黑洞－讓我們從太陽中心啟程

　　本書作者奈爾．德葛拉司．泰森（Neil deGrasse Tyson）是著名的天文物理學家，同時也是美國《自然史》雜誌的專欄作家。

　　書中集結了泰森最喜愛的四十二篇專文，對緩緩擴充的人類知識提出了精彩豐富的觀點。書中探索多元的宇宙主題，包括從最新的天文生物學角度，探究星體上的生命，到批評電影界連夜晚星空都無法真實呈現的現象。泰森向我們介紹黑洞的物理學原理，說明萬一掉入黑洞時，身體可能發生的可怕狀況；探討歷史上科學與宗教之間的無謂紛爭；告訴我們令人洩氣的事實：地球從宇宙中心退居「宇宙滄海一粟」的始末。泰森認為，碰到黑洞時，體積大小並不重要，但活命的機率都是微乎其微。

　　泰森的風格也能讓對世界末日感興趣的一般讀者產生共鳴，他很自然地把一些最複雜的天文物理學概念加以簡化傳授，同時也與大家分享他對宇宙的高度熱情。

作者簡介
 
奈爾．德葛拉司．泰森

　　是美國自然歷史博物館的天文物理學家，也在全球知名的海頓天文台（Hayden Planetarium）內擔任館長，著作曾獲獎肯定，也是《自然史》雜誌的專欄作家，現居紐約市。

譯者簡介

洪慧芳

　　國立台灣大學國際企業學系畢業，美國伊利諾大學香檳分校 MBA，曾任職於 Siemens Telecom 及 Citibank，目前為專職譯者，從事書籍、雜誌、電腦與遊戲軟體的翻譯工作，題材廣泛。

放諸四海皆準
在牛頓發明萬有引力定律之前，並沒有充分的理由讓我們推論，地球上的物理定律和宇宙其他地方一樣。地球與天外一切各司其所，事實上，當時許多學者認為，無盡蒼天是我們卑微凡人所不可知的。第九篇中我們就會看到，當牛頓讓一切運作變成可理解與可預期時，便破除了這道哲學藩籬，一些神學家批評他搶走上帝的一切功勞。牛頓發現，讓蘋果從枝幹落下的重力作用也是引導拋出的物體會延曲線運行，並讓月亮循著軌道繞地球運轉。牛頓的重力定律也引導大小行星及彗星沿著軌道繞行太陽，讓數千億星辰盤旋在銀河系裡。

這些物理定律的普遍運用為科學界帶來很大的衝擊，重力只是一切的開端而已。試想，十九世紀的太空人第一次把可將光束分解成光譜的實驗室稜鏡轉向太陽時，他們的反應有多興奮。光譜不僅美麗，也內含眾多與發光體有關的資訊，如溫度與組成等等。化學元素以光譜上顯現的獨特光影透露出一切資訊。人類驚訝地發現，太陽上的化學特徵和實驗室裡看到的一模一樣。從此稜鏡不再是化學家的專屬工具。它顯示，即使地球和太陽在大小、組成、溫度、地點、外觀上都不一樣，但兩者都包含一些相同的物質，例如氫、碳、氧、氮、鈣、鐵等等。但比起這一長串共同的成分，更重要的是，科學家發現，用來說明太陽光譜形成的物理定律也適用在九千三百哩外的地球上。

由於這個概念適用範圍實在太廣了，所以反過來應用也行得通。不過，進一步分析太陽光譜時發現，在地球上找不到某元素的相對成分。由於這種新物質是源自於太陽，所以科學家便以希臘字helio（太陽）來命名，直到後來實驗室中才發現這項物質，所以「氦」（helium）是化學元素週期表中第一個、也是唯一一個不是在地球上發現的元素。

好，物理定律在太陽系中也行得通，但是跨整個星系？整個宇宙？跨越時空又是如何呢？這些定理都一一測試過了。附近的星體也顯現出類似的化學物質，受共同軌道牽引的遙遠雙星似乎也都懂牛頓的重力定律。同理，雙重星系也是如此。

另外，就像地質學家觀察層層不同的沉積物一樣，我們觀察得愈遠，就能看到愈久以前的情況。宇宙中最遠物體的光譜也顯示出和宇宙其他地方相同的化學特質。沒錯，以前重元素成分並不高，它們主要是後來好幾代星體爆炸所產生的，但是創造這些光譜特質的原子與分子過程依舊沒變。

當然，宇宙中的一切事物與現象並不是在地球上都能找到相對應的事物。你可能從未穿過高溫數百萬度、熱得發亮的等離子星雲（plasma cloud），你在路上可能也從沒碰過黑洞。但真正重要的是：可以解釋這些現象的物理定律是放諸四海皆準的。當我們把光譜分析首度應用在星際星雲所發出的光時，又再次出現一種地球上找不到對等的物質，但化學元素表上並沒有它的立足之地，後來發現「氦」以後，就多出了一些空位。所以天文物理學家便發明了「 」（nebulium）一字，做為未知元素的占位符號。後來才發現，太空中氣體星雲相當稀少，原子再怎樣也不會撞在一起。在此情況下，電子在原子內運作的方式是地球實驗室內從未見過的。 的樣子就像一般氧氣異常運作時一樣。

物理定律的普遍適用性讓我們知道，萬一我們飛抵一個外星文明蓬勃發展的星球時，即使他們的社會與政治理念與我們不同，他們還是和地球一樣依循著相同樣的物理定律。而且，如果你想和外星人溝通，你可以肯定他們絕對不會說英文、法文、甚至中文。你甚至不知道能不能和他們握手（如果他們有手可以握的話），不確定握手是友好還是敵意的象徵，你最好想辦法以科學語言溝通。

一九七○年代，人類以先鋒十、十一號及航海家一、二號太空船做了以上的嘗試，這些太空船是唯一速度快到足以掙脫太陽系引力的設備。先鋒號上有一塊黃金刻版，上面以象形圖表顯示太陽系的形式、我們在銀河系裡的位置、以及氫原子的結構。航海家又更進一步，還錄製了地球的多種聲音，包括人類心跳、鯨魚「鳴唱」、以及貝多芬與查克．貝瑞(搖滾樂之父)等林林總總的曲目。雖然此舉更有人性化，但我們也不知道外星人的耳朵是否能聽出什麼（假設他們有耳朵的話）。航海家號發射不久後，《週末夜現場》（Saturday Night Live）針對這種做法所拍攝的諷刺短劇最令我絕倒，發現那架太空船的外星人只回了地球人一句話：「再多來點查克．貝瑞的歌吧！」。