天文
总主编 韩启德
主 编 王绶琯
方 成
副主编 卞毓麟
图书在版编目（CIP）数据
十万个为什么（第六版）/韩启德总主编.-上海：少年儿童出版社，2014.1
ISBN 978-7-5324-9285-5
I.①十……II.①韩……III.①科学知识-青年读物②科学知识-少年读物IV.①Z228.1②R-49
中国版本图书馆CIP数据核字（2013）第055411号
十万个为什么（第六版）
总主编 韩启德
出 版 上海世纪出版股份有限公司少年儿童出版社
地 址 200052上海延安西路1538号
发 行 上海世纪出版股份有限公司发行中心
地 址 200001上海福建中路193号
易文网 www.ewen.cc 少儿网 www.jcph.com 电子邮箱 [email protected] 印 刷 上海中华印刷有限公司
上海中华商务联合印刷有限公司
常熟市华通印刷有限公司
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上海一众印务中心
浙江新华数码印务有限公司
开 本 889×11941/16
印 张 221.5
出版日期 2014年1月第1版第1次印刷
书 号 ISBN 978-7-5324-9285-5/N.962
定 价 680.00元（全18册）
版权所有 侵权必究
十万个为什么 第六版 编辑委员会
总主编
韩启德
编辑委员
（以姓氏笔画为序）
干福熹 马宗晋 王 越 王占国 王阳元 王威琪 王振义 王恩多 王梓坤 王绶琯 王鼎盛 韦 钰 方 成 尹文英 邓子新 邓中翰 卢耀如 叶叔华 叶铭汉 叶朝辉 付小兵 匡廷云 戎嘉余 朱能鸿 刘嘉麒 池志强 汤钊猷 许健民 许智宏 孙 钧 孙宝国 孙晋良 孙鸿烈 严东生 严加安 李三立 李大潜 李幼平 李载平 李家春 杨 槱 杨芙清 杨宝峰 杨雄里 杨福家 吴启迪 吴征镒 吴孟超 吴新智 何积丰 谷超豪 汪品先 沈文庆 沈允钢 沈自尹 沈学础 沈寅初 张弥曼 张家铝 张景中 陆汝钤 陈 颙 陈 霖 陈凯先 陈佳洱 陈宜瑜 陈晓亚 陈润生 陈赛娟 林 群 林元培 欧阳自远 周又元 周良辅 周忠和 周福霖 冼鼎昌 郑时龄 郑树森 郑哲敏 孟执中 项坤三 项海帆 赵东元 赵忠贤 俞大光 洪国藩 洪家兴 费维扬 贺 林 秦大河 倪光南 倪维斗 郭景坤 唐孝炎 黄荣辉 黄培康 戚发轫 崔向群 葛均波 韩启德 韩济生 程 京 傅家谟 焦念志 童坦君 曾溢滔 雷啸霖 褚君浩 滕吉文 潘云鹤 潘建伟 潘家铮 潘德炉 戴汝为 戴尅戎
十万个为什么 第六版 天文
主编
王绶琯 方 成
副主编
卞毓麟
板块负责人
卞毓麟 刘 炎 陈 力 陈学雷 邵正义 林 清 赵君亮 姜晓军 宣焕灿 萧耐园 谢 懿
撰稿人员
（以姓氏笔画为序）
卞毓麟 方 成 卢昌海 叶泉志 刘 炎 刘慧根 汤海明 苏 宜 李 旻 李剑龙 余 恒 邹振隆 张 旭 张 超 陈 力 陈冬妮 陈学雷 邵正义 林 清 赵君亮 施 韡 姜晓军 宣焕灿 柴一晟 萧耐园 傅承启 谢 懿
审稿专家
何妙福
责任编辑：卢 昱
美术编辑：张 怡
整体设计：袁银昌 李 静
版面设计：胡 斌 钟一鸣 王昊圣
科技插图：邓 君 希罗月 迢柳娟
美编助理：王安丝 范艳佳 邓 苗 余姣卓 李宇辰 李虹庆
序言
韩启德
经过数百位编委、作者和编辑历时三年的辛勤努力，第六版《十万个为什么》终于与广大读者见面了。对于中国的科技界、教育界和出版界，以及千千万万的少年儿童来说，这都是值得高兴的一件事。
《十万个为什么》是由少年儿童出版社于1961年出版的一套科普图书。在半个世纪的岁月里，这套书先后出版了五个版本，累计发行量超过1亿册，是新中国几代青少年的启蒙读物，在弘扬科学精神、传播科学知识、提高全民科学素质方面发挥了巨大作用。在我国，至今还没有一套科普读物能像《十万个为什么》那样经得起如此长时间的检验，并产生如此巨大的社会影响。
进入21世纪以来，科学技术的发展日新月异，尤其在网络通信、低碳环保、基因工程、航空航天、新能源、新材料等领域，研究进展更是一日千里，乃至从根本上改变着人们的生活与工作方式。为适应科技发展带来的深刻社会变革，提高国家的综合国力和竞争力，党和政府高度重视加强科学技术普及，重视提高全民科学素质，并将国家科普能力建设作为建设创新型国家的一项基础性、战略性任务，这对我国的科普出版提出了更高的目标。
2006年，国务院正式颁布实施《全民科学素质行动计划纲要》，其中特别强调要提升未成年人的科学素养，因为只有从青少年时期就开始养成科学的思维方式与行为习惯，将创新精神与实践能力并重，才能最终使得全民的科学素质得到根本性的提高。为此，编辑出版一套崭新的适应时代发展要求的《十万个为什么》，使其在繁荣我国科普创作的进程中发挥“旗帜”作用，其意义是非常深远的。
好奇心是青少年的可贵特质，是驱使他们亲近和接受科学的动力，一定要保护好。从50年来的经验看，“一问一答”是个好形式，也是《十万个为什么》被大家喜爱的重要原因，在编纂第六版《十万个为什么》时我们坚持了这一好形式，并力争在传授科学知识的同时，引导读者去思索问题，去感受科学文化和科学精神，去体会科学探索的乐趣。
出于积极参与科学普及工作，提高全民科学素质的社会责任感，中国科学院和中国工程院共有百余位院士应邀担任了第六版《十万个为什么》的编委。其中20余位院士在百忙之中担任了各分册的主编，具体负责组织相关分册的编纂工作，有40余位院士亲自撰稿。此外，还有700余位来自世界各地、各个学科的优秀科学家和科普作家参与了新版《十万个为什么》的编写。这么多高层次科学家参与到一套科普图书的编纂工作中来，这在我国科普出版史上是空前的。阵容强大的编委会和作者队伍，为新版《十万个为什么》的科学性、前沿性、权威性和可读性提供了最可靠的保证。在此，我也谨向所有参与第六版《十万个为什么》编纂工作的编委、主编、作者和社会各界表示衷心的感谢和深深的敬意。
第六版《十万个为什么》在总结前五版成功经验，并广泛征求各方面意见的基础上，综合考虑时代的发展和青少年读者的实际需要，将全书分为三大板块共18个分册。基础板块包括数学、物理、化学、天文、地球、生命，是传统六大基础学科；专题板块包括动物、植物、古生物、医学、建筑与交通、电子与信息，是由基础学科衍生出来的重点传统学科；热点板块包括大脑与认知、海洋、能源与环境、航空与航天、武器与国防、灾难与防护，则是近些年发展特别迅速，引起社会广泛关注的热点领域。在编纂每一分册的过程中，我们根据这个学科或专题的内容，充分考虑知识体系的完整性和科学发展的前瞻性，问题的设计和分布尽量与学科或专题的内在结构相吻合，从而使每一分册都成为具有完整的内在知识体系的读物。现代科学技术发展的一大特点是学科之间的交叉融合，相信小读者们在阅读过程中也会在不同的分册中发现一些共性的问题。
第六版《十万个为什么》在形式上适应了当代青少年的阅读需求，与国际上同类图书的最新出版潮流相接轨，首次推出彩色图文版，用大量彩色图片向读者展示当代科技前沿的无穷魅力。内容上具有鲜明的时代特色，从基础、前沿、关键、战略四个方面来组织问题和编写稿件，重点关注科技发展的前沿和当代青少年关心的热点问题。尤其值得称道的是，书中的大量“为什么”是通过各种形式向全国少年儿童征集来的，力求将当前孩子们最关心、最爱问的问题介绍给他们。同时，新版《十万个为什么》更加注重思考过程，提倡科学精神，引导创造探索，关注科学与人文、科学与社会的关系，通过“微问题”“微博士”“实验场”“科学人”“关键词”等小栏目激发青少年的好奇心和探究心理。
我们相信，第六版《十万个为什么》将以全新的问题、全新的体系、全新的内容、全新的样式，以及数字化时代全新的技术手段，再现《十万个为什么》每一版都曾有的辉煌，掀起中国科普出版和科学普及的又一个新高潮。第六版《十万个为什么》的出版，必将引领更多青少年走向科学，使共和国涌现出更多的栋梁之材。同时，这套书的出版，对于贯彻落实《全民科学素质行动计划纲要》精神，促使当代中国广大青少年科学世界观的形成和科学创新能力的提高，推进全社会在讲科学、爱科学、用科学上形成更加浓厚的氛围，使全民科学素质再上新台阶，发挥不可替代的关键作用。
导言
为什么要研究天文学
从古至今，天文学都是人类文明中不可或缺的重要学科，因为它与人类息息相关。昼夜交替，四季循环，人类自从诞生以来，无时无刻不在接触天文现象。明亮的太阳、皎洁的月光、灿烂的群星、壮观的日食……让我们产生了无数疑问：我们生活的地球在宇宙中是什么样的？太阳为什么会发出光和热？夜空中闪烁的星星是什么？除了地球之外，其他星球上还有没有生命？有没有外星人？彗星和小行星真会与地球相撞吗？宇宙到底有多大？宇宙是怎么产生的？……这些问题引起了人们的极大兴趣。
古代人们在从事农牧业生产时，很早就懂得了利用天象来确定季节。古代的渔民和水手在茫茫大海上利用星星确定自己航行的方向，利用月亮的圆缺变化来判断潮水的涨落……
现代科学技术的发展对天文学有了更多新的需求，天文学得到了飞速的发展。
天文台编制的各种历表，不仅满足了人们日常生活的应用，而且更是航海、航空、大地测量、科学研究等部门迫切需要的。生活中离不开时间，近代科学更需要测定和记录精确的时间，天文台就承担了测定标准时间和提供时间服务的工作。
各种天体和广袤的宇宙是理想的实验室，宇宙间存在着地面实验室无法达到的超大尺度、超大质量、超高速、超高（低）密度、超高（低）温、超高压、超真空和超强磁场等极端物理条件。例如质量比太阳大几十倍的星球，几十亿度的高温，几十亿大气压的高压，每立方厘米几十亿吨的超密物质，以及每立方厘米仅有一两个原子的超真空状态，等等。人们经常从天文学的新发现得到启发，然后再加以利用。这在科学史上有着大量生动的事例：从总结行星运动的规律得出了万有引力定律；观测到太阳上氦的光谱线后，才在地球上找到了氦元素；从计算太阳和新星爆发的能量，发现了人们原本不了解的核能源……
美丽的草帽星系M104
麒麟座V838也许是已知最大的恒星之一，2002年曾发生剧烈的爆发
天文学曾对数学和力学的发展起了奠基性的作用。天文学和物理学的结合产生了天体物理学，成为当代天文学的主流。宇宙中星际分子和有机分子的发现，以及地外生命的探索开创了天体化学和天体生物学的研究，并成为生命起源研究的重要领域。天文学同地球物理学和地学的密切结合，开辟了空间天气学和天文地球动力学等新的交叉学科。天文学是空间科学的先驱，又是它不可缺少的内容和依托。因此，天文学和自然科学的几乎所有学科互相渗透、互相促进，成为整个自然科学中不可缺少的重要组成部分。
现代天文观测和研究追求极微弱信号的探测、极高的空间和时间分辨率、极精确的空间导向和定位以及极精密的计时等，因而在天文学研究中发展起来的天文技术、方法和新概念对人类的技术进步有着巨大的推动作用。
当代地球与空间环境的保护和利用这一重大问题同人类生存和社会发展密切相关。它涉及全球气候变化研究，大气臭氧层保护，地震和旱涝的预测，甚至小行星撞击地球的监测等。太阳活动的剧烈变化还会造成无线电通信中断、电力系统故障、人造卫星损坏和变轨，以及威胁宇航员安全等重大灾害。卫星的监测、空间碎片的研究，以及自主的时间服务系统可以为国家安全和航天器的安全提供保障。所有这些，无一不同天文学的研究息息相关。
太阳系（左）和一颗红矮星的行星系统比较图
天文学向我们揭示了自然界的真面目。几千年来人们对于地球的性质、地球在宇宙中的位置以及宇宙的结构等方面都曾有过错误的认识。假如没有天文学，这些错误的认识将会继续下去。波兰天文学家哥白尼冲破长达千余年的宗教束缚，提出了日心说，把自然科学从神学中解放出来，开创了人类思想史上第一次伟大的革命，是人类认识宇宙的第一次飞跃，就是最好的例证。
在人类进入航天飞行的时代，天文学集中了人类对于自然认识的精华。天文学不仅可以培养人们强烈的求知欲望、勇于创新的精神和科学的思维方法，而且更有助于认识人类在自然界和宇宙中的地位，树立起正确的认识论和世界观。如果一个人对现代天文学的伟大成就一无所知，他就不能算是一个受过良好教育的人。正因为如此，世界上很多国家都把天文学列入了中学课程。
上面仅仅从几方面简单介绍了天文学的发展和应用。随着激动人心的新发现不断涌现，新认识、新理论层出不穷，天文学空前地活跃起来，成为自然科学中最活跃的前沿学科之一，在人类认识宇宙的又一次飞跃中成为无可争辩的主角和带头学科，对现代科学的发展起了无可替代的推动作用。（方成）
太阳风暴对各种空间探测器和卫星都可能造成影响
【微博士】空间天气
太阳上发生的耀斑和日冕物质抛射等剧烈活动具有巨大的能量。一次日冕物质抛射事件可抛射出上百亿吨的物质，速度达50～2000千米/秒，产生强大的激波和各种扰动。耀斑的总能量相当于1万～10万次火山爆发或百万个氢弹爆炸，可辐射出强烈的无线电、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等各种电磁波，抛射出大量高能粒子（包括电子、质子和重离子等），持续时间为几分钟至几小时。这些太阳上的剧烈活动会严重影响地球及其附近空间的物理状态。人们把这种由太阳活动引起的日地空间短时间尺度的变化，称为空间天气。灾害性空间天气会产生一系列严重的后果。例如，造成人造卫星上的仪器和太阳能电池板的损坏，使卫星控制失灵、轨道变化和高度降低；威胁宇航员的安全；造成地球上的地磁暴和电离层暴，从而严重影响导航和通信等；强大的感应电流可以造成输电线路和设备的损坏；甚至还会影响地球的气候和人类的健康等。
【微问题】天文学包括哪些分支学科？
【关键词】天文学 空间科学 时间服务 天文方法 世界观