总目录
生物学之书
数学之书
天文之书
化学之书
心理学之书
工程学之书
医学之书
这本书献给我们可爱的孩子们，马克·乔纳森·杰拉尔德和梅利莎·苏珊娜·杰拉尔德。他们的成就带给我们巨大的欢乐和骄傲，我们为此充满了爱和感激。
这本书也献给我已逝的兄弟史蒂文·杰拉尔德和我们的父母——托拜厄斯·杰拉尔德、露比·杰拉尔德和海曼·格鲁伯、埃斯特·格鲁伯。感谢他们的爱、鼓励和启发。
前言
我们尚无文字的祖先开始清楚意识到生命与非生命物体间的差别时，无疑便是生物学历史的第一页被“写下”的时候。为竞赛及收集食物而猎杀时，他们在当地环境中遇见各种生物体，便渐渐认识到这些生物间的相同与不同之处——至少在肤浅的层面上认识到了。在用动物准备饭食的过程中，它们的内部结构被展露出来，但是我们没有什么理由认为这些动物的不同之处能激发聪明猎人们的好奇心。在先人们的生活中，超自然力量重要得多，这种力量使他们能够生存，并有好运和后代作为奖励，同时隐藏食物来源并传播疾病作为惩罚；而他们指望能通过人祭和畜祭来影响这种力量的决定。大约12 000年前，人类才开始种植植物以得到食物，驯养动物——尤其是狗——以得到它们的辅助和陪伴，从而更好地掌控自己的生存环境。
最早的生物学学徒是医疗者，他们被称为巫医、药师／女药师，又或是萨满，等等，他们是应对疾病的专家。他们的“治疗”结合了草药、对超自然力量的祝祷和祈求，以及自己长年的治疗经验——其中并不包括系统性的学习。亚里士多德（公元前384—前322年）是最早且最伟大的生物学者之一，他系统性地考察动植物和它们的特征；在一丝不苟的观察、推论和解读的基础上为它们分类，并不采用超自然力的解释；他还创作了至少四本书来分享这方面的知识。
到了17世纪后期，列文虎克（Leeuwenhoek）发现了一个前人未知的微观世界，居住于其中的生命既不是植物也不是动物。他接受的训练是如何做一个麻布商人，却自学成为了透镜研磨的业余爱好者，而他写给各个欧洲科学学会的信件用的都是母语荷兰语。有了显微镜，施耐德（Schneider）和施万（Schwann）才能在19世纪30年代确定细胞为生物——包括动植物在内的所有生物——的结构和功能的基本单位，就如原子是化学基本单位一样。
在19世纪之前，对生物体的研究——之后这个专业被称为自然史——主要注重于动植物的差异与分类，以及动物的解剖和生理机能。这些自然学家更倾向于采用观察法，而非实验研究。到了19世纪，这种状况戏剧性地改变了，对生物的系统研究和对有机体功能的描述爆发性地发展起来。“自然科学”被新名词“生物学”取代。在对生物有机体化学反应的研究中，克洛德·贝尔纳（Claude Bernard）等生物化学先驱运用了有机化学的发展新成果；这些研究一直延续到今天，渐趋成熟。
生物学领域最重要的一些发现也许是出现在1859年至1868年的十年中。1859年，查尔斯·达尔文完善了他的自然选择理论，它是进化论的基础。进化论如今已是生物学的主流观点，它被用来解释所有生物体的统一性和多样性。科学界对于达尔文的《论借助自然选择的方法的物种起源》反响热烈，但几乎没有注意到格里哥·孟德尔的成就，这位籍籍无名的捷克牧师在修道院花园中种植研究豌豆，并发表了关于其植株高度的研究成果。三十多年后，孟德尔的论文被重新发现，他的理论成为新学科遗传学的基础。它也为引起自然选择的突变现象提供了理论基础，这个解释使达尔文及其追捧者十分困扰，并挑战了后者的进化论。自远古时起，人们就相信生物都源自非生命体，即自然发生说。路易·巴斯德以一个简单却精妙的实验提供了令人信服的证据，证明生物体是源自更早期的生命形式。但是问题依然存在，生命最原始的来源是什么？
20世纪至今最至关重要的研究包括探索个体细胞成分的作用，以及它们对细胞功能的独特贡献。詹姆斯·沃森（James Watson）和弗朗西斯·克里克（Frances Crick）于1953年提出的DNA结构引发了生物学研究领域的一场革命，并使大众对科学产生了源源不断的兴趣。后续研究注重于解释——通过DNA结构，基因如何担任遗传的分子基础，指导蛋白质合成，并影响我们的健康。在发展与修正药物及实用性动植物创新的领域中，DNA操控技术与生物科技成为当代宝贵的科学工具。
不同于热衷并试图理解他那个时代所有知识的亚里士多德，19世纪晚期的生物研究渐渐变得精细、多元化且专业化，衍生出了各种分支学科，而受过专门训练的专业人员则越来越侧重于积极的实验。普通生物学，或动／植物学课程与动／植物学科分化成了生物化学、分子与细胞生物学、解剖学和生理学、微生物学、进化生物学、遗传学以及生态学等学科。在《生物学之书》中，你能找到上述每个专业学科的里程碑事件。
我们编写《生物学之书》的目的，是想以深入浅出、令人愉悦的方式，为读者提供途径来领略生物学领域250个最具重大意义的事件。我们希望每一章节都能让所有读者轻松地理解，并获得科学系统的新信息和新见解。我们会在一些篇章的适当位置提供基本的背景资料，以搭建入门的阶梯，使读者免于吃力地理解艰深晦涩的技术辩题与理论。简言之，这些按年代顺序陈列的事件意在合乎科学逻辑，又同时易于阅读且引人入胜，并且每一章都能独立存在，无须按顺序阅读。我们提供对照检索，使读者可以找到与某一主题相关的不同章节，以及更详细的资料来源。某些事件的相关时间略有参差，我们相信您一定可以理解这一点：专家们对于某个日期未必会意见一致，就此而言，甚至对于哪位研究者对事件最有功劳也各执一词。
一流的大学生物教科书都超过了1 000页，我们又是如何仅仅选出250个重要事件呢？首先，每个里程碑事件都必须代表当时的一项重大科学发展，它在数百年里，甚至可能直至今天都意义深远。其中一些事件渐次建… …
目录
简介 数学之美与效用
本书的架构与目的
导读
001 约公元前1.5亿年 蚂蚁的里程表
002 约公元前3000万年 灵长类算数
003 约公元前100万年 为质数而生的蝉
004 约公元前10万年 结绳记事
005 约公元前1.8万年 伊尚戈骨骸
006 约公元前3000年 秘鲁的奇普
007 约公元前3000年 骰子
008 约公元前2200年 魔方阵
009 约公元前1800年 普林顿322号泥板
010 约公元前1650年 莱茵德纸草书
011 约公元前1300年 圈叉游戏
012 约公元前600年 勾股定理与三角形
013 约公元前548年 围棋
014 约公元前530年 毕达哥拉斯创立数学兄弟会
015 约公元前445年 季诺悖论
016 约公元前440年 月形求积
017 约公元前350年 柏拉图正多面体
018 约公元前350年 亚里士多德的《工具论》
019 约公元前320年 亚里士多德轮子悖论
020 约公元前300年 欧几里得《几何原本》
021 约公元前250年 阿基米德：沙粒、群牛问题和胃痛游戏
022 约公元前250年 圆周率π
023 约公元前240年 埃拉托斯特尼筛检法
024 约公元前240年 阿基米德不完全正多面体
025 约公元前225年 阿基米德螺线
026 约公元前180年 蔓叶线
027 约150年 托勒密的《天文学大成》
028 250年 戴奥芬特斯的《数论》
029 约340年 帕普斯六边形定理
030 约350年 巴克沙里手稿
031 415年 希帕提娅之死
032 约650年 数字0
033 约800年 阿尔琴的《砥砺年轻人的挑战》
034 830年 阿尔·花拉子密的《代数》
035 834年 博罗密环
036 850年 《摩诃吠罗的算术书》
037 约850年 塔比亲和数公式
038 约953年 印度数学璀璨的章节
039 1070年 奥玛·海亚姆的《代数问题的论著》
040 约1150年 阿尔·萨马瓦尔的《耀眼的代数》
041 约1200年 算盘
042 1202年 斐波那契的《计算书》
043 1256年 西洋棋盘上的小麦
044 约1350年 发散的调和级数
045 约1427年 余弦定律
046 1478年 《特雷维索算术》
047 约1500年 圆周率π的级数公式之发现
048 1509年 黄金比
049 1518年 《转译六书》
050 1537年 倾角螺线
051 1545年 卡丹诺的《大术》
052 1556年 《简明摘要》
053 1569年 麦卡托投影法
054 1572年 虚数
055 1611年 克卜勒猜想
056 1614年 对数
057 1621年 计算尺
058 1636年 费马螺线
059 1637年 费马最后定理
060 1637年 笛卡儿的《几何学》
061 1637年 心脏线
062 1638年 对数螺线
063 1639年 射影几何
064 1641年 托里切利的小号
065 1654年 帕斯卡尔三角形
066 1657年 奈尔类立方拋物线的长度
067 1659年 维维亚尼定理
068 约1665年 发现微积分
069 1669年 牛顿法
070 1673年 等时曲线问题
071 1674年 星形线
072 1696年 洛必达的《阐明曲线的无穷小分析》
073 1702年 绕地球一圈的彩带
074 1713年 大数法则
075 1727年 欧拉数e
076 1730年 斯特灵公式
077 1733年 常态分布曲线
078 1735年 欧拉—马歇罗尼常数
079 1736年 柯尼斯堡七桥问题
080 1738年 圣彼得堡悖论
081 1742年 哥德巴赫猜想
082 1748年 安聂希的《解析的研究》
083 1751年 欧拉多面体公式
084 1751年 欧拉多边形分割问题
085 1759年 骑士的旅程
086 1761年 贝氏定理
087 1769年 富兰克林的魔术方阵
088 1774年 最小曲面
089 1777年 布丰投针问题
090 1779年 三十六位军官问题
091 约1789年 算额几何
092 1795年 最小平方法
093 1796年 正十七边形作图
094 1797年 代数基本定理
095 1801年 高斯的《算术研究》
096 1801年 三臂量角器
097 1807年 傅立叶级数
098 1812年 拉普拉斯的《概率分析论》
099 1816年 鲁珀特王子的谜题
100 1817年 贝索函数
101 1822年 巴贝奇的计算器
102 1823年 柯西的《无穷小分析教程概论》
103 1827年 重心微积分
104 1829年 非欧几里得几何
105 1831年 莫比乌斯函数
106 1832年 群论
107 1834年 鸽笼原理
108 1843年 四元数
109 1844年 超越数
110 1844年 卡塔兰猜想
111 1850年 西尔维斯特的矩阵
112 1852年 四色定理
113 1854年 布尔代数
114 1857年 环游世界游戏
115 1857年 谐波图
116 1858年 莫比乌斯带
117 1858年 霍迪奇定理
118 1859年 黎曼假设
119 1868年 贝尔特拉米的拟球面
120 1872年 魏尔斯特拉斯函数
121 1872年 格罗斯的《九连环理论》
122 1874年 柯瓦列夫斯卡娅的博士学位
123 1874年 十五格数字推盘游戏
124 1874年 康托尔的超限数
125 1875年 勒洛三角形
126 1876年 谐波分析仪
127 1879年 瑞提第一号收款机
128 1880年 文氏图
129 1881年 本福特定律
130 1882年 克莱因瓶
131 1883年 河内塔
132 1884年 《平面国》
133 1888年 超立方体
134 1889年 皮亚诺公理
135 1890年 皮亚诺曲线
136 1891年 壁纸图群
137 1893年 西尔维斯特直线问题
138 1896年 质数定理的证明
139 1899年 皮克定理
140 1899年 莫雷角三分线定理
141 1900年 希尔伯特的二十三个问题
142 1900年 卡方
143 1901年 波以曲面
144 1901年 理发师悖论
145 1901年 荣格定理
146 1904年 庞加莱猜想
147 1904年 科赫雪花
148 1904年 策梅洛的选择公理
149 1905年 若尔当曲线定理
150 1906年 图厄—摩斯数列
151 1909年 布劳威尔不动点定理
152 1909年 正规数
153 1909年 布尔夫人的《代数的哲学与趣味》
154 1910—1913年 《数学原理》
155 1912年 毛球定理
156 1913年 无限猴子定理
157 1916年 毕伯巴赫猜想
158 1916年 强森定理
159 1918年 郝斯多夫维度
160 1919年 布朗常数
161 约1920年 天文数字“Googol”
162 1920年 安多的项链
163 1921年 诺特的《理想子环》
164 1921年 超空间迷航记
165 1922年 巨蛋穹顶
166 1924年 亚历山大的角球
167 1924年 巴拿赫—塔斯基悖论
168 1925年 用正方形拼出的矩形
169 1925年 希尔伯特旅馆悖论
170 1926年 门格海绵
171 1927年 微分分析机
172 1928年 雷姆斯理论
173 1931年 哥德尔定理
174 1933年 钱珀努恩数
175 1935年 布尔巴基：秘密协会
176 1936年 菲尔兹奖
177 1936年 图灵机
178 1936年 渥德堡铺砖法
179 1937年 考拉兹猜想
180 1938年 福特圈
181 1938年 随机数产生器的诞生
182 1939年 生日悖论
183 约1940年 外接多边形
184 1942年 六贯棋
185 1945年 智猪博弈
186 1946年 ENIAC
187 1946年 冯纽曼平方取中随机函数
188 1947年 格雷码
189 1948年 信息论
190 1948年 科塔计算器
191 1949年 塞萨多面体
192 1950年 纳什均衡
193 1950年 海岸线悖论
194 1950年 囚犯的两难
195 1952年 细胞自动机
196 1957年 加德纳的“数学游戏”专栏
197 1958年 吉伯瑞斯猜想
198 1958年 球面翻转
199 1958年 柏拉图撞球台
200 1959年 外边界撞球台
201 1960年 纽康伯悖论
202 1960年 谢尔宾斯基数
203 1963年 混沌理论与蝴蝶效应
204 1963年 乌拉姆螺线
205 1963年 无法证明的连续统假设
206 约1965年 超级椭圆蛋
207 1965年 模糊逻辑
208 1966年 瞬时疯狂方块游戏
209 1967年 朗兰兹纲领
210 1967年 豆芽游戏
211 1968年 剧变理论
212 1969年 托卡斯基的暗房
213 1970年 高德纳与珠玑妙算游戏
214 1971年 群策群力的艾狄胥
215 1972年 HP-35：第一台口袋型工程计算器
216 1973年 潘洛斯铺砖法
217 1973年 艺廊定理
218 1974年 魔方
219 1974年 柴廷数Ω
220 1974年 超现实数
221 1974年 博科绳结
222 1975年 分形
223 1975年 费根堡常数
224 1977年 公钥密码学
225 1977年 西拉夕多面体
226 1979年 池田收束
227 1979年 连续三角螺旋
228 1980年 曼德博集合
229 1981年 怪兽群
230 1982年 球内三角形
231 1984年 琼斯多项式
232 1985年 威克斯流形
233 1985年 安德里卡猜想
234 1985年 ABC猜想
235 1986年 发声数列
236 1988年 计算机软件包Mathematica
237 1988年 莫非定律诅咒下的绳结
238 1989年 蝶形线
239 1996年 整数数列在线大全
240 1999年 永恒难题
241 1999年 完美的魔术超立方体
242 1999年 巴兰多悖论
243 1999年 破解极致多面体
244 2001年 床单问题
245 2002年 破解艾瓦里游戏
246 2002年 NP完备的俄罗斯方块
247 2005年 《数字搜查线》
248 2007年 破解西洋跳棋
249 2007年 探索特殊E8李群的旅程
250 2007年 数理宇宙假说
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正确地去观察数学，它拥有的不仅是真理，还有种至高的美，一种冷峻、简朴的美，就像雕刻作品一样。
——伯特兰·罗素，《神秘主义和逻辑》
数学是一个美妙而疯狂的学科，充满了想象力、梦幻和创造力，不受物理世界的小细节限制，唯一的限制来自我们内心灵光的强度。
——格里高利·柴廷，《更少的证明，更多的真理》
或许，某位上帝的使者察看完一望无际的混沌之洋后，轻轻地用手指在其中拨弄了一下，而就在这刹那被不经意扰乱的平衡中，我们的宇宙诞生了。
——马丁·加德纳，《秩序与意外》，1950年
现代物理学中那些伟大的方程式是科学知识的永久组织部分，它们比那些古老而美丽的大教堂更恒久。
——史蒂文·温伯格、格雷姆·法米罗，《那一定很美》，2002年
目录
序言
致谢
宇宙的诞生
约公元前138亿年/大爆炸
约公元前138亿年/再复合时代
约公元前135亿年/第一代恒星
约公元前133亿年/银河系
约公元前50亿年/太阳星云
约公元前46亿年/暴躁的原太阳
约公元前46亿年/太阳的诞生
约公元前45亿年/水星
约公元前45亿年/金星
约公元前45亿年/地球
约公元前45亿年/火星
约公元前45亿年/主小行星带
约公元前45亿年/木星
约公元前45亿年/土星
约公元前45亿年/天王星
约公元前45亿年/海王星
约公元前45亿年/冥王星和柯伊伯带
约公元前45亿年/月亮的诞生
约公元前41亿年/晚期重轰炸
约公元前38亿年/地球上的生命
公元前5亿5千万年/寒武纪大爆发
约公元前6500万年/杀死恐龙的撞击
约公元前20万年/智人
约公元前5万年/亚利桑那撞击
观测天空
约公元前5000年/宇宙学的诞生
约公元前3000年/古天文台
约公元前2500年/古埃及天文学
约公元前2100年/中国古代天文学
约公元前500年/地球是圆的！
约公元前400年/古希腊地心说
约公元前400年/西方占星术
约公元前280年/日心说的宇宙
约公元前250年/埃拉托色尼测量地球
约公元前150年/星等
约公元前100年/最早的计算机
约公元前45年/儒略历
约150年/托勒密《天文学大成》
185年/中国古代天文学家观测客星
约500年/阿里亚哈塔
约700年/确定复活节
约825年/古阿拉伯天文学
约964年/仙女座大星云
约1000年/实验天体物理学
约1000年/玛雅天文学
1054年/观测白昼星
约1230年/《天球论》
约1260年/大型中世纪天文台
约1500年/早期微积分
1543年/哥白尼《天球运行论》
1572年/第谷新星
1582年/格里高利历
1596年/米拉变星
1600年/布鲁诺《论无限宇宙与世界》
约1608年/第一代天文望远镜
1610年/伽利略《星际信使》
1610年/木卫一
1610年/木卫二
1610年/木卫三
1610年/木卫四
1610年/猎户座大星云
1619年/行星运动三定律
1639年/金星凌日
1650年/开阳六合星系统
1655年/土卫六
1659年/土星有光环
1665年/大红斑
1665年/球状星团
1671年/土卫八
1672年/土卫五
1676年/光速
1682年/哈雷彗星
1684年/土卫三
1684年/土卫四
1684年/黄道光
1686年/潮汐的起源
1687年/牛顿万有引力和运动定律
1718年/恒星自行
1757年/天文导航
1764年/行星状星云
1771年/梅西叶星表
1771年/拉格朗日点
1781年/天王星的发现
1787年/天卫三
1787年/天卫四
1789年/土卫二
1789年/土卫一
1794年/来自太空的陨石
1795年/恩克彗星
1801年/谷神星
1807年/灶神星
1814年/光谱学的诞生
1838年/恒星视差
1839年/最早的天文照片
1846年/海王星的发现
1846年/海卫一
1847年/米切尔小姐彗星
1848年/光的多普勒位移
1848年/土卫七
1851年/傅科摆
1851年/天卫一
1851年/天卫二
1857年/柯克伍德缺口
1859年/太阳耀发
1859年/寻找祝融星
1862年/白矮星
1866年/狮子座流星雨的来源
1868年/氦
1877年/火卫二
1877年/火卫一
1887年/以太的末日
1892年/木卫五
1893年/恒星颜色即恒星温度
1895年/银河系暗条
1896年/温室效应
1896年/放射性
1899年/土卫九
1900年/量子力学
1901年/皮克林的“哈佛计算机”
1904年/木卫六
1905年/爱因斯坦奇迹年
1906年/木星的特洛伊小行星
1906年/《火星和它的运河》
1908年/通古斯大爆炸
1908年/造父变星和标准烛光
1910年/主序
1918年/银河系的尺寸
1920年/半人马小行星
1924年/爱丁顿质光关系
1926年/液体燃料火箭
1927年/银河系自转
1929年/哈勃定律
1930年/冥王星的发现
1931年/射电天文学
1932年/奥尔特云
1933年/中子星
1933年/暗物质
1936年/椭圆星系
1939年/核聚变
1945年/地球同步卫星
1948年/天卫五
1955年/木星的磁场
1956年/中微子天文学
太空时代
1957年/伴侣1号
1958年/地球辐射带
1958年/美国宇航局和深空网络
1959年/月亮的背面
1959年/旋涡星系
1960年/探索地外文明
1961年/第一批宇航员
1963年/阿雷西博射电望远镜
1963年/类星体
1964年/宇宙微波背景
1965年/黑洞
1965年/霍金的极端物理学
1965年/微波天文学
1966年/金星3号抵达金星
1967年/脉冲星
1967年/研究嗜极生物
1969年/第一次登月
1969年/第二次登月
1969年/天文学走向数字时代
1970年/默奇森陨石中的有机分子
1970年/金星7号着陆金星
1970年/月球自动采样返回
1971年/毛罗修士构造
1971年/第一代火星轨道器
1971年/月球车
1972年/月球高地
1972年/最后一次登月
1973年/伽马射线暴
1973年/先驱者10号在木星
1976年/维京号在火星
1977年/旅行者号旅程开始
1977年/发现天王星光环
1978年/冥卫一
1978年/紫外天文学
1979年/木卫一上的活火山
1979年/木星光环
1979年/木卫二上的海洋？
1979年/引力透镜
1979年/先驱者11号在土星
1980年/《宇宙：一次个人旅行》
1980年，1981年/旅行者号交会土星
1981年/航天飞机
1982年/海王星光环
1983年/先驱者10号超越海王星
1984年/星周盘
1986年/旅行者2号在天王星
1987年/超新星1987A
1988年/光污染
1989年/旅行者2号在海王星
1989年/星系长城
1990年/哈勃空间望远镜
1990年/麦哲伦号绘制金星地图
1991年/伽马射线天文学
1992年/绘制宇宙微波背景
1992年/第一批太阳系外行星
1992年/柯伊伯带天体
1992年/小行星可以有卫星
1993年/大望远镜
1994年/舒梅克-列维9号彗星撞击木星
1994年/褐矮星
1995年/围绕其他太阳的行星
1995年/伽利略号环绕木星
1996年/火星上的生命？
1997年/海尔-波普大彗星
1997年/小行星梅西尔德
1997年/第一辆火星车
1997年/火星全球勘探者号
1998年/国际空间站
1998年/暗能量
1999年/地球加速自转
1999年/杜林危险指数
1999年/钱德拉X射线天文观测站
2000年/木卫三上的海洋？
2000年/近地小行星交会任务在爱神星
2001年/太阳中微子问题
2001年/宇宙年龄
2001年/创世纪号捕捉太阳风
2003年/斯皮策空间望远镜
2004年/勇气号与机遇号在火星
2004年/卡西尼号探索土星
2004年/星尘号交会怀尔德2号彗星
2005年/深度撞击：坦普尔1号彗星
2005年/惠更斯号登陆土卫六
2005年/隼鸟号在系川小行星
2005年/牧羊犬卫星
2006年/冥王星的降级
2007年/宜居的超级地球？
2007年/哈尼天体
我们的未来
2009年/开普勒任务
2010年/平流层红外天文台
2010年/罗塞塔号飞越司琴星
2010年/哈特雷2号彗星
2011年/信使号在水星
2011年/曙光号在灶神星
2012年/火星科学实验室好奇号火星车
2015年/揭开冥王星的面纱！
2017年/北美日全食
2018年/詹姆斯·韦伯空间望远镜
2029年/毁神星擦肩而过
约2035—2050年/宇航员登上火星？
约1亿年/人马座矮星系与银河系碰撞
约10亿年/地球海洋蒸发
约30亿—50亿年/与仙女座星系碰撞
约50亿—70亿年/太阳的末日
约1014年/恒星的末日
约1017—1037年/简并时代
约1037—10100年/黑洞蒸发
时间的终点/宇宙如何终结？
注释与延伸阅读
译后记
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序言
吉姆·贝尔
仅仅用250个里程碑来总结天文学和太空探索的全部历史，是基本不可能的，但我不会让这个困难阻止我做出尝试！我的工作领域有着丰富和激动人心的历史。将这些历史按编年体的方式记录下来是令人心生畏惧的任务。但是，作为太空狂热分子的我足够幸运地以空间科学为职业，在我的视角看来，编写这样的历史令我受宠若惊。最近的50年，我们已经亲历了人类探索史上最值得骄傲和最重要的辉煌之一——太空时代。人们离开了行星（一些人此刻赖以为生的行星），十几个人走上了月球。用自动化的探测器和巨型望远镜（一些被送进太空），我们已经能看见和靠近所有传统上已知行星的地外景观，能拜访小行星与彗星，能洞悉宇宙之精妙。
所有这一切成为了可能，都要归功于如牛顿所说，我们已经“站在了巨人的肩上”。要赞叹现代天文学和空间探索取得的奇妙发现，就不能不感谢我们祖先对现代科学与实验方法的奠基。其中有些成就需要花费巨大的个人或职业代价，还有一些成就会被埋没几十年甚至几个世纪之后才得到重视。从这些贡献中辨别出特定的个体的贡献是不可能或者不切实际的。我在这本书中已经涵盖了必不可少的关键人物，是他们为未来的成就搭建了重要舞台。例如书中包括了现在依然保存在一些早期人类岩洞中的星图，苏美尔人在5000～7000年前对宇宙诞生的创想，巨石阵等一系列石器时代先民们建造的依然神秘的古天文台，中国夏商周时期（公元前2100年—公元前256年）细致的天象编年记录，以及古埃及、古印度、古阿拉伯、古波斯、古玛雅社会兴起的各个数学和天文学的学派深刻影响了现代天文学、天体物理学和宇宙学。
当然，在整个科学，或特定的物理学和天文学的学科发展上，我们可以认出那些扮演了关键角色的特殊个体。如果不涉及到如毕达哥拉斯、柏拉图、亚里士多德、阿利斯塔克、埃拉托色尼、伊巴谷和托勒密等古代哲学家、数学家和天文学家，以现代天文学发展为代表的科学史将无从谈起。近代科学家，像哥白尼、伽利略、开普勒、牛顿、爱因斯坦、哈勃、霍金和卡尔·萨根等都是家喻户晓的名字，他们因其在现代物理学、天文学和空间科学上做出的杰出创造而著名。我将这些巨人的名字在本书中的多个条目中着重标出，用这样的方式让他们永远闪耀光辉。
但是许多其他的，可能只在教科书中出现的著名学者，也做出了巨大的贡献，他们的工作也代表了关键的科学里程碑。这些卓越的科学家包括：发现土星的“薄如圆盘”光环和土卫六的惠更斯；发现了木星大红斑、土卫八和土星光环本质的卡西尼；与每隔76年回归一次的周期彗星同名的哈雷；望远镜发明之前的最后一位天文学巨匠第谷，他的资料使开普勒发现了行星运动定律；著名的彗星猎手梅西叶，他首先记录了超过100个天空中最著名的星云；预言在空间中存在特殊的引力平衡点的数学家拉格朗日；发现天王星和它的几颗卫星的赫歇尔；为天文学家测量天体的速度和化学成分提供奠基工作的光谱学先驱夫琅禾费、多普勒、菲索；发现放射性的居里夫妇和他们的同事贝克勒尔；量子力学之父普朗克；最早把握了银河系真实尺寸的天文学家之一沙普利；液态燃料火箭的先驱戈达德；发现宇宙网状结构的天体物理学家盖勒；以及帮助人们认识到陨石坑重要性的行星科学家舒梅克。诸如此类对天文学、天体物理学、行星科学和太空探索做出了重要贡献的人物，他们在公众的心目中可能未曾达到科学界的巅峰地位，但是我试图让他们作为重要的贡献者在本书的条目中占有一席之地。
还有一些被遗忘，或是至少不应当被忽略的人物。他们或是做出了新发现，发展了新理论，改变了基本的研究实验方法，或是埋头苦干大海捞针寻找科学的蛛丝马迹。他们出于各种原因，没有赢得公众的注意或是与他们的贡献相匹配的科学嘉奖。这些不出名的天才包括6世纪印度数学家和天文学家阿里亚哈塔，可敬的8世纪历法大师比德，10世纪阿拉伯星图大师阿卜杜勒-拉赫曼·苏菲，坚持存在其他世界而被烧死在木柱上的异端布鲁诺，最早精确测量光速的丹麦天文学家罗默尔，预言金星凌日的英格兰天文学家霍洛克斯，正确地指出陨石来自天外的德国物理学家奇洛德尼，最早了解到恒星内部机制的英国天体物理学家爱丁顿，以及1931年的一个实验思想导致后来创立了射电天文学的美国无线电工程师央斯基。
未被赞颂过的人物也包括一些极富影响力的女天文学家，为了弥补这个男性主导的领域对女性的偏见，她们通常必须比男性同事工作得更努力。这些值得书写的女性包括卡洛琳·赫歇尔——18世纪末英国著名彗星猎手和星图大师赫歇尔的妹妹；世界上第一位女天文学教授玛莉亚·米切尔；以及20世纪初的哈佛女性计算员安妮·坎农和勒维特，坎农改进的经典恒星分类今天仍然广泛应用，勒维特发现的标准烛光恒星可用来估算宇宙中的距离。我试图通过这本书提及许多其他重要的却常被忽视的天文学家、物理学家、哲学家和工程师，即使我亦难以给予他们应得的荣耀。作为一位职业天文学家和行星科学家，我不得不尴尬地承认，在为了写作本书而进行调查研究之前，一些杰出的科学家的名字连我也没有听说过。
调查研究进行过半的时候我注意到，随着时间的推进，科学家单打独斗的现象越来越少见，特别是在20世纪50年代之后太空时代开始的条目中。在我看来，这个现象反映了天文学和太空探索以及可能所有科学领域的… …
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