伊尔在解释恒星中的碳如何生成时提出的。人存原理指出，任何宇宙学
理论必须考虑到一个事实，即宇宙已经演化到包含我们。这意味着，这
一事实应当是宇宙学研究的一个重要因素。
加拿大哲学家约翰·莱斯利提出了一个行刑队场景来阐明人存原
理。试想你被判犯有叛国罪，正等待在20名执行枪决的士兵面前。你听
到命令开火，你看到20条枪吐出火舌——然后你意识到没有子弹击中
你。按法律规定，这种情况下你被允许自由地离开。但当你奔向自由
时，你开始想知道为什么你还活着。难道所有的子弹都那么偶然地打偏
了？难道这样的事情每处决一万人才可能发生一次，而这一次就恰好落
在你的头上？为什么你能活下来这总得有个理由吧？也许行刑队的所有
20名士兵都故意打偏了，因为他们知道你是无辜的？抑或是前一天晚上
校准步枪时他们都错误地将枪的准心偏移标靶10°？你当然可以认为行
刑失败纯属偶然来度过余生，但你的幸存很难不让人联想到更深层次的
意义。
同样，这6个表征宇宙的数字怎么就恰好取让生命蓬勃发展的值，
似乎并不奇怪。那么，我们是不是因此就能忽略这个问题，认为自己就
是这么幸运？或者说我们是在为我们这么好的运气寻找特殊的意义？
根据极端版本的人存原理，使得生命进化的宇宙的微调表明存在一
个调谐器。换句话说，人存原理可以被理解为上帝存在的证据。然而，
另一种观点认为，我们的宇宙是多元宇宙的一部分。宇宙一词在字典中
的定义是它涵盖一切，但宇宙学家通常将宇宙定义为我们可以感知或可
以影响我们的那些东西的集合。根据这个定义，就可能存在许多其他的
独立和分离的宇宙，它们每一个都由其自己的一组6个数字限定。因
此，多元宇宙允许许多（也许是无穷多）不同的宇宙并存。它们中的绝
大多数不是胎死腹中，就是昙花一现，或两者兼而有之，但是偶然地，
就有那么一些能够形成某种环境，允许生命的存在、演化和持续。当
然，我们碰巧就生活在有利于生命的宇宙中的一个当中。
“宇宙与成品服装店有某种共同之处，”里斯说。“如果店内有大量
现货，我们找到一身适合自己的服装，这没什么奇怪。同样，如果我们
的宇宙是多元宇宙中的一员，那么这种看似精心设计或微调的特征就不
会令人意外了。”
这个问题——我们的宇宙是专为生命设计的，还是多元宇宙中的宇
宙幸运儿？——属于科学猜测的边缘地带，是宇宙学家之间激烈辩论的
主题。唯一能在形而上学层面上超越它的是所有问题中的最大的问题：
大爆炸之前是什么？
到目前为止，大爆炸模型的能力仅限于描述今天所观察到的浩瀚宇
宙是怎么出现的，是怎么从数十亿年前的那种高密度炽热状态进化而来
的。究竟你准备将大爆炸模型回溯到多远取决于你是否将早期的暴胀阶
段包括进来，或是否诉诸于粒子物理学的最新理论。这个理论声称能够
描述1032摄氏度、创生后仅10-43秒的宇宙历史。
这样还剩下创生的实际时刻和是什么导致创生等突出问题。这些问
题也是乔治·伽莫夫在批评者询问他关于他的研究的范围时他很快退避
三舍的原因。他在他的科普著作《宇宙的创生》的第二次印刷中加了个
免责声明：
鉴于一些评论对“创生”一词的使用提出异议，我应当在此解释一
下，笔者对这个词的理解不是在“无中生有”的意义上运用，而是“使某
些东西从无定形中凸现出来”，例如，在短语“巴黎时尚的最新创作”的
意义上运用的。
无法解决大爆炸之前发生了什么，无疑令人失望，但对于宇宙学并
非毁灭性的失败。从最坏的情况说，大爆炸模型至少也是有效的，只是
不完备，而且这种不完备性是相对于其他许多科学理论而言的。生物学
家要解释生命是如何产生的还有很长的路要走，但这并不排斥以自然选
择，或基因和DNA的概念为核心的进化论的正确性。不过，我们不得不
承认，宇宙学家可能比生物学家的处境更糟糕。我们完全有理由相信，
在第一批细胞和第一个DNA片段的构造的背后是标准的化学定律，但是
我们并不清楚已知的物理学定律对于宇宙创生的那一刻是否有效。当我
们倒拨时钟回到宇宙接近零时间的时刻，似乎所有的物质和能量集中在
一个点上，这时运用现有的物理定律会导致严重问题。在创生的那一
刻，宇宙似乎进入一种被称为奇点的非物理状态。
即使宇宙学家可以处理奇点的物理，他们中的许多人认为，“大爆
炸之前是什么？”的问题仍无法回答，因为这个问题没有意义。实际上
这个模型指明，大爆炸不仅产生了物质和辐射，也产生了空间和时间。
所以，如果时间是在大爆炸中产生的，那么在大爆炸之前就不存在时
间，因此，在任何情形下“大爆炸之前”的短语都没有意义。这种情形的
另一个例子是单词“北”，你问“伦敦的北边是什么？”或“爱丁堡以北是
什么？”都有意义，但问“北极以北是什么”就没有任何意义。
批评家可能会觉得，如果这就是宇宙学家能够给出的最好的回答，
那么“大爆炸之前是什么？”的问题就必然属于神话或宗教领域的一个谜
团，一道永远超出科学研究范围的上帝的沟壑。美国天文学家罗伯特·
贾斯特罗在他的《上帝和天文学家》一书中对大爆炸理论家的这种雄心
持悲观态度：“他迈向无知的高山。他即将征服最高峰；当他攀上最后
一块岩石后，却受到在那里已待了几个世纪的神学家的欢迎。”
巧妙处理创生问题的一种方法是设想宇宙的质量有少许超重。这种
宇宙会膨胀，但额外的质量会导致较大的引力使膨胀停止，然后反转过
来使宇宙开始收缩。宇宙似乎要趋向前面提到的大坍缩，但实际上是一
种大反弹。随着物质和能量的聚集，宇宙可能会达到一个压力和能量与
引力相抵消，并再次开始向外推的关键阶段。这导致另一次大爆炸，宇
宙进入另一个膨胀阶段，直至引力再次终止这种膨胀，导致收缩，接着
又是大坍缩，再一次大爆炸，无限循环直至无穷。
这种反弹的、振荡的、生态友好型的，可循环的凤凰涅盘式宇宙将
是永恒的，但它不能被视为稳恒态宇宙。它不是稳恒态模型的一个版
本，而是一种多重大爆炸模型。几位宇宙学家，包括弗里德曼、伽莫夫
和迪克，一直在认真地予以讨论。
其他如爱丁顿等人则不喜欢一个循环的宇宙：“我更倾向于认为宇
宙应该实现某种宏伟的演变，而且它已经取得了一切可以取得的成就，
没有回到杂乱混沌的缺乏变化的状态，而不是受到不断重复的惩
罚。”换句话说，一个不断膨胀的宇宙最终将变成寒冷的不毛之地，因
为其中的恒星终将耗尽氢燃料并停止发光。比起无限重复的、乏味的宇
宙，爱丁顿更偏爱这种“大冻结”（或叫“热死”）的状态。
除了爱丁顿的主观批评，反弹式大爆炸还面临一系列的实际问题。
例如，至今还没有一位宇宙学家能对引起宇宙反弹所需的力给出一个完
整的解释。况且最新的观测表明，宇宙的膨胀正在加速，从而使目前的
膨胀转为收缩的可能性变得更低。
尽管存在缺陷，但反弹式宇宙的绘景确实允许宇宙通过坍缩来触发
下一次大爆炸，这至少解决了我们希望搞清楚的大爆炸之前是什么这个
核心问题的因果关系。但在宇宙学意义上，因果律也许只是一种应当放
到一边的常识性偏见。毕竟，大爆炸膨胀始于一种极其微小的尺度，常
识根本就不适用于这种极端状态。这里是量子物理学的怪异规则当道。
量子物理学是整个物理学中最成功也是最奇特的理论。正如量子物
理学的奠基人之一尼尔斯·玻尔所言：“任何人对量子理论不感到震惊，
只能说明他还不理解它。”
虽然因果律在日常的宏观世界里是一项有效的法则，但统治亚微观
量子领域的却是所谓的不确定性原理。这条原理规定，事件可以自发发
生，这种情形已经得到实验上的证明。它还允许物质可以无中生有，哪
怕只是暂时的。在日常生活的层面上，世界似乎是确定性的，各种守恒
律均有效，但在微观层面上，确定性和守恒性都可以违背。
因此，量子宇宙论提供了各种允许宇宙毫无缘由地从无到有的假
说。例如，婴儿宇宙可以自发地从虚无中诞生，可以与其他众多宇宙一
并存在，使自身成为多元宇宙的一部分。正如暴胀理论之父阿兰·古斯
所言：“人们常说，世上没有免费的午餐。但宇宙本身可能就是一顿免
费的午餐。”
遗憾的是，科学界不得不承认，所有这些可能的答案，从反弹型宇
宙到自发量子创生，都具有太多的猜测性，而且仍没有妥善解决宇宙来
自何处这个最终问题。然而，当前这一代宇宙学家不应该气馁。在这一
事实——大爆炸模型是对我们的宇宙的连贯一致的描述——面前，他们
应该高兴才是。他们应该自豪的是，大爆炸模型是人类成就的巅峰，因
为它通过揭示其过去很大程度上解释了宇宙的当前状态。他们应该走出
去告诉世界，大爆炸模型是对人类好奇心和我们智慧的一种纪念。如果
一个市民问起这个最棘手的问题：“大爆炸之前是什么？”那么他们可以
借用下面这个圣奥古斯丁的例子。
对于神学上等价的“大爆炸之前是什么？”问题，哲学家暨神学家圣
奥古斯丁在其写于约公元前400年的自传《忏悔录》里引用了他听来的
一个回答：
在创造宇宙之前上帝在做什么？
在创造天地之前，上帝创造了地狱，专用于像你这样的问这种问题
的人。
附录：什么是科学？
“科学”和“科学家”这两个词是十分现代的发明。事实上，“科学
家”一词是由维多利亚时代博学的威廉·惠威尔创造的。他在1834年3月
出版的《季度评论》（Quarterly Review）上首次使用了这个词。美国人
几乎立即采纳了它，到该世纪结束时，该词已在英国流行开来。这个词
的词根来自于拉丁语“scientia”一词，意思是“知识”，它取代了其他
如“自然哲学家”这样的术语。
本书是关于大爆炸模型的历史，但同时试图对“什么是科学”以及它
是如何工作的这两方面提供一个深入的了解。就一个科学的想法是如何
提出、被检验、确认和接受这一整个过程而言，大爆炸模型提供了一个
很好的例子。然而，科学是一项非常广泛的活动，本书的描述是不完整
的。因此，为了填补一些空白，我们在这里给出一些关于“科学”的引
语。
科学是系统化的知识。
——赫伯特·斯宾塞（1820—1903），英国哲学家
科学是对狂热和迷信的毒害的最好的解药。
——亚当·斯密（1723—1790），苏格兰经济学家
科学就是你知道的知识。哲学则是你不知道的知识。
——伯特兰·罗素（1872—1970），英国哲学家
[科学是]一系列判断和无休止的修正。
——皮埃尔·埃米尔·迪克勒（1840—1904），法国细菌学家
[科学是]想知道原因的欲望。
——威廉·哈兹里特（1778—1830），英国散文家
[科学是]关于结果的认识，它依赖于一个又一个的事实。
——托马斯·霍布斯（1588—1679），英国哲学家
[科学是]心灵在神秘世界中寻求真理的一种想象的冒险。
——西里尔·赫尔曼·欣谢尔伍德（1897—1967），英国化学家
[科学是]一场伟大的比赛。它鼓舞人心，令人耳目一新。赛场就是
宇宙本身。
——伊西多·拉比（1898—1988），美国物理学家
人不是靠武力而是靠理解掌握自然。这就是为什么科学会在魔法失
败的地方取得成功，因为它不是寻求法术来战胜自然。
——雅各布·布洛夫斯基（1908—1974），英国科学家和作家
这就是科学的本质：问一个不恰当的问题，然后你一路去寻找恰当
的答案。
——雅各布·布洛夫斯基（1908—1974），英国科学家和作家
对一名研究型科学家来说，每天早餐前舍弃一个偏爱的假设，这是
一种好的晨练。这能让他保持年轻。
——康拉德·洛伦兹（1903—1989年），奥地利动物学家
科学真理的最佳定义可陈述为这样一种工作假说，它最适合通往下
一个更好的假说。
——康拉德·洛伦兹（1903—1989年），奥地利动物学家
本质上说，科学就是不断地追求对我们生活的这个世界的那种聪
慧、全面的理解。
——科尼利厄斯·范·尼尔（1897—1985），美国微生物学家
科学家不是给出正确答案的人，而是提出正确问题的人。
——列维-斯特劳斯（1908—），法国人类学家
科学只能确定是什么，但不能给出应该是什么，在这个领域之外，
价值判断仍是必要的。
——阿尔伯特·爱因斯坦（1879—1955），德裔物理学家
科学技术是对物质世界的客观真理的无私追索。
——理查德·道金斯（1941—），英国生物学家
科学不过是精炼的和逻辑严谨的常识。它与后者的区别不外乎一个
老手与一个新手之间的区别；其方法与常识性方法的不同正如同一个卫
兵的劈刺与一个野蛮人挥舞棍棒之间的不同。
——托马斯·亨利·赫胥黎（1825—1895），英国生物学家
科学并不试图解释什么，它们甚至几乎不试图阐明什么东西，它们
主要是建模。一个模型就意味着一个数学构造。对其予以某种口头解
释，我们就可以将其用于描述观察到的现象。这种数学构造的正当性唯
一且精确地取决于它所预期的结果有效。
——约翰·冯·诺依曼（1903—1957），匈牙利裔数学家
今天的科学就是明天的技术。
——爱德华·特勒（1908—2003），美国物理学家
科学的每一个伟大进步都源自新的大胆的想象。
——约翰·杜威（1859—1952），美国哲学家
接受的四个阶段：
1）这是毫无价值的废话，
2）这是个有趣的观点，尽管比较叛逆，
3）这是真的，但不是很重要，
4）我一直就认为是这样。
——J. B.S.霍尔丹（1892—1964），英国遗传学家
科学哲学对于科学家的用处就好比鸟类学对于鸟类的用处。
——理查德·费恩曼（1918—1988），美国物理学家
在任何已知科学领域，一个人当他意识到自己一辈子都将是个初学
者时，他就不再是个初学者，而是该领域的大师了。
——罗宾·G.科林伍德（1889—1943），英国哲学家
词汇表
吸收 原子吸收特定波长的光的过程，从而允许通过识别“缺失”波
长的光谱来检测其存在。
α粒子 某类放射性衰变所放出的亚原子粒子，由2个质子和2个中
子组成，等同于一个氦原子核。
人存原理 这一原理指出，由于人类已知是一种存在，因此物理定
律必然是以生命存在为前提的。在其极端形式下，人存原理指出，宇宙
之所以设计成现在这个样子就是要允许生命存在。
弧分 用于衡量非常小的角度的单位，等于1°的1/60。
弧秒 用于衡量非常小的角度的单位，等于1弧分的1/60，或1°的
1/3600。
原子 元素最小的组成部分，由一个带正电的原子核和周围带负电
荷的电子构成。核中带正电的质子数唯一确定了该原子所属元素的化学
性质。例如，每一个含有单个质子的原子是氢原子，而每一个含有79个
质子的原子是金原子。
大爆炸模型 目前公认的宇宙模型。根据这一模型，时间和空间都
是在100亿至200亿年前从一个热的、致密的小区域里产生的。
造父变星 一类恒星，其亮度变化具有精确、规则的周期性，通常
为1到100天。这种光变周期直接与恒星亮度的平均值相联系，因此我们
可以由此计算出该恒星的亮度。将这个亮度与地球上观测到的视亮度作
比较，就可以准确确定其距离。因此，这些恒星在确定宇宙的距离尺度
上具有重要作用。
CMB辐射 参见宇宙微波背景辐射。
COBE（宇宙微波背景探测器）1989年发射的旨在对宇宙微波背景
辐射进行精确测量的卫星。其DMR（较差微波辐射）探测器首次提供
了宇宙微波背景辐射变化的证据，表明早期宇宙中的这些区域曾导致星
系的形成。
哥白尼模型 以太阳为中心的宇宙模型，由哥白尼于16世纪提出。
宇宙微波背景（CMB）辐射 宇宙中弥漫的从各个方向看去都几
乎均匀的微波辐射“海”。其历史可追溯到重组的时刻。按照伽莫夫、阿
尔弗和赫尔曼在1948年的预言，这种辐射是大爆炸的“回声”。1965年，
彭齐亚斯和威尔逊发现了这种辐射。这种辐射源于大爆炸的热，随着宇
宙的膨胀，其频谱已从红外延伸到微波波段。COBE卫星测得了这种辐
射的变化。
宇宙学常数 爱因斯坦人为添加到他的广义相对论方程中的一个参
数。在此之前，这个方程显然蕴含着宇宙是膨胀的或是收缩的结果。通
过有效地引入反引力项，这个方程变得允许一个静态的宇宙。
宇宙学原理 即宇宙中不存在任何优于其他地方的地方，宇宙的整
体特征在各个方向上似乎都是一样的（各向同性性质），不论观察者处
于何处（均匀性）。
宇宙学 研究宇宙的起源和演化的学科。
产生场（C场）稳恒态模型中引入的一个概念。C场通过不断产生
物质来填补因膨胀而引起的物质密度的减小，从而使宇宙的物质总密度
保持不变。
截面 粒子物理学里用来衡量两个粒子发生碰撞的概率大小的一个
量。
暗能量 一种假想的能量形式，被用来解释最近观察到的结果。这
些结果表明宇宙正在加速膨胀。虽然计算结果表明它可能是宇宙中质
量-能量的主要成分，但关于其性质还没有任何统一的认识。
暗物质 一种假想的物质形式，被用来填补宇宙中的缺失的大部分
物质。其存在只能通过其引力来感知，它们发出很少或根本不发射可见
光。
均轮 在托勒密模型里用来描述天体环绕地球运动的大圆。当天体
的这种运动与较小的本轮上的运动复合后，可以大致解释我们在地球上
观察到的行星运动。
氘 氢的同位素，原子核中含有1个质子和1个中子。
多普勒效应 运动波源所发出的声波或电磁波的波长因波源运动而
出现变化的效应。当观察者运动（而不是波源运动）时同样会出现这种
效应。运动波源发出的向前传播的波被压缩，向后传播的波被拉伸，从
而产生出一种类似于救护车在眼前通过时警笛声从低到高再到低的音调
变化。类似的效应会导致退行星系的频谱出现红移。
电磁辐射 能量传播的一种方式，其波长范围包括可见光、无线电
波和X射线。电磁辐射在空间的传播是以电磁波的形式以光速传播的。
辐射的波长决定了其品质。
电磁波谱 电磁辐射波长的整个范围，从短波长（高能量）的伽马
射线和X射线，经紫外线、可见光、红外线，一直延伸到长波长（低能
量）的无线电波。
电磁波 电场和磁场的简谐振荡，二者交替进行，共同以电磁辐射
形式在空间传播。
电子 带负电荷的亚原子粒子。电子可以独立存在，也可以围绕带
正电荷的原子核做轨道运动。
元素 宇宙的基本物质单元之一，以元素周期表的方式列出。元素
的最小单位是原子，并且原子中的质子数确定了元素的类型。
发射 原子被激发（例如通过加热）并发射出特定波长的光过程。
借此我们可以通过光谱来检测存在哪一种元素。
本轮 托勒密地心模型中所用的叠加在均轮上的小圆，用以解释某
些行星被看成是绕地球旋转时的逆行。
以太 一度被认为用以传播光的弥漫于整个宇宙的物质，其存在被
迈克耳孙-莫雷实验所否定。
指数记法 非常大和非常小的数字的一种简便记法。例如1200可以
写成1.2×103，因为它等于1.2×（10×10×10）；0.0005可以写成5×10-4，
因为它等于5÷（10×10×10×10）。
裂变 大的原子核碎裂成两个较小的核的过程，通常伴有能量的释
放。放射性衰变就是一种自发裂变的过程。
聚变 两个小的原子核结合在一起形成一个较大的核的过程，通常
伴有能量的释放。例如氢核可以通过多步聚变过程形成氦核。
星系 恒星、气体和尘埃在引力作用下聚合在一起所形成的集合，
通常与相邻的星系分开，其形状通常有螺旋状或椭圆状。星系的大小范
围从大约一百万颗恒星到数十亿颗恒星不等。
广义相对论 爱因斯坦的引力理论，为宇宙学提供支撑。广义相对
论将引力描述成四维时空的曲率。
引力 任意两个有质量物体之间所感受到的吸引力。牛顿最先对引
力进行了描述，后来爱因斯坦在他的广义相对论给出了更准确的描述，
即引力取决于时空的曲率。
氦 宇宙中存在的第二种最常见也是仅次于氢的最轻的元素。其核
包含2个质子和（通常）2个中子。恒星内部的温度和压力可以迫使氦气
通过聚变形成较重的原子核。
哈勃常数（H ）哈勃定律 可测得的宇宙参数，用以描述宇宙膨胀
o
的速度。其值为50～100km/s/Mpc，即一个相距100万秒差距远的星系的
退行速度在50km/s到100km/s之间。哈勃常数源自哈勃定律的定义。
均匀性 空间所有各处均相似的特性。
氢 一条用以描述星系的退行速度正比于其距离的经验法则：
v=H
式中的比例常数（
）即为哈勃常数。
0×do
Ho
暴胀 宇宙中最简单和最丰富的元素，其原子核由一个质子构成，
核外有一个电子绕核做轨道运动。
红外 宇宙在前10-35秒所经历的极速膨胀阶段。尽管暴胀是假设性
的，但它可以解释宇宙的一些特点。
同位素 电磁波谱中波长比可见光波长稍长的那部分波段。
各向同性 同种元素的一种变体，以核内中子数的不同来区别。例
如，氢有三种同位素，分别具有0个、1个和2个中子，但是所有这些同
位素都只包含1个质子。
光波光年 空间各个方向上性质相同。
迈克耳孙-莫雷 见电磁波。
实验 光在一年中走过的距离，大约为9460000000000千米。
微波辐射 19世纪中后期进行的一项实验，旨在通过对平行于地球
运动方向上和垂直于地球运动方向上光速的测量来检测地球相对于以太
的运动。该实验否决了以太的存在。
银河系 电磁波谱中波长为几毫米或几厘米的那部分。它通常被认
为是射频波段的一个子波段。
模型 我们太阳系所在的星系的名称。银河系是一个包含大约2000
亿颗恒星的螺旋星系，太阳位于其一条旋臂上。
多重宇宙 数学上用于描述现实世界的某些特征的一套自洽的法则
和参数。
星云 有别于单一宇宙的另一种宇宙模型，其中许多不同的宇宙并
存，各有一组不同的物理定律，每个宇宙都与其他宇宙完全隔绝。
中子 银河系内由气体（更多的是尘埃）构成的云。在夜空中表现
为光线模糊的斑块，与点状星星相区别。在20世纪里，随着大辩论的解
决，很多在1900年以前标示为星云的天体被确认是独立的星系。
新星 原子核内发现的一种粒子。中子的质量几乎与质子相同，但
不带电荷。
核物理学 在几天内其亮度增大到原先的（通常是）50000多倍的
恒星。然后经过几个月的时间，其亮度逐渐回到原先的亮度。新星的能
量来自其近距伴星的质量流。
核子 研究原子核的学科。主要研究核的相互作用和核结构。
核合成 质子和中子的通用术语，这两个粒子是原子核的基本构
件。
原子核 元素通过核聚变的形成过程，特别是在恒星和超新星爆发
时期。最轻的原子核的核合成是在大爆炸之后瞬间发生的。
奥卡姆剃刀 原子中心的一种致密结构，内含质子和中子，具有至
少99.95%的原子质量。
视差 一条经验法则，它指出，在对现象有多种可替代的、充分的
解释时，较简单的一种更有可能是正确的。
秒差距 当观察者的位置改变时，观测对象的位置的表观移位。在
天文学里，恒星视差被用来测量最近的恒星的距离。
完美宇宙学原理 天文学中使用的距离单位，约等于3.26光年，简
称“秒差距”，即恒星视差为1角秒时对应的距离。100万秒差距的距离称
为1个百万秒差距（Mpc）。
等离子体 宇宙学原理的延伸，它指出，宇宙不仅是均匀的和各向
同性的，而且在时间上也是不变的。这一原理是稳恒态模型的基础。
原始原子理论 物质的高温状态，在此状态下，原子核与其核外电
子呈分离状态。
视运动 乔治·勒迈特提出的一种早期宇宙大爆炸的模型，即在宇
宙之初，所有原子都挤在一个致密的“原始原子”内。原始原子的爆炸创
生了宇宙。
质子 恒星在天空中的表观运动，这种运动由其相对于太阳的真实
运动引起，其效应非常微弱，直到1718年才被检测到。
宇宙的托勒密模型 原子核内带正电的亚原子粒子。
类星体 有缺陷的地心说模型。该模型认为，所有其他天体都围绕
着地球做轨道运动，这些轨道由称为均轮和本轮的完美的圆构成。
准稳态模型 一种极为明亮的天体，看上去像一个恒星（“类星
体”），但目前已知它实际上是在宇宙早期就已存在的高亮度的年轻星
系。今天可观察到的类星体都处于宇宙最遥远的地方，因为它所发出的
光——当时宇宙还非常年轻——要从遥远的宇宙的另一端经过如此漫长
的时间才到达我们这里。
径向速度 稳恒态模型的修订版，它试图修补原模型的一些不自洽
的缺陷。
放射性衰变 恒星或星系飞向地球或飞离地球的速度。恒星的这个
速度分量可以从恒星或星系所发出的光或其他电磁波的多普勒效应来确
定。
放射性 原子核自发衰变并释放出能量的过程。通常情况下它会变
成一个更轻、更稳定的核。
射电天文学 某些原子（例如铀）具有的放射性衰变的倾向。
射电星系 利用射电望远镜而不是光学望远镜来研究天体发出的无
线电波（射电波）的学科。
射电望远镜 以发射强大的无线电波（射电波）为特征的星系。这
类星系所发出的射频波的强度大约是普通星系（如银河系）的100万
倍。在100万个星系中大约只有一个属于这类星系。
射电波 设计用来探测射电源天体所发出的射电波的仪器。射电望
远镜是一种高灵敏的无线电接收器，它有一副呈抛物型或碟形的天线。
复合期 波长在毫米量级（包括微波波段）的电磁辐射。研究天体
发出的射电波的学问称为射电天文学。
红移 宇宙充分冷却使得电子被原子核俘获的时期。此时宇宙中的
物质形态从等离子体态转化为整体上不带电的原子。这个阶段发生在宇
宙年龄大约为30万年的时刻，此时温度大约为3000℃。从那一刻开始，
电磁辐射便能够几乎无阻碍地在宇宙中穿行，这就是我们今天所探测到
的宇宙微波背景辐射。
相对性 波源因退行引起的所发射的光的波长的增加（多普勒效
应）。在宇宙学里，这个术语通常指遥远的星系所发出的光波因宇宙膨
胀而抻长的效应。这种红移不是因为星系在空间上退行，而是因为空间
本身的扩张造成的。
逆行 请参阅广义相对论和狭义相对论词条。
天琴RR型星 火星、木星和土星运动的视方向的临时改变。它是
从地球上观察这些行星的结果，源自地球具有较高的绕日轨道速度。
相似三角形 一类光度略逊于造父变星的变星，其光变周期为9～
17个小时之间。在20世纪40年代之所以无法在仙女座星系检测到天琴
RR型星的一个很重要的原因，是该星系比以前设想的更为遥远。
索尔维会议 任何一对形状相同、但大小不同的三角形。这两个三
角形的所有三个角均相同，其相应的边之间成相同的比例。
时空 每隔几年进行一次的一系列著名的受邀出席的会议。会议主
题是讨论物理学前沿问题。
狭义相对论 由三个空间维度加上一个时间维度（第四维）构成的
统一结构。它是我们这个宇宙的基本框架。时空的概念是爱因斯坦的狭
义相对论和广义相对论的一个组成部分。时空的曲率导致我们所理解的
重力的力。
分光镜 爱因斯坦提出的一种基于光速不变原理的理论。所谓光速
不变是指对任何观察者，不论其自身是否在运动，光速都是一样的。这
一理论的一个最著名的结果是能量与物质的等价性，用公式表达为
E=mc2。它也意味着，我们对时间和空间的感知取决于观察者。该理论
之所以称之为“狭义”，是因为它不涉及对象的加速度或引力，对于后
者，爱因斯坦后来发展出了广义相对论。
光谱学光速（c）将光波分解成其各组分波长以便用于分析的仪
器。通过分析某种原子所发出的光及其红移，我们就可以识别该原子。
通过将光分解成其各组分波长以便了解其波源的性质的学问。
恒星 一个物理学常数，数值等于299792458米/秒。根据狭义相对
论，对于所有观察者，不论其是否在运动，光速都是一样的。
稳恒态模型 主要由氢构成，因自身引力而聚集在一起的天体，恒
星有足够大的质量，其内部的温度和压力启动核聚变。恒星通常诞生于
星系的形成时期。
恒星视差 一种未能得到广泛认可的宇宙模型。在该模型中，宇宙
膨胀造成的星系间真空由不断生成的新物质来填补，从而使得宇宙维持
一个持续到永恒的近似不变的物质密度。
超新星 近距恒星的位置相对于遥远的恒星的视在位移。这种位移
由地球上的观察者因地球围绕太阳转动而造成观测位置的变动所引起。
思想实验 恒星因其氢燃料源耗尽而造成的灾难性爆发。对于构成
生命至关重要的较重的元素就是在这种导致超新星爆发的过程中生成
的。
紫外线（UV）可见光 通过一系列事件的逻辑链的思维活动构成
的实验。当进行实际实验的条件尚不具备时，这是一种非常有用的思考
问题的方法。
波长 波长比可见光稍短的电磁辐射。
电磁波谱中人眼可见的那部分电磁辐射。其波长范围从0.4微米
（紫色）到0.7微米（红色）。
波的两个连续峰（或谷）之间的距离。电磁辐射的波长决定了它属
于电磁波谱的哪部分及其整体性质。
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本书试图在相对较小的篇幅下阐明大的主题。想更深入探讨这一主
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这些文献从科普到较专业的文献不等，每一章所开列的图书都是按
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文献。
