了解天文学基本情况和最新成就的入门书本书第一版出版后，受到学界和市场的认可欢迎，并有院校采纳作为教材。修订版考虑到作为现代天文学必须紧跟天文学研究的新进展，反映最新的成就，体现“现代”。而其中的基础知识部分不作大的变动。 第二版仍然保持十五个专题的传统,新增宇宙线天文学、中微子天文学和引力波天文学三讲,为此内容上做一些调整：把光学望远镜和射电望远镜两讲进行一些精简,合并为一讲；把月球的空间探测和行星的空间探测合并为一讲,也删减了一些内容；把第十讲黑洞与类星体的内容移到其他讲中介绍。本书作为了解天文学基本情况和最新成就的入门书, ?比较适合大学理科本科生和对理科感兴趣的高中生,以及对天文科学、天文学发 展史、天文学的人文和美学特点感兴趣的人群阅读。

吴鑫基 ____________________________ 吴鑫基,北京大学天文系教授、博士生导师,兼任中科院新疆天文台和上海天文台客座教授。曾任《天体物理学报》副主编、中国天文学会理事、高能天体物理专业委员会主任及北京天文学会副理事长等职。从事脉冲星物理研究,发表论文近200篇,曾获得国家教委科技进步奖二等奖两次、中国天文学会;张钰哲奖和北京天文学会;学术成就奖。学术成就被列入《20世纪中国知名科学家学术成就概览》(天文分卷)。发表天文科普文章70余篇,出版天文学教材和科普图书共13本。其中两本分别获得2008年国家出版总署第二届三个一百原创图书奖和2017年第四届中国政府出版奖。

温学诗____________________________ 温学诗,北京天文馆副编审,曾任北京天文馆编辑室主任、《天文爱好者》杂志社社长,《天文爱好者》杂志常务副主编。曾兼任北京天文学会普及委员会主任、北京天文学会秘书长、中国天文学会组织工作委员会副主任和北京博物馆学会学术委员会副主任。单独和合作编著科普图书二十余册,合作出版图书中曾获第三届国家图书奖提名奖、国家出版总署第二届三个一百原创图书奖、第四届中国政府出版奖。主创的《观天巨眼》被中国科协推荐参加;国家科技进步奖二等奖的评选。发表科普文章二百余篇。曾获中国天文学会优秀学会工作者奖和北京天文学会特别贡献奖。

目 录

《名家通识讲座书系》总序　1 《名家通识讲座书系》编审委员会　1 第二版前言　5 第一版前言　9

第一讲　天文学的发展　1 　一、古代天文学的发展　2 　二、近代天文学的发展　8 　三、从经典天体物理学到现代天体物理学　16

第二讲　光学望远镜和射电望远镜　21 　一、天文望远镜的发明和早期光学望远镜　26 　二、光学望远镜的几个重要参数和终端设备　27 　三、当代大型光学望远镜　31 　四、我国光学天文学的发展　33 　五、射电天文学的诞生和单天线射电望远镜的发展　43 　六、综合孔径射电望远镜　49 　七、甚长基线干涉仪系统的发展　59

第三讲　月球和行星的空间探测　68 　一、空间探测时代的到来　76 　二、月球的空间探测　76 　三、21世纪初再掀探月高潮　79 　四、最受关注的火星　84 　五、难得一见的水星和令人揪心的金星　92 　六、雄踞第一的木星和光环缠绕的土星　100 　七、天王星、海王星、冥王星和柯伊伯带天体的空间探测　105 　八、小行星、彗星、流星和陨星　114

第四讲　太阳、太阳活动和日地关系　118 　一、太阳的结构和太阳观测的发展　126 　二、太阳上的活动现象　126 　三、太阳的辐射机制　134 　四、太阳射电辐射　142 　五、太阳的空间观测　146 　六、太阳风和日地关系　150 　七、太阳磁流体力学和磁重联理论　154

第五讲　恒星和恒星演化　159 　一、赫罗图20世纪最伟大的发现之一　160 　二、恒星的视星等、绝对星等和距离　163 　三、恒星的诞生和演化　167 　四、白矮星的发现和白矮星形成机理　172 　五、神秘的黑洞　179 　六、寻找黑洞　186

第六讲　恒星能源、元素合成和超新星　194 　一、太阳能源和宇宙元素问题的提出　195 　二、爱丁顿预言太阳能量来自氢聚变为氦的热核反应　197 　三、贝特揭开太阳和恒星能源之谜　199 　四、恒星元素合成理论　207 　五、超新星　218

第七讲　脉冲星和中子星　224 　一、脉冲星的发现　225 　二、脉冲星是高速自转的磁中子星　230 　三、射电脉冲双星的发现和引力辐射的间接验证　233 　四、毫秒脉冲星　237 　五、脉冲星的制动机制和磁偶极辐射模型　242 　六、脉冲星的辐射模型　248 　七、我国脉冲星的观测研究　254

第八讲　揭秘银河系　260 　一、银河和银河系的发现　261 　二、银河系大小之争　263 　三、奥尔特发现银河系旋臂、银晕和较差自转　266 　四、神秘的银心　273 　五、银河系的星团　276 　六、银河系星云　279 　七、暗物质和星际物质　291

第九讲　纵览大宇宙　295 　一、;宇宙岛的猜想和;宇宙尺度大辩论　296 　二、哈勃与河外星系的发现　298 　三、河外星系览胜　302 　四、类星体和活动星系核　309 　五、多重星系、星系团和超星系团　318 　六、星系碰撞和星系演化　320 　七、引力透镜　323

第十讲　X射线和伽马射线天文学　328 　一、X射线天文学的创立和发展　329 　二、探测天体X射线的卫星　332 　三、X射线源的发现和研究　340 　四、伽马射线天文学的发展　348 　五、超新星和脉冲星的伽马射线观测　352 　六、震惊世界的宇宙伽马射线暴　357

第十一讲　引力波天文学　365 　一、广义相对论预言引力波的存在　366 　二、引力波源　369 　三、引力波的直接探测　372 　四、震惊世界的双黑洞并合引力波事件　379 　五、双中子星并合引力波事件及相继的电磁波事件　383 　六、频率低于1赫兹的引力波的探测　387

第十二讲　宇宙线天文学　393 　一、宇宙线的发现和早期的研究　394 　二、原初宇宙线成分和能谱的空间观测　397 　三、宇宙线的广延大气簇射和地面观测　405 　四、著名的宇宙线观测站简介　412 　五、宇宙线的起源　421

第十三讲　中微子天文学　426 　一、中微子的预言和发现　426 　二、太阳中微子和超新星中微子的探测　429 　三、破解太阳中微子丢失之谜　435 　四、大气中微子的探测和大气中微子振荡的发现　441 　五、中微子天文学进一步发展　444

第十四讲　宇宙学和微波背景辐射　453 　一、热大爆炸宇宙学　454 　二、哈勃定律　460 　三、宇宙微波背景辐射的发现　463 　四、物理宇宙学的发展　469 　五、微波背景辐射的空间探测　472 　六、宇宙加速膨胀　480

第十五讲　地外生命和地外文明的探索　486 　一、寻找太阳系中的生命　486 　二、地外生命存在可能性的探讨　495 　三、飞碟之谜　498 　四、搜寻地外智慧生命(SETI)　501 　五、寻找太阳系外的行星系统　508 　六、系外行星大搜索　512

附录1　就这样，天文学诞生了读《现代天文学十五讲》　519 附录2　大学生的星空梦　523 附录3　学生园地　530 附录4　名词解释　554 附录5　全天88个星座　581 附录6　星图和四季星空　585 附录7　恒星命名和全天21颗亮星表　591 附录8　天体的视运动和天球赤道坐标系　593 附录9　天文学大事记　596

第一讲天文学的发展天文学是一门具有悠久历史的古老学科,可以追溯到5000余年前。 在漫长的岁月里,人类积累了十分丰富的资料,但由于科学技术的落后、 宗教势力压制和封建迷信盛行,天文学的发展非常缓慢。错误的托勒密 “地心说”统治了1500年,正确的哥白尼“日心说”论著出版后便成为禁 书,被禁锢了2个多世纪。到了牛顿应用力学定律研究行星的运动定律 以后天文学才从单纯研究天体运行的状态,进入到理性认识天体运动规 律阶段。19世纪中叶物理学的发展促进了致力于揭示天体物理本质的 天体物理学新学科的产生。19世纪末20世纪初,物理学经历了从经典 物理到现代物理过渡的发展阶段,天体物理学也从经典发展到现代天文 学的阶段,天文学的发展速度越来越快。这一讲将分几部分介绍从远古 到托勒密时代的古代天文学,从哥白尼到牛顿时代的近代天文学,18、19 世纪经典天体物理学和20世纪现代天文学。在天文学发展的漫长岁月 中,在各个历史阶段都涌现出一批著名的天文学家和代表人物。他们的 成就代表了当时天文学的发展水平。一、古代天文学的发展中国、埃及、印度、巴比伦、希腊和罗马等文明古国是世界上天文学 发展最早的国家。这些文明古国对天文学的贡献都是巨大的,有其共同 性,也各有特色。人类最古老的文字,如考古出土的中国殷墟的甲骨文 和古巴比伦泥版书上的楔形文字,都曾记载了不少有关天文方面的内 容。各民族观察天象的历史几乎和民族本身的历史一样长远。丰富的 天象观测记录是世界各文明古国对天文学发展的重要贡献。天文观测 方法、天球坐标系的创立、星座的划分以及历法等古代天文学的成就和 精华都被现代天文学所继承和发展。1 .中国辉煌的古代天文学8我国古代天文学的发展可以追溯到原始社会。到了春秋战国时期 （公元前770—前222年）开始有了比较系统的天文学观测记录。到了秦 汉时期（公元前221—公元200年）,形成了以历法和天象观测为主的体 系。历法的制定和修改成为各个朝代的政府行为,有专职的天文官吏, 有经费,有发展计划,有史书详细记载天文学的大事。我国古代天文学的最重要成果是对星空、恒星、太阳、月亮、行星,以 及众多天象进行观测,记录下非常丰富的观测资料。这些资料对现代天 文学研究仍有重要的参考意义。因此,在本讲中仅重点介绍那些与现代 天文学研究仍密切相关的观测成就。星座最早把星空中的数不清的星星划分为不同的星座是古代迦勒底人。 我国虽然比他们晚,但也创造了自己的星座划分体系。我国称星座为星 官,其中最重要的星官是三垣二十八宿。三垣是比较大的天区,二十八 宿则是把黄道、赤道附近的星象划分为二十八个大小不等的部分。这一 体系对天体位置的测量和形成优越的赤道坐标系起了非常重要的作用。