本书致敬了古罗马经典《哲学的慰藉》，就像波爱修斯认为哲学能给人安慰一样，作者认为物理学也可以让人获得智力享受和心灵慰藉。
作者以在太空中飞行了四十多年的“旅行者号”航天器为主线，讲述了它和哈勃太空望远镜、大型强子对撞机、引力波探测器等高新科学设备对人类的重要意义，继而引出大爆炸、宇宙膨胀、黑洞、超新星等物理学研究成果，以及自然科学与其他学科之间千丝万缕的联系。
这本书广泛涉及了文学、哲学、历史、艺术等更具人文气息的内容，并赞颂了人类在科学探索征程上的团结与勇气，是一封“写给物理学和宇宙奇迹的情书”。

蒂姆·拉德福德（Tim Radford），生于1940年，16岁时加入《新西兰先驱报》担任记者，有近70年的新闻工作履历，曾在《卫报》工作32年，其中从1980年到2005年任职科学编辑，现为自由撰稿人。
拉德福德已经四次获得英国科学作家协会年度科学作家奖，并获得2004年度科学新闻终身成就奖。他曾在联合国国际减灾十年英国委员会、英国皇家学会《公众理解科学》委员会任职，并且是英国科学协会的名誉会员、英国皇家地理学会的会员。他曾在欧洲多国、中国、俄罗斯、澳大利亚、新西兰和美国发表有关媒体和科学的演讲，还为《自然》《柳叶刀》《新科学家》《科学美国人》等媒体撰写文章。

序 虚空中的信号
Ⅰ 星际之旅
Ⅱ 我们记忆的载体
Ⅲ 跨越恒久的时间
Ⅳ 无重力式遐想
Ⅴ 黑暗中的距离
Ⅵ 星球工厂
Ⅶ 一去四十年
参考文献
补充书目
致谢

虚空中的信号
2017年11月底，在美国
加利福尼亚州帕萨迪纳市的
美国国家航空航天局
（NASA）喷气推进实验室
里，科学家和工程师们启动
了一台已经37年未使用的机
器。他们向一架航天器发出
命令：点燃推进器，改变其
位置并改变其天线的角度。
由于该航天器距离地球130
亿英里1，因此以光速传播
的命令要超过19个小时才能
到达，然后工程师们不得不
再等19小时35分钟才能知
晓他们的操作是否奏效。结
果是奏效：推进器的喷嘴在
百分之一秒内喷出气体，航
天器略微转动，天线指向预
定方向。其实，这只是一道
简单的命令，成功也没有直
观的重要意义。它只是一次
试验，仅此而已。但其结果
却是铺天盖地的广播公告和
新闻头条。
那是因为该航天器是“旅
行者1号”——第一个离开太
阳系的人造天体。其双胞胎
姊妹船“旅行者2号”，是唯
一在前往太阳与其他恒星之
间的空间前探访了木星、土
星、天王星和海王星的观察
者。在这段旅程期间，“旅
行者号”逐渐成为现代科学
的标志之一。它不仅是体现
人类好奇心的工具和典范，
还是一种乐趣——探索视野
之外、表象之下的乐趣，是
智力、美学和情感上的愉悦
。
所有的科学，类似所有
宗教、大部分历史、哲学，
甚至所有伟大的艺术，旨在
解决一系列普遍而持久的问
题：我们如何而来？事物为
何如此？我们去向何方？那
里究竟意味着什么？是存在
人类生存的最终目的，还是
目之所及只是善恶引发的结
果？
科学（在这本书里便是
物理学）所做的只是截取其
中一个问题的一小部分，系
统并初步地给出答案，而答
案本身可能对任何人都毫无
用处。但是物理学会不断解
决大问题中的小问题，一个
接着一个，总有一天，这些
错综复杂的小问题的答案会
开始提供更多实质内容：合
乎道理的模式、前进方向、
模型。不过，“实质”一词可
能不够准确：人类永远无法
确定目之所及就是真实，我
们正在看的可能是个幻象，
或是真实的映像，或仅仅是
真实的轮廓，就像是从一道
不透明的玻璃门透过来的图
像。约2400年前，柏拉图
的“洞穴寓言”1让这一可能
性永世流传。但即使无法看
到完整的真实，我们也总能
知晓些东西。
我非常喜欢将周围的世
界比作一本书，这本书仅在
当前页打开。我们已经学会
阅读这本书的一些内容，大
量的角色包含在书中有限的
风景中。我们可以推断形势
、感知文化、演绎情节，并
兴奋于当下可能只是庞大故
事中的一个转折、一段插曲
、一个片段。从现在正展开
的冒险和对话中，我们必须
推断出诸多事情：我们是在
看历史还是小说？开头发生
了什么？结局是什么？这个
故事有结局了吗，还是仍在
被书写？“旅行者号”是一项
始于40多年前的物理学和宇
宙学实验，已经帮助我们更
多地了解了所谓的家园、太
阳系，以及地球——这个目
前宇宙中唯一已知人类可居
住的地方。人类探索天地万
物运行规律的雄心日益增长
，“旅行者号”则是实现目标
的工具之一。我们开展了众
多重大且独立的项目来探索
内部空间（原子）的性质和
外部空间（太空）的结构。
我的这本书可说是业余爱好
者写给物理学的“情书”。从
“旅行者号”写起，或许主要
是因为它已经存在且远离了
我们40多年；或许是因为它
的存在可以持久地证明300
年来的科学启蒙运动；或许
还因为相比于其他科学装置
，在实现我们梦想的道路上
，它已经走得更久更长远了
。

物理学也可以像哲学一样让人获得智力享受和心灵慰藉。本书从宇宙中寻找诗歌般的韵律和乐趣，注重文字的美感和逻辑，从物理学的惊人发现与史诗般的探索中求索哲理和慰藉。
作者四次获得英国科学作家协会年度科学作家奖（科学新闻界的奥斯卡），并获得该协会2004年度科学新闻终身成就奖，保证了内容的质量和文理兼备的知识密度。
小开本小巧轻盈，适合握持携带，方便在地铁、等车、排队的间隙阅读，快速输入知识；内容涉及天文学、物理学、工程学、哲学、文学、历史学等，包罗万象。
迷人的材料》作者马克·米奥多尼克、《存在主义咖啡馆》作者莎拉·贝克韦尔倾情推荐；荣获《新政治家》年度最佳书籍；《自然》《欧洲核子研究中心快报》《卫报》《星期日泰晤士报》一致好评。

把但丁的《神曲》与希
格斯玻色子和石灰岩地质学
联系在一起的书是很少见的
，这种对两千年知识和思想
的编织是这本书的众多乐趣
之一。这无疑是对科学事业
的赞美。
——马克·米奥多尼克，
《迷人的材料》作者
一次关于科学、人性、
空间和物质的美好且鼓舞人
心的反思——这会让波爱修
斯大吃一惊。
——莎拉·贝克韦尔，《
存在主义咖啡馆》作者
一本精心制作的“给物理
学的情书”。它巧妙的叙述
将希格斯玻色子、哈勃深空
和引力波等发现与14世纪但
丁的史诗诗歌《神曲》交织
在一起，这首诗直观地揭示
了大约300年后伽利略发现
的运动定律。
——《自然》杂志
这本书读起来令人愉快
。与其说是一本科普书，不
如说是对人类好奇心的庆祝
。它是当今如此普遍的狭隘
民粹主义的解药。它及时提
醒我们，当放下分歧共同努
力实现目标时，我们人类的
能力是多么强大。
——《欧洲核子研究中心
快报》

Ⅰ 星际之旅
如果将“旅行者号”看作人类用于逃离现实世界的工具，那可说是达到最高境界了。它奔赴星辰，但无人会评判其是流线型的还是符合空气动力学的，无人会称其为先进技术，无人会认为其仪器是复杂的，无人会使用它的计算机语言。它的一切均非微型化。它的记忆依靠八轨数字磁带录音机，当能量逐渐消耗到微乎其微时，内里来回绕线的它又会怎样？那里环境恶劣：星际空间的环境温度只略高于绝对零度。黑漆漆的周遭，远处恒星点点，“旅行者号”似乎一动不动，因为可以用来观测其移动的物体本身就遥不可及。然而，它已经是飞离地球的最快物体之一了。
现在，它以超过每秒17千米（每小时61200千米）的速度飞离太阳，这速度难以想象。如果是这样的航天器低空（当然，那样的速度是无法这样低空飞行的）飞越伦敦，飞越纽约都市，或飞越上海市区，历时不过几秒，在音爆宣布其到来前它早已不见踪影。就像莎士比亚所著的《仲夏夜之梦》中的精灵追克一样，该航天器可以在40分钟之内绕地球一周。迄今为止，它是从地球出发的唯一幸存使者，满载着工程学、数学物理学和天文学专家的梦想。那群有耐心、决心和强烈实践精神的梦想家按下发射键，目送其远去。它代表着太空时代早期最后的雄心壮志——1957年至1977年，苏联将第一颗卫星送入太空，接着第一只狗、第一位男人、第一个团队、第一位女人、第一次对其他星球的任务；它还代表着美国的壮志豪情——让人类首次实现往返月球。其中有几年，冷战似乎表现为太空竞赛，不久就卷入了代理人的战争，因此双方政府逐渐对太空探索失去兴趣。
但是到了1977年，“旅行者号”飞行任务迫在眉睫，机不可失。人类打算利用每两个世纪才发生一次的行星相合：所有外行星都将位于太阳的同一侧，这样一来，一架航天器就可以探索全部外行星。“旅行者号”项目在政治削减政策下幸存了下来：其主导人为4年的旅程制订了预算，但其制造商暗地里准备了40年的旅程。“旅行者号”带着美国前总统吉米·卡特的一封信、查克·贝里的一首歌、一个机载计算系统（其计算系统的计算能力和容量仅为现代智能手机的百万分之一，配备3台单独的计算机，每一台都比智能手机大得多，在出现故障时可重复执行任务）发射升空。
当1977年乘坐“泰坦号”火箭升空时，“旅行者号”是人类梦想的高潮。这一梦想本身比太空时代还古老，一些最初从事星际探索的梦想家甚至还能在有生之年见到它，看着它成功。任务是双重的：两架航天器，“旅行者2号”先出发，16天后“旅行者1号”再出发。两架航天器的飞行计划不同，飞行时相隔木星、土星及其卫星，以及天王星和海王星。它们携带了一系列仪器：各种探测器，用于捕光拍照、分析电磁辐射、探测和识别航道上的各种微粒。“旅行者号”的制造者们尽其所能，几乎为来自远方恒星投射至太阳系的每种辐射、每种电场或磁场、每种宇宙粒子都做了相应的准备。
两架航天器都是利用木星的巨大引力场将自身加速到可以完全飞离太阳系的速度。这种方式如今来看是合理的：物理学方程式提供的解决方案可以节省燃料，实现史诗般的旅程，因此这两架航天器都需要与太阳系中最大的行星“做交易”。当航天器绕木星一圈时，它减慢了木星的自转速度，但作为“交易”的一部分，它用速度换取了等效的力。当然，这对木星来说根本不值一提：木星引力场的能量使每架“旅行者号”加速至极高的速度，根据能量守恒定律，“旅行者号”的拖曳使木星的自旋速度减慢了每万亿年几厘米。每架“旅行者号”都被这一气态巨行星的强大力量送往远处航行，犹如一块被大力神抛出的铁饼。两架航天器都经过了土星，当“旅行者2号”行至天王星和海王星时，“旅行者1号”已完全脱离了太阳系。
1990年2月，在距离地球60亿千米处的黄道平面（围绕太阳旋转的、承载行星和太阳系尘埃的圆盘）上某处，“旅行者1号”转过身来，拍摄了这一环绕太阳运行的小天地的最后一张全家福。它制作的相册中有60张照片，由其中一张照片激发灵感而产生的一篇文章，在我第一次读到时简直令我头皮发麻，20年后依然如此：天文学家卡尔·萨根对地球的赞美诗——《暗淡蓝点》。
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