托勒密的地心说为什么能统治世界 1500 年？哥白尼、开普勒、伽利略如何改变了人类的宇宙观？宇宙到底是有限还是无限的？当今天文学最大的谜题是什么？星系与星系之间的空间真的是完全空旷的吗？宇宙将会怎样终结？人类是如何认识到宇宙浩淼，发现和证明自己渺小的呢？

《星空的琴弦》是一本科普著作，作者为了把知识的来龙去脉、前因后果说清楚，书中有大篇幅的情节描述。力图通过情节化的描述激发人们对科学的兴趣，普及科学精神。对天文学历史的发展进行了详细的梳理，还原了天文学史上的那些重大发现，让那些天文学史上的重要人物鲜活了起来。

作者叫汪洁，他是一民科普作家，曾获得第八届文津图书奖。除《星空的琴弦》外，汪洁的著作还有《时间的形状》《外星人防御计划》。

01.天文学的发展历程，也是科学精神的发展历程。

2500年前，以毕达哥拉斯为代表的一批先哲，开始思考用数学来解释天文学问题。毕达哥拉斯对数学有着痴迷的热爱，最先引起他关注的是大地的形状。毕达哥拉斯大胆的推断，大地是一个球形。由此有了毕达哥拉斯学派。毕达哥拉斯死后，亚里士多德又出来宣称地球是圆的。但是人们依然很难接受，大地是球体这个观点。

除了大地的形状，日月星辰的运行也吸引着古代的智者们。

古代的天文学家，提出了各种各样的观点。首先登场的是毕达哥拉斯，毕达哥拉斯认为，球形的地球是宇宙的中心，地球的外表被一圈球形的天空包裹着，五大行星、月亮、太阳就在这圈圆形的天空里。毕达哥拉斯的学生菲洛劳斯对此进行了反驳，他认为地球的反面还有一个天体，称为反地球。后来柏拉图对此提出了疑问：既然所有的天体都围绕着地球作匀速圆周运动，为什么五大行星会时而逆行、时而顺行，有时又不动呢？柏拉图的问题被他的学生欧多克斯铭记在心。欧多克斯潜心研究，想出了一个“同心球”理论，对五大行星的反常运动进行了解释。欧多克斯的同心球理论是人类天文学发展史上的一个里程碑，人类开始用几何学的思想和理论来真实地模拟天体运动。

但同心球理论存在着一个致命的漏洞，古希腊数学家兼天文学家阿波罗尼指出了这个漏洞：同心球理论虽然解释了五大行星的运动规律，但无法解释五大行星亮度的变化规律。为此，阿波罗尼推想出了另外一个模型：本轮均轮理论，解释了行星亮度的变化。阿波罗尼的思想太超前了，人们一时接受不了。

400多年后，古代天文学教父托勒密改变了这个状态。他总结前人思想，最终画出了一个基本的宇宙图像，阐述了他的基本宇宙观。托勒密的学说便是地心说。在托勒密晚年，他完成了《天文学大成》这一鸿篇巨著。这本书是人类历史上第一部系统阐述天文学的著作，是一部集古代天文学大成之作。用托勒密的理论，可以准确地预报日食和月食，也可以基本预报五大行星的运动位置。

从毕达哥拉斯到欧多克斯，再到托勒密，古代天文学的发展划上了完美的句号。而后，通过哥白尼、开普勒、伽利略为首的天文学家的努力，人类对宇宙的认识，向着正确的方向迈进了一大步。

02. 科学探索，永无止境。

1667年，24岁的牛顿发现了宇宙中最基本的规律——万有引力。在45岁时完成了《自然哲学的数学原理》一书，这本书详细阐述了万有引力定律以及牛顿力学三定律。一门叫天体力学的新学科由此创立。后来，英国人布拉德雷发现了天文学上的光行差和章动这两个概念。继布拉德雷之后，德国天文学家贝塞尔测定了天鹅61星的周年视差。

1761年金星凌日出现了，天文学家们果真测到了日地距离，于是太阳系的大小也初步搞清楚了。1781年，英国人威廉·赫希尔发现了天王星。1846年，加勒，勒维耶，亚当斯三人共同发现了海王星。第一个观察到银河真相的人是伽利略，他发现银河实际上是由无数恒星组成的。后来赫歇尔父子提出了银河系结构的圆盘理论。关于银河系的正确概念被初步建立起来了。

通过对星云的探索，人类又拓展了宇宙观。天文学家们思考着宇宙到底有多大？银河系是不是就是整个宇宙？一个名叫哈勃的美国人投入到了星云的观测中。哈勃拍摄了大量星云的照片，并进行了详细的计算。天文学家们认识到，星云不是发光气体云，而是由星辰构成的星系。

后来科学家们又思考到了宇宙的起源。人类不停歇地对宇宙进行探索，20世纪60年代，科学家们又相继发现了星际有机分子，类星体，脉冲星，将天体演化的研究不断向前推进。

20世纪90年代，美国一个研究小组通过哈勃望远镜拍摄到了超过3000个星系。通过拍摄到的海量星系照片，科学家们以此分析星系的演化过程，推测出宇宙中可观测到的星系总数超过1000亿个。人类对宇宙的研究又提升了一个层次。

根据目前的观测数据，人类所观测到的宇宙中的可见物质，只占整个宇宙总质能的4.9%，暗物质占了26.8%，暗能量占了68.3%。暗物质和暗能量仍然是当今天文学界的未解之谜。根据暗能量原理，科学家们认为宇宙可能会一直膨胀下去，河外星系相对于我们的退行速度会越来越快。

于是有了终极问题:宇宙的命运究竟会怎样？关于宇宙的最终命运，人类仍在探索。纵观人类探索天文的历史，我们不难发现，这同样是一部摆脱愚昧，追求科学的历史。科学精神，一代代的人薪火相传。探索，永无止境。

《星空的琴弦》是一部人类探索天文的历史，更是一部人类理性崛起的历史。跟随本书，你将回到过去，在那一个个激动人心的天文大发现的历史现场，和科学家们一起感受当时的兴奋，也体会他们探索的艰辛。