前言

闻名于世的“诺贝尔奖”，每年一次授予在物理学、化学、生物学、医学等领域做出卓越贡献的人，至今已整整120年了。诺贝尔的遗嘱中并没有提及天文学，但天文学成就却多次获得诺贝尔物理学奖。这是因为现代天文学与物理学不仅关系密切，而且相互推动，逐渐地融于一体。物理学是研究物质世界基本规律的一门科学，最初是研究地球上和实验室中发生的物理现象和物理过程，寻找物理规律。天文学则是一门研究地球之外的天体和宇宙整体的性质、结构、运动和演化的科学。20世纪初，物理学的研究对象已经发展到微观世界、宏观世界和宇观世界，而天文学则发展成以天体物理学为主体的现代天文学。天文学研究的重大成果都具有深刻的物理内涵，天文学和物理学互相渗透、融合和促进，使现代天文学与物理学密不可分。天体上的许多物理特性和物理过程是地球上及物理实验中所无法实现的，物理学的一些重要理论只能通过天文观测加以验证。天体物理学的一些突出成就已经大大推进了物理学的发展，天文学成就获得诺贝尔物理学奖就成为很自然的事了。

物理学家出身的诺贝尔奖评委们是懂得这个道理的，但是，早期出于某种偏见，他们主张诺贝尔物理学奖只颁发给狭义的物理学领域的研究成果。然而，科学的发展以实际行动冲破了这人设的羁绊。赫斯（Victor Hess）发现宇宙线、贝特（Hans Bethe）提出恒星能源理论、阿尔文（Hannes Alfvén）推出太阳磁流体力学都是物理学家研究物理学时所取得的重大天文学成就，虽然也曾经因为这些成就的天文学因素受到排挤，但最终分别获得1936年、1967年和1970年的诺贝尔物理学奖。1974年，天文学家赖尔（Martin Ryle）和休伊什（Antony Hewish）分别因为发明综合孔径射电望远镜和发现脉冲星而分享诺贝尔物理学奖，地地道道的天文学成就终于名正言顺地进入了诺贝尔奖的殿堂。近年来，做出杰出天文学研究成果的天文学家更是成为诺贝尔物理学奖的常客。

2001年是诺贝尔奖颁发100周年，全球范围内都举行了盛大的纪念活动，发表了很多纪念文章。上海科技教育出版社推出了全套29册的“诺贝尔奖百年鉴”丛书，可谓是我国出版界的一大贡献。这套列入“十五”国家重点图书出版规划的“诺贝尔奖百年鉴”最初是由天文学家卞毓麟提出的。1995年，他还是中科院北京天文台星系研究课题组的重要成员时，就写信给上海科技教育出版社领导，建议“在诺贝尔奖创立100周年的时候，推出一套‘科普诺贝尔奖文库’”，提出“我们应该围绕（获诺贝尔奖的）这些最杰出的科学成就，向‘诺贝尔’要选题。我们要力争选择最恰当的作者，用尽可能生动的笔法，冶科学基础知识、科学史、科学家故事于一炉，创作一批相当于高中文化程度的科普读物。这显然是非常有价值，也非常有生命力的”。意想不到的是，1998年卞毓麟毅然决定改行，从事编辑和出版工作，成为上海科技教育出版社的一员。他和刚毕业的匡志强博士共同主持了这套“诺贝尔奖百年鉴”丛书的出版，包括策划、分卷和遴选作者等工作。

2001年年初，卞毓麟前来约我和温学诗撰写“诺贝尔奖百年鉴”丛书中的天文分册，取名为《宇宙佳音：天体物理学》，并亲自担任责任编辑。卞毓麟是我们的同行和朋友，在我国科普领域有杰出的贡献，已经成为我们学习的偶像，能得到他的邀请和合作是一种荣幸。

“诺贝尔奖百年鉴”丛书问世后，好评如潮。其中，国家最高科技奖得主、著名化学家徐光宪院士的评说最为仔细。2003年我国非典（SARS）疫情期间，学校停课，他给北京大学离校和在校的学生写了一封长信，强烈推荐他们阅读这套书，指出“这套书不但对于大学生、研究生、中学教师、优秀高中学生和社会人士是很好的科普读物，而且对于包括我在内的大学教师和专业科研人员也很有用”。徐光宪院士还特别介绍了天文分册。他说：“我读了《宇宙佳音：天体物理学》，作者是天文学专家，有很高的学术造诣，既全面介绍了100年来天文学的光辉成就，还对天文学发展中如何突破困难，如怎样提高射电望远镜的分辨率，有细致的描述，并激励青年人努力创新，为中国天文学的发展做出贡献。”徐老的评述给我们以很大的鼓励。

时隔十余年，2017年7月，我又接到卞毓麟和匡志强的来信，告知拟组织出版“诺贝尔奖通鉴”丛书，邀请我再写天文分册。我们多次交换意见，并于2018年3月在上海会面进行讨论。他们两位告诉我，由于种种原因，出版社已决定推迟“诺贝尔奖通鉴”的工作，但仍决定单独出版一本《现代天文学与诺贝尔奖》。此次讨论敲定了编写大纲。这本书的构思和编写大纲是我们三人半年多来集思广益的结果。在本书行将出版之际，由衷地感谢卞毓麟和匡志强两位。

现代天文学或者说现代天体物理学的特殊性主要有两点。一是21世纪以来因为现代天文学成就获得诺贝尔物理学奖的项目不断增加，获奖的年度、天文学家和项目的数目都超过了20世纪，有太多的现代天文学成就需要介绍。二是20世纪前70年重大天文学成就被诺贝尔奖拒之门外，《宇宙佳音：天体物理学》仅介绍了20世纪后30年间诺贝尔物理学奖的情况。事实上，20世纪的前70年，现代天文学的研究成果可以用辉煌无比来形容，新的发现层出不穷，新的分支学科不断产生。这些成就完成了现代天文学体系的构建，厥功至伟。本书将力图弥补《宇宙佳音：天体物理学》所留下的上述缺憾，展现现代天文学发展的脉络。

全书共分八章，第一章“古老而年轻的天文学”介绍天文学的发展历史、研究对象和观测手段。第二章到第七章按“射电天文和X射线天文”“太阳和恒星”“致密天体和引力波”“宇宙线和中微子”“银河系和银河系天体”和“星系和宇宙学”的顺序介绍19项诺贝尔物理学奖天文项目及20世纪的8大天文学成就。第八章探讨人们关心的“诺贝尔奖离我们有多远”的问题，介绍我国天文学的发展，特别是21世纪以来取得的成就。

作者从2000年开始，在北京大学和北京外国语大学为本科生开设“现代天文学通选课”共十次，选课的学生近2000人。这门课把介绍获得诺贝尔物理学奖的天文项目作为重点，深受同学们的欢迎。他们写出了许多感情诚挚的心得体会，其中有近20篇文章在《中国国家天文》期刊发表。北大中文系的一位学生写道：“这门课具有独特的意义，从科学方面，它介绍的是科学的基本概念，宣扬的是科学的理性，为天文爱好者和普通人提供了天文学基本知识，使得其能从这里开始走下去，真正地接触天文学；从人文方面来说，它注重的是天文学诺贝尔奖获得者的精神的挖掘，阐述了科学精神的内涵。而这一点，不仅适用于天文学领域，同样也适用于其他科学领域，甚至可以说是教育的所有领域，无论文科和理科，都可以从这一点中获益。”本书的许多内容，就来自这门选修课，希望读者也能从中收获启迪和感悟。

面对21世纪诺贝尔物理学奖天文项目潮水般的涌现和20世纪前70年的现代天文学重大成就被忽略需要弥补的事实，本书的篇幅不可能太少。出版社大度地表示这本书不受字数限制，让作者根据需要尽情发挥，并对我们提出更高的要求：“科学性更严谨，历史性更明晰，启迪性更深入，前瞻性更充分，资料性更完备，表现性更多样”。作者完全同意并为之努力。本书的两位责任编辑匡志强和温润为本书的出版付出很多，工作细致和高效，特此表示感谢。

鉴于本书涉及的现代天文学难题很多，涉及众多的现代天文学分支学科，水平有限，很难全面达标，甚至会出现不当之处和一些错误，望读者批评指正。