星系：过去、现在与未来 平装交界译丛

宇宙一直是人类不断探索的对象，在这本短小精悍的著作中，奥·格拉尔以生动的笔触讲述星系的观测历史、主要天文学家、星系的类型与演化、宇宙结构的起源等，呈现星系研究的整体景图，揭示了宇宙与人类千万年来的羁绊，展现了这一领域的科学研究方法与未来研究方向。

你只要跟着我来，尽情享受。银河系是一个有趣的地方。

商务印书馆大热书系“交界译丛”新作
天文学家幽默书写星系奥秘
既有对神话想象、观星历史的梳理
又有对星系起源与类型、暗物质等天文谜团的科学阐释
走进当代天体物理学前沿的谜团
宇宙的本质，是否永远超出人类的理解？

1. “交界译丛”新作，开辟“交界译丛·知”版块
“交界译丛”是商务印书馆大热书系，此前出版的《虚无主义》《犬儒主义》《极端主义》《避孕简史》等图书，均受到读者欢迎，一再加印。如今，“交界译丛”版块拓展，开辟为“思”“象”“知”三个板块，“交界译丛·知”带领大众探索科学领域，拓展认知边界，《星系：过去、现在与未来》作为首发图书，将带大众走上最具趣味的星系探索之旅。
2. 从神话、历史，到科学奥秘，探索星系的前世、今生与未来
世界各地的宇宙想象：希腊神话中，银河系得名于女神赫拉的乳汁？芬兰人为什么叫它“鸟之径”？埃及人将银河视作身披星星的天空女神努特？还有“灵魂之路”“天上恒河”“故事之河”等更多传说。
跨越千年的观星历史：书中细数了托勒密、阿尔·苏菲、伽利略、哈勃、鲁宾、斯里弗等古今众多科学家的研究发现，更指出了大众参与宇宙研究的多种方式，以及星系在未来的研究方向。
五花八门的“太空怪胎”：椭圆星系、旋涡星系、不规则星系、遇到什么就吸什么的黑洞，还有神秘的暗物质、暗能量、宇宙大爆炸……详细讲述了星系的形成与死亡过程、类型、相互作用和发展原理，以及其中涉及的专业术语。
丰富的科学设备、实验案例、现象：作者还提到了哈勃望远镜、四米多目分光望远镜、韦伯空间望远镜等专业设备，还讲述了红移测试等科学实验，更有“暴胀理论”等有趣的现象，刷新我们对宇宙的认识。
3. 一本小书速通宇宙，带你快乐了解星系
小开本大容量：本书开本小巧（130*185），只有216页，薄薄一本小书却装下了海量的星系知识。天文学家奥·格拉尔将我们应该了解的星系最基本的方方面面都讲述在其中，即使是对星系一点不了解的读者，也能够快速且全面地理解宇宙的奥妙。
适读人群广泛：有别于其他市场同类书适读人群局限，本书不管是科学研究者，还是青少年学生群体，都能够读懂并从中受益。
不需要任何相关知识储备就能读懂：奥·格拉尔摒弃了惯常一本正经的科普方式，而是以日常生活为例，用所有人都能理解的语言讲述科学知识，比如将两个星系的碰撞过程比作两个手拉手舞蹈的滑冰运动员转圈纠缠，十分生动形象，一读就懂。
配有插图：本书不仅配有彩色前插，展示空间望远镜拍下的迷人星云，还有丰富的内页插图，帮助读者理解文字讲述，图文并茂。
4.配有词汇表、延伸阅读，进一步帮助读者了解星系知识
本书“词汇表”中详细列出书中涉及的专业术语及其解释，帮助读者更好地理解或者回顾书中讲到的专业知识，同时列出了延伸阅读书目，有利于感兴趣的读者进一步拓展星系知识。





 

奥•格拉尔（OR GRAUR），英国朴次茅斯大学宇宙学和引力研究所的天体物理学副教授，美国自然历史博物馆副研究员。
周晓青，慕尼黑工业大学硕士，瑞士洛桑联邦理工学院光电子物理博士，曾在德国马克斯•普朗克量子光学研究所，现在西湖大学从事研究工作。
目录：
1  简介：从星云到星系
2  旋涡星系、椭圆星系、不规则星系，天哪！
3  天文学家的银河系指南
4  星系与物质的本质
5  星系与宇宙
6  星系的生与死
7  你的星系需要你
致谢 
词汇表 
注释 
延伸阅读 
索引

从古代观星者仰望银河的浪漫想象，到现代望远镜捕捉到的遥远星系团；从银河系神话传说的文化密码，到暗物质、暗能量等当代天体物理学前沿的谜团……宇宙的本质，是否永远超出人类的理解？
宇宙一直是人类不断探索的对象，在这本短小精悍的著作中，奥·格拉尔以生动的笔触讲述星系的观测历史、主要天文学家、星系的类型与演化、宇宙结构的起源等，呈现星系研究的整体景图，揭示了宇宙与人类千万年来的羁绊，展现了这一领域的科学研究方法与未来研究方向。

【译者序】
翻译奥·格拉尔的这本书带给我很多乐趣。
当出版社编辑发来英文版书稿，问我是否愿意翻译时，我第一时间上网去搜索相关的中文图书。一方面，我想评估这本书的独特价值——倘若已有众多同类书籍，且切入角度类似，那么翻译价值就有限；另一方面，我也需要一些教材以外的参考资料。出乎意料的是，市面上几乎找不到类似的图书。仔细一想，这或许是因为星系研究还在发展过程中。随着空间望远镜与超级计算建模仿真的迭代革新，宇宙的神秘面纱正被一层层揭开，而深耕星系研究十余年的作者奥·格拉尔，自然想要分享给读者其中的一些知识。
才翻译到第十页，作者的谦逊与客观便让我暗暗赞叹。作为深谙科学本质的科研工作者，奥·格拉尔早已习惯与不确定性共舞。他坦言对星系与宇宙的探索还没结束，因
此“我在整本书中都尽量区分事实和理论……也许20年或200年后，某些这里总结的事实被证明是错误的或被误解的。我们还在努力了解星系与宇宙”。这不禁让我想起费曼在《科学的不确定性》中所说的：“所有的科学知识都是不确定的。这种与怀疑和不确定性打交道的经验很重要。我相信它具有非常大的价值，并且能够应用于科学以外的领域。”当作者回顾人类对仙女座的认知历程——从千年前的模糊观测，到掌握距离测量技术后，终于确认仙女座星云是银河系之外的星系，而非太阳系内的行星时，他感慨道：“科学发展不是线性的……我们努力得出一个自洽的世界观，常认定自己的解释是对的。但我们大多数人都是错的……抛弃错误假设需要时间与谦逊的心。”这般对科学本质的深刻洞见，令人由衷敬佩。
整本书中，最让我着迷的是第5章“星系与宇宙”，为其故事性最强。此前，在阅读各种星系类型的介绍时，我就已经开始好奇：星系怎么这么多类型？它们各是怎样
形成的呢？原来，这些问题的答案在第5章等着我呢。作者从宇宙大爆炸开始讲起，徐徐展开一部史诗。故事里的星系不但有着“自然生死”的生命周期，还会相互作用、发生合并；质量小的会被大质量的“邻居”捕获，在这场“捕食游戏”中，捕食和被捕食者都会经历重塑。至于作为故事背景的暗物质晕、宇宙网等概念，作者在第4章都做了解释，毕竟它们就是在研究星系的过程中被发现的。即便这些概念读起来有点艰涩，也不会影响阅读的乐趣，因为它们自带精彩的科研故事。
而最让我击节赞叹的，是作者字里行间喷薄而出的正义感。一般的科普书中论及宇宙膨胀，往往只关注哈勃的观测数据如何让爱因斯坦感叹自己犯了“人生中最大的错
误”，大学教科书也常常把所有功劳都记在哈勃头上。作者提到哈勃的名字因此无处不在：哈勃流、哈勃图（尽管最先使用这种方法的是伦德马克）、哈勃常数（尽管最早提出这个概念的是勒迈尔），以及当代最著名的哈勃望远镜。作者犀利地指出，人们忘记了是斯里弗的细致观测发现了红移，忘记了伦德马克和维尔茨。“然而应该受责备的不是哈勃本人，错在我们。为了赋予自己短暂而混乱的生命一些意义，我们想象自己是各自传奇中的英雄，并强行将历史塑造成一出出满是英雄和恶棍的小型戏剧。……我们将这些事件套入‘英雄踏上征途’的叙事，而哈勃就是另一个赫拉克勒斯。正因如此，我们将发现归功于个人并神话他们为天才。这或许会让传记引人入胜，让电影屡获殊荣，却将无数科学家排除在这些叙事之外，他们的辛勤工作和杰出见解被低估。……真相是：大多数人都不是天才，生活中也谈不上有什么英雄气。真正具有英雄气的是科学努力本身，是我们这种生命短暂、脾气暴躁的灵长类物种不断努力，超越纯粹本能，通过思考和理性力求理解自己和周遭世界的过程。”
我很高兴，这本书的中文版要和读者见面了。这本书的丰盈是多维度的：条理清晰的星系科普、与时俱进的科研成果，以及闪烁其中的科学精神。
希望翻开这本书的你，也会喜欢。

【正文节选】
我们生来就是科学家。散步时带上孩子你就会发现，她虽然还在蹒跚学步，却能毫不费力地区分路上遇到的是狗还是猫。这件事看似很简单，但细想起来猫和狗其实长得非常像：身上都有毛，都有四条腿和一条尾巴。要区分猫狗必须考虑得更多：脸形、体型、皮毛的软硬等。即便如此，由于狗的种类繁多，区分猫狗前还得观察猫和狗的行为：狗天生服从而猫超然冷漠。而蹒跚学步的孩子却能够收集所有这些信息，整理多条证据链，对着街上的任何一条混种狗喊出：“狗狗！”
科学家也是这么做的，尽管他们要分类的不是可爱的猫狗。孩子的分类能力随着大脑发育而提高。天文学家做分类所依靠的不仅是自己衰老中的大脑，还有可获得的技术。赫舍尔只能辨识某些星云由恒星组成而另一些看起来真的是云状。建造更大更强的望远镜后，天文学家能看到更精微的细节：有的星系看起来像个小旋涡，另一些看起来像个毫无特点的椭圆。天文学家把不同颜色的滤波片放置在目镜（后来是相机）前方，明显看到有些星系颜色偏蓝而另一些则偏红。随着天文学演变成天体物理学，我们开始注意到一些星系忙着产生恒星而另一些星系显然无法“生育”。
要想理解所研究的现象的本质，第一步就是分类。狗忠诚、猫善变，宇宙中的大多数物理过程都在星系中发生。本章将介绍当前对星系的分类和分类背后的物理学。

搭乐高：气体、恒星、尘埃
星系分为三大类：椭圆星系、旋涡星系、不规则星系。（见图3）这三类星系有相同的建构块：气体（或多或少）、尘埃、恒星、暗物质。就像搭乐高玩具，按不同方式组合构建块会让星系的外观和行为差别很大。要理解这一点，就必须首先了解这些构建块的性质，以及它们彼此之间的相互作用（第4章会详细介绍暗物质）。太空并不如我们想象的那样空旷虚无。太空中有气体，主要成分是氢（74%）、氦（24%）和少量其他元素（不到2%）。而由于太空很大，任意两个气体粒子之间相距很远。我们因此将太空描述为一个真空，太空中的气体密度远低于我们在实验室能够达到的最佳真空。
由于引力作用，每个气体粒子拉拽着其他所有粒子。但由于粒子彼此相距很远，每个粒子感受到的力非常微弱，仅被轻轻拉着，气体粒子很慢很慢地靠近彼此。然而宇宙运行以百万年甚至数十亿年计，经过足够长的时间，比周围环境密度略大的气体团凝聚成一个巨大的云团。在巨大云团的内部，相对致密区域比相对稀疏区域凝聚得更快，于是巨大云团分裂成一个个小云团，就像一团湿沙子会在手指间形成一个个小团。
随着气体云团的密度增加，云团的温度会升高。一旦这些云团的核心温度超过100万度，氢原子就开始聚变为氦原子。由此产生向外的压力对抗无休止向内拉拽的引力，阻止云团坍缩。聚变过程中还会产生光，光慢慢穿过气体层最终逃逸出去。于是，气体云团稳定下来，靠着自身力量发光，一颗恒星就这样诞生了。
有些气体云团坍缩形成了大质量恒星，但大多数云团形成的恒星较为娇小。恒星质量决定一切。恒星质量越大，尺寸就越大，也更热、更亮。恒星的颜色由温度决定：温度越高的恒星发的光越蓝，温度越低的恒星发的光越红。我们的太阳不算大也不算小，因此它是黄绿色的。
恒星质量还决定它的寿命。恒星形成时质量越大，温度就越高，燃尽自己的氢气存量就越快。因此，大质量恒星仅存在数百万年后就会演化为超新星而辉煌爆炸。就像典型的摇滚明星，它们猛烈燃烧，快速过完一生，最终轰然倒下。较小、较冷的恒星一生波澜不惊，它们缓缓燃烧，用数十亿年耗尽自己的氢燃料。