天文学与宇宙

仰望星空——古代天文学 一、星辰与文明 人类对星空的凝视，几乎与人类自身的历史一样古老。在没有电灯的年代，夜空是一块铺满钻石的黑幕——每一颗星星都是一个谜题。天文学的起源不是好奇心驱动的纯粹求知，而是生存的需要：农民需要知道何时播种，航海者需要辨认方向，祭司需要确定宗教节日的日期。 ...

哥白尼革命 一、一个人的异端 1543 年 5 月 24 日，一位老人在弗劳恩堡（今波兰弗龙堡）的大教堂里奄奄一息。他的名字是尼古拉·哥白尼（Nicolaus Copernicus，1473-1543 年）——一位波兰天文学家、数学家和天主教教士。在他生命的最后一天，一本刚刚从纽伦堡印刷厂运来的书被放在了他的床边——《天体运行论》（De Revolutionibus Orbium Coelestium）。 ...

开普勒与行星运动定律 一、一个不屈的灵魂 约翰内斯·开普勒（Johannes Kepler，1571-1630 年）的一生充满了苦难——他幼年丧父、母亲被指控为女巫、妻子和多个孩子先他而去、他本人饱受疾病折磨。但他用数学的确定性对抗命运的无常——他发现了行星运动的三条定律，为牛顿的万有引力理论奠定了基础。 ...

伽利略与望远镜 一、一根改变世界的管子 1608 年，荷兰眼镜商人汉斯·利伯希（Hans Lippershey）发明了望远镜——一根装有两块透镜的管子，可以让远处的物体看起来更近。这个发明最初被视为玩具——但一位意大利天文学家将它指向了天空，从此改变了人类对宇宙的理解。 ...

牛顿与万有引力 一、一个苹果的故事 关于牛顿发现万有引力的故事，最著名的是苹果的传说——牛顿坐在苹果树下，看到苹果落地，突然想到了引力。这个故事出自威廉·斯蒂克利（William Stukeley）的回忆录——他声称牛顿在 1726 年亲口告诉了他这个故事。 ...

恒星的距离与分类 一、恒星有多远 在望远镜发明之后，天文学家面临一个基本问题：**恒星有多远？**恒星看起来像固定的光点——它们的距离无法用视差法直接测量（视差法只适用于月球和太阳系内的天体）。 ...

爱因斯坦与相对论 一、专利局的小职员 1905 年的伯尔尼，瑞士专利局里有一位三级技术审查员，每天的工作是审查电磁设备的专利申请。没有人知道，这个名叫阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein，1879-1955 年）的二十六岁年轻人，正在草稿纸上重写整个物理学。 ...

宇宙膨胀与大爆炸 一、星系在退行 20 世纪初，大多数天文学家还以为银河系就是整个宇宙。改变这一切的，是美国天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble，1889-1953 年）。1924 年，他用威尔逊山天文台口径 2.5 米的望远镜确认：仙女座"星云"远在银河系之外，是一个独立的星系——宇宙的疆域骤然扩大了亿万倍。 ...

恒星的生死 一、星云中的孕育 恒星诞生于分子云——星际空间中温度极低、密度相对较高的气体尘埃云，主要成分是氢分子。分子云可以在寒冷与黑暗中平静地漂浮数百万年，直到某种扰动打破平衡——邻近超新星的冲击波、星系旋臂的压缩，或者云块自身的引力。 ...

黑洞的奥秘 一、战火中诞生的解 1915 年 11 月，阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein，1879-1955 年）在柏林的普鲁士科学院完成了广义相对论的场方程——一组描述物质如何弯曲时空的方程。这组方程优美却极其难解，爱因斯坦自己只找到了近似解，他甚至怀疑精确解是否存在。 ...