内容提要:在《自然》杂志最新出版的《宇宙》(Cosmic)一书中,我们将通过地球上的科学故事讲给宇宙。 作者通过对“人类文明”“科学进步”“人类探索”以及“地球文明”这四个部分加以分析,介绍了地球上的科学家们是如何用不同的方法解决问题的,从而让我们认识到我们所处的这个世界,并不是如很多人认为的那样只属于那些伟大的科学家们。 刘昌胜(Jiangsu Zhu),男,1982年出生于中国吉林长春。北京师范大学天文学博士,中国科学院国家天文台博士后。现任清华大学天体物理与空间实验室研究员。 研究方向:天体物理与太阳活动、空间天文观测技术与理论、宇宙天体化学、星系形成与演化等。 研究成果发表在《自然》《科学》等顶级期刊上(包括 Nature、 Science Advances);在《自然》《细胞》和美国物理学会(AAPS)等顶级学术会议发表论文10余篇,被 SCI收录30余次;荣获清华大学良师益友荣誉称号(2015-2017);2017年获美国天文学会颁发的杰出青年天文学家奖提名! 目前已经成为国际知名星系学家和天文学家团体(如美国物理学会和美国天文联合会)认可的青年天文学家。 研究成果:荣获2020年“中国高等学校十大科技进展”奖。1人类文明当我们谈论历史的时候,最重要的是要了解什么是历史;而不是在过去发生了什么。 ——[美]罗伯特·默顿《人类简史》 但是,这并不意味着我们应该将所有的故事都看作是一个完整的历史故事。 因为在很多时候,科学并没有被广泛地理解和应用,许多关于过去和未来的故事都显得毫无意义:就像我们已经了解到的一样,在古代,没有人知道为什么宇宙会运行;而现在也有很多关于人类起源的新理论、新观点。 但是科学并不是只从一个角度来看待历史。
2科学进步在科学进步这一部分中,我们将通过介绍科学家们的工作来展示科学家之间的合作关系,以及他们是如何对科学进步做出贡献的。 首先是对牛顿三大定律中任何一个定律所做的进一步解释,从而为天文学找到了很多以前无法想象的方法来理解宇宙,而这一点上牛顿在他之前几乎没有人能做到。 接着是对人类在各个领域中探索与进步所做出的巨大贡献,例如人们第一次把月球“搬到”了地球上。 其次是为了解决困扰人类很久的一些基本问题而提出新理论,比如利用恒星演化规律解释宇宙早期阶段恒星如何形成以及我们为何会出现在地球上。 最后则是用来解决一个更大问题的方法——人类建造了一座名为“国际空间站”(ISS),用它来收集和研究我们所处宇宙所产生的数据。 尽管这一部分看起来是那么地微不足道,但是如果没有他们就没有如今这一切都可能实现的可能。
3人类探索[i]尽管在探索方面,地球上的科学家们是最成功和最令人尊敬的,但他们还没有取得最终的成功。 [ii]在20世纪90年代之前,人类一直认为太空只属于那些拥有非凡天赋的科学家们。 [iii]当我们还不知道究竟会发生什么时,地球上已经有了一些关于空间的有趣故事和理论,例如重力波、热流和宇宙膨胀等。 人类对于太空的探索似乎一直都在持续,但直到最近也没有取得实质性进展。虽然我们可能已经获得了一些非常重要的成果,但迄今为止我们还没有看到过能让人激动或惊奇的发现。
4地球文明这本书主要介绍了地球上的科学故事,这也是地球科学中最精彩的部分。 但它并不是一个单一的故事,而是一个集合了多个不同学科观点的有趣且引人入胜的故事,其主题包括: 我们的星球——地球人,以及地球以外的生命形式和生命过程。 这本书中还讲述了一些有关科学发现、科学探索以及我们对这些发现所做的研究工作等方面的内容。