人类怎样认识宇宙

人类怎样认识宇宙

赵君亮

前上海天文台台长

主持人：万象更新，思想为先，欢迎各位准时收看今天的世纪讲坛。大家好，我们今天请到的赵君亮教授，是一位长期从事星团和银河系结构研究的天文学家。我想知道赵教授，是不是您从中学时代开始，就对天文学感兴趣了呢？

赵君亮：我大概是初中吧，大概十四岁我开始认天上的星，当时上海没那么多大楼，所以也没有灯光污染，天上可以看到很多星星，我大概花半年的时间就把这些星都认识了。

主持人：那时候就比较感兴趣，那是什么时候走上天文台的呢？

赵君亮：1964年，1964年我大学毕业，考了天文台的研究生，就是文化大革命前的研究生，然后就到天文台，研究生毕业就到天文台工作，快四十年（目前已满四十一年）了。

主持人：将近四十年了。我想作为一个天文学爱好者来讲，可以经常观测到璀璨的星空可能这是一件非常有意思的工作，但我想您要搞专门的这类研究工作，整天对着一些数字，或者是符号，有没有感到枯燥的时候，或者会不会觉得挺沉闷的？

赵君亮：你这个估计很好。

主持人：您有这样的感受吗？

赵君亮：天文很有趣，今天不是飞船下来了嘛，这个跟天文有关系，什么外星人，你们听了都哈哈笑。你真要变成天文工作者，那你要有很好的数学和物理基础，成天晚上观测白天算，那你可能会觉得很烦。但是你只要有兴趣，你这个烦还可以苦中取乐。

主持人：长期以来您就一直在苦中取乐，是吗？

赵君亮：对。

主持人：我知道您除了在学术上有很高的成就之外，还经常参加科普活动？

赵君亮：这个是这样的。因为我觉得不仅一个国家，整个人类科学素质的提高都非常重要，科学普及的事情，不能仅让科普学家去做，专业的科学家应该担当起责任，他可以讲得更好，所以我很乐意做科普讲座。

主持人：下面一起来进入今天的演讲吧，今天的主题是《人类怎样认识宇宙》，我们掌声欢迎赵教授。有请。

演讲

我今天讲的主题是“人类怎样认识宇宙”，就是我们人类从古到今一步一步正确认识宇宙的过程，如果没这个过程，今天的宇宙飞船你别想上去。在讲这个主题之前，不晓得我们在座的同学，对于天文和气象的区别有没有认识，这是一个长久以来，我们觉得很恼火的事情。经常有人打电话来到我们天文台，问明天天气怎么样。最糟糕的就是，香港天文台气象报告怎么样怎么样，香港实际上是没有天文台的，香港所谓的天文台就是气象台，那么上海的气象台和我们，我们是属于中国科学院的，科学院的上海天文台，就在同一条马路的两边，所以很多人搞不清楚。

今天我想跟大家说一下，你们就知道了，然后你们帮我去宣传。大家知道我们生活在地球上，对不对？地球周围有一层空气，或者叫做大气层，气象台的同志们或者他们的工作对象，就是研究大气层里面的科学，比如说，这两天天气好了，他要发布报告，冷空气来了或者高温了，他也要发布报告，比如今年夏天高温，结果还是没报得太准，对吧，老早就说今年的高温比去年多一倍，其实多了四倍，这个就是气象台研究的。那么天文台干什么呢？很好记，天文台就是研究大气层以外的，比如说太阳、星星、月亮，包括人造卫星。这样你们可能会有一个想法，天文台研究的东西好像没多大意思，气象台很重要，明天大潮来了，市长就跑去看，防汛工作做得怎么样，你这个天文台，太阳它总是早晨升起来晚上落下去，你研究它也这样，不研究它也这样。说老实话这个天文科学的确是比较基础的，但是有些事情你们可能不清楚，比如说像飞船要发射，这个轨道都要算好的，这个都是要用你们现在学的物理中的力学，再加上天文知识算出来的，如果你不算出来，什么时间发，你不能随便过两分钟再发，再过三分钟发，这个不行，这都要算好。

再一个就是时间。你们都有手表吧，你们有没有同学没有对过“滴滴滴”北京时间八点整七点整，都去对过，有没有人问它这个为什么准？我这个怎么不准？我这个表我老爸从瑞士给我带回来的欧米伽，很贵的，它为什么对它，有没有不相信这个？为什么我要讲这个例子呢，就是说，我们年轻人要有一个思想：习惯的东西是不是都是对的？

以前就有这么个故事。一个小镇，有一个老头，到山上去敲钟，八点钟就敲八下，九点钟就敲九下，大家就这么习惯这事了，上班、下课等等。偏偏有一个像你们这样年纪的人，他就跑上去问，他说，老先生啊！你怎么知道敲八下敲九下，他说山底下有一个钟表店，我就去看那个钟，差不多了我就敲。然后那个小伙子又跑到钟表店去问，钟表店的叔叔，你这个钟如果不准，那你怎么办，他说很简单，山上不是敲吗，他一敲我就把那个钟拨一下，你们可能觉得现在这样场合比较严肃，都不太敢笑出来，这个很好笑，就是没个标准。其实这种事情就是由天文台做的，这什么意思呢？我们的地球是有自转的，对不对？这个自转非常非常地均匀，如果我们地球上有一根针，天上写12345678几个字，这不就是一个钟吗？可惜地球上没有针，天上更没有字，但是人很聪明，人可以通过望远镜观测天上的星星，你从望远镜看出去的这个方向就相当于一根针，对不对？你如果眼睛是一点五的，到没有月亮光没有灯光的乡下，你可以看到三千多颗星，实际上是六千多颗，还有三千多颗在地平线以下。每一颗星可以通过天文方法、数学方法把它的位置算得非常非常精确，于是乎天文台的天文学家就拿着望远镜对着某一颗星，比如说牛郎星或者织女星，到这个时间左右，望远镜里你就可以看到它，因为地球自转嘛！当这颗星走到望远镜的中央，应该是几点几分几秒，再看你这个表，如果这个表不对了，你就拨你这个表。基本原理就这样，但是实际上做起来是非常麻烦的，因为现在这个时间有的时候要测到千分之一秒。你想宇宙飞船上天、人造卫星上天的速度大家都应该知道吧，八公里不到一点，一秒钟八公里，那么千分之一秒就是八米，对宇宙飞船来说，时间就要很精确。当然我们过日子到一分钟就可以了，你们将来高考的话，总归是几点几分，不会说几点几分几秒开始考，不可能的。对国防建设、科学研究，时间就要很精确，这个就是天文学要干的事情。

所以我先要给大家一个印象，天文台是有用的，你们不要听了我今天讲的，觉得这个都是很远的东西，我搞了半天也不知道你们在干什么？是不是？现在我们切入主题，我今天讲的这个题目，叫做《人类怎样认识宇宙》，主要讲这三个里程碑，然后我中间插一些基本的天文知识。

三个里程碑的第一个就是托勒密的地心学说到哥白尼的日心学说，这个大概你们都知道，只不过可能不太详细；第二个里程碑和第三个里程碑，你们可能不太清楚，第二个里程碑是太阳不是宇宙中心，当时认为宇宙就是银河、银河系，即太阳不在银河系中心；第三个里程碑是发现银河系之外还有广大的天地。

我们先讲第一个里程碑。我相信同学们都听到过地心学说，最早由古希腊的天文学家托勒密提出来，实际上在他之前还要早得多的时候，两位古希腊的哲学家、天文学家亚里士多德、喜帕恰斯，就提出过地心学说，这个地心学说提出是很自然的，为什么呢？我们没有一个人会觉得我们的地球在转，我们只会觉得太阳早晨从东方升起，晚上从西方下落，没有一个人说，唉哟！地球怎么在往那边转，地球在往东面转，没有的，不可能的。所以地球不动这个概念在人的印象中间，自古以来就有。这两个人提出来，但是还称不上学说，为什么呢？说得不好听一点，就是随便说说，地球是不动的，地球在宇宙的中心，其他什么水星、火星、月亮、太阳统统绕着地球转，这是地心学说最早的提法，但没有科学证据，称不上是一种学说。到了托勒密，这已经是公元后了，它就成了学说，为什么它可以叫学说呢？托勒密在公元140年写了一本大书，这本书英文名字很长，我们把它译为《天文学大成》，也就是在天文学上的百科全书。在这本书里他就系统地提出了这么个图像，中心是地球，它是不动的，然后其他天体绕着地球转，但是你们注意，比如拿火星来说，它转不是简单地绕着地球转，首先它绕着一个小圈转，然后这个小圆圈的中心绕着地球这个大圆圈转，所以这个小圆圈称为火星的本轮，本身自己的圆圈，本身自己的轮子，而这个大圆圈呢，叫做均轮，平均的均，所以每一个行星有一个本轮有一个均轮。我们现在知道这种运动状态是不可能的，一个东西不可能绕着一个没有东西的地方转圈，对不对？这种运动状态，你们学过物理的知道，这是不存在的。但是当时的人不认识。托勒密对每一个行星设计了本轮的大小，均轮的大小，本轮运动的速度大小，本轮平面和均轮平面的交角，以及本轮中心在均轮上的运动速度大小，等等。这样设定以后，他可以知道，哪一天几点几分钟哪一颗星在什么地方。经过实践的检验这样他这个学说就被整个西方全部接受了，这个学说可以说明行星运动的天象。但是不管怎么样，这个学说是不对的。我们现在看这张照片，比方我们说火星，这是火星的均轮，第一个圆圈是火星的本轮，火星绕着这个转，然后本轮的中心绕着这个均轮转，但是托勒密的学说毕竟不是一个正确的东西，所以时间一长它就不对了，由于出现了偏差，托勒密的学说没法正确地预报火星在天空中的位置，当然这时托勒密自己过世了，但是没有人敢推翻他，也没有人想到要推翻他。于是人们想了一招，什么招呢？在这个本轮上面添一个本轮，这样运动就更复杂了：火星绕着这第二个本轮转，第二个本轮的中心绕着第一个本轮转，第一个本轮中心绕着地球转，这么一鼓捣它又对了，这个东西假如现在来设计还要容易，计算机一鼓捣，全对了。但是过了几年又不对了，只有再加本轮，最后加到七十几到八十个，这样人家就不相信了，因为没那么复杂的运动。所以这个时候日心说就慢慢出现，人们认识到地球根本就不是中心，地球是绕太阳转的，太阳是不动的，也就是我们现在的认识。

奇怪的是，很早的时候阿里斯塔克当时就猜想，地球是绕太阳转的，但是他没有任何依据，远远在托勒密之前，但是没有人能够接受它。这个事情一直到了哥白尼，这已经是中世纪了，哥白尼认识到托勒密的错误，提出了日心学说。这是哥白尼的手稿，这旁边都是波兰文，太阳在中心，地球、水星、金星都绕着它转，月亮绕着地球转，而且他说地球自己有自转，这个认识在当时是非常不容易的。但是哥白尼知道，这个东西不能随便讲，一讲可能就要掉脑袋，因为日心说推翻了宗教意识，所以他就不吭声。书请一个朋友去悄悄地印刷，等到印刷好了，他都快死掉了，这本书出版的时候交到了他的病床上，因为他知道这个事情的厉害。你们都知道布鲁诺给烧死的故事吧？布鲁诺是维护日心学说的，后来宗教裁判所审问他，他还是坚持，最后在意大利的罗马的百花广场把他烧死。另外一个最有名的人，就是伽利略。伽利略也是主张日心说的，但是伽利略在当时是权威，所以教会就把他抓起来，一定要他承认地球是不动的，叫他签字，好像订合同一样，伽利略没办法，也许伽利略比布鲁诺怕死，他最后签字了。据说他一边签字一边脚蹬地板，我签就签，反正地球是动的。科学这个东西有的时候要做出牺牲。那个时候很愚昧，但是哥白尼他自己知道，他的理论一出来，这七八十个本轮没有了，剩下了一个很好的圆圈，大家绕着太阳转，月亮转着地球转，全解决，而且每一个转动的中心都是有东西的，地球公转中心是太阳，月亮公转中心是地球，这个核心的认识是完全对的，但哥白尼知道有个问题。你不是说没有本轮地球绕着太阳转嘛，地球从这儿绕到那儿是半年，地球绕一圈是一年。如果远方有一颗星，这个地方看和那个地方看不一样的，位置要变化，是不是？3月1号在那儿，9月1号在这儿了。地球上从两个地方去看同一颗星，这应是一个角度，对吧？哥白尼自己去观测了，发现这个角度等于零，但他非常准确地认识到，这个角度不是真正地等于零，而是那个时候仪器太差，这是科学家的态度，所以他估计出来，这颗星，最近的一颗星，这段距离是这段距离的一千倍以上，这个距离越远，这个角度越小，对不对？大家能想像吧！两个不同的点，看同一个方向，老远一个点，这个点越远角度越小，如果这个点很近，这个角度就很大。他判断根据当时仪器的精度，测不出这个角度，因为这个距离至少是日地距离的一千倍。但是人家不相信，你把它测出来我才相信地球是在动的，这是最硬的证据。

关于证据我要讲两点，首先是开普勒。开普勒定律首先对哥白尼的学说进行了修正或者提高，哥白尼认为地球绕太阳转，或者火星绕太阳转，轨道是圆，速度是均匀的，然而开普勒认为轨道是椭圆，椭圆有两个焦点，圆只有一个圆心，椭圆有两个焦点，太阳位于其中一个焦点上，而且这个速度是不均匀的，他有一套简单的公式，经它来预报天上星星的位置，是完全对的，这一套东西现在天文学上称为天体力学，就是物理学中间的力学和天文学结合起来叫天体力学，这个预报是非常地准。我给大家预报，2009年9月22日上午9点36分，你们可以在上海看到一次非常漂亮的日全食，天文学家可以报它报得非常准，你只要知道这个地方的经纬度，可以报到秒以下。这个是什么意思呢？当那个时候如果太阳跟月亮全部遮光的一瞬间，他说几点几分几秒，你查查看你的表，如果你的时间不对，那就是你这个表不对，这个预报绝对准确，这个预报就是根据这些道理，没什么其他道理，这个就是完全掌握规律了。到了白塞尔手里，最终把刚才讲的这个角度测出来了，为什么呢？这时已经又过了两百多年，这个时候仪器设备好，他就测出这颗星，这颗星叫天鹅61号，天鹅是个星座，你们不是喜欢星座吗，什么黄道十二宫生肖，脾气什么样的，全是胡说八道！天鹅座的第61号这颗星，他测出来，这个距离是一百零五万亿公里，十一点二光年，一个光年大概是十万亿公里，那么这个角度是多少呢？这个角度不到一秒，不是时间的一秒，是角度的一秒，你们用的量角器是一百八十度，一百八十度最小一格就是一度，这一度的三千六百分之一就是一秒，所以哥白尼就测不出来，这个距离远远不是一千倍，这颗星不是最近的，最近一颗星到太阳的距离也有四十万亿公里，所以你就测不出来。可以说第一个里程碑日心说一直到了白塞尔手里，才彻底站稳了它在科学上的地位。由于后来不断地测出恒星的距离，日心说就完全没有人怀疑了。这里给大家显示一些照片，这是太阳系的九大行星，这个是太阳边缘，太阳太大了，把它整个画出来，其他星就看不见了，这是太阳的边缘的曲线，这是水星，这是地球、火星，木星比较大了，木星是老大哥，这是土星，是最漂亮的一个，我不知道控江中学有没有天文台，这个是天王星，这是海王星，很远的这颗是冥王星，到目前为止就发现这九大行星，这是行星的轨道，这是示意图，这张照片现在任何人都拍不到，除非有一天人飞出去，飞到很远很远的地方去。这些线也是不存在的，这个轨道是没有轨道的轨道，对不对，不是我们地球上的火车轨道，这是天体的轨道，是空的，这是示意图。这根线细细长长的就是哈雷彗星的轨道，其他的九大行星的轨道基本上是圆的，虽然说椭圆，但这个椭圆很接近圆，你要用圆规画，完全可以，这些椭圆扁的程度是画不出来的，唯一的就是扫帚星，你看这是扫帚星的尾巴，这是一个艺术家的想像图，今年我们刚过了火星大冲，对不对，我不知道你们的天文小组有没有看，那几天好像天都不太好。

关于火星我稍微讲几句。火星和地球非常相似，它也在转，而且火星的自转轴和它的轨道面交的角度，和地球的二十三度半差不多，是二十四度。它也有一年四季，但是它的一年是七百天，它的一年差不多是地球上的两年。美国人的一项早期计划，就是载人飞向火星。你们看，2014年2月1日从地球出发，它沿着这条轨道，不沿着那条轨道。这条轨道不是很近吗，你们可能想，这不是很近嘛，怎么这么笨啊。这样转的话，这个火箭可以利用地球绕太阳公转的速度，地球绕太阳这样转，每秒三十公里，它可以利用这个，借这个速度，所以火箭的速度再加十几公里就可以了，如果要这样飞，快是快，这时要每秒一百公里，这么大的速度要求火箭的质量水平一系列问题都要上去，目前根本做不到。所以现在的设想是这样的轨道，然后兜了一大圈，到这个地方回来，离开火星回到地球，这么一去一来，回来的时候是2016年的6月29日，一共是八百七十九天，其中在火星上面呆六百一十九天。如果说我不想呆了，回去吧，这个不行的，你那时候只得呆在那里，你回不来的，你们想一想看，这一小块地方，比我们这幢房子小得多了。我们的宇航员叫杨利伟，不到一整天吧，也蛮难过的，当然他们的计划要去六个人了，六个人在一个房间里面关八百多天。听说这最大的问题不是科学问题，最大的问题是人的心理问题，2014年我相信我说不定还活着吧，你们肯定可以看看他们的计划怎么样，两年多回来，和地球上只能通讯联系，如果万一出毛病只能宇航员自己想办法。阿波罗登月计划有一次就失败了，然后这三个人就把东西丢掉，剩了其中一部分回来，你们知道这是阿波罗15号或者是16号，它失败了，没法登月亮了，他们有逃生设备，我们的宇宙飞船有几节逃生设备，他们就用逃生器回来，这三个人就安全地回来了，所以这些问题不光是天文问题，也不光是个技术问题，方方面面都要考虑得很周到，对不对？特别是你们根本就没想到过心理问题，如果心理问题没解决，到时候六个人分了两队打起来了，这怎么办？你不知道这个事情会怎样，因为时间太长。

这个就是我们地球的伙伴土星，太阳系里最好看的一个，我不知道你们有没有同学用望远镜看过，不大的望远镜可以看到，这个是一个光环，它绕着土星转的，而且科学家很快就认识到，这个光环肯定不是一块板，一块板的话它要碎掉，它上面密密麻麻都是小的小碎片，几毫米，几厘米，几十米的这样，你远看看不出的，你没办法把它分辨出来，才得到这么个东西，看上去很好看，已经有飞船去了。我现在到这里为止讲的是第一个里程碑，这个里程碑应该说是最重要的一个里程碑。

现在谈后面两个里程碑。哥白尼的学说中间有不正确的地方，尽管他提出日心说，他也有不正确的地方，后人怎么样更加正确地认识宇宙？首先我们来看伽利略，伽利略就是刚才在法庭上面投降的那个老兄，蹬蹬脚的那个人。一般的人都认为望远镜是伽利略发明的，其实不然，发明望远镜的其实是荷兰人李波尔赛，他是做眼镜生意的，有一本书叫《望远镜的历史》，里面专门介绍了这个人。他是一个非常好心的人，所以好心有好报，小孩子经常到他店里去玩，不光玩，而且把他的玻璃片眼镜片拿走，然后在外面鼓捣一通又还给他，他也不管，随便他们。有一天有两个小朋友在那里哇啦哇啦叫，好像发现了什么东西，他就过去看，这两个小孩拿了两块玻璃，一前一后，这不叫望远镜吗，我们现在不稀奇了，对不对，当时没有人知道，一看教堂顶上的十字架放大了，小孩子就很奇怪哇哇叫，他是大人，他意识到这是一个发明，他回去马上装了一个镜筒，这就是第一台望远镜。当时荷兰人和英国人打仗，这台望远镜，马上给军事部门拿去，英国人就不行了，荷兰人看到英国的司令官在那里指手画脚，英国人看不到荷兰司令官，对不对，大家都用望远镜，你也没什么稀奇，它是单向的，据说后来荷兰是赢的，英国人是侵略者，是非正义的，对吧，这架望远镜起了多大作用？多少起点作用，这是第一架望远镜的故事，当然这个李波尔赛可能就做望远镜的生意去了，赚钱去了，他没想到科学。这个事情传到意大利的伽利略那儿，他马上意识到这个事情对天文太重要了，伽利略马上做望远镜，这个照片就是伽利略望远镜的原型，博物馆里放着，而且他就把它改进改进，把它弄好，结果他作出了一系列的重要发现。

我这里举了几个例子，比如发现月亮上面有环形山，月亮上面一个个坑，你们如果用望远镜去看，月亮是不好看的，月亮上面说是有嫦娥，用好多好多诗去歌颂月亮，其实你拿望远镜去看，月亮是个大麻子，一个个全是坑；而且看月亮最好的时间，不是中秋，这是外行，你们如果要看月亮，你们要初四、初五、初六去看，这什么意思呢？月亮自己不发光的，对不对？月亮发光是靠太阳光的反光，如果是十五，太阳光正照月亮，这个山没有影子，就是光溜溜的一个大饼，如果你初七初八的时候，光是斜照的，这个山就拖着很长的影子，你看上去的立体感非常强，这是月亮。伽利略又发现金星的月相，金星比月球靠近太阳近，所以金星也会像月亮那样，有圆缺变化，这个叫金星的位相，月亮叫月相，金星叫位相。他又发现了木星的四个卫星，现在的四颗最大的卫星就是伽利略用望远镜发现的，所以称为伽利略卫星。当时知道木星有四个月亮，我们地球只有一个月亮，现在随着航天技术的发展，美国人发射了好多飞船出去，现在知道木星有六十一颗卫星，土星有三十一颗卫星，天王星有二十二颗卫星，海王星有十二颗卫星，冥王星只有一个，火星有两个，地球有一个，就是月亮；金星和水星没有，所以现在已经发现有一百多个卫星了。当时伽利略第一个发现木星有四个卫星，所以这四个卫星的名字就叫伽利略卫星。他还发现了太阳上的黑子，大家应该听说过太阳黑子，太阳黑子其实并不黑的，太阳黑子的温度大概是四千度，但是太阳表面的温度是五千八百度，一反衬，那个地方就黑了。你们现在当然都用煤气了，不用煤球炉了，你们大人用过煤球炉，到了晚上，煤球黑了，煤球边上是红的，黑煤球还是很烫的，你去用手抓是不行的，黑子的“黑”就是这个道理，它们是太阳上面的主要的活动现象，这是伽利略发现的。他还发现了银河不是一条牛奶之路，银河英语叫Milky Way，牛奶之路，好像白茫茫的一片，用望远镜一看，这个白茫茫的一片就看出一颗一颗的星来，为什么呢？这里的星太多太密，眼睛看分不开来，望远镜一看就把它分开来了。所以伽利略开创了天文学观测的新时代，哥白尼是开创了现代天文学。

我刚才讲，公元前就有人猜想，地球是绕着太阳转，这叫科学猜想。这里是第二个猜想。布鲁诺，就是给宗教裁判所在罗马百花广场烧死的，他当时猜想，我们看到的一颗一颗星都是遥远的太阳，也就是它们自己是发光发热的，但是他没有根据，他就是想到的，我们现在知道他这个猜想是对的。1750年英国天文学家，这个天文学家不太有名叫赖特，他指出银河和我们看到的星星是一个扁平状天体系统，就像你们学校里的铁饼，或者我们吃的烧饼，就是这个形状，中间胖，两边薄。为什么有的星星是东一颗西一颗，有的星星就变成银河呢？你想一想，如果我们人站在铁饼的中心，沿着铁饼的平面看过去，好多好多星，对不对？这是个铁饼，你沿着这个方向看过去，全是星，这些星就分不开来，就表现为银河，如果你是沿着铁饼的垂直方向看，这个很薄你可以看到东一颗星、西一颗星，所以天上所有的星全部是银河系的成员，这个是赖特的发现。到了1785年，这个人比较有名了，这个人原来是个音乐家，后来跑到英国去，是德国人，叫威廉·赫歇尔，他通过数星，这个人有耐心，我说我们眼睛能够看到六千多颗星，他用望远镜看，看到几十万颗星，他就一颗一颗数，而且他的儿子和他一样数，数到后来，把银河系的形状画出来了，他作了几个假设，这个像一个乌贼鱼一样，实际上他的假设不对，他认为看到少的地方星就少，看到多的地方星就多，好像很通，对不对？实际上他不知道，看到少的地方还有一个可能性，就是宇宙空间里面有很多灰尘，把后面的星给挡掉了，这个地方就是一大堆灰尘，所以后面就没有星，但是他当时画出这么一个东西，稀奇古怪的，这是第一个银河系的模型，当然这个模型不太好，在他的模型中间，太阳在这里，所以原来地球是宇宙中心，到了赫歇尔，变成太阳是宇宙中心，因为当时认识银河系是整个宇宙，所以太阳在这里。

现在我们来讲哥白尼学说中间，有两个不对的地方，第一个，太阳不在宇宙中心；第二个，太阳是运动的。哥白尼认为太阳在宇宙中心，太阳是不动的，这两点是哥白尼学说中错的地方，到了赫歇尔，这两点都没有被推翻，太阳在银河系中心，银河系就是宇宙，所以太阳是宇宙中心，对不对？1718年英国天文学家哈雷，这个哈雷就是我们知道的大名鼎鼎的哈雷彗星的哈雷，英国格林尼治天文台的台长，他就把他当时看到的恒星的位置，和公元前记下来的位置进行比较。天上的星星我们把它叫恒星，意思它是不会动的，英文名字叫Fixed Star，意思也是不会动的，为什么呢？看上去它们几十年几百年还没动，实际上它是在动的，有的每秒要动几百公里，但是恒星太远了，我刚才跟大家讲的，恒星的距离至少有几十万亿公里，过了几年、几十年看上去并没有动，但是哈雷用了相隔两千年的资料，就发现恒星动了，明白吗？他用了两千年前的位置和两千年以后的位置，比如北斗星，我们现在看到这个形状，对不对，如果你们稍微懂点天文就知道北斗星这个形状，但过了两千年就不是这个样子了，哈雷用两千年前后的对比，他发现动了，所以他就证实恒星是动的，他没有说太阳是动的。到了1783年，还是这个赫歇尔，他很聪明，他意识到我们看到的恒星的运动，是两种运动，一种是恒星自己运动，一种是太阳在运动，即使恒星不动，由于太阳运动，恒星也要动的。而恒星离开我们的距离是不一样的，有远有近，所以由于太阳运动，恒星的相对位置就变了。那个时候设备就比较好了，赫歇尔那个时候已经有一点五米的望远镜了，口径一点五米这么大的望远镜，他意识到这一点，他就算。这很好算，如果我教你们，你们也能把它算出来，找一大堆星，假设它自己的运动是杂乱无章的，然后有一部分是由于太阳运动引起的，一下子就算出来了，就算出太阳运动了，结果哈雷发现太阳的运动速度大概是每秒二十公里，就是太阳带着太阳系，它的所有的成员朝着织女星方向运动，每秒二十公里，你们放心，不会撞到织女星，第一，这段距离有得走了，几千年几万年走不到，你走过去织女星自己也跑掉了，他就算出来太阳每秒十九点七公里，沿着织女星的方向前进，这个数字到现在为止测出来都差不多。得到了这一点，就推翻了哥白尼学说中太阳是不动的这一点，太阳是动的，就算它在宇宙中心，也不会一直在宇宙中心，你今天在宇宙中心，明天就不在宇宙中心了。到了1917年，这已经是比较晚的了，已经到上一世纪了，美国天文学家沙普利，通过计数的办法，确认太阳不在银河系中心，而是离开银河系中心相当远的地方。大家看，这个就是银河系的截面图，太阳就在这个地方，这个地方离银河系中心远，离边缘比较近（整个“铁饼”很大，直径约十万光年），太阳离开银河系中心大概三万多光年；下面一张图是我们从这个铁饼上面去看，银河系的中心在这儿，太阳在这个地方，所以太阳位置是很偏心的，这样哥白尼学说中的第二点错误也纠正了，太阳并不是银河系的中心，你即使把银河系当作整个宇宙，太阳也不在宇宙中心。在哥白尼时代，他本人不能认识这一点，但是不管怎么说，哥白尼的贡献是最伟大的，我刚才给你们谈了2009年上海有一次日全食，如果没有哥白尼的认识，日全食是不可能预报的。尽管他有这两个毛病，这两个毛病对我们天文学家预报天象是没关系的，因为它是相对运动，大家一起跑，太阳带着太阳系全体一起跑，你预报是没问题的。

这个中间是核球，鼓起来的，这个叫做银河系的盘子，叫银盘，然后这里还有点稀稀疏疏的星，像一个晕，什么晕呢，就是头晕的晕，称为银晕，这整个就是十万光年，一光年十万亿公里，那么十万光年，你们去算有多少公里，有人说这是个天文数字，这就是天文数字，这个数字你就不要太相信它。银河系现在知道有一千亿颗恒星，银河系里面。我一开始讲的创新精神，包括今天我讲的，赵老师在那里讲的，什么一千亿颗恒星，你怎么弄出来的一千亿颗恒星，天文学家报的数字有两类数字，一类我刚才讲的几月几号几点几分日全食，你就相信，没问题。一类是这种数字，你稍微要提高一点警惕，包括这个十万光年。银河系有一千亿颗恒星，一千亿颗恒星，这怎么弄出来的，没有人能够数一千亿个，你数数看12345……，你数到后来要忘记了，数也数不清楚，你数一辈子都数不出来。我现在比如说给你们在座的每人发一百斤大米，同学们，请你们数这个大米有多少颗，然后你们可能分两类或者三类，一组说唉呀，这个不高兴数，老师我不数，还有一类老实的就开始数了12345……，数了半天又忘记了，再数；比较聪明的或者比较狡猾的，他就拿出一两来数，一百斤称出一两，一两数一数比较快，乘上一千就告诉老师多少颗，不相信你自己数，对不对？这个一千亿颗也是这样，也是称出来的，这个银河系是转的，你们以后读书上去慢慢到大学里面就知道，这个东西如果不转就麻烦了，但是它一定是转的，不转它的引力就塌进去，地球如果不绕太阳转的话，地球就撞到太阳上去了。一转就有办法，马上可以把银河系的总的质量算出来，银河系有多少多少质量，然后把这个质量除太阳质量，明白吗。刚才我说称大米，这是做乘法，现在是做除法，太阳的质量大概是恒星质量中等个，一除就除出一千亿，有人说一千四百亿，这个就差不多了，你不要相信一千亿，十的十一次方，这个距离也是这样的，你不要以为，这个十万光年，九万八千可以吗，这个都是大约的近似的数字。

那么这几幅画是什么东西呢，这是太阳，太阳的X光线，X光的照片，所以看起来模模糊糊，这两类称为星团，就是我们银河系里面的恒星，我不是说一千亿颗吗，这一千亿颗不是很孤立的一颗一颗，它有的是两个在一起，它们自己绕着转，这叫双星，成双成对的；有的就一团，这一团就叫星团，像这一类星团它比较稀疏，就叫疏散星团；这类星团很密，叫球状星团，外形像一个球，这个星团里面可能就有几十万颗星，但是你绝不要认为这个星是粘在一起的，因为它离开我们很远，你如果到那边看，这个星和星的距离还远着呢，比如说可能比地球到太阳的距离还远一千倍之类的，它不会撞的。

这个就叫星云，接下来我们就要讲星云了，这个星云很有名，有人说它有点像螃蟹，外国人把它起个名字叫蟹状星云。公元1054年，有一颗星走完了它的一生，最后它爆炸了，爆炸以后成了一颗超新星，当时很亮很亮，我们现在天上第一亮的是太阳，第二亮的是月亮，剩下的就是金星，再挨下来就是前两天的火星，一般说来火星没有木星亮，但是火星大冲的时候比木星亮，金星已经非常亮了，据说金星在没有月亮的晚上，如果没有灯光，可以勉强照出人的影子，这颗星爆炸的时候比金星还要亮，白天都看见，所以当时就记下来了。古代中国皇帝对天象是非常非常地注意，天上什么一来，唉哟我要死了，什么一来我要发了，他就这样，所以这个东西爆发，人们忙着要记下来。超新星爆炸以后它就膨胀、膨胀、膨胀，膨胀到现在成了这个模样，外国人算了，最早外国人算的，它往外的膨胀速度算出来了，然后把它倒退回去，可以吗？倒退回去倒退到1054年，就是一点，就完全证明这就是1054年中国人记录的那颗亮星，现在成这个样子，差不多经过一千年，九百多年，这叫超新星爆炸。这是另外一类星云，这一类是不发光的星云，你看这么黑咕隆咚一团，后面的星就看不到了，挡住了，银河系里面也有这么些各种各样的天体。

现在我要讲第三个里程碑了，人类怎么样认识到银河系代表宇宙是错误的。这个故事起源于星云本质之争。刚才我给大家看了两种星云，对不对？这两个星云，这个是真正的星云，它就是气体，其实它的密度非常低非常低，比地球上面实验室最高真空的真空度还要高。因为它一大堆，又很远，它的范围可能有几百个光年，几千个光年都可能，由于很大，所以看上去这么一团，实际上很稀薄，但是它的确是云状物体，没有固体。但是天文学家还发现有一类星云，它好像不是星云，像是一堆星堆在一起的，密密麻麻堆在一起。有一位德国科学家叫马里乌斯，他首先用望远镜看到了仙女座的一个星云。天上有一个星座叫仙女星座，仙女星座里面有一个模模糊糊的斑点，用望远镜看它是一块斑点。对于恒星，你再大再好的望远镜，不能把它放大，它还是一点，一个点光源，这个仙女星云在望远镜里就放大了，它是什么东西，到底真是一块云还是一堆星，不清楚。到了1755年，哲学家康德第一次提出在银河系之外，存在着很多很多无数个和银河系差不多大小的庞大的恒星系统，他给它们取了个名字，叫河外星系，银河系外的星系，简称为星系。但是他也毫无根据，现在证明他是对的，这是我今天提到的第三个科学猜想。

我讲的三件事情，日心说的一次，布鲁诺的恒星一次，（康德）的星系，出现了三个科学猜想。1780年到1790年，又是这个赫歇尔，当时争得不可开交，有人说银河系外面还有世界，这个星云就是银河系外的，就是像康德讲的。有人说你看到的星云全是银河系之内的。这个赫歇尔是当时第一权威，并且他手上有最大的望远镜，他说你们不要吵了，我拿来看，我一看把它看成一颗一颗的，那就是银河系之外的，我的望远镜看上去还是糊里糊涂一团，那是银河系之内的，是真正的星云。结果他一会儿看到有一部分星云可以分解为一颗一颗恒星，它们应该在银河系之外，有河外星系；一会儿又看到一些星云分不开来，就像云一样的，他就说银河系囊括一切。他怎么说，人家就跟着跑，这个就是迷信权威，实际上他能看到的一颗一颗恒星的是刚才我讲的星团，如果用小望远镜拍就是一团，一颗颗星是看不到的，用大的望远镜，赫歇尔的望远镜，把它分出来了。这个问题后来变得越来越严重，吵得越来越厉害，一直到1921年美国科学院专门开了一次学术讨论会，就这个仙女星云到底在银河系里面还是在银河系外面，吵得一塌糊涂，没有结果，两派意见，这个沙普利，就是刚才我说的，他第一个发现太阳不在银河系中心的那一位老兄，他这次犯错误了，他认为银河系囊括一切，仙女星系在银河系里面；而这个柯蒂斯比他年轻，没有他出名的那个人，他说仙女星系在银河系之外，但吵了半天，谁也说服不了谁，当时不知道它到底有多远，因为如果我们知道仙女大星云离开银河系一千光年，那是在银河系里面，银河系是十万光年，对不对；如果我们测出来它是两百万光年，那在银河系之外。问题是谁都测不出距离。

我们现在要给大家讲一点科学常识，我们刚才讲的科学常识，你们大体上都听得懂，除了开普勒定理你们没学过，现在讲的这些更简单了。天文学上测定天体的距离，恒星的距离的困难，我已讲得很清楚，我刚才讲过，哥白尼的学说最后证明了恒星上半年在这儿，下半年在这儿，要测距离把这个恒星的角度测出来就行了，因为这条长度知道的。地球轨道的直径是3亿公里，以前军队打炮，打对面的村庄，这里放个望远镜，那里放个望远镜，一测距离测出来了，因为这两个之间的距离知道，三角法你们都学过，对不对？这里也是用这个办法，但是这毛病不是这样的情况，这条距离比那个长得多得多，越长这个角度越小，最近的一颗恒星，这个角度一秒多一点点，你们不相信去算。最近一颗恒星离开我们四点二光年，也就是四十万亿公里，如果远一百倍，这个角度就是零点零一角秒，如果远一千倍，那就是千分之一角秒，远一万倍，一万倍才四万光年对不对，银河系直径十万光年，一万倍就是万分之一角秒，万分之一角秒到现在也测不出来，所以这个办法不行的，这个办法叫三角测量法，或者几何方法。可以说测距离是天文学家最最最最头痛的事情，因为距离不知道，这颗星多大多重，什么也不知道，对不对，必须要知道距离。后来人们想了一个办法，什么办法呢？光度测距法。你们看看这张照片，这一束光发出来到了这个地方，是一小方块，到了两倍远的地方是四小方块，到了三倍远的地方是九小方块，就是说你看到的亮度和你距离的平方成反比。比如说是一颗星，这颗星到底有多亮，它的发光本领称为光度，我们在这儿接收到的是亮度。这个灯很亮，现在把这个灯放在金茂大厦顶上去，你再去看，就不亮了，所以有三个量，一个是光度，就是这颗星的发光本领，第二是你看到的亮度，第三个是距离，这三个因素之间有个很简单的关系，恒星的亮度与恒星的光度成正比，与恒星的距离平方成反比，这三个量你只要知道两个，第三个就可以求出来。现在的问题就是求距离，亮度是没问题的，亮度是观测量，它是肯定可以知道的，问题是光度，本来应该知道亮度知道距离，去算它的光度，对不对。我们现在有个一百瓦的灯泡，放在某个地方，我测出亮度，然后就把这个距离算出来。那你怎么知道它是一百瓦而不是两百瓦呢，同样远的地方，光度本身不一样，你看出的亮度也不一样，这就要想办法，这就是要提到造父变星。恒星中有一类星叫做造父变星，其中有一颗星叫造父一，这颗星是一颗变星。什么叫变星呢？它今天比较亮，明天比较暗，后天又比较亮，再后天又比较暗，这就是变星。你把它的明暗变化画出来就是这么一条曲线。后来发现，造父变星从最暗到最亮再到最暗，有周期规律：周期越长，它的光度越亮。这个稍微有点难以理解，你盯着它看，今天明天后天盯着它看，发现这颗星的亮度在变，今天最亮，明天最暗，后天也最亮，那么它的周期多少？两天。如果是今天最亮，后天最暗，再过两天最亮，那么周期就是四天，对不对？结果发现周期四天的变星要比周期两天的变星的光度大。好了，它变亮变暗你可以盯着它看吧，你就盯着它看，把这个周期测出来，反过来光度就测出来了，光度测出来了，就可以把距离测出来了，这个就叫做光度测距法，这个造父变星就起这个作用。1918年，美国人造了当时世界上最大的望远镜，二点五四米的望远镜。1923年10月6日，哈勃，大家知道有哈勃空间望远镜，这个名字就是纪念他的。哈勃就是利用这台望远镜，看这个仙女星云，一看就把它的一颗一颗星分开来了，明白吧，它把它边上的一颗一颗星分开来了，而且从其中找到了造父变星，然后就测了它的光变周期，最后把这个距离测出来了，二百二十五万光年，银河系的直径十万光年，它是二百二十五万光年，当然它在银河系之外，所以争论了几十年的争论就到此结束，大家不吭声了。

所以我说我们人类认识宇宙就这三个过程，本来我们人类“挺好”，地球在宇宙中心，我也不动，别人绕着我们转，很神气，对不对？出来一个哥白尼，地球就不灵光了，地球绕着太阳转了，不过太阳还好，太阳在银河系中心。又搞出一个什么哈雷、赫歇尔，这帮人，把这个太阳从银河系中心移到边上去了，而且银河系有一千亿个太阳，那太阳没什么稀奇，对不对。太阳绕着银河系中心转一圈要两亿年，到了哈勃还要好，银河系也没什么稀奇，现在发现，也是称出来的，宇宙中间像银河系这样的河外星系也有一千亿个。所以人类认识宇宙的过程正是地球特殊地位不断地下降、消失的过程，地球根本没什么特殊地位，它只是一千亿个星系中间一个普通星系——银河系中的一千亿颗恒星中的普通一员——太阳周围九个行星中间的一个。刚才电视台的同志问我外星人有没有，你们说外星人有没有？外星人当然应该有，就你地球有，有那么多恒星放在那儿，你只是没找到它而已。

这里给大家稍微浏览一下，这是我们现在认识宇宙的一些具体情况。比如说地球，地球的半径，地球当然严格说来不能讲半径，地球是个偏椭球体，它的赤道半径是六千三百七十公里，它离开太阳一万四千九百万公里，地球的年龄四十六亿年；月亮比地球小，月亮的半径只有一千七百公里，离开地球三十八万四千公里，乘美国阿波罗飞船去，从地球到月亮大概三天多，但是火星离开地球几千万到一亿多公里，需要一年多的时间才能飞过去。月球怎么来的？有三种学说，一种说月球是地球上分出去的，有人说算过，太平洋里面海水的体积和月球的体积一样，这块等于跑出去了，后来想想也不对，因为跑出去的这两个东西的矿物成分应该一样，但研究来研究去好像也不太对头，这是一种说法；还有一种说法，这个月亮是外面流浪儿，跑到地球边上给万有引力吸住了，它就这么绕；还有一种学说是，月球和地球同时生成。这就是所谓的分裂说、俘获说、同源说，不过这些都没研究好。天文学家研究的对象远的不太好研究，多少多少光年以外，看不到；有的时候近的也不太好研究。这就像画鬼和画人一样，画人不太好画，画鬼比较容易，因为鬼谁也没看到过，不过你随便画一个鬼，别人还是不信。月亮、太阳是怎么形成，这仍弄不清楚，到现在为止还是研究的对象。太阳很大，刚才那个图上就画不出来，太阳的直径和半径是地球的直径或者半径的一百零九倍，大概体积是一百三十万倍，太阳的年龄是五十亿年，太阳中心温度两千万度，太阳现在这个状态大概还可以生存五十亿年，就是太阳现在这个状态，稳定这个状态是一百亿年，再过五十亿年以后这个太阳就要发生很大的变化。它现在中心是氢到氦的热核反应。再过五十亿年以后，这个热核反应的燃料用光了，它要进行高一级的热核反应，就是氦要聚变成比氦更加高级的重元素。更重的元素，这个热核反应现在地球上没有掌握，氢聚变成氦就是氢弹，我们已经有了，但是氦巨变成更高级的元素，人类还没找到，这个更厉害。这个状态下太阳就要膨胀，太阳膨胀的结果大概要把火星，甚至把木星的轨道都要吞进去，明白吗？太阳膨胀这个阶段经过十亿年，就是把水星、金星、地球、火星、木星都吞掉。银河系有一千亿颗恒星，我刚才讲了，银河系的年龄大概有一百三十亿年，我刚才讲了不是一千亿个河外星系嘛，河外星系有的比较圆，有的比较扁，有的是这样的，我们银河系是这样的，这个叫漩涡星系，像个漩涡，像水里面的漩涡，这种星系挺好看。恒星团在一起叫做星团，星系也会团在一起，就叫星系团。这幅图中通通都是星系，没有一颗星的，像这个你看有点漩涡，对吧，刚才提到一类漩涡星系。这个叫棒旋星系，它中间首先有根棒，棒的两端伸出两个旋臂，这个漩涡怎么形成的，棒怎么形成的，它可以维持多长时间，这就是理论天体物理学家要去干这种事情。然而他解释了这个不能解释那一个，这就需要进行长时间的研究。做这些事情真是枯燥，你既然有观测资料，那么讲了半天理论，对不对就看你能不能算出所观测到的这个样子来。

我们现在回过头来看我们这第三个里程碑的最后一点情况，就是我们这个宇宙最后哪儿去啊！太阳五十亿年就完蛋了，这个宇宙呢？现在的测算，宇宙目前的年龄大概一百四十亿年，它的范围就是我们现在从地球上能够看到最远的河外星系的距离，这个数字很不准的，最近有人算出来是一百三十七亿光年，好像比较准一点了，这个也没被大家接受。这个天体是恒星，恒星两个在一起，就是双星；一堆在一起就是星团，再多的就变成星系，星系又聚成星系团，这叫做逐级成团，从小到大逐级成团，好像我们人的社会一样。有一个现象就是宇宙膨胀，大家都知道叫“大爆炸宇宙论”，我们来讲讲这个问题。什么叫宇宙学，从整体角度来探讨宇宙的结构和演化的这么一个学科叫宇宙学，其实古代都已经有点宇宙学。这是我们古代的宇宙学，盖天说、浑天说、宣夜说。盖天说认为地是平的，天是圆的，像个伞那么罩在那里，天圆地方；到了浑天说稍微进步一点，天是鸡蛋白，地是鸡蛋黄，这就是浑天说，是有点浑。宣夜说是比较接近现在的客观，就是天是空虚的，星星都悬在中间，这有点接近现在的概念了。那么从科学的宇宙观来说，牛顿，牛顿的产出很丰富的，牛顿首先用力学方法研究宇宙学，称为经典宇宙学，他没有把时间和空间连在一起，时间管时间，空间管空间。到了1917年，爱因斯坦创立广义相对论（你们以后可能会学到相对论），他建立了一个叫静止有限无界的宇宙模型，从他开始出现现代宇宙学。你们同学可能想，有限无界这怎么回事啊，没有边界，又是有限的。打个比方，这个银幕上面在演电影，很多人在活动，这些人的活动范围不能跑出这个银幕，对不对？如果这个银幕无限大，人的活动范围就没有边界，所以叫做无界。但是人无论怎么活动，都跳不出这个银幕，他们不能跑到银幕外面来，只能在银幕上，所以是有限的，这就叫有限无界。这个从二维空间到三维，从平面到立体我们很好想象，从三维到四维，你别想象了，想象不出来的。有人说三维空间把个小偷关在监牢里面，四维空间他就逃掉了，你三维的墙壁不能把他关住，实际上这个第四维是个时间的问题。从爱因斯坦开始有一个第四维，就是时间，你们不要直观想象，只能从二维到三维想象一下有限但是无界的概念。爱因斯坦模型的关键就是它是静止的，这个宇宙是不动的，爱因斯坦当时设想这个宇宙不动的，他为了解决矛盾，引入了宇宙学常数，宇宙学原理。到了1922年苏联，当时的苏联数学家弗里德曼，就开始设想这个宇宙可能不是静止的，它是动态的，不是静态的，这个宇宙可能在膨胀。请大家注意，1922年，哈勃还没有发现河外星系，哈勃是1923年到1924年发现的。1927年哈勃已经发现河外星系了，而且哈勃当时已经发现，河外星系离开我们越远，和我们之间相对离开的速度越大，他已经发现这一点了。这时，比利时的一个主教，也是一个天文学家，叫勒梅特，他提出宇宙在均匀相同性地膨胀，就像我们吹气球一样，一吹这个气球就膨胀，不管多么大还是一个球。1932年，还是他，想到这个气球既然越变越大，那么最小的时候该是什么样子？你说宇宙在膨胀，那倒回去一百多亿年前它是个什么模样，他就设想提出所谓原始原子，就是说最早最早的宇宙只是一点，从这个地方开始膨胀，这一小点称为原始原子。

最后到了1948年，这也是俄国人，你们看这名字，伽莫夫，不像英文名字，他是俄国籍的美国人，他就发展了勒梅特的思想，提出了“大爆炸宇宙论”，这个大爆炸宇宙论怎么说的呢？一百多亿年之前，整个宇宙只是一点，而且按照现在更新的理论，这一点是无穷小，既没有空间又没有时间的，时间从大爆炸开始，这个没法想象，时间怎么会没昨天的事情？就是说时间也是从这一瞬间开始的，是无中生有的，之前什么也没有。所以应该说当时宇宙的密度是无穷大，温度是无穷高，然后它开始爆炸，爆炸以后经过零点零一秒，那个时候温度是一千亿度。以光子、电子、中微子为主，这些都叫轻子；而质子、中子，这个你们学过了吧，这种原子核内的粒子称为重子，质子中子只占了非常非常小的比例，它们处于一种热平衡状态。宇宙膨胀得非常快，一面膨胀一面温度下降密度下降，体积大了嘛，温度下降密度也下降。经过零点一秒，零点一秒它的温度就下降到三百亿度，质子和中子的比例开始发生变化。一秒钟以后降到一百亿度，一百亿度的时候还不能形成原子核，原子核里面有中子和质子，由核力把它束缚在一起，那个时候温度太高，这个核力没法约束它们的热运动，所以那个时候不能形成原子核。一直要到十三点八秒以后，这很快，十三点八秒，这个时候温度跌到三十亿度，原子核形成，形成氘氦这一类原子核，也就是形成了化学元素，但是没有形成原子，只是形成了原子核。到了三十五分钟以后，这个温度又下降到了十分之一，三亿度，这个过程停止了，但是还是不能形成中心的原子，一直要经过三十万年以后，那个时候温度下降到三千度，开始形成原子。以后就慢慢演化，一直到现在的状态。物质先是气态的，然后气态物质经过收缩、坍缩，变成固态的，出现恒星、太阳、地球等等，地球上再演化出了人。

给大家最后看一张照片，这就是当年哈勃观测过的仙女星系，当时叫仙女座大星云，现在应该叫仙女座大星系。它不是星云，而是星系，最早看上去只是模模糊糊的一团，这张照片是用大望远镜拍的。你看它中间有一个核球。这是真家伙了，刚才看的银河系图像那不是照片。人在庐山中间不识庐山真面目，我们在银河系里面就不能拍到银河系的完整外形。仙女星系是银河系之外的天体，从地球上看，现在可以拍得那么清楚，不过中心部分还是分不开一颗一颗恒星。我们银河系估计和它的样子非常像，但是比它小。它比银河系质量大一倍，离开我们二百二十五万光年，两个小的河外星系是它的伴星系，绕着仙女星系运动。这是一个星系，那也是一个星系，这里面都是好多好多恒星。

我想今天就讲到这儿，也感谢大家来听课，再次感谢教育电视台给我们这么一个机会，谢谢。