《征程：人类探索太空的故事》
作者：
叶培建
中国科学院院士
出版日期：2021-04
出 版 社：科学出版社
近代科学自诞生之日起，不仅持续地催生了令人炫目的技术，而且极大地改变了我们的生活方式。科学无疑是技术的源头，但却不能仅仅是为了发展技术而去从事科学研究。因为科学是人类智慧的结晶，是现代文明的代表，科学不仅提供了令人赏心悦目的审美价值，而且已经成为改造文化的巨大力量。作为理性精神的集中代表，近代科学的内在精神瓦解了众多在传统上由宗教、皇权、习惯与风俗所统治的诸多领域，不断地改变着人们的思维方式，并且取代它们成为思想和行动的指南。人们往往忽视了科学的这个更为重要的功能，即文化再造的功能。
我们不得不痛苦地承认，在我们的传统文化中，最缺乏的是理性精神和演绎逻辑学的方法，直到五四运动，先贤们力图请进“赛先生”和“德先生”。但是，按照杨振宁先生的说法，直到1949年中华人民共和国成立，近代科学才真正开始在中国这块土地上扎根。所幸的是，历史表明，作为现代文明的科学文化可以通过外部植入任何一种现存文化中，但这是需要长期的，在某些领域甚至是需要几十年乃至上百年的不懈努力方可实现。但是，若是没有改造文化的努力，就难以提升全民的科学素养。当然，在科学之内和之外的任何领域，只要研究者想达到精确、严密和系统的理论化的境界，那么科学精神和严密的逻辑思维就是不可或缺的。同时，大众的科学素养极其重要。因为，很难想象在大众科学素养很低的情况下，科学可以得到健康的发展。因此，科学教育和科学普及不仅仅是为了培养未来的科学家，更应该是作为一种文化来开展，要让科学文化植入中华文化，让科学知识作为强化科学精神和确立逻辑思维方法的载体。这项任务任重而道远。其中，科学普及则是连接科学与公众的桥梁，是训练科学思维、传播科学精神、普及科学方法的重要载体，从而促使大众树立求真、求实的作风和严密的逻辑求证思维方式；更能够激发读者的探索欲和好奇心，引发读者的思考；当然，它也将唤起年轻人对科学的兴趣，吸引他们投身科研实践。这是科学普及工作的要义。
当前，人类正经历百年未有之大变局，诸多技术的运用几近极致。就基础科学而言，诸多学科领域也正孕育着突破，因此催生的新一轮技术革命和产业变革蓄势待发。在此形势下，我国的科学与技术事业适逢巨大的发展机遇，也面临着严峻的挑战。与此同时，我国科普事业发展兼程并进，越来越多的公众体会到了科学的乐趣，触摸到了科学普及的温度。在科学发展日新月异、重大技术突破层出不穷之际，面对新时代的新需求，如何更有效地普及科学和前沿问题，传播科学精神、科学思想和科学方法，值得广大科技工作者关注和思考。
优秀的科普作品根植于科学研究的沃土之中，科普离不开科技工作者的主动作为和深度参与，科技工作者不仅要成为科学传播的开路者，更要成为全社会科学文化的坚守者。历史上享誉国际、影响一代又一代人的科普著作，比如达尔文的《物种起源》、法拉第的《蜡烛的故事》、爱因斯坦的《物理学的进化》、竺可桢的《向沙漠进军》、华罗庚的《统筹方法》等，都是科学大家结合自身科研实践所创作的与自身研究领域高度相关的作品。近年来，在国家科学技术进步奖、全国优秀科普作品奖等评选中脱颖而出的优秀科普作品，大多也是广大科学家从“科研”向“科普”的践行。
“科学与未来：院士科普丛书”正是在这样的时代背景下诞生的，它是由中国科学院学部科学普及与教育工作委员会策划，并号召组织各领域院士专家创作的。该丛书强调前沿引领、科学严谨和通俗易读，注重规范原创、思想价值和创新体验。总体有如下特点。
一是强调从“科研”向“科普”的转变，打通学术资源科普化“最后一公里”。而且，作者们将所述领域置于整个科学史的宏大背景之下予以考察，并特别注重与历史、哲学、思想、艺术和社会的结合。大多采用讲人物和故事的形式，增添阅读兴趣，进而逐步引导读者形成自己的思考。
二是强调科学精神的弘扬与引领，不再停留在简单的知识普及层面，而是以特定的科学知识为载体，激发公众的科学热情，弘扬科学精神，倡导培养逻辑思维，树立基于科学的价值观，从而形成有别于互联网内容的具有独特价值的图书内容。
三是强调科普主阵地由实用技能科普向科学素养科普的转变，也就是从实用技术普及向对科学本身理解的转变，激发读者自己去探索科学知识的兴趣，引导读者建立自己的科学价值观。
2018年5月，习近平总书记在两院院士大会上强调：“当科学家是无数中国孩子的梦想，我们要让科技工作成为富有吸引力的工作、成为孩子们尊崇向往的职业，给孩子们的梦想插上科技的翅膀，让未来祖国的科技天地群英荟萃，让未来科学的浩瀚星空群星闪耀！”
“科学与未来：院士科普丛书”的创作和出版是一次顺应时代发展潮流的实践探索，不仅希望更好地传播传统科学知识，更希望将科学知识、科学精神、科学思想和科学方法内化为公众的信念、思维、行为与习惯，希望将“永远好奇、敢于质疑、探求真理、勇于创新”的科学精神在中华民族心灵深处落地生根，希望不断吸引一代代年轻人走进科学、奋勇向前，为建设世界科技强国、实现中华民族伟大复兴而努力！
探索未知是人的本性。纵观科技文明的历史，人类从来没有停下科学探索的脚步。开普勒关于天体引力的猜想，启发了牛顿对万有引力定律的研究。爱因斯坦关于引力波的天才假设，百年之后得到了激光干涉引力波天文台（LIGO）的验证。无数事实表明，立足科学、大胆假设、敢于猜想，激发最新奇的科学发现，催生最绚丽的技术发明，历来都是科学探索的力量所在。正是因为对大海的向往，才有了轮船、潜艇、“蛟龙号”的创造；正是因为对太空的向往，才有了火箭、卫星、载人飞船的发明。
中华民族是最富想象力的民族，后羿射日、嫦娥奔月、屈原《天问》和古典名著《西游记》无一不是民族想象力的杰作。四川的三星堆文明，给人们留下许多难解之谜，引发关于史前文明、外星文明的无穷想象，其中就蕴含着重大的科学问题。基于“弘扬科学精神，普及科学知识”的目的，中国科学院组织了“科学与未来：院士科普丛书”的编制工作，精选了一些科学前沿问题为主题撰写科普书籍，并纳入国家科学思想库“科学文化系列“。
自从1959年苏联第一颗人造地球卫星上天之后，人类的太空探索历程就进入了全新时代，且不断加速发展。美国的“阿波罗”登月、“旅行者号”、“新视野号”，欧洲的“罗塞塔 – 菲莱”，中国的“神舟”“天宫”“嫦娥”等，在人类走向外太空的道路上铸就了一座座丰碑。近半个世纪以来，太空探索不仅持续升温，而且催生和引领了人类社会诸多领域的技术发展。越来越多的普通人意识到太空探索的重要意义，对于太空探索的相关知识由好奇到迸发兴趣，再到由衷热爱的公众不断增加。鉴于此，本书选择了“探索太空”作为主题，从太空的神秘奇妙入手，内容涵盖了人类自古以来的太空探索主要历程、重要科学发现和技术进步、太空探索工具和手段的基本介绍、当前太空探索中的热点和难点等，穿插了相关科学人物和历史事件介绍，内容丰富生动，引人入胜。
本书的作者是叶培建院士和他的年轻团队。叶培建院士曾在北京航空航天大学计算机学院担任兼职教授和北京航空航天大学国家重点实验室的学术委员会主任，我们很熟悉，我对他的工作也很了解。他领头的我国深空探测队伍也有不少骨干人物都是北京航空航天大学的学生，对这支队伍和他们的工作也有较多的了解。这些在航天一线从事工程研制的人，拿起笔来，将人类走向外太空面临的多个“景点”“过程”“问题”用简洁、浅显的语言讲出来，把复杂的航天任务用科普的形式和语言表述出来，是件很不容易的事，但他们做了，且努力了，这种热爱科普、支持科普的精神很值得称赞，也令我佩服。
我深为中国空间事业目前的成就而感到欣慰，也确信将来会取得更大成果。希望通过《征程：人类探索太空的故事》这样的作品，激发、培养和保持青少年的科学兴趣，在他们心中播下科学的种子。同时也希望进一步鼓励、支持和引导广大科技工作者和科普从业人员做科学的“园丁”，播撒科学的“种子”，不断“浇水施肥”，让“崇尚科学、探索求真、勇于创新”的科学精神、科学思想、科学方法在人们心中落地生根、发芽结果，把科学探索的足迹留在祖国大地、走遍世界角落，把光荣和梦想融入实现中华民族伟大复兴、构建人类命运共同体的新时代、新使命和新征程中！
第一章 地球母亲
一、地球极简史
二、“暗淡蓝点”
第二章 太阳系家园
一、八大行星
二、提丢斯 － 波得定则是真的吗？
第三章 宇宙的尺度
一、辽阔的太阳系
二、宇宙有多大？
三、量天尺
第四章 太空并不“空”
一、地球辐射带
二、神奇的粒子
第五章 易怒的太阳
一、太阳风
二、太阳风暴
三、地球的保护伞
四、“2012 世界末日”的真相
第六章 坐地观天
一、“裸观”时代
二、人类的“千里眼”
第七章 箭指苍穹
一、万户飞天
二、浅识现代火箭
三、世界运载火箭家族
四、其他空间探索工具
第八章 星际穿越
一、离子推进器
二、“核”心的力量
三、扬“帆”星海
四、反物质推进
五、虫洞
第九章 浅识航天器
一、什么是航天器？
二、骨骼和关节——结构与机构分系统
三、皮肤 — 热控分系统
四、小脑——姿态控制分系统
五、肌肉——推进分系统
六、心脏——电源分系统
七、大脑——数据管理分系统
八、手机——测控数传分系统
第十章 太空漫游
一、无人探测历程
二、太空，我来了
第十一章 太空发现
一、近地空间
二、月球
三、近地行星
四、远地行星
第十二章 “探”以致用
一、微重力实验
二、太空育种
三、遥感与气象观测
四、通信广播
五、导航定位
六、太空旅游
第十三章 技术瓶颈
一、发射成本居高不下
二、太空垃圾日益增多
三、深空测控与导航能力不足
四、太空辐射环境的影响
第十四章 太空“流弹”
一、超级“流弹”——空间碎片
二、小“流弹”，大威力
三、“避弹术”
第十五章 步步惊心的太空人
一、“十面埋伏”
二、致命辐射从何而来？
三、航天员的妙招
第十六章 天地大冲撞
一、小天体的威胁
二、“肇事者”从何而来？
三、保卫地球
第十七章 科学难题
一、黑洞
二、暗物质与暗能量
三、宇宙与天体起源
第十八章 地球的未来
一、人类会灭亡吗？
二、星际移民
第十九章 外星人在哪里
一、费米悖论的由来
二、惊人的假想
三、悖论的解释
四、戴森球之谜
第二十章 飞向宇宙，浩瀚