之门的金钥匙。
不管你是小孩，还是大
人，不管你是小学生，还
是中学生，只要你热爱天
文，打开本书，你都会有
意想不到的惊奇与收获。
本书在重庆市大足区教
育委员会、重庆市大足区
实验小学领导的关心、支
持下，历经多次修订，终
于完成了撰写。首先，要
感谢重庆市天文科普教育
协会理事长吴志伦教授，
他严谨的治学态度、广博
的学识深深地影响着我们
，使我们在天文知识的学
习和实践等方面不断提高
。在本书撰写期间，吴教
授自始至终给予了我们耐
心细致的指导。其次，要
感谢重庆大学天文学社、
重庆大学《大学科普》编
辑部和重庆市大学科学传
播研究会以靳萍教授为首
的专家们和所有指导过我
们撰写的各位老师，感谢
他们在本书撰写中给予我
们的支持与帮助。本书撰
写过程中参阅了大量文献
及资料，在此向这些文献
资料的作者表示衷心的感
谢！
因受水平所限，本书撰
写中可能会存在欠妥之处
，恳盼指正。
本书撰写组
2017年8月

袁位主编的《天问(宇宙的探索与发现)/大学科普丛书》是一本趣味性强、可读性高的入门级天文科普读物，内容包括奇妙的星空、神奇的天文仪器、认识地球和月球、太阳家族和观测星空。读完本书，可以让读者了解星空，认识星空，探索宇宙奥秘。全书以生动流畅的语言讲述深邃奇妙的星空，深入浅出，趣味横生;插圄生动活泼，国文并茂，栩栩如生。

2010年，重庆市大足区
实验小学开始着力打造科
普特色校园，并修建了科
技馆和天文台。特别是天
文台的修建，为师生观测
天象提供了有利条件。学
校正是抓住科普教育传统
和师生喜爱探索星空奥秘
的特点，提炼出了“仰望星
空、放飞梦想”的办学理念
，并形成了以“自主、自然
、至善、致远”为核心的星
空教育文化。而如何进一
步深化星空文化？我们一
直在思索。
德国哲学家康德认为：
世界上有两件东两能够深
深地震撼人们的心灵，一
件是我们心中崇高的道德
法则；另一件是我们头顶
上灿烂的星空。孩子们对
星空的探索总是充满着渴
望。国务院在《全民科学
素质行动计划纲要实施方
案（2016—2020年）》中
提出“科学素质决定公民的
思维方式和行为方式，是
实现美好生活的前提，是
实施创新驱动发展战略的
基础”；教育部在《关于全
面深化课程改革落实立德
树人根本任务的意见》中
提出“着力培养学生高尚的
道德情操、扎实的科学文
化素质……”为此，重庆市
大足区实验小学终于找到
了深化星空文化的着力点
——以天文观测和学习为
突破口来培养学生的科学
知识、科学能力、科学态
度及科学精神等核心素养
。为实现这一目标，学校
组织有关教师系统开发了“
天问”课程，增设天文课；
成立星空俱乐部，广泛开
展天文观测等科普活动。
于是校园内掀起了学科学
、爱天文的热潮。
为推动天文等科普教育
向纵深发展，近年来重庆
市大足区实验小学还修建
了科技腾飞雕塑、科普石
雕墙；将三幢教学楼分别
命名为启梦楼、追梦楼和
天问楼，并对启梦楼和天
问楼进行了星空文化全新
创设。启梦楼增加了中国
神舟系列飞船的图文介绍
，天问楼增加了天文文化
墙；充实了天文展览厅—
—天问馆，增添了电动i球
仪，购置了更先进的天文
望远镜。并且，学校将天
文台观测到的图片、视频
等资料通过学校局域网与
各教室、办公室计算机互
联，构成了面向天文教学
、科普教育、简单科学研
究及应用的校园科普网络
。学校还设立了“星空杯”教
育奖项，举办科技节，成
立天文社团，开展天文观
测及寻星活动。凡是有天
象奇观，如2009年7月22
日上午长江流域发生的日
全食和2010年1月15日下
午发生的日环食，学校均
组织全体师生观看，并特
邀家长参与。活动中，许
多家长也和孩子一样感到
惊奇，也像孩子一样发出
感叹：“我还是第一次看到
这样神奇的天象呢！这样
的观测实践活动太有意义
了！”
“天问”课程得到了学生
和家长的喜爱，并在重庆
市内外产生了一定影响，
《中国教育报》《重庆日
报》《作文大本营》等报
刊对重庆市大足区实验小
学进行了专题采访和报道
，学校先后接待教育部、
中央电教馆以及市内外视
察、考察和学习团体30余
个。同时，为深化天文知
识的教学与传播，学校还
加强了与北京天文馆、重
庆大学天文学社等天文学
学术社团的交流与合作，
并与重庆大学天文学社开
展了“大手拉小手”的天文科
普创新活动；同时，我们
还邀请北京天文馆喻京川
、重庆市天文科普教育学
会理事长吴志伦等专家、
教授来校讲学。通过这一
系列举措，我们期望能够
推进重庆市乃至全国中小
学的天文科普教育，并起
到示范、引领作用。
星空是无垠的，孩子们
的梦想是无止境的。少年
有梦，则民族有梦；少年
追梦，则国家兴旺。为成
就每个孩子的美好梦想，
我们将继续践行星空教育
文化，并依托本书开启学
生的星空探索之旅，从而
为实现中华民族伟大复兴
的百年梦想而培养更多、
更好的具有科学素养的接
班人。
袁位
2017年8月于重庆市大
足区实验小学

该书内容丰富，互动性
强，有很多一手的天文素
材，是一本很好的天文爱
好者读物。
——沈世银 德国马普天
体物理研究所博±、上海天
文台研究员
天文学是一部关于宇宙
和人类的精彩故事，这本
《天问》就是给青少年讲
述这些故事的入门科普书
。
——张肠紫 金山天文台
科普部主任
这是一本很有亲和力的
科普书，孩子的视角、生
动的语言、互动的形式。
看后爱不释手，相信大家
也会喜欢。
——崔辰州 国际虚拟天
文台联盟执行委员、国家
天文台研究员
星空无边无际，无始无
终，令人向往，催人奋进
。仰望星空，探索奥秘，
历来成为众多青少年的远
大理想。此书开启了学生
的星空探索之旅，并以此
为突破口培养学生科学精
神、探究能力等核心素养
，从而为孩子的理想插上
了腾飞的翅膀。
——印国建 重庆市大足
区教育委员会主任

第一章 奇妙的星空
第一节 星空神话
自诞生之初，人类便没有停止过对头顶这片浩瀚无垠的星空的好奇与渴望。我们是谁？我们从哪里来？我们要去向何方？这伴随着人类文明的三个终极问题，使得存在于这颗蔚蓝星球（图1-1）不同之处的人们不约而同地抬头仰望星空，并试图从中找到答案。
图1-1 美国国家航空航天局（NASA）著名照片——“蓝色弹珠”
自古以来，不同的人类文明对头顶这片星空的描绘虽然不尽相同，但是大都反映出了人类内心对自然的敬畏，并以神明的存在来解释当时一切难以理解的自然现象。　　一、盘古开天辟地
很久以前，宇宙混沌一片，上下左右不分。人类的祖先盘古厌倦了黑白不分的世界，举起自己的大斧用尽全力一挥，便劈开了这混沌的世界。他担心劈开后的世界再度回归混乱，于是双脚踩地，双手托天，将天和地逐渐分开。时间一天天过去，盘古见天地越分越远，不会再变得混沌无序，便疲惫地倒下了。盘古的身躯化为肥沃的土地，血液化为滚滚奔腾的江河，骨骼化为雄壮的山脉，头发化为郁郁葱葱的森林。随后有了花鸟鱼虫，天地万物由此而生（图1-2）。
图1-2 盘古开天辟地
二、上帝创世纪
《圣经》记载上帝创造了世界。起初，世界是一片混沌黑暗；第一天，上帝创造了光，并区分了光明和黑暗、白昼和黑夜；第二天，上帝创造了空气与水，并将它们分开，于是有了天空；第三天，上帝创造了陆地，于是有了陆地和海洋，并在陆地上创造了森林、植被；第四天，上帝在天空中创造了太阳、月亮和万千星辰，并创造了时间；第五天，上帝创造了水里的鱼与天上的鸟；第六天，上帝创造了陆地上的百兽、昆虫，并按照自己的样子创造了人。上帝完成了创世纪，于是在第七天便休息了。　　三、嫦娥奔月
相传，远古时期天上有10颗太阳。这10颗太阳本应该轮流升起，为大地带来光明。但是它们有时顽皮，会一起跑出来炙烤大地，使大地寸草不生。英雄后羿为了拯救人类，用自己的弓箭射下了9颗太阳，使大地恢复了生机。天庭为了奖励后羿拯救人类的举动，赐予后羿和他的妻子嫦娥两粒长生不老仙丹。两人得到仙丹后商量在月圆之日一起服用。谁知后羿的徒弟蓬蒙得知此事，趁后羿外出打猎之机，闯入后羿家中，逼嫦娥交出仙丹。情急之下，嫦娥吞下了仙丹，随后身体越来越轻，竟然飘了起来，直奔月亮而去（图 1-3）。后羿回家后发现了这件事，连忙向月亮追去，但是怎么也追不上。从那以后，后羿常常望着明月出神，思念自己的妻子嫦娥。后来天庭同意每年八月十五月圆的时候，嫦娥可以和后羿团聚，中秋佳节也就由此而来。
图1-3 嫦娥奔月
四、北斗七星
在天空中靠近北天极的位置，有七颗亮度相差不大的星。它们在北半球的夜空中非常醒目（图1-4）。这七颗星对于夜晚辨别方向至关重要，不同民族、不同文明几乎不约而同地将这七颗星描绘为某种事物。中华文明称之为“北斗”，意为古代盛舀美酒的勺子，七颗星也被古时的天文学家分别命名为天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光。中华文明还将北斗看作玉皇大帝乘坐的御车。古巴比伦人将北斗七星看作是货车。古埃及人视之为生命与健康之神伊西斯的神车。阿拉伯人称之为“车星”。古代不列颠人则视之为古不列颠*富有传奇色彩的亚瑟王的座驾。
图1-4 北斗七星
五、三垣四象二十八宿
源远流长的中华文明曾经创造出了光辉的天文学系统。唐代时，天文学家结合数千年来的观测，已经将不同的恒星精确划分，并与神话传说相结合，形成了“三垣四象二十八宿”的概念。这便是属于中华文明的“星座划分”。三垣是指紫微垣、太微垣和天市垣；四象是指东青龙、西白虎、南朱雀、北玄武；二十八宿是指每个方向上的七个星宿，即东方的角、亢、氐、房、心、尾、箕，西方的奎、娄、胃、昴、毕、觜、参，南方的井、鬼、柳、星、张、翼、轸，北方的斗、牛、女、虚、危、室、壁。那时的天文学家认为，紫微垣是天上的皇宫，里面的星多以皇帝、权贵命名；太微垣是天上的朝廷，里面的星多以官员命名；天市垣是天上的市场，里面的星多以货物、器具等命名。星空在古代人的眼里，俨然是一套运转有序的属于神明的社会，那时的占星官也会将在天上看到的天象记录下来，作为帝王做出决策、治理国家的参考。
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