大家好，我是中国科学院国家天文台的研究员苟利军，是《三联生活周刊》和中读的老朋友，今天我想和大家聊聊“宇宙简史和人类未来”这个话题。

为什么选择这个话题呢？

我之所以选择这个话题，是因为2019年诺贝尔学物理奖授予时，主办方对获奖的三位物理学家的评价是：对宇宙演化和地球在宇宙中的位置的理解做出了非常重要的贡献。

这个奖项的一半奖金给了美国普林斯顿大学的宇宙学家詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles），主办方对他的评价是：在物理宇宙学方面做出了非常重要的理论性的发现。

宇宙学家詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles）

来源：Princeton University

而这个奖项另外一半共同授予了瑞士的天文学家米歇尔·马约尔（Michel Mayor）和迪迪埃·奎洛兹（Didier Queloz）两个人，主办方认为他们在发现类太阳系恒星轨道的系外行星方面做出了非常重要的贡献，可以说，他们的发现在探测人类系外行星方面迈出了第一步。

天文学家米歇尔·马约尔（Michel Mayor）

来源：Tribune de Genève

迪迪埃·奎洛兹（Didier Queloz）

来源：olivierdessibourg.ch

下面让我们首先看一下宇宙起源的认识简史。自古以来，我们对宇宙或者星空有一种特殊的兴趣。对星空的观测，或者与之发展起来的天文学，是人类历史上最早的一门学科。大约4000多年前的古巴比伦文明，就对天文学有所研究，在人类观测星空的历史过程当中也有着大量的记录。通过这些记录，后人发现天空当中的天体主要可以分为两大类：

一类是它们的相对位置会发生比较大的变化；

而另外一类是它们的相对位置是固定的。

金木水火土这些行星，它们的运动状态都有着比较大的变化。现在被称之为“恒星”的天体，它们的相对位置就不会发生太大的变化。

太阳系中的九大行星

来源：The Nine Planets

大约2000多年前，当时地球上最聪明的一些智者根据一些观测结果提出了当时最为先进的一套理论，这就是我们现在所知道的“地心说”。这个学说认为：地球位于整个宇宙的中心，而其他的人类所看到的所有天体都在围绕着地球转动，比如太阳、月亮、金木水火土等行星都是在围绕着地球绕转。除此之外，其他我们看到的那些位置相对不变的天体是怎么运转的呢？这个学说认为，它们是被镶嵌在一个透明的球壳之上的。球壳之外就是我们所说的、当时所被称之的“天堂”。

“地心说”的原理剖面图

当然这种理论，现在看来是非常荒谬的，但是对于当时的人类而言，这个理论完全可以解释他们所看到的现象。所以“地心说”的观点一直持续了大约将近2000年的时间。

到了16世纪中叶，越来越多的观测对当时的“地心说”提出了挑战。哥白尼提出了一个新的学说，叫做“日心说”。但是很遗憾的是，当时的“日心说”并没有非常直接的证据，所以哥白尼不能给自己的观点以支持，因此不能推翻“地心说”。

哥白尼（Nicolaus Copernicus，1473—1543）肖像画

1609年，一位伟大的物理学家伽利略偶然听到一个工匠师制造了一种非常神奇的工具，这个工具就是我们现在所知道的望远镜，它能够将远处的物体拉近并且放大观测。伽利略得知道这个消息以后非常兴奋，并且打听到了望远镜的制造原理。他了解了望远镜的原理以后，制造出了自己的望远镜。

按照现在的眼光来看，这个望远镜挺简陋的。它的口径仅仅只有3.7厘米左右，镜头长1米左右。伽利略制造这个望远镜并不是想用来直接观察星空，而是捐赠给当时的贵族。当时意大利跟邻国发生战争，有了这个神奇的工具，贵族就可以提前发现远方进攻的军队，以便做好更多的准备。捐赠以后，他从贵族那里得到了大笔的赏金，生活过得非常舒适。在生活过得惬意之后，他有一天晚上利用自己另外制造的望远镜指向了天空，发现了星空中有着完全不一样的景象。

伽利略发明的第一台天文望远镜

来源：University of Wisconsin–La Crosse

首先，他将望远镜指向月亮，看到月亮表面有着大小不一的坑坑洼洼。2000多年之前，人们一直认为月亮应该是光洁无瑕的，伽利略的这一发现和之前人们的认识完全不一样。而之后，他将望远镜指向木星，又发现了木星周围的行星，这也是他头一次发现：竟然有其他的天体围着木星绕转。后来他还发现了水星的相位，以及把银河分解成了好多恒星。他通过望远镜所看到的世界，或者说宇宙，跟之前人类的认识完全不一样，颠覆了人类之前的很多认识，这就为哥白尼提出的“日心说”提供了观测上的证据，因此，“地心说”就被逐渐被抛弃了。

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