序言

“当我循着浩瀚群星的轨道前进时，我的双脚便再也触不到地面了。”

——托勒密

关于宇宙的起源，我们知道些什么？这个问题，不同的人会给出不一样的答案。一位现代宇宙学家肯定会回答由比利时神父乔治·勒梅特在1927年提出的“宇宙大爆炸”理论（“宇宙的新视角：爱因斯坦、勒梅特和哈勃”），勒梅特提出一种猜想：现在的宇宙是从一个“宇宙蛋”（或称“原初原子”）的爆炸中产生的。在百亿年以前，所有的时间、空间和能量挤在一个密度无限大、温度无限高的“奇点”中。这个“奇点”在不到10-24秒内，经由一次“大爆炸”而膨胀，我们的宇宙由此诞生，不断膨胀至目前直径930亿光年的规模。

如果问一位天体物理学家，他可能会争辩说，“大爆炸”可能不是宇宙的真正起源，因为以爱因斯坦广义相对论为基础的大爆炸理论，只能描绘在奇点之后发生了什么，但对之前的事一无所知。实际上，存在两个“大爆炸”理论，其中只能有一个为真。另一个“大爆炸”理论假设，时间和空间诞生得更早，在“大爆炸”之前，还存在一个极短的“暴胀”时期，这个时期内，驱动宇宙发展的并不是物质和辐射，而是其内生能量，即尚不可见的“暗能量”（“20世纪以后天文学的突破性进展”）。虽然暗能量的存在目前也只是猜想，但它产生的效应明显是可观测的。如果再多问几位天体物理学家，他们可能会将爱因斯坦定律与近些年的量子方程模型相结合，给你另一个答案，即从来就不存在创世点，宇宙永远存在，没有起始也没有尽头。这个观点居然和2300多年前亚里士多德的观点并无二致，神性简直是宇宙永恒说的最佳佐证。

那么，关于宇宙的起源我们到底知道些什么呢？人类对宇宙起源的好奇心古已有之，所以世界各文化的发源地都有创世神话。中国有盘古开天辟地的传说。盘古是个毛发浓密、奇大无比的巨人，他在混沌中等了一万八千年，大斧一挥，将混沌一分为二，形成了天地。之后，他的四肢变成了群山，血液变成了江河，而呼吸则变成了风。

史蒂芬·霍金特别喜欢在他的演说中引用刚果（金）库巴人的创世神话：曾经有一个叫作姆邦博神（也被称作布姆巴神）的巨人，他独自站在黑暗和水中，忽然感到一阵胃痛，就吐出了太阳、月亮和群星。太阳的照晒蒸干了水分，陆地便显露出来。接着，他又吐出了九种动物，最后，一阵干呕后，人类被吐了出来。

其他地方也有不少关于创世的故事，比如在匈牙利的神话传说中，银河被称作“勇士之路”。传说，如果塞凯什人（居住在特兰西瓦尼亚的一个匈牙利部族）遭受了威胁，匈奴王阿提拉之子乔鲍将经由此路，率部营救。再比如，现今的伊拉克地区，差不多4000年前在此居住的古巴比伦人就有了《巴比伦史诗》（“古巴比伦人”）。据史诗记载，体形巨大的最初几代神灵之间爆发了一场大战，宇宙由此诞生。

翻阅《圣经》，可以在《创世记》中看到这样的描述：在创造光之前，上帝之灵运行在无边黑暗的渊面上。（《旧约》明显受到《巴比伦史诗》影响，二者在叙事上的相合之处不胜枚举。）人们对《圣经》中的这类信息深信不疑，做了很多死板的直译，因此出现了许多奇奇怪怪的结论。比如当时人们认为地球是四方扁平的；还有一个早被遗忘的中世纪理论——苍穹之上的汪洋，人们认为水手们操控船只飞翔在天空之上（“苍穹之上的汪洋”）。到了17世纪，大主教詹姆斯·乌雪（1581—1656）经过反复考证和推算，居然算出了上帝创造宇宙的精确时间——公元前4004年10月22日下午6点前后。不仅如此，17世纪还出现了另外一个理论，物理学家、术士罗伯特·弗拉德认为，创世之前宇宙一片虚无。弗拉德在他的《两个世界的历史……》（1617年）中，还描绘过这片虚无。

实际上，这张图展示的那片创世之前黑沉沉的虚无，有人认为这就是“天空”最初的形象，这也是本书创作灵感的来源。本书本质上是以整理一份天空的可视化历史为出发点，结合天文学、天体物理学领域中里程碑式的发现，将遍布世界各地错综复杂的天空神话和哲学宇宙学，浓缩成一个跨越千年的人类对天空认知发展变化的旅程，并随附了精美的插图。虽然这本书收集了各种绘画、仪器和照片，以便按年代顺序一步步揭开宇宙这部大戏中藏着的秘密，但它本质上还是一部天空制图学领域的星图集。

在我看来，天空制图在制图学领域中是最不受重视的一类。在制图学的历史中，即便传统上是天空类制图和地球类制图并重，描绘天空的制图作品数量也远远少于地图。这恐怕违背了这样一个假设：虽然陆地地图描绘了君主制和帝国统治下的探索和政治阴谋，天空制图却在反映尘世景象方面无能为力。而由于缺乏历史内涵，现代也确实存在将天图的使用范围仅仅缩小到装饰物的趋势。（当然了，天图曾经与伪科学占星术的历史关联也没起什么正面作用。）荒谬的是，人们还认为天图是只有做学术研究的科学家才会感兴趣的一种死气沉沉的技术图。在本书中，我们将了解到以上观点实际上是对事实的极度扭曲。天空地图是生机勃勃、富有故事性的一类图，和其他的图没什么两样，而天图在艺术性上拥有无与伦比的优势。

当然，天图和地图展现出的发现方式是不一样的，在制图传统上也大相径庭。地球制图扎根于人类对地球积极探索的渐进过程中。自初次尝试冒险开始，人类在地理上的认知范围扩张就是通过在地面上一步一步地丈量、在水面上一艘艘船的开拓实现的。人们根据记录和测量的结果，将地图上空白区域本来的样子一点一点地描绘出来。而在天图这边，从一开始，天穹就将它壮丽的景象全部展现在人们眼前。在天幕中数不清的可见恒星的映衬下，太阳、月亮及其他在天穹“游荡”的行星早就将它们的运动和相位变化毫无保留地展示给我们了，即便那时人类尚不清楚为什么星体会有这样的运动。

制图师们面对的就是这浩瀚无垠的壮观景象，对他们来说，天空本身是一块画布。注目天穹时，人类的大脑会本能地在混乱中搜寻认知中已有的图样，制图师便将脑海中所有的神话传说、恐惧元素和宗教幻想都投射到这块画布上去。苦于没有“船只”去探索天穹这片最壮阔的“海洋”，天文学家和艺术家们只能挑出那些亮度超群的恒星，再用已知的东西（比如神、神话传说和动物）给星座赋形和命名。黄道十二宫星座符号的出现比古罗马人书面记录的时代还要早。而古罗马人从古希腊人那里继承了星座划分模式，古希腊人又是从古巴比伦人那里吸收了这个想法。以此类推，我们便可以一直回溯到史前那片未知的迷雾之中。

本书将从考古天文学领域的一些史前遗迹说起，但有关天文学故事的文字记载，是从美索不达米亚平原上的古苏美尔人和古巴比伦人开始的（比如，史上第一位写相关故事的具名作者是一位月亮女祭司）。随后，我们的旅程将穿行到古埃及，然后再去看看古希腊哲学家们对天空的惊人看法和观点。而在那些希腊化时期的观点中，最奇妙、被人们奉行时间最长的就是水晶天球论了。水晶天球论认为，宇宙由一层层嵌套在一起的透明的物理天球层构成。天球层由内向外依次增大，行星、太阳和月亮等星体就分布在这些天球层中，每层都有一颗，宇宙的最外圈则是恒星背景。从现代的角度看这个观点的确很奇怪，但这一观点其实是有逻辑可循的。当时人们是根据地球已知的运动表现去推断、解释天体的运动，于是他们判定，要让物体在这么长的时间内一直保持运动状态，只有一种可能——它们是被什么东西带动着在运动。

实际上，天球论还给人们带来了一项重要启示——真正的突破性进展往往就是将那些显而易见的、已经为人所知的、合乎常理的理论放到一边，创造性地提出一个违反直觉的理论。纵观天文学发展的历史，大部分突破性进展都属于这一类型。哥白尼可能是这条规律的拥护者中最出名的那一位了（“哥白尼的革命”），在上帝创造的宇宙里，他将处于中心位置的地球换成了太阳，在当时的宗教组织和社会机构中引发了震动，并触发了一场科学革命。于是我们发现，天文学家们的终极目标是获得认识宇宙的客观视角，厘清宇宙中错综复杂的力学原理，而想象力可以说是他们最重要的工具。

这也是为什么这本书在讲述天文学领域重大发现、各式各样神话文化的同时，还搜罗了一些错误的天文冒险故事和科学迷思——例如，珀西瓦尔·洛厄尔观测到火星上有外星人修造的运河（“珀西瓦尔·洛厄尔看见了火星上的生命迹象”）、勒内·笛卡尔涡旋宇宙理论（“笛卡尔的宇宙”），或是追捕祝融星等幽灵行星的离奇行为（“幽灵行星祝融星”）。这些天马行空的想象，虽然最终被证伪，但我们从中汲取的经验和知识绝对不比我们从成功案例中学到的少。随着天文学领域一点点地向前推进着发展（偶尔也会误入歧途），我们还需要了解一门用形象化的手段记录下改革和创新的艺术——天空制图艺术。这门艺术在古腾堡发明的印刷机的助力下蓬勃发展，并作为制图艺术的一部分，使得人们在文艺复兴运动中对测量和精确描绘形状的热忱在短时间内发酵、扩散，掀起了一股热潮。到了15世纪，随着地理大发现的帷幕缓缓升起，制图学的黄金时代如期而至。在地球制图方面，新国度、新大陆的发现使得地图覆盖的范围越来越大，也使得地图的细节越来越丰富，天空制图在这些方面也不遑多让。天空制图的进步让人们对几种宇宙结构的理论莫衷一是，争论不休。17世纪，天空制图达到了一个极高的艺术水平。这个时期，安德烈亚斯·策拉留斯出版了《寰宇秩序》，这本图集是公认的有史以来最美丽的星图集之一。

稍晚些时候，光谱学的发展又让人类对宇宙奥秘的认知向前迈进了一大步。人们意识到恒星正是通过它们发出的光向我们透露其化学构成。由此，天体物理学兴起，加之同时期摄影技术的发展，使得天空测绘制图的范围也发生了转变。到了20世纪，各领域的创新层出不穷，天文学的发展也是一日千里。其中最著名的就是爱因斯坦的广义相对论了，广义相对论又影响了前面提到过的勒梅特神父关于“宇宙蛋”的想法。接下来，埃德温·哈勃（“宇宙的新视角：爱因斯坦、勒梅特和哈勃”）发现那些在夜空中发着微光的星云实际上是一个个完整的星系，并不是银河系的一部分，离我们非常非常遥远。哈勃还发现这些星系中有许多正在远离我们，这个发现证实了宇宙膨胀的理论模型。直到1998年，人们才发现宇宙膨胀的情形和之前的推测完全相反，宇宙的膨胀并不是在逐渐放缓，而是在加速，各个星系正在相互远离。这个现象就好比你向空中投掷了一块石头，然后发现这块石头加速着越飞越远，令人十分困惑。虽然宇宙加速膨胀的具体原因目前还是个谜，但人们算出了宇宙的膨胀率，再反向推算，得出宇宙的年龄应该在100亿年到200亿年之间。再后来，哈勃太空望远镜顺利进入了运行轨道，大大拓展了天文观测的视界。仅仅在大主教乌雪宣布他估算出宇宙已经有5650岁高龄的350年后，人们就用哈勃太空望远镜发回的数据，将宇宙的年龄进一步精确到了现在人们普遍认可的数值——138亿年。更令人惊讶的是，我们的视线可以到达诸如大熊座GN-z11这样的超级遥远的星系（“20世纪后天文学的突破性进展”）。GN-z11星系离我们到底有多远呢？我们知道它的诞生仅仅比大爆炸晚了4亿年 。

再回过头来看看开篇我们提出的第一个问题，或者说是“宇宙第一问”——关于宇宙的起源，我们知道些什么？首先，我们现在知道已经有空间探测器飞越了太阳系的边际，进入了星际空间，向宇宙的更深处进发 ， 就像过去探险家们向未知世界推进，点亮地图上的阴影区域那样，我们对宇宙的了解也一天比一天更深入。我们还知道空间望远镜大幅拓展了人类的视界，并将观测的灵敏度提高到了前所未有的水平。再回过头来看看人类关于宇宙的那些主要问题——除了地球以外，宇宙中是不是还存在着其他生命？宇宙究竟是由什么构成的？宇宙的最终命运是什么？我们离解开与这些问题紧密相关的数不清的未解之谜的日子也越来越近了，我只希望届时人类还没有灭绝。除此之外，从历史的角度来看，我们还学到了应该保持积极的怀疑态度，怀疑一切我们自认为已经了解的事物。我们现在所有理论的基础是只存在一个宇宙，可谁又能保证这就是真理，而不是人类受认知水平限制做出的短视论断呢？毕竟100多年前，天文学家们还笃信太阳系就是这浩瀚宇宙间唯一的星系呢。

不过在我看来，起码有两件事情是确定无疑的。第一件就是，细致严谨而又理性的想象力依然是我们探索宇宙奥秘最有力的工具。正因为有了它，我们才能磨出第一台望远镜的镜片，才能重新给行星排定位置，才能用满满一黑板的方程将宇宙的恢宏和壮美囊括其中。而另一件确定的事就是，天空地图必将流芳百世、隽永不朽。在本书中我们附上了大量的图片，希望能够直观地展示不同时期、不同文化背景下的人类描绘天空方式的不同。也想请读者们仅仅通过天图的存在，就可以感受到人们在绘制天图这件事上矢志不渝的决心又是何其相似。无论将来制图学采用哪种先进的天文摄影形式，也不论人类的制图水平会超出我们史前先祖在洞窟墙壁上涂画的第一幅星图多大一截，天图一直都是人们用来记录天文学成就、找到前进道路的工具。 x+1HUOHM4xMhXTi3YT0ZkpjoHXmR4UVbnk41J4MPzesi8Y4LNZ+BEVAD+48jmxUL