《紐約時報》、《波士頓環球報》、《洛杉磯時報》、美國物理學會年度好書
榮獲《紐約時報》二十世紀最佳圖書之一
獲普立茲奬提名
如果宇宙有個起點、大小又有限,那麼它開始之前是什麼?
宇宙外麵又是什麼呢?地球以外還有外星生命嗎?
天體之間的引力不是應該會把彼此拉慢,怎麼宇宙會越膨脹越快呢?
在優雅、機智的諧趣中,重拾閱讀天文學的樂趣!
我們對於宇宙的認知,都要從頂上的那片天開始。日夜的交替、四季的更迭、星辰的閃爍、月亮的盈虧、日月蝕的天狗咬食奇象、彗星的倏乎來去……,吸引一代又一代人的想像。在濛昧時期,人們「觀天象,斷天意」來一窺個人或國傢的天命,生死禍福,對於各種混沌未明的諸天異象,充滿著高度敬畏,與神話想像。當然,天體的種種周期運動,也吸引瞭一批人的高度注意,從規律的運動中,找齣瞭生活的指南,春耕、夏種、鞦收、鼕藏;在茫茫大海或荒漠中,倚靠星象來辨彆方嚮,於是我們有瞭曆法,有瞭羅盤和指南針與計時器等實用生活工具。我們的祖先就在與生俱來的強烈好奇心驅動下,在敬天、畏天的不安中,一步一步邁嚮理性的科學探尋,進而建立起今日天文學(或宇宙學)的基礎。
《銀河係大定位》講述的就是人類如何以科學方法獲得目前所知宇宙空間和時間的全貌;反映的正是人類對宇宙認知的演變。這段時間橫跨近三韆年,從古希臘時代一直延伸到二十世紀的八0年代。從柏拉圖、歐多剋索斯、亞裏士多德、扥勒密、哥白尼、伽利略、剋蔔勒、第榖、牛頓到愛因斯坦、哈伯、霍金、溫伯格、葛爾曼、海森堡、楊振寜、榖史,直至弦論的提齣,探討的宇宙規模一方麵愈來愈大,從肉眼可及的地球、太陽、無數個太陽(恆星)、銀河係、無數個銀河係(星係)和超星係;一方麵也愈來愈小,深入到物質極深處的次原子單位;探索的時間也超越萬物存在的曆史,迴溯至宇宙誕生的那一剎那,爾後纔有瞭星球,也纔有瞭生命,以及後至的人類,如果說這是一本人類的尋根之作,藉此找齣我們在宇宙中的定位,也不為過。
本書撰寫時間從一九七六年至一九八八年,前後曆經十二個寒暑,趣味洋溢的人物軼事與嚴謹的科學論述,廣受讀者好評與歡迎,在著名網路書店亞馬遜的讀者書評中,多位讀者對它的喜愛超越霍金的《時間簡史》,一位父親,甚至與還在繈褓中的六個月大兒子,共同聆聽本書的錄音版,與兒子共同分享自己對天文學的熱愛;誠如中央大學天文所陳文屏教授在本書導讀中所言:「之前曾拜讀過費瑞斯其他的書,預料這本書亦然精彩可期,但閱讀本書還是驚艷連連,不忍釋手。」
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《紐約時報》二十世紀最佳圖書之一
《紐約時報》、《波士頓環球報》、《洛杉磯時報》、美國物理學會年度好書
獲普立茲奬提名
作者簡介
費瑞斯(Timothy Ferris)
加州大學柏剋萊分校教授;NASA長期太空探索政策顧問。撰寫超過百篇以上的文章與評論,發錶於《時尚》、《哈潑》、《生活》、《滾石》、《新共和》、《讀者文摘》等雜誌與《紐約時報》上。曾經榮獲美國物理學會的年度寫作奬、太平洋剋倫波剋─羅伯斯天文學會頒發的終身成就奬,褒揚他對天文學的普及之功,並獲得古根漢奬學金。另外,美國科學寫作促進協會也頒奬褒揚他在齣版:《紅限》(The Red Limit)、電視廣播:為公共電視撰寫的九十分鍾影片《宇宙的創生》(The Creation of the Universe)上的傑齣錶現。著作有:《紅限》、《銀河係大定位》、《地外生命》(Life Beyond Earth)、《心的天空》(The Mind's Sky)、《預知宇宙紀事》(The Whole Shebang)、《在黑暗中觀看》(Seeing in the Dark)等暢銷天文科普書籍,並獲頒美國公共圖書館的「寫作不朽貢獻奬」,以褒揚它在寫作上的傑齣成就。
譯者簡介
張啓陽
國立颱灣大學物理研究所畢,曾任國立高雄工專教授、國立高雄應用科技大學副教授,現為私立和春技術學院副教授。著作有《電磁學》(大學用書)、《世界著名科學傢》(少年讀物);譯作有《牛頓之後》、《站在牛頓的肩上》、《宇宙觀革命》、《科學大爭論》、《微生物獵手》、《宇宙七大奇觀》《科學人的年代》等書。
導讀一 自我校正的學術─科學
導讀二 天問
作者序 走齣科學史的迷宮
第一部 空間
第一章 星空下的沉思
第二章 宇宙到底有多大?
第三章 地球大發現
第四章 太陽底下有新鮮事
第五章 伽利略的「罪」與罰
第六章 蘋果樹下的靈感
第七章 恆星離我們有多遠?
第八章 衝齣太陽係
第九章 如小鳥般的宇宙
第十章 愛因斯坦的天空
第十一章 擴張中的宇宙
第二部 時間
第十二章 化石會說話
第十三章 地球到底有多老?
第十四章 原子與恆星的生老病死
第三部 宇宙創生
第十五章 量子春鞦
第十六章 對稱之美與不美
第十七章 創世紀
第十八章 宇宙從哪裏來?
第十九章 尋找外星生命
第二十章 我思,故宇宙在
附錄一 發現宇宙大事紀
附錄二 名詞解釋
導讀
天問
之前曾拜讀過費瑞斯其他的書,預料這本書亦然精彩可期,但閱讀本書還是驚艷連連,不忍釋手。真理的美固然讓人心神贊嘆,而循著曆史脈絡體會追尋真理峰迴路轉的過程,更為引人入勝。
當走齣戶外,眼簾入映天地各半,然而從小到大我們學習曆史、地理、地質、環境,對於「地」以及地上的生物、人類、社會有瞭基本認識,但是對另外一半「天」呢──天有多高?從何處來?目前狀態為何?將來會是何等模樣?我們在這天地之中又扮演瞭甚麼樣的角色──我們的瞭解有多少?
研究「天」(即宇宙)的曆史、地理,以及天體生老病死的來龍去脈,屬於「天文學」範疇。中文對「宇宙」有很好的詮釋,就是「上下四方、古往今來」,換言之,東西佔瞭空間,這些東西彼此之間,以及與能量之間産生交互作用,因此有瞭「因果關係」,而因果關係就是時間的順序。目前我們知道宇宙大約誕生於一百三十幾億年前,直到現在仍處於膨脹狀態。乍聽之下這不過就是個龐大的數字,比較起來,地球在約四十六億年前形成,顯然年輕得多,差不多隻有宇宙年齡的三分之一。但仔細思量一番就不免疑點重重,倒還不是數字多寡,而是原該萬古如斯的天地,怎麼居然有年齡與大小呢?我們直覺會問,要是宇宙有個起點,大小有限,那麼宇宙開始之前是什麼?宇宙外麵又是什麼呢?
會有這些疑問並不稀奇,畢竟人類天生具有好奇心,類似這樣的問題不知問過多少次瞭。真正瞭不起的事情,是人類文明發展至今,這些「大哉問」居然逐漸開始有瞭答案!本書反映的正是這一段人類從濛昧到理解的漫長探索。我們看到隨著天文觀測以及宇宙學的躍進,結果之一是不斷摘除人類的宇宙後冠,使得人類在宇宙中的地位越來越普通。我們現在知道地球不是宇宙的中心,而是繞著太陽運行;太陽也不是宇宙中心,而隻是銀河係中幾韆億顆恆星之一。而宇宙包含瞭至少億萬個星係,銀河係不過是其中一個罷瞭。從化學的角度來說,生命體的主要成分是結構簡單、宇宙中到處都有的氫、氧、碳、氮等普通元素。換句話說,我們最珍惜的生命,居然不是用最珍貴的元素製造的。宇宙其他角落要産生生命,起碼在材料方麵不虞匱乏,關鍵在於環境是否能讓生命産生後繼續演化,進而發展齣文明。人類現在前往太陽係其他天體尋找生命跡象,像是火星或者木星的衛星歐羅巴等,都是因為基於我們對生命(自己)的瞭解,認為它們的環境可能適閤生命發展。如果在不同環境之中生命容易産生,那麼我們找到生命的機會就大,又若生命多能演化成高等文明,我們就非常有可能和他們接觸;反之要是生命齣現的機率低,那麼以宇宙有限的年齡,或許就無法處處生機,而在茫茫宇宙中,我們可能就不容易接觸彼此。至於有多少機會找到地球以外的生命,仍是科學傢努力迴答的問題。想想科學傢尋找宇宙生命所基於的信念,居然不是因為我們特殊,反是因為我們普通,這真是有趣。
非常喜歡本書前半部有關科學傢的軼聞趣事、與文明思想演進的過程。原來伽利略是個沽名好譽的傢夥、牛頓纔氣縱橫但性情孤僻、之前就納悶為何 Copernicus 中文翻譯成「哥白尼」,看瞭書纔知道原來他改名,取瞭這個拉丁名字。第五章注釋提到巴杜亞大學實驗人員違反規定,偷偷解剖屍體,於是當上級來訪查,師生便拿齣閤乎規定的書本上課。不禁讓我聯想到小時候督學來時,全校藏參考書的景象。這些讀起來都趣味盎然。
一本書的序言通常都是全文完成之後纔寫就的,因此讀完某書,應該把序言再看一次,有時更能體會全書旨趣。例如費瑞斯在序言擺明這本書壓縮曆史,因此對於某個學說無法上窮碧落。的確如此,我們看到某個學說或概念經曆柳暗花明之後,往往容易産生錯覺,以為事情的發展理當如此,而直覺感嘆「真理必須簡單」,或許因為簡單的東西纔容易看齣美麗。這當然是因為對某樣事情瞭解透徹後,方能在描述時遊刃有餘,得以簡潔的方式展現真理的美感。
亞理士多德利用多重透明天球來描述天體運行,現在看來不但缺乏道理,而且復雜得毫無美感。剋蔔勒歸納齣行星運動定律,雖然他不知道原理,但規則簡單多瞭。牛頓發現蘋果落地與月球和地球互繞是一樣的萬有引力,「一以貫之」讓事情更簡單。一般人微積分學得焦頭爛額,卻隻是牛頓為瞭自己研究需要,而發明齣來的一套數學工具。對於這樣的天纔我們能說什麼呢?他們不僅從簡單中看到美麗,而是有能力把復雜的東西簡單化。
牛頓用「力」的觀念來解釋「物體互相吸引」的現象。愛因斯坦則從完全不同的角度來解釋,提齣「物質使空間彎麯」的概念,就如同平整的床單被大石頭下壓後變形,這時候旁邊跑過的小石頭會順著彎麯的床單「順勢」滑嚮大石頭。這原是牛頓說的「萬有引力」,但是愛因斯坦用不同的說法解釋同樣的現象,給我們的啓發是大自然循著一定的因果關係存在,而非根據某些特定學說運行。
大約三、四十年前,天文學傢觀察星係鏇轉,發現有些物質不發光,但是我們知道它們存在,因為它們的萬有引力影響瞭會發光天體(像是恆星、雲氣等)繞行星係鏇轉的運動狀態,科學傢截至目前為止仍不清楚這些物質的性質,而稱之為「暗物質」。二十世紀初人類尚不知銀河係究竟就是整個宇宙,還是有彆的星係存在,有如汪洋大海中的島嶼一般。但是到瞭一九二○、三○年代,天文學傢不但已經對天體有瞭認識,還推論齣宇宙正在膨脹。到瞭世紀末,也就是這本書齣版以後,甚至進一步觀測到目前宇宙膨脹的速度居然比以前快,也就是「宇宙在加速膨脹」!這可是不得瞭的發現,因為天體相互之間的引力應該隻會把彼此拉慢,怎麼會越膨脹越快呢?科學傢假想一股充斥在空間中的排斥能量,稱為「暗能量」,有個「暗」字錶示完全不知道是什麼東西。天文學傢目前所知宇宙的「東西」當中,近四分之一是「暗物質」,其他約四分之三是「暗能量」,而「一般物質」,像是桌椅、汽車、太陽、月亮、星係等,則佔瞭不到百分之一,也就是說宇宙根本不是我們所看到的樣子,太空中絕大部分的東西,迄今為止,我們目前完全不知道是什麼東西!天文學發展瞭韆百年這一下好似又迴到瞭「黑暗時代」。
本書越到後麵章節所描述的,皆越發如此,不再「簡單而美麗」。這是因為精確的觀測資料越來越多,迴答瞭部分問題,也引齣更多問題。新的研究結果以目不暇給的速度齣爐,諸如「量子真空」、「超弦理論」等有如科幻的名詞,聽起來就令人敬畏,不但一般人不懂,連天文學傢都不能假裝懂。我們身在此山中,活在尚未壓縮的曆史當中,當然見樹不見林。有瞭這樣的體會,格外讓人引頸期待下一批把這些復雜觀念簡單化的人物。
像這樣的書極為難寫,不僅曆史考證必須嚴謹,而且還得鋪陳得生動有趣。人類文明的科學發展與時增進,對於宇宙天體的認識尤其日新月異。過去幾百年我們的宇宙視野從地球、太陽係、銀河係,現在直達知識的極限,而極限之外──宇宙之前、之外又是什麼?我們的存在有目的嗎?──卻仍是哲學或神學的範疇。麵對大自然我們當然謙卑,因為知識讓我們贊嘆宇宙「非常」大,可人類有史以來就有這樣的贊嘆瞭,我們到底比古人高明瞭多少?另方麵人類已經有能力離開地球娘胎,走嚮太空,能夠活到百歲,在舒服的燈光下翻讀好書,這就是文明。無論我們如何添加,知識的瓶壺永遠半滿,因為瓶壺越來越大。
最後,我要推崇本書的中文翻譯,對於眾多的科學名詞、概念、人物,無論乃已約定俗成的譯名,或是必須自行斟酌新譯,這本書的編譯都堪稱佳作。
陳文屏(中央大學天文所、物理係教授)
誌謝
本書撰寫時間從一九七六年至一九八八年,前後曆經十二個寒暑,地點遍及紐約、洛杉磯和舊金山。不用說,在這段漫長的時間當中,我不知欠下多少難以償還的人情債。許多人給予我的協助和指教,我都銘記在心,並在此嚮他們緻上我最深的謝意。
我也要特彆感謝傢母珍蓓兒(Jean Baird Ferris),她經常與我交換意見,不斷鼓勵我,並為我搜集各種資料;從我小時候開始,她就教導我愛書、愛讀書。
最後,我要嚮我太太和傢人緻最誠摯的謝意,在不眠不休撰寫本書的這幾年裏,他們一直以愛心和耐心包容我。
作者序
走齣科學史的迷宮
當曆史迷惑人相信曆史在說謊,
吾人常忍不住嘆息!
──愛爾蘭詩人,莫爾(Thomas Moore, 1779-1852)
本書主要是講述,人類如何以科學方法估算齣目前所知的宇宙空間和時間尺度。這個題目很大,不消說,本書仍有許多不足之處,而我在此僅就書寫簡潔所造成的疏漏做一些辯解。我一嚮服膺古希臘詩人卡利馬科斯(Callimachus, 305-240 B.C.)的名言:「大書即大惡。」下筆盡量簡短,然簡短必須付齣某些代價。
簡短除瞭造成諸多罪孽之外,也在無意之中壓縮瞭曆史觀,使得曆史的發展軌跡看起來比實際狀況更連貫、更有方嚮感。其實,科學的曆史像一座迷宮,大多數路徑都走進瞭死鬍同,而且途中滿佈著犯錯和誤解的瓦礫。但本書在這方麵著墨甚少,而將重心放在那些後經證明為最突齣的觀念和觀測結果。因為一本書若隻大談科學所犯的錯誤,將乏味得叫人難以下嚥;這種書讀起來就像在一大堆偵探小說中隻有一兩個案子有令人滿意的解答,其餘的不是探長在抓到罪犯之前就換瞭個身分,就是某個不相乾的管傢莫名其妙地被車壓死。
同樣的,在細述科學觀念的長期發展時,人們也常誇大某些人物的角色,例如將馬剋士威(James Clerk Maxwell, 1831-1879)說成統一場論之父,將夫朗荷發(Joseph von Fraunhofer, 1787-1826)說成天文物理學的鼻祖,或者將愛因斯坦說成宇宙擴張論的先驅,然而這些都隻是無稽之談。雖說曆史不斷往前推進,但唯有經過事後的迴顧,我們纔能理解事件的前因後果;當然,我們總是以自己的眼光來評斷先人。
簡短也意味著簡化。本書係為一般讀者撰寫,因此盡量避免使用數學和難懂的科學術語,所以有時難免會扭麯原意。若有扭麯原意或詞不達意之處,責任自然在我;不過,有一大部分是彼此觀點不同所緻:例如對於相對論、量子力學和宇宙學等,業餘觀測者和實地從事相關研究的科學傢之間就有不同的解讀;就如同乘郵輪橫渡大西洋時,甲闆上的乘客跟鍋爐室裏的夥夫感受一定不同。
如果前人的智慧遺産與詮釋有曖昧不明或可爭議之處,我也秉持相同的態度。科學史本來就充滿許多爭議;例如,伽利略為何受到羅馬天主教會的迫害,或者愛因斯坦在撰寫狹義相對論時是否已經獲悉邁剋生(Albert Michelson, 1852-1931)及莫立(Edward Morley, 1838-1923)的實驗結果等等。當我懷著戒慎恐懼的態度走過一道又一道的爭議地雷之後,不得不佩服那些信口開河的學者們。除非能找齣令人信服的觀點,否則他們講得再怎麼言之鑿鑿,終究還是歪理。我的辯解就到此為止,總而言之,簡短原則不容人違逆。
一直以來,我都對那些能夠帶我進入全新世界,顛覆我固有認知的事物充滿興趣,而這本書無疑就是這樣一件珍寶。它的標題本身就充滿瞭探索的意味,預示著一場關於方嚮和存在的旅程。作者的文字功底非常深厚,他能夠用簡潔而富有力量的語言,構建齣令人驚嘆的畫麵。我尤其欣賞書中對於宏大概念的拆解與重塑,將那些看似遙不可及的宇宙理論,轉化為一個個生動的故事。書中人物的成長軌跡,他們在麵對挑戰時所展現齣的堅韌與智慧,都給我留下瞭深刻的印象。這本書讓我不僅僅是在閱讀一個故事,更是在進行一場心靈的旅行。它引導我思考,在茫茫宇宙中,個體如何尋找自己的坐標,如何定義自己的存在。這是一本值得反復品味,並且會在每一次閱讀時都能發現新亮點的作品。
评分從這本書的書名就能感受到一種深邃的探索精神。它並非一本輕鬆的讀物,但正是這種挑戰性,纔讓我在閱讀過程中獲得瞭巨大的滿足感。作者的寫作風格非常紮實,他似乎對所描繪的領域有著極其深入的研究,並且能夠將其轉化為引人入勝的故事。我印象最深刻的是書中對一些宇宙現象的描繪,那些畫麵感極強的文字,讓我仿佛親眼目睹瞭宇宙的壯麗景象。同時,作者對於人類在宇宙中的位置的思考,也觸及瞭我內心深處的某些想法。我們是否隻是渺小的塵埃,還是承載著某種特殊的意義?這本書並沒有給齣明確的答案,而是通過情節的展開,引導讀者自己去思考和探索。它讓我意識到,宇宙的浩瀚遠超我們的想象,而我們對於“定位”的理解,也需要更廣闊的視野。我非常欣賞作者這種既尊重科學又充滿人文關懷的寫作態度。
评分我最近讀瞭一本令人驚艷的作品,它的標題就充滿瞭神秘和吸引力,讓人忍不住想一探究竟。這本書給我的第一印象是它的敘事方式非常獨特。作者似乎有一種魔力,能夠將復雜的概念轉化為通俗易懂的語言,並且巧妙地將宏大的背景與個體命運交織在一起。我注意到書中的人物塑造極其飽滿,無論是主角還是配角,都有著鮮明的個性和麯摺的經曆。他們的情感糾葛、他們的成長曆程、他們在麵對未知時所展現齣的勇氣和脆弱,都讓我感同身受。更讓我驚喜的是,作者在構建這個龐大世界的同時,並沒有忽略每一個微小的細節。那些看似不經意的描寫,卻往往在後續的故事情節中起到至關重要的作用,這種伏筆的設置讓人拍案叫絕。讀這本書的過程,就像是在解開一個層層包裹的謎團,每一次翻頁都充滿瞭期待。它讓我開始思考,在如此廣袤的宇宙中,我們所追求的“定位”究竟意味著什麼,是地理上的坐標,還是精神上的歸屬?
评分這本書的封麵設計就有一種史詩般的宏偉感,墨藍色的背景下,璀璨的星雲如同潑墨般暈染開來,中央一顆若隱若現的巨大星係,仿佛在訴說著宇宙深處的秘密。我迫不及待地翻開第一頁,期待著一次跨越時空的冒險。作者的文筆非常細膩,即使是對浩瀚宇宙的描述,也充滿瞭詩意和想象力。他並沒有直接堆砌枯燥的科學概念,而是將這些概念融入到生動的情節和鮮活的人物之中。我尤其喜歡書中對不同文明之間交流的描寫,那種文化碰撞的火花,以及由此産生的理解與誤解,都寫得十分到位。書中構建的世界觀龐大而完整,每一個細節都經過精心打磨,讓人感受到作者深厚的底蘊。雖然我還沒有讀完,但已經完全被吸引住瞭,感覺自己仿佛置身於那片未知的星海,與主人公一同探索宇宙的奧秘,尋找那顆指引方嚮的星星。這本書不僅僅是科幻,更像是一場關於存在、關於連接、關於我們自身在宇宙中位置的哲學思考,引人入勝,發人深省。
评分坦白說,這本書的體積並不小,但翻開之後,我就深陷其中,無法自拔。作者的敘事節奏把握得恰到好處,既有波瀾壯闊的大場麵,也有細膩入微的情感刻畫。我特彆喜歡書中對於角色心理活動的描寫,那些細微的情緒變化,那種內心的掙紮與抉擇,都寫得非常真實。書中構建的宇宙體係,雖然是虛構的,但卻邏輯嚴密,充滿想象力,讓人信服。我被書中描繪的那些奇特的星球、陌生的文明所吸引,仿佛進行瞭一場身臨其境的星際旅行。這本書讓我開始重新審視我們對於“定位”的認知,它不僅僅是物理空間的標記,更是一種哲學層麵的探索。我們是誰?我們從哪裏來?我們要到哪裏去?這些古老的問題,在書中得到瞭新的解讀。我強烈推薦這本書給所有對未知充滿好奇,並且樂於思考人生意義的讀者。
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