內容簡介：

我們對浩瀚的宇宙總是充滿了好奇：我們身處何處？我們參與了怎樣的宇宙演化？構成我們身體的原子，在億萬年後又會位於何處？——天文學告訴了我們科學的答案。

為了讓這些複雜的宇宙問題，都能有一個簡單的答案。邁克爾·西茲和達納·巴克曼兩位物理和天文學教授，試圖以「概念圖＋信息圖表」的方式呈現高密集知識，讓讀者解開宇宙謎團和科學謎題，深入「看見」138億年的宇宙！

《簡明天文通識》便是這樣一本滿足人類好奇心的科普圖書。它是北美地區指定教科書，已經持續銷售40餘年，更新過14版，而這一本，便是目前為止更新的一本。這本書，對於初學者來說，可以實現從0到1的飛躍，而對那些有了入門知識的人來說，這本書可以協助他們完成從1到整體天文框架的進化。

在書中，彙集NASA、歐空局等官方機構圖片，在太空探測器傳回的天文圖以及藝術概念圖的直觀幫助下，與讀者一起探索宇宙故事，用生動好玩易理解的方式向普通讀者介紹宇宙世界。從觀察夜空中的星星和月亮，到深入理解宇宙的廣袤、力量和多樣性。在作者的筆下，宇宙和天文不是空曠的時空，而是到處都有「人」的身影，學習天文學，也是重新認識我們自己。

天文學的一大魅力還在於天文學家每天都有新的發現，他們隨時期待驚喜和給我們驚喜。所以，書中還儘可能納入新的圖片和新的發現、新的觀點，引領我們在入門課程中走向人類知識體系的更前沿。而超過800幅的前沿科普圖片+從淺入深的文字說明，更是如宇宙探索紀錄片充滿震撼，滿足了人類好奇心，科學解釋天文學。

難能可貴的是，作者還告訴我們，儘管不了解這些並不妨礙我們繼續快樂生活，但收穫這些可貴的知識能令我們收穫探索和發現的快樂與新奇，以及更加踏實地過好每一天。這也正是科學的魅力。

這本書適合有好奇心、有求知慾、有幽默感、有腦洞的讀者。

此外，全書四色彩印，高清還原圖片質感，採用裸脊鎖線裝幀，180°攤開，讓讀者享受更佳閱讀體驗。

作者簡介：

[美]邁克爾·西茲（Michael A.Seeds），物理和天文學教授，曾任職於賓夕法尼亞州蘭卡斯特的富蘭克林和馬歇爾學院。1989年，他獲得了富蘭克林和馬歇爾學院Lindback傑出教學獎。他開創了關於古代天文學和哥白尼革命的高級課程。他的研究興趣集中在變星和天文望遠鏡的自動化。;.;[美]達納·巴克曼（Dana Backman），從1991年到2003年在賓夕法尼亞州蘭卡斯特的富蘭克林和馬歇爾學院的物理和天文學系任教。他在跨學科基礎課程中開辦並教授了一門名為「宇宙中的生命」的課程。現在於聖克拉拉大學教授太陽系天文學導論，並在斯坦福大學的繼續研究計劃中教授天文學、天體生物學和宇宙學課程。他的研究興趣集中在行星形成的紅外觀測，附近恆星周圍的碎片盤模型，以及太陽系柯伊伯帶的演變。

圖書目錄：

寫給學生 VII

部分 天 空

1 此時此地 003

1-1 我們位於什麼地方？ 003

1-2 現在是什麼時間？ 008

1-3 為什麼要學習天文學？ 009

我們是如何知道的？1-1 科學方法 010

我們是什麼？1 參與者 010

2 天空說明書 011

2-1 恆星 012

數字推理2-1 星等 016

2-2 天空及其運動 017

概念藝術2A 周圍的天空 018

我們是如何知道的？2-1 科學模型 020

我們是什麼？2 踏上旅程 021

3 太陽和月球的周期 022

3-1 太陽的周期 023

3-2 天文現象對地球氣候的影響 025

概念藝術3A 四季循環 026

我們是如何知道的？3-1 偽科學 028

3-3 不斷變化的月球 030

我們是如何知道的？3-2 證據是科學的基礎 030

我們是如何知道的？3-3 科學論證 031

概念藝術3B 月相 034

數字推理3-1 小角度公式 036

我們是什麼？3 記分員 041

4 現代天文學的起源 042

4-1 古典天文學 043

4-2 哥白尼革命 044

概念藝術4A 古代的宇宙模型 046

4-3 行星的運動 049

我們是如何知道的？4-1 科學革命 050

我們是如何知道的？4-2 假說、理論與定律 054

4-4 伽利略·伽利雷 056

4-5 艾薩克·牛頓和軌道運動 059

我們是如何知道的？4-3 因與果 062

數字推理4-1 環繞速度 063

概念藝術4B 軌道 064

我們是如何知道的？4-4 通過預測來驗證假說 068

我們是什麼？4 思考者 068

5 光與望遠鏡 069

5-1 輻射：來自太空的信息 070

5-2 望遠鏡 072

我們是如何知道的？5-1 解析度和精度 077

數字推理5-1 望遠鏡的能力 078

5-3 地球上的天文台：光學天文台和射電天文台 078

概念藝術5A 現代光學望遠鏡 080

5-4 機載天文台和空間天文台 084

5-5 天文儀器和技術 087

我們是什麼？5 好奇心 092

第二部分 恆 星

6 原子與光譜 095

6-1 原子 096

我們是如何知道的？6-1 量子力學 098

6-2 光與物質的相互作用 099

數字推理6-1 黑體輻射 102

6-3 認識光譜 102

概念藝術6A 原子光譜 104

數字推理6-2 多普勒公式 107

我們是什麼？6 觀星者 108

7 太 陽 109

7-1 太陽大氣 110

7-2 太陽活動 116

概念藝術7A 太陽黑子和太陽磁周 118

我們是如何知道的？7-1 確認和統一 122

7-3 太陽核聚變 123

概念藝術7B 太陽活動和日地關聯 124

數字推理7-1 氫聚變 127

我們是如何知道的？7-2 科學信念 130

我們是什麼？7 陽光 130

8 恆星家族 131

8-1 恆星的距離 132

數字推理8-1 視差和距離 133

8-2 視亮度、內稟亮度和光度 134

數字推理8-2 星等和距離 135

8-3 恆星光譜 136

8-4 恆星的大小 140

數字推理8-3 光度、半徑和溫度 141

8-5 恆星的質量—雙星 145

數字推理8-4 雙星的質量 146

我們是如何知道的？8-1 推理鏈 147

8-6 恆星普查 151

概念藝術8A 恆星家族 152

我們是如何知道的？8-2 基本科學數據 154

數字推理8-5 質光關係 156

我們是什麼？8 中等生物 156

9 恆星的形成和結構 157

9-1 星際介質 158

9-2 在星際介質中產生恆星 161

概念藝術9A 三種星雲 162

我們是如何知道的？9-1 區分事實與假說 167

概念藝術9B 獵戶星雲中恆星的形成 168

9-3 初期恆星體和原恆星盤 170

概念藝術9C 觀測初期恆星體和原恆星盤 172

9-4 恆星結構與核聚變 175

9-5 主序星 178

我們是如何知道的？9-2 數學模型 179

數字推理9-1 恆星的預期壽命 181

我們是什麼？9 解釋者 181

10 恆星的死亡 182

10-1 巨星 183

我們是如何知道的？10-1 尋找終極原因 186

10-2 下主序恆星 188

概念藝術10A 星團和恆星演化 190

概念藝術10B 行星狀星雲和白矮星的形成 194

10-3 雙星系統的演變 196

10-4 大質量恆星的死亡 199

我們是什麼？10 星塵 206

11 中子星和黑洞 207

11-1 中子星 208

概念藝術11A 脈衝星的燈塔模型 212

我們是如何知道的？11-1 假說、理論和證據 218

11-2 黑洞 219

我們是如何知道的？11-2 針對科學欺詐行為

進行審核 223

11-3 緻密天體的吸積盤和噴流 225

我們是什麼？11 平平無奇 227

第三部分 星 系

12 銀河系 231

12-1 銀河系的發現 232

我們是如何知道的？12-1 定標 236

12-2 銀河系的結構 237

12-3 旋臂和恆星的形成 241

我們是如何知道的？12-2 自然過程 246

12-4 星系核 246

12-5 銀河系的起源和歷史 247

概念藝術12A 人馬座A* 248

我們是什麼？12 銀河系之子 255

13 星系：正常星系和活動星系 256

13-1 星系家族 257

我們是如何知道的？13-1 科學分類 258

13-2 測量星系的特性 259

概念藝術13A 星系分類 260

數字推理13-1 哈勃定律 263

13-3 星系的演化 267

概念藝術13B 相互作用的星系 268

13-4 活動星系核和類星體 272

我們是如何知道的？13-2 統計證據 273

概念藝術13C 星系噴流和射電瓣 274

13-5 星系盤、噴流、爆發和星系演化 277

我們是什麼？13 改變

282

14 現代宇宙學 283

14-1 介紹宇宙 284

我們是如何知道的？14-1 通過類比進行推理 286

14-2 大爆炸理論 288

數字推理14-1 宇宙的年齡 288

我們是如何知道的？14-1 科學：知識的體系 295

14-3 空間與時間，物質與引力 295

概念藝術14A 時空的本質 298

14-4 21世紀的宇宙學 302

我們是如何知道的？14-2 願望不會成真 304

我們是什麼？ 14 產物 310

第四部分 太陽系

15 太陽系的起源與太陽系外行星 313

15-1 偉大的起源鏈 314

我們是如何知道的？15-1

兩類假說：災難說與演化說 315

15-2 太陽系調查 316

概念藝術15A 類地行星與類木行星 318

我們是如何知道的？15-2

從證據和假設出發重構過去 321

15-3 行星構建的來龍去脈 323

15-4 環繞其他恆星的行星 329

我們是什麼？ 15 行星漫步者 335

16 地球和月球：比較行星學的基礎 336

16-1 類地行星旅行指南 337

我們是如何知道的？16-1

理解行星：跟隨能量的腳步 339

16-2 地球 340

概念藝術16A 活躍的地球 342

我們是如何知道的？16-2

科學家：彬彬有禮的懷疑論者 345

16-3 月球 348

概念藝術16B 隕擊作用 350

我們是什麼？ 16 想像工程師 355

17 水星、金星和火星 356

17-1 水星 357

我們是如何知道的？ 17-1

假說與理論將細節統一到一起 359

17-2 金星 360

概念藝術17A 火山 364

17-3 火星 366

我們是如何知道的？17-2

現在是通往過去的鑰匙 374

概念藝術17B 好的行星是如何變糟的 376

我們是什麼？ 17 舒適的地球人 378

18 外太陽系 379

18-1 外太陽系旅行指南 380

18-2 木星 381

概念藝術18A 木星的大氣 384

18-3 土星 389

我們是如何知道的？18-1 資助基礎研究 391

概念藝術18B 土星的冰環 394

18-4 天王星 396

18-5 海王星 398

概念藝術18C 天王星和海王星的環 400

18-6 冥王星與柯伊伯帶 404

我們是什麼？ 18 困境 407

19 隕星、小行星和彗星 408

19-1 流星體、流星和隕星 409

我們是如何知道的？19-1 選擇效應 411

19-2 小行星 413

概念藝術19A 觀測小行星 414

19-3 彗星 418

概念藝術19B 觀測彗星 422

19-4 小行星和彗星引起的撞擊 424

我們是什麼？19 靶子 427

第五部分 生命

20 太空生物學：地外生命 431

20-1 生命的本質 432

我們是如何知道的？20-1 科學解釋的本質 433

概念藝術20A DNA：生命密碼 434

20-2 宇宙中的生命 436

20-3 宇宙中的智慧生命 444

我們是如何知道的？20-2 不明飛行物和外星人 444

我們是什麼？ 20 物質與精神 448

後 記 449

附錄A—單位與天文學數據 451

附錄B—觀察天空 458

術語參考釋義 461

內容簡介：

天文學是個古老的基礎學科，古人以「上知天文下知地理」作為認知的標準，觀測星空更是人類邁出認識世界的重要一步。早在4000多年前，中國就重視「觀象授時」等天文實踐活動，逐步發展出「天人合一」的宇宙觀和哲學思想。中國古代的天文成就曾處於世界高峰，亦對之後全球的天文學研究奠定了重要基礎。法國天體物理學家讓－馬克•博奈－比多的這本著作，通過回顧中國天文的歷史及其科學貢獻向中國天文學致敬。他帶我們穿越回一個又一個朝代，踏上了中國天文4000年發展之旅。現代天文通過探測、定位和準確的記錄這些瞬間的宇宙現象，可以更好地解釋我們的宇宙，就像漢代的天文學家在2000多年前所做的那樣。下一次仰望星空時，我們不僅看到的是閃爍的星光，更是古人的的智慧積累，這些是我們的歷史，更是我們的國家寶藏。希望每一位讀者對過去和未來充滿好奇心和認知的渴望。

作者參與了計劃於2021年發射的中法合作的SVOM（天基多波段空間變源監視器）太空望遠鏡項目，這也將是中法兩國在空間科學領域的二次合作。《4000年中國天文史》得到中法SVOM項目中法SVOM項目中國科學家魏建彥、法國科學家貝特朗·科爾迪耶（Bertrand Cordier）的聯名支持，並由中國科學院自然研究所傾情提供珍貴古星圖圖片。

作者簡介：

讓－馬克•博奈－比多（Jean-Marc Bonnet-Bidaud）法國原子能和替代能源委員會（簡稱CEA）天體物理學家，天文學家，參與中法合作的SVOM（Space Variable Objects Monitor，天基多波段空間變源監視器）太空望遠鏡項目計劃於2021年發射的SVOM太空望遠鏡也將是中法兩國在空間科學領域的二次合作。熱衷於科普傳播工作，並負責CEA天文學的公眾宣傳，為La Recherche 和Ciel et Espace等雜誌顧問，第57屆國際藝術展（ARTE 2017）中國天文學紀錄片的創作人和科學顧問。

目錄：

推薦序

序言

北宋時期的天象記錄：1054年的「客星」

偉大的漢學家

天地的臣民

中國歷代天文學發展

本書凡例

第一章 夏朝：基本宇宙觀形成

千年文明的方位

共工神話：宇宙的起源

天命：中國古代官方首要科學

第二章 甲骨天文

商朝的「圖書館」

書寫天空

古代的紀時：六十甲子

第三章 彗星帛書

馬王堆漢墓

古彗星圖

兩千年的彗星觀測

837年的大彗星

哈雷彗星的軌道

彗星朝向的認識

歐洲和彗星

《春秋的日食典》

第四章 天官之書

焚書之禍

史學家的回憶

《曆書》

《天官書》

第五章 時間的主人

智慧之光

宇宙論

蓋天說

渾天說

宣夜說

天文思想

太陽黑子

第六章 敦煌星圖

千佛洞的寶藏

敦煌星圖

星圖謎團

中國的天宮

中國的二十八宿

北極點的進動

中國的古代星圖

第七章 唐朝子午測量

龐大的帝國

圭表測影

一行的子午測量

印度數學在中國

第八章 宋朝的客星

1054年7月4日的「客星」

尋找「客星」

古代天象記錄

歐洲和超新星

蘇頌的天文鐘

第九章 元朝的天文台

外來的王朝

四丈高表

郭守敬的簡儀

大漢的科學宮

有限的接觸和交流

第十章 日食的天意

耶穌會的交食預報

「曆獄」的災難

日食和地震

北京古觀象台

耶穌會的誤解

第十一章 當代中國的望遠鏡

艱難的重建

見證人類首次登月

世界上最大的望遠鏡

「玉兔號」的挑戰

中國的航天規劃

第十二章 中國與歐洲的誤解

錯失了四次良機

中國是近代科學的先驅

另一種天文學史

李約瑟難題

兩個世界互補的願景

譯後記

附錄 古代星圖及文字說明

精彩書摘

薦序

有著悠久歷史和燦爛文化的中國，為世界文明做出了重要的貢獻。古代中國也是天文學發達的國家之一。中國先民關注天空的變化，早在四千多年以前就十分重視「觀象授時」等天文實踐活動，發展出「天人合一」的宇宙觀和哲學思想。

天文學在中國古代具有官辦的性質，天文與帝王以及朝廷有著緊密的聯繫。得益於歷代帝王的中央集權，在組織、人事、物力，乃至法律等方面，為天文學的發展提供了長期且可靠的支持，使其一直保持著地位。歷代皇家天文台都聚集了數百名學者，他們日復一日地觀測天空，一切異常的天象都會被發現、追蹤和記錄下來。這些天象觀測記錄，不但年代連續，而且內容相當豐富。這些記錄成了珍貴的科學和文化遺產寶庫，也為解決和驗證一些現代天文學問題提供了諸多重要的歷史依據。

天體物理學家讓－馬克•博奈－比多的這本著作，通過回顧中國天文學的歷史及其科學貢獻，向中國天文學致敬。中國是何時何地發展出天文學的？這些人是誰，他們使用了哪些嚴謹的科學方法？為什麼他們對異常天象如此關注？他們在觀測中使用了哪些天文儀器？他們又是如何持之以恆地記錄數量驚人的天象記錄的？這本書精彩地回答了這些問題，帶我們穿越回一個又一個朝代，踏上了中國天文四千年發展之旅。

如今，現代天文學家們都知道，天空中發生的一切變化都會揭示不尋常的宇宙現象。例如，持續時間非常短暫的伽瑪射線暴就能揭示大質量恆星在生命終結時的過程。伽瑪射線暴的信號非常強烈，它可以在宇宙尺度的距離上被探測。除了射線本身，時空的結構也會因為黑洞或緻密恆星的合併而發生扭曲，並以引力波的形式到達我們這裡。人們已經可以在地球上通過激光干涉儀來探測引力波的存在。

所以，我們如今可以從轉瞬即逝的太空中獲知很多信息。探測這些宇宙現象正是中法合作的SVOM太空望遠鏡項目（Space Variable Objects Monitor，天基多波段空間變源監視器）的主要目標，計劃於2021年發射的SVOM太空望遠鏡也將是中法兩國在空間科學領域的二次合作。

通過探測、定位和準確的記錄這些瞬間的宇宙現象，可以更好地解釋我們的宇宙，就像漢代的天文學家在兩千多年前所做的那樣。同樣是對天空中異常天象的關注和探索，如今得益於SVOM項目，中法兩國追求合作共贏，延續著中國千百年以來「精觀細測」的傳統。這本書以一位歐洲人的視角，對中國歷史上的天文成就進行了非常好的闡述，這也是對中國悠久天文學傳統的頌揚！

中法SVOM項目中國科學家 魏建彥

中法SVOM項目法國科學家 貝特朗·科爾迪耶（Bertrand Cordier）

漢字的力量:書寫星空

1898 年，一個決定性的考古發現揭開了商朝這個古老王朝的面紗。當時的一種較為原始的計數方式成了破譯古老的天文觀測記錄的關鍵。這一年的冬天，在中國中部河南省安陽附近的一個小村莊，人們發現了中國X早的古文字痕迹。一場大洪水過後，雨水在土壤中衝出了一道裂縫，村民在裂縫中發現了一堆「骨頭」。由於數量龐大，這些骨頭被人們懷疑是中國神話中龍的骨架。幾個月來，村民們都沒有透露這個發現，因為他們認為龍骨是一具有奇效的藥物，可以用來治療多種疾病。龍骨被敲碎後磨碎，就變成了神奇的粉末，可以在當地出售。幸運的是，在這些龍骨被用完之前，途經該地的一位中國學者病倒了。為了給自己治病，他購來了所謂的「龍骨」，由於他對藥方很感興趣，所以他想看這些藥粉從何而來。機緣巧合之下，他很快就發現了這些龍骨上都刻滿了精美的文字，這就是中國的象形文字「甲骨文」甲骨文通常被刻畫於牛的肩胛骨或者龜殼上，它是中國已知古老的文字，至今已有三千多年的歷史，所以這是一座寶藏。

目前出土的商朝甲骨碎片約有16 萬件，如今這些資料如同一座大型的圖書館，正在被全世界的學者利用。一種上千年以來都非常穩定的文字語言，可以很好地傳播文化和思想。一些漢字的構造也表明了天與人之間的密切聯繫，這使中華文化自始至終都具有鮮明特徵，反映出古人對宇宙概念更為深層的理解。在中國古人的思想中，宇宙就是「時空」，這種概念在公元前兩個多世紀之前就已經形成，這不得不讓人驚嘆。要知道，歐洲完全理解這個概念是在愛因斯坦提出相對論之後。

甲骨文中月亮的字元是一彎新月，後來也演變成方形的「月」字。當「日」和「月」兩個明亮的天體合在一起，就形成了「明」字，也就是「亮光」的意思。「日」和「月」還是道教中相互對立的兩極，即「陽」和「陰」。其他的天文術語也表明了當時造字的科學性，例如，自周朝起，「星」字的含義就是一顆星。它由表示太陽的「日」字和「生」字組成，這大概反映了古人對恆星本質的一種理解，即它們和太陽一樣都是發光的天體，這也與現代人的認知完全相符。