近代科學(xué)自誕生之日起，不僅持續(xù)地催生了令人炫目的技術(shù)，而目極大地改變了我們的生活方式?？茖W(xué)無(wú)疑是技術(shù)的源頭，但卻不能僅僅是為了發(fā)展技術(shù)而去從事科學(xué)研究。因?yàn)榭茖W(xué)是人類智慧的結(jié)晶，是現(xiàn)代文明的代表，科學(xué)不僅提供了令人賞心悅目的審美價(jià)值，而且已經(jīng)成為改造文化的巨大力量。作為理性精神的集中代表，近代科學(xué)的內(nèi)在精神瓦解了眾多在傳統(tǒng)上由宗教、皇權(quán)、習(xí)慣與風(fēng)俗所統(tǒng)治的諸多領(lǐng)域，不斷地改變著人們的思維方式，并且取代它們成為思想和行動(dòng)的指南。人們往往忽視了科學(xué)的這個(gè)更為重要的功能，即文化再造的功能。

　　我們不得不痛苦地承認(rèn)，在我們的傳統(tǒng)文化中，最缺乏的是理性精神和演繹邏輯學(xué)的方法，直到五四運(yùn)動(dòng)，先賢們力圖請(qǐng)進(jìn)“賽先生”和“德先生”。但是，按照楊振寧先生的說(shuō)法，直到1949年中華人民共和國(guó)成立,近代科學(xué)才真正開(kāi)始在中國(guó)這塊土地上扎根。所幸的是，歷史表明，作為現(xiàn)代文明的科學(xué)文化可以通過(guò)外部植入任何一種現(xiàn)存文化中，但這是需要長(zhǎng)期的，在某些領(lǐng)域甚至是需要幾十年乃至上百年的不懈努力方可實(shí)現(xiàn)。但是,若是沒(méi)有改造文化的努力，就難以提升全民的科學(xué)素養(yǎng)。當(dāng)然，在科學(xué)之內(nèi)和之外的任何領(lǐng)域，只要研究者想達(dá)到精確、嚴(yán)密和系統(tǒng)的理論化的境界，那么科學(xué)精神和嚴(yán)密的邏輯思維就是不可或缺的。同時(shí)，大眾的科學(xué)素養(yǎng)極其重要。因?yàn)?，很難想象在大眾科學(xué)素養(yǎng)很低的情況下，科學(xué)可以得到健康的發(fā)展。因此，科學(xué)教育和科學(xué)普及不僅僅是為了培養(yǎng)未來(lái)的科學(xué)家，更應(yīng)該是作為一種文化來(lái)開(kāi)展，要讓科學(xué)文化植入中華文化，讓科學(xué)知識(shí)作為強(qiáng)化科學(xué)精神和確立邏輯思維方法的載體。這項(xiàng)任務(wù)任重而道遠(yuǎn)。其中，科學(xué)普及則是連接科學(xué)與公眾的橋梁，是訓(xùn)練科學(xué)思維、傳播科學(xué)精神、普及科學(xué)方法的重要載體，從而促使大眾樹(shù)立求真、求實(shí)的作風(fēng)和嚴(yán)密的邏輯求證思維方式;更能夠激發(fā)讀者的探索欲和好奇心，引發(fā)讀者的思考;當(dāng)然，它也將喚起年輕人對(duì)科學(xué)的興趣，吸引他們投身科研實(shí)踐。這是科學(xué)普及工作的要義。

　　當(dāng)前，人類正經(jīng)歷百年未有之大變局，諸多技術(shù)的運(yùn)用幾近極致。就基礎(chǔ)科學(xué)而言，諸多學(xué)科領(lǐng)城也正孕育著突破，因此催生的新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革蓄勢(shì)待發(fā)。在此形勢(shì)下，我國(guó)的科學(xué)與技術(shù)事業(yè)適逢巨大的發(fā)展機(jī)遇，也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，我國(guó)科普事業(yè)發(fā)展兼程并進(jìn)，越來(lái)越多的公眾體會(huì)到了科學(xué)的樂(lè)趣，觸摸到了科學(xué)普及的溫度。在科學(xué)發(fā)展日新月異、重大技術(shù)突破層出不窮之際，面對(duì)新時(shí)代的新需求。如何更有效地普及科學(xué)和前沿問(wèn)題，傳播科學(xué)精神、科學(xué)思想和科學(xué)方法，值得廣大科技工作者關(guān)注和思考。

　　優(yōu)秀的科普作品根植于科學(xué)研究的沃士之中，科普離不開(kāi)科技工作者的主動(dòng)作為和深度參與，科技工作者不僅要成為科學(xué)傳播的開(kāi)路者，更要成為全社會(huì)科學(xué)文化的堅(jiān)守者。歷史上享譽(yù)國(guó)際，影響一代又一代人的科普著作，比如達(dá)爾文的《物種起源》、法拉第的《蠟燭的故事》、愛(ài)因斯坦的《物理學(xué)的進(jìn)化》、竺可楨的《向沙漠進(jìn)軍》、華羅庚的《統(tǒng)籌方法》等，都是科學(xué)大家結(jié)合自身科研實(shí)踐所創(chuàng)作的與自身研究領(lǐng)域高度相關(guān)的作品。近年來(lái)，在國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、全國(guó)優(yōu)秀科普作品獎(jiǎng)等評(píng)選中脫穎而出的優(yōu)秀科普作品，大多也是廣大科學(xué)家從“科研”向“科普”的踐行。

　　“科學(xué)與未來(lái):院上科普叢書”正是在這樣的時(shí)代背景下誕生的，它是由中國(guó)科學(xué)院學(xué)部科學(xué)普及與教育工作委員會(huì)策劃，并號(hào)召組織各領(lǐng)域院士專家創(chuàng)作的。該叢書強(qiáng)調(diào)前沿引領(lǐng)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和通俗易讀，注重規(guī)范原創(chuàng)、思想價(jià)值和創(chuàng)新體驗(yàn)?？傮w有如下特點(diǎn)。

　　一是強(qiáng)調(diào)從“科研”向“科普”的轉(zhuǎn)變，打通學(xué)術(shù)資源科普化“最后一公里”。而且，作者們將所述領(lǐng)域置于整個(gè)科學(xué)史的宏大背景之下予以考察，并特別注重與歷史、哲學(xué)、思想、藝術(shù)和社會(huì)的結(jié)合。大多采用講人物和故事的形式，增添閱讀興趣，進(jìn)而逐步引導(dǎo)讀者形成自己的思考。

　　二是強(qiáng)調(diào)科學(xué)精神的弘揚(yáng)與引領(lǐng)，不再停留在簡(jiǎn)單的知識(shí)普及層面，而是以特定的科學(xué)知識(shí)為載體，激發(fā)公眾的科學(xué)熱情，弘揚(yáng)科學(xué)精神，倡導(dǎo)培養(yǎng)邏輯思維。樹(shù)立基于科學(xué)的價(jià)值觀，從而形成有別于互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的具有獨(dú)特價(jià)值的圖書內(nèi)容。

　　三是強(qiáng)調(diào)科普主陣地由實(shí)用技能科普向科學(xué)素養(yǎng)科普的轉(zhuǎn)變，也就是從實(shí)用技術(shù)普及向?qū)茖W(xué)本身理解的轉(zhuǎn)變，激發(fā)讀者自己去探索科學(xué)知識(shí)的興趣，引導(dǎo)讀者建立自己的科學(xué)價(jià)值觀。

　　2018年5月，習(xí)近平總書記在兩院院士大會(huì)上強(qiáng)調(diào):“當(dāng)科學(xué)家是無(wú)數(shù)中國(guó)孩子的夢(mèng)想，我們要讓科技工作成為富有吸引力的工作，成為孩子們尊崇向往的職業(yè)，給孩子們的夢(mèng)想插上科技的翅膀，讓未來(lái)祖國(guó)的科技天地群英薈萃，讓未來(lái)科學(xué)的浩瀚星空群星閃耀!”

　　“科學(xué)與未來(lái):院十科普從書”的創(chuàng)作和出版是一次順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流的實(shí)踐探索，不僅希望更好地傳播傳統(tǒng)科學(xué)知識(shí)，更希望將科學(xué)知識(shí)、科學(xué)精神、科學(xué)思想和科學(xué)方法內(nèi)化為公眾的信念、思維、行為與習(xí)慣，希望將“永遠(yuǎn)好奇、敢于質(zhì)疑、探求真理、勇于創(chuàng)新”的科學(xué)精神在中華民族心靈深處落地生根，希望不斷吸引一代代年輕人走進(jìn)科學(xué)、奮勇向前，為建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興而努力!

　　探索未知是人的本性?？v觀科技文明的歷史，人類從來(lái)沒(méi)有停下科學(xué)探索的腳步。開(kāi)普勒關(guān)于天體引力的猜想，啟發(fā)了牛頓對(duì)萬(wàn)有引力定律的研究。愛(ài)因斯坦關(guān)于引力波的天才假設(shè)，百年之后得到了激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）的驗(yàn)證。無(wú)數(shù)事實(shí)表明，立足科學(xué)、大膽假設(shè)、敢于猜想，激發(fā)最新奇的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，催生最絢麗的技術(shù)發(fā)明，歷來(lái)都是科學(xué)探索的力量所在。正是因?yàn)閷?duì)大海的向往，才有了輪船、潛艇、“蛟龍?zhí)枴钡膭?chuàng)造；正是因?yàn)閷?duì)太空的向往，才有了火箭、衛(wèi)星、載人飛船的發(fā)明。

　　中華民族是最富想象力的民族，后羿射日、嫦娥奔月、屈原《天問(wèn)》和古典名著《西游記》無(wú)一不是民族想象力的杰作。四川的三星堆文明，給人們留下許多難解之謎，引發(fā)關(guān)于史前文明、外星文明的無(wú)窮想象，其中就蘊(yùn)含著重大的科學(xué)問(wèn)題?；凇昂霌P(yáng)科學(xué)精神，普及科學(xué)知識(shí)”的目的，中國(guó)科學(xué)院組織了“科學(xué)與未來(lái)：院士科普叢書”的編制工作，精選了一些科學(xué)前沿問(wèn)題為主題撰寫科普書籍，并納入國(guó)家科學(xué)思想庫(kù)“科學(xué)文化系列”。

　　自從1959年蘇聯(lián)第一顆人造地球衛(wèi)星上天之后，人類的太空探索歷程就進(jìn)入了全新時(shí)代，且不斷加速發(fā)展。美國(guó)的“阿波羅”登月、“旅行者號(hào)”、“新視野號(hào)”，歐洲的“羅塞塔 – 菲萊”，中國(guó)的“神舟”“天宮”“嫦娥”等，在人類走向外太空的道路上鑄就了一座座豐碑。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，太空探索不僅持續(xù)升溫，而且催生和引領(lǐng)了人類社會(huì)諸多領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。越來(lái)越多的普通人意識(shí)到太空探索的重要意義，對(duì)于太空探索的相關(guān)知識(shí)由好奇到迸發(fā)興趣，再到由衷熱愛(ài)的公眾不斷增加。鑒于此，本書選擇了“探索太空”作為主題，從太空的神秘奇妙入手，內(nèi)容涵蓋了人類自古以來(lái)的太空探索主要?dú)v程、重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)進(jìn)步、太空探索工具和手段的基本介紹、當(dāng)前太空探索中的熱點(diǎn)和難點(diǎn)等，穿插了相關(guān)科學(xué)人物和歷史事件介紹，內(nèi)容豐富生動(dòng)，引人入勝。

　　本書的作者是葉培建院士和他的年輕團(tuán)隊(duì)。葉培建院士曾在北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院擔(dān)任兼職教授和北京航空航天大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)術(shù)委員會(huì)主任，我們很熟悉，我對(duì)他的工作也很了解。他領(lǐng)頭的我國(guó)深空探測(cè)隊(duì)伍也有不少骨干人物都是北京航空航天大學(xué)的學(xué)生，對(duì)這支隊(duì)伍和他們的工作也有較多的了解。這些在航天一線從事工程研制的人，拿起筆來(lái)，將人類走向外太空面臨的多個(gè)“景點(diǎn)”“過(guò)程”“問(wèn)題”用簡(jiǎn)潔、淺顯的語(yǔ)言講出來(lái)，把復(fù)雜的航天任務(wù)用科普的形式和語(yǔ)言表述出來(lái)，是件很不容易的事，但他們做了，且努力了，這種熱愛(ài)科普、支持科普的精神很值得稱贊，也令我佩服。

　　我深為中國(guó)空間事業(yè)目前的成就而感到欣慰，也確信將來(lái)會(huì)取得更大成果。希望通過(guò)《征程：人類探索太空的故事》這樣的作品，激發(fā)、培養(yǎng)和保持青少年的科學(xué)興趣，在他們心中播下科學(xué)的種子。同時(shí)也希望進(jìn)一步鼓勵(lì)、支持和引導(dǎo)廣大科技工作者和科普從業(yè)人員做科學(xué)的“園丁”，播撒科學(xué)的“種子”，不斷“澆水施肥”，讓“崇尚科學(xué)、探索求真、勇于創(chuàng)新”的科學(xué)精神、科學(xué)思想、科學(xué)方法在人們心中落地生根、發(fā)芽結(jié)果，把科學(xué)探索的足跡留在祖國(guó)大地、走遍世界角落，把光榮和夢(mèng)想融入實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興、構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的新時(shí)代、新使命和新征程中！

第一章 地球母親

一、地球極簡(jiǎn)史　

二、“暗淡藍(lán)點(diǎn)”

第二章 太陽(yáng)系家園

一、八大行星　

二、提丟斯 - 波得定則是真的嗎？

第三章 宇宙的尺度

一、遼闊的太陽(yáng)系　

二、宇宙有多大？　

三、量天尺　

第四章 太空并不“空”

一、地球輻射帶　

二、神奇的粒子　

第五章 易怒的太陽(yáng)

一、太陽(yáng)風(fēng)　

二、太陽(yáng)風(fēng)暴　

三、地球的保護(hù)傘

四、“2012 世界末日”的真相　

第六章 坐地觀天

一、“裸觀”時(shí)代　

二、人類的“千里眼”　

第七章 箭指蒼穹

一、萬(wàn)戶飛天　

二、淺識(shí)現(xiàn)代火箭　

三、世界運(yùn)載火箭家族　

四、其他空間探索工具　

第八章 星際穿越

一、離子推進(jìn)器　

二、“核”心的力量　

三、揚(yáng)“帆”星?！?/p>

四、反物質(zhì)推進(jìn)　

五、蟲(chóng)洞　

第九章 淺識(shí)航天器

一、什么是航天器？　

二、骨骼和關(guān)節(jié)——結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)　

三、皮膚 — 熱控分系統(tǒng)　

四、小腦——姿態(tài)控制分系統(tǒng)　

五、肌肉——推進(jìn)分系統(tǒng)　

六、心臟——電源分系統(tǒng)　

七、大腦——數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)　

八、手機(jī)——測(cè)控?cái)?shù)傳分系統(tǒng)　

第十章 太空漫游

一、無(wú)人探測(cè)歷程　

二、太空，我來(lái)了　

第十一章 太空發(fā)現(xiàn)

一、近地空間　

二、月球　

三、近地行星　

四、遠(yuǎn)地行星　

第十二章 “探”以致用

一、微重力實(shí)驗(yàn)　

二、太空育種　

三、遙感與氣象觀測(cè)　

四、通信廣播　

五、導(dǎo)航定位　

六、太空旅游　

第十三章 技術(shù)瓶頸

一、發(fā)射成本居高不下　

二、太空垃圾日益增多　

三、深空測(cè)控與導(dǎo)航能力不足　

四、太空輻射環(huán)境的影響　

第十四章 太空“流彈”

一、超級(jí)“流彈”——空間碎片　

二、小“流彈”，大威力　

三、“避彈術(shù)”　

第十五章 步步驚心的太空人

一、“十面埋伏”　

二、致命輻射從何而來(lái)？　

三、航天員的妙招　

第十六章 天地大沖撞

一、小天體的威脅　

二、“肇事者”從何而來(lái)？　

三、保衛(wèi)地球　

第十七章 科學(xué)難題

一、黑洞　

二、暗物質(zhì)與暗能量　

三、宇宙與天體起源　

第十八章 地球的未來(lái)

一、人類會(huì)滅亡嗎？　

二、星際移民　

第十九章 外星人在哪里

一、費(fèi)米悖論的由來(lái)　

二、驚人的假想　

三、悖論的解釋　

四、戴森球之謎　

第二十章 飛向宇宙，浩瀚