近代科學自誕生之日起，不僅持續地催生了令人炫目的技術，而目極大地改變了我們的生活方式。科學無疑是技術的源頭，但卻不能僅僅是為了發展技術而去從事科學研究。因為科學是人類智慧的結晶，是現代文明的代表，科學不僅提供了令人賞心悅目的審美價值，而且已經成為改造文化的巨大力量。作為理性精神的集中代表，近代科學的內在精神瓦解了眾多在傳統上由宗教、皇權、習慣與風俗所統治的諸多領域，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的指南。人們往往忽視了科學的這個更為重要的功能，即文化再造的功能。

　　我們不得不痛苦地承認，在我們的傳統文化中，最缺乏的是理性精神和演繹邏輯學的方法，直到五四運動，先賢們力圖請進“賽先生”和“德先生”。但是，按照楊振寧先生的說法，直到1949年中華人民共和國成立,近代科學才真正開始在中國這塊土地上扎根。所幸的是，歷史表明，作為現代文明的科學文化可以通過外部植入任何一種現存文化中，但這是需要長期的，在某些領域甚至是需要幾十年乃至上百年的不懈努力方可實現。但是,若是沒有改造文化的努力，就難以提升全民的科學素養。當然，在科學之內和之外的任何領域，只要研究者想達到精確、嚴密和系統的理論化的境界，那么科學精神和嚴密的邏輯思維就是不可或缺的。同時，大眾的科學素養極其重要。因為，很難想象在大眾科學素養很低的情況下，科學可以得到健康的發展。因此，科學教育和科學普及不僅僅是為了培養未來的科學家，更應該是作為一種文化來開展，要讓科學文化植入中華文化，讓科學知識作為強化科學精神和確立邏輯思維方法的載體。這項任務任重而道遠。其中，科學普及則是連接科學與公眾的橋梁，是訓練科學思維、傳播科學精神、普及科學方法的重要載體，從而促使大眾樹立求真、求實的作風和嚴密的邏輯求證思維方式;更能夠激發讀者的探索欲和好奇心，引發讀者的思考;當然，它也將喚起年輕人對科學的興趣，吸引他們投身科研實踐。這是科學普及工作的要義。

　　當前，人類正經歷百年未有之大變局，諸多技術的運用幾近極致。就基礎科學而言，諸多學科領城也正孕育著突破，因此催生的新一輪技術革命和產業變革蓄勢待發。在此形勢下，我國的科學與技術事業適逢巨大的發展機遇，也面臨著嚴峻的挑戰。與此同時，我國科普事業發展兼程并進，越來越多的公眾體會到了科學的樂趣，觸摸到了科學普及的溫度。在科學發展日新月異、重大技術突破層出不窮之際，面對新時代的新需求。如何更有效地普及科學和前沿問題，傳播科學精神、科學思想和科學方法，值得廣大科技工作者關注和思考。

　　優秀的科普作品根植于科學研究的沃士之中，科普離不開科技工作者的主動作為和深度參與，科技工作者不僅要成為科學傳播的開路者，更要成為全社會科學文化的堅守者。歷史上享譽國際，影響一代又一代人的科普著作，比如達爾文的《物種起源》、法拉第的《蠟燭的故事》、愛因斯坦的《物理學的進化》、竺可楨的《向沙漠進軍》、華羅庚的《統籌方法》等，都是科學大家結合自身科研實踐所創作的與自身研究領域高度相關的作品。近年來，在國家科學技術進步獎、全國優秀科普作品獎等評選中脫穎而出的優秀科普作品，大多也是廣大科學家從“科研”向“科普”的踐行。

　　“科學與未來:院上科普叢書”正是在這樣的時代背景下誕生的，它是由中國科學院學部科學普及與教育工作委員會策劃，并號召組織各領域院士專家創作的。該叢書強調前沿引領、科學嚴謹和通俗易讀，注重規范原創、思想價值和創新體驗。總體有如下特點。

　　一是強調從“科研”向“科普”的轉變，打通學術資源科普化“最后一公里”。而且，作者們將所述領域置于整個科學史的宏大背景之下予以考察，并特別注重與歷史、哲學、思想、藝術和社會的結合。大多采用講人物和故事的形式，增添閱讀興趣，進而逐步引導讀者形成自己的思考。

　　二是強調科學精神的弘揚與引領，不再停留在簡單的知識普及層面，而是以特定的科學知識為載體，激發公眾的科學熱情，弘揚科學精神，倡導培養邏輯思維。樹立基于科學的價值觀，從而形成有別于互聯網內容的具有獨特價值的圖書內容。

　　三是強調科普主陣地由實用技能科普向科學素養科普的轉變，也就是從實用技術普及向對科學本身理解的轉變，激發讀者自己去探索科學知識的興趣，引導讀者建立自己的科學價值觀。

　　2018年5月，習近平總書記在兩院院士大會上強調:“當科學家是無數中國孩子的夢想，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，給孩子們的夢想插上科技的翅膀，讓未來祖國的科技天地群英薈萃，讓未來科學的浩瀚星空群星閃耀!”

　　“科學與未來:院十科普從書”的創作和出版是一次順應時代發展潮流的實踐探索，不僅希望更好地傳播傳統科學知識，更希望將科學知識、科學精神、科學思想和科學方法內化為公眾的信念、思維、行為與習慣，希望將“永遠好奇、敢于質疑、探求真理、勇于創新”的科學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科學、奮勇向前，為建設世界科技強國、實現中華民族偉大復興而努力!

　　探索未知是人的本性。縱觀科技文明的歷史，人類從來沒有停下科學探索的腳步。開普勒關于天體引力的猜想，啟發了牛頓對萬有引力定律的研究。愛因斯坦關于引力波的天才假設，百年之后得到了激光干涉引力波天文臺（LIGO）的驗證。無數事實表明，立足科學、大膽假設、敢于猜想，激發最新奇的科學發現，催生最絢麗的技術發明，歷來都是科學探索的力量所在。正是因為對大海的向往，才有了輪船、潛艇、“蛟龍號”的創造；正是因為對太空的向往，才有了火箭、衛星、載人飛船的發明。

　　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》和古典名著《西游記》無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，引發關于史前文明、外星文明的無窮想象，其中就蘊含著重大的科學問題。基于“弘揚科學精神，普及科學知識”的目的，中國科學院組織了“科學與未來：院士科普叢書”的編制工作，精選了一些科學前沿問題為主題撰寫科普書籍，并納入國家科學思想庫“科學文化系列”。

　　自從1959年蘇聯第一顆人造地球衛星上天之后，人類的太空探索歷程就進入了全新時代，且不斷加速發展。美國的“阿波羅”登月、“旅行者號”、“新視野號”，歐洲的“羅塞塔 – 菲萊”，中國的“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。近半個世紀以來，太空探索不僅持續升溫，而且催生和引領了人類社會諸多領域的技術發展。越來越多的普通人意識到太空探索的重要意義，對于太空探索的相關知識由好奇到迸發興趣，再到由衷熱愛的公眾不斷增加。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，內容涵蓋了人類自古以來的太空探索主要歷程、重要科學發現和技術進步、太空探索工具和手段的基本介紹、當前太空探索中的熱點和難點等，穿插了相關科學人物和歷史事件介紹，內容豐富生動，引人入勝。

　　本書的作者是葉培建院士和他的年輕團隊。葉培建院士曾在北京航空航天大學計算機學院擔任兼職教授和北京航空航天大學國家重點實驗室的學術委員會主任，我們很熟悉，我對他的工作也很了解。他領頭的我國深空探測隊伍也有不少骨干人物都是北京航空航天大學的學生，對這支隊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，將人類走向外太空面臨的多個“景點”“過程”“問題”用簡潔、淺顯的語言講出來，把復雜的航天任務用科普的形式和語言表述出來，是件很不容易的事，但他們做了，且努力了，這種熱愛科普、支持科普的精神很值得稱贊，也令我佩服。

　　我深為中國空間事業目前的成就而感到欣慰，也確信將來會取得更大成果。希望通過《征程：人類探索太空的故事》這樣的作品，激發、培養和保持青少年的科學興趣，在他們心中播下科學的種子。同時也希望進一步鼓勵、支持和引導廣大科技工作者和科普從業人員做科學的“園丁”，播撒科學的“種子”，不斷“澆水施肥”，讓“崇尚科學、探索求真、勇于創新”的科學精神、科學思想、科學方法在人們心中落地生根、發芽結果，把科學探索的足跡留在祖國大地、走遍世界角落，把光榮和夢想融入實現中華民族偉大復興、構建人類命運共同體的新時代、新使命和新征程中！

第一章 地球母親

一、地球極簡史　

二、“暗淡藍點”

第二章 太陽系家園

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

一、太陽風　

二、太陽風暴　

三、地球的保護傘

四、“2012 世界末日”的真相　

第六章 坐地觀天

一、“裸觀”時代　

二、人類的“千里眼”　

第七章 箭指蒼穹

一、萬戶飛天　

二、淺識現代火箭　

三、世界運載火箭家族　

四、其他空間探索工具　

第八章 星際穿越

一、離子推進器　

二、“核”心的力量　

三、揚“帆”星海　

四、反物質推進　

五、蟲洞　

第九章 淺識航天器

一、什么是航天器？　

二、骨骼和關節——結構與機構分系統　

三、皮膚 — 熱控分系統　

四、小腦——姿態控制分系統　

五、肌肉——推進分系統　

六、心臟——電源分系統　

七、大腦——數據管理分系統　

八、手機——測控數傳分系統　

第十章 太空漫游

一、無人探測歷程　

二、太空，我來了　

第十一章 太空發現

一、近地空間　

二、月球　

三、近地行星　

四、遠地行星　

第十二章 “探”以致用

一、微重力實驗　

二、太空育種　

三、遙感與氣象觀測　

四、通信廣播　

五、導航定位　

六、太空旅游　

第十三章 技術瓶頸

一、發射成本居高不下　

二、太空垃圾日益增多　

三、深空測控與導航能力不足　

四、太空輻射環境的影響　

第十四章 太空“流彈”

一、超級“流彈”——空間碎片　

二、小“流彈”，大威力　

三、“避彈術”　

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？　

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？　

三、保衛地球　

第十七章 科學難題

一、黑洞　

二、暗物質與暗能量　

三、宇宙與天體起源　

第十八章 地球的未來

一、人類會滅亡嗎？　

二、星際移民　

第十九章 外星人在哪里

一、費米悖論的由來　

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