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作者：杨东平编辑：解局君

来源：国家教育咨询委员会委员

杨东平教授在“共识国际讲坛”讲座上的发言

7月23日，一份名为《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》的文件，流传网络。教培行业，掀起一场大地震，上市教育巨头股价纷纷断崖式下跌。这些年教培行业的爆发，离不开中国庞大的鸡娃大军，鸡娃又反过来促进内卷。人人都说“教育内卷”，却很少有人能把“教育内卷”这件事，掰开了揉碎了，通筋活络梳理清楚。教育内卷的原因是什么？教培行业到底存在什么问题？如何才能防止教育内卷化？教育的最终目的究竟是什么？今天这篇文章，做到了。文章很长，但内容详实，非常推荐阅读。读完你会对“教育内卷化”建立系统性认知，文章也指明了一条“反内卷”的思路，希望能对你有所帮助。1、何为教育内卷？大概是从年下半年开始，内卷这个词横空出世，并迅速流行。它来自于一个英文词，involution，有“向内”的意思。“内卷化”这个词在社会科学领域使用，最早的是一位华人历史学家。他在研究华北小农经济的时候使用了这个词，说中国传统农业的内卷化，就是：随着人口增多，越来越精耕细作，但是边际效应递减，整体农业生产并没有上升到更高的层级，也就是说并没有创造新的技术、生产方式等，而陷入了一种困境：人们投入的力量越来越大，但是产量还是不好，效益越来越低。这个困境移到教育上来，也很恰当。和教育“内卷化”同时流行的是另外一些热词，比如“鸡娃”“牛娃”“青娃”等。这些莫名其妙的词，都是焦虑的“海淀家长”发明出来的，然后继续增长焦虑。如果我们用稍微规范一些的词语，教育“内卷化”可能更好理解。比如说教育的“剧场效应”：有一些人不守规则，站起来，然后所有人都必须跟着站起来，恶化了整个环境。2、对教育内卷的误解减负、克服焦虑这些问题，实际上指向了一个现实，就是择校、竞争，所有焦虑都来自于择校、竞争。我认为中国的教育焦虑，有两个显著特点：一是整体性、全民性的，各个阶层都在焦虑，中产的在焦虑，高收入的也在焦虑，普通老百姓也在焦虑；第二个特点特别糟糕，焦虑从孩子的低龄阶段就开始。最初主要在小学阶段，然后下沉到了幼儿园，其实对应的就是“幼升小”和“小升初”的择校竞争。对于这种现实，北京大学社会学者郑也夫的用词比较恰当：他称之为“学历军备竞赛”。用这么一个词来表达中国教育当前的现实，比一般的“择校”“焦虑”“鸡娃”等，更准确地说明了事情的实质。为什么中国出现了那么严重的教育焦虑、择校竞争，或者说学历军备竞赛呢？这个问题，教育界内外有很多人做过很多解释，我觉得都不是特别完满。大家可以想到的，比如高考制度：由于存在着高考制度，而优质教育资源一直是短缺的，竞争就不可避免，越来越激烈。这个说法有没有道理呢？我个人认为不是很有道理。大家看到，在上世纪九十年代初，当时高校录取率非常之低。但是经历过那个年代的70后、80后的朋友都很清楚，那个时候小学还是正常的，小学没有那么多补课，没有那么大压力，寒暑假、节假日，儿童都是可以游戏和休息的。而现在应届生高考录取率，大多数省份已经超过了90%（本科+专科），为什么教育机会增加了，这个竞争反而更激烈了呢？另外一个很流行的说法叫“优质教育资源短缺论”：因为优质教育资源短缺，所以大家都要竞争，要享受最好的资源。这个说法同样似是而非。我们想想，近二三十年以来，哪怕近十年以来，优质教育资源究竟是增加了还是减少了？毫无疑问是增加了。随着义务教育的普及和发展，以及高等教育的发展，优质教育资源在不断增加，但是入学竞争反而更为激烈。又有人说这是因为传统文化：其一，中国自古以来，一千多年的科举教育传统，核心价值就是读书做官，就是出人头地、做人上人；其二，我们在当前的教育竞争中，把这种传统价值格外合理化了，觉得这是天经地义的。其实，历史上并不是如此。“五四”之后，出人头地、做人上人的价值观就得到了很严厉的校正，像陶行知的生活教育、平民教育，都在校正这种精英主义的教育价值。每个人都应该成为一个合格的公民，一个能够自食其力、健康、快乐的平民，这种观念在上世纪五六十年代还是比较普及的。当时我们经常说“三百六十行，行行出状元”，没有把所有身家性命都集中在一件事情上，没有说就是要上大学。所以，归因于传统文化，也不是非常说得过去。还有一个很受认同的解释，就是独生子女政策。因为有了独生子女政策，所以每个家长，都把自己的宝贝孩子当作天才来培养，必须要上大学，而且要上名牌大学。这个因素是否存在呢？无疑是存在的，而且可以说对家长的教育选择行为，的确影响很大。大家都知道，过去在多子女的时代，我们周围很多家都是四个、五个孩子，六个孩子的也不少见；在农村，子女更多一些。那时候先经过了一轮自然选择，也就是说，每个家长对自己的几个子女适合做什么，心里很有数的：调皮捣蛋的、喜欢打架的，送他去当兵；忠厚老实的，留在家里种地养老；偷奸耍滑的，去做生意。一个家庭四五个孩子里面，可能有一两个，用民间的话讲是“读书的料”，就是喜欢看书、喜欢学习，家长就让这样的孩子去上学。在独生子女的情况下，这种选择就消失了，所有人都千方百计要让孩子接受所谓最好的教育，都要让孩子上大学。但是，独生子女这个因素，我认为也不应夸大。因为独生子女政策从上世纪80年代开始，也实行三四十年了，但是教育生态的恶化、教育的“内卷化”是最近十年才突然加剧的，尤其最近这几年加剧得很厉害。显然，还有一些其他因素在起作用。还有人说是因为中产焦虑。中产阶级的地位恐慌特别严重，所以把很大精力投入到升学竞争当中，加入学历军备竞赛，不能让孩子输了。中产焦虑或者说中产家庭、白领家庭对教育更为重视，这也是一个基本事实。但是回过头来，我们看看其他的亚洲国家，它们的中产怎么不焦虑？日本、韩国、台湾地区，风平浪静。我讲的主要是义务教育阶段，小学和初中非常平静。经常有人说日韩，尤其韩国教育补习非常激烈。其实这都是前些年的事了，因为我们前两年刚到韩国看过，它的义务教育、中小学教育已经非常正常化了，什么意思呢？每个学生都是就近入学，在家门口步行5-10分钟，无需家长接送，没有择校。我当时也不太相信。随行的韩方翻译和领队都是小学生的家长，是两位女士，我们就私下问她们：你们到底有没有择校？因为学校总是有差距的，不可能所有学校都是一模一样。这两个学生家长说：其实我们也有择校。我说：你们是根据什么来择呢？她们说，有两个标准：“第一，离家近；第二，伙食好，中午管一顿伙食。”这么一说，等于是没择校。我说：你们的小学生下课后，有没有上补习班的？她们说：当然也有，很多培训机构把小孩子接走了。我说：主要补习什么内容？她们说：主要是音、体、美，就是艺术的修养、学习，还有一小部分是英语；但是其他的培训就比较少。我又问其中一位：“你的孩子在学什么？”她说：“钢琴。”我说：“你们的钢琴有没有考级？”她说：“没有，绝对不允许。”也就是说，在他们的义务教育阶段，竞争性的学习和培训是被严格禁止的。近年我们到国外或者境外去访问的时候，台湾地区的朋友反应最强烈，他们说：“你们大陆的老师老是说‘小升初’，到底是什么意思？”我们大吃一惊：“你们难道没有‘小升初’吗？”一解释，他们说：“我们没有，我们从‘国小’升到‘国中’，就跟四年级升到五年级一样，没有竞争。因为我们实行的是义务教育。”我说：“我们实行的也是义务教育。”就是这么大的差别。一般讲，教育内卷是因为存在高考制度，因为存在中产阶级、中产焦虑等；而这些因素都是背景，都是整体性的，或者说是较长时期内都会存在的一个背景，但并不是最近十来年、四五年教育生态急剧恶化的直接原因。3、教育内卷化的真实根源到今天为止，中国的家长和舆论，包括很多管理者、校长、老师，其实没有真正建立“义务教育均衡发展”的理念。他们始终认为要学习就要有竞争，就要有淘汰，就是起跑线上的竞争，认为这是教育本来的内涵。其实完全不是这样，因为义务教育是国家用法律确定的基本人权，是保障性教育，就像给老人发低保一样，人人有份、一视同仁。义务教育阶段，因为是保障性、基础性的，所以是非选择、非淘汰、非竞争性的，所以要实行免费、免试、就近入学。义务教育天生就不是竞争性的，可我们把它搞得那么强烈的竞争性和淘汰性，就违背了义务教育的基本价值。我觉得这些问题需要拨乱反正，需要经常说。前面说到日、韩、台湾地区没有小升初，现在就来了解为什么他们没有。讲到底，就是一个原因——学校均衡。既然所有学校都是差不多的，当然到离家最近的学校是最合理的选择，这是世界上大多数国家义务教育的基本现实。我们到欧洲国家、北欧国家看，都是：小学生就是小学生，小学生的天职就是游戏、玩耍、健康成长、锻炼、郊游，不是把学业竞争作为主要使命。回到这个问题，我们国家在年就颁布了《义务教育法》，提出了义务教育均衡发展的目标，为什么过去三十多年了，学校均衡还是难以达到？前两年，我们全国各地都在进行义务教育均衡发展验收，几乎所有地方都通过验收了。也就是说，义务教育均衡发展的目标，从管理部门的角度来看已经实现了。但是，我认为离真正意义上的均衡发展还差得很远。只要哪个地方有择校竞争，只要有学区房，只要有重点学校，就说明那儿的均衡发展就是一句空话，就是对义务教育的讽刺。在中国各个大城市，北、上、广、深、南京、杭州，择校竞争都是如火如荼，就是因为学校差距太大。中国的基础教育的学校制度，我称之为“一种等级化的学校制度”，把学校分成了三六九等。首先，城市和农村这两类学校的配置、资源和师生比，就是不一样的。对需要更多教师的农村学校配比更少，对需要更多支持的农村学校经费投入更少，就是富者愈富、贫者愈贫的分配。另外一道线叫做“重点学校和非重点学校”。我们有一小批学校是重点学校，大多数是非重点学校；重点学校里面又分成国家重点、省重点、区重点，等等。我们看到一个区的义务教育学校五花八门，相差非常大。因为差距太大，家长当然要想方设法让孩子上一个最好的学校。这里有一个历史原因，我们的重点学校制度，在上世纪五十年代初建立。当时还没有建立义务教育制度，先建立了重点学校制度，为了快速地为工业化培养专业人才。当时各地的中小学都确定一个很小的百分比，作为重点投资重点建设的学校，任务就是培养拔尖人才，为上一级学校输送这些人才。这种教育和义务教育的含义是完全不一样的，具有很强的精英教育的属性。年颁布《义务教育法》以后，重点学校制度已经被废止了，不再合法了。但是大家有一种惯性，地方教育部门、政府总是觉得应该有几所优秀的学校作为示范、作为门面，或者说带动其他大多数学校。这是一种惯常的管理思维，但是违背了《义务教育法》。至今很多地方还在实行变相的重点学校制度，现在不敢叫重点学校了，叫“示范学校”“明星学校”“新优质学校”“未来学校”等很多名字。但是大家都很清楚，它们的条件要比其他学校好很多。其中最突出的是特级教师、高级教师力量，教育经费也非常充裕。又要回到那个话题：为什么我们这么多年来学校的均衡还是没有达到？我个人认为，讲到底的话，这是一个能不能真正做到依法行政、依法治教的问题。怎么样才能做到学校之间的均衡呢？这个概念也很清楚，就是三个源的平衡：生源、财源、师源。为什么我们强调义务教育要就近入学？就是为了平衡学生的生源。如果把高分的学生，用掐尖的方式弄到一所学校去，学校之间不可能是均衡的。所以，生源的均衡就是靠就近入学来保障。然后是财源方面，教育经费的配置也应该是均衡的，不能够重这个轻那个。财源的均衡，现在可以说是大致能够做到，因为生均拨款、按人头拨款，每个学校都是一样的配置方式。但事实上，重点学校有很多在生均拨款以外的渠道，叫专项经费等，所以日子过得还是要比普通学校好。不过总体而言，义务教育学校在硬件上的差距已经比较小了，或者说家长择校所看重的也不是硬件差距，学生家长择校看重的主要是教师资源。也就是说，教师的均衡化在今天我们完全没有做到，甚至没有起步。这就要说到为什么日、韩、台湾地区没有重点学校？因为它们规定得非常明确，教师四年、校长五年、学监三年，必须流动，这是义务教育法所要求的。教师流动，不固定在一所学校，大家就可以想象，它的教育品质、教育质量也就比较均衡了。其实我们国家教育部，也发布过关于教师流动的文件，最近一次是年，最早的时候是上世纪90年代，当时就推进过这件事情。我记得当时全国范围内，有一个先进地区就是沈阳市。沈阳市有一位女教育局长，非常有魄力，她在沈阳全市范围内推行教师流动。她在任的时候应该说也还是成功的，但离任以后，这个政策就停止了。现在反对教师流动的主要就是重点学校，它们希望维护它们自身的特殊利益：有最多的特级教师、高级教师，甚至把外省的特级教师全部挖过来。比如北京、上海的学校。有人说，像山东、河北现在都不太敢评特级教师，评一个就被北京的学校挖走了。所以，教师流动，我个人认为是当前促进义务教育均衡发展的一个关键措施。说到重点学校，北京海淀“六小强”、西城“四大金刚”等这样的学校，每个大城市都有一批，升学率特别高。其实这种重点学校，我觉得是不令人敬佩的，因为它们最核心的法宝就是掐尖，就是用尽办法把高分学生都弄到自己学校来，这完全违反了教育自身的规律。而究竟应该让更多好学生集中在一所学校，还是让他们分散在不同学校？这是要有所讨论的。台湾地区从年开始实行了十二年义务教育，也就是说把高中阶段也纳入义务教育。十二年义务教育的影响是什么呢？这就意味着要消灭一批著名的百年老校，就像“建国中学”“台北第一女高”等，都是百年老校，马英九他们都是那儿毕业的。它们被纳入义务教育，就要按照均衡发展、一视同仁的概念来运行，不能有任何特殊待遇。当时对此发生了一场深入的旷日经久的讨论。争论的两派，一派叫做“均优派”，他们说并不是反对优秀，而是认为，优秀的学生集中在一所学校，对这些学生也并不是最公平的，因为在这些重点学校又形成了新的小宝塔，又出现了新的中心和边缘，而很多学生如果分到普通中学的话，带动作用和自我发展会表现得更好。“选优派”和“均优派”两方，从政策上来看，应该是“均优派”获得了胜利，因为政策上是推行十二年义务教育的。当然，对那些老牌、名牌学校也网开一面了，给它们一个过渡期，比如说每年30%还是多少的名额可以考试招生，以后逐渐减少。总而言之，在教育公平的维度上，掐尖、拔优、培优还是均优？还是促进义务教育的均衡发展？这是两种完全不同的政策选择。我个人认为，非常可惜，我们绝大多数大城市，基本都是走向了精英主义的掐尖、拔尖、培优，打造重点学校，打造拔尖人才的道路。什么原因呢？原因之一是这些地方的官员、教育局长，绝大部分都是从那几所重点学校出来的，他们的子女现在也都在那些学校上学。重点学校成为一种特殊的利益集团，把它自身的利益放到了社会公众利益之上，想方设法都是维护它的自身利益。我想，这个问题在中国是一个具有特殊性的问题，但是很重要。这是第一个最基本的方面。还有人说：因为高考是指挥棒，因为有高考，所以就均衡不了。不是这个道理。高考是指挥棒，但是学校制度是一个教育系统的底盘，这个底盘设计得到底是不是平衡的，还是有很明显的倾斜或者倾向性，区域的教育生态是会因此很不一样的。我想，今后一段时期内，一个重要的方向还是要改革我们的公办学校体系，使它真正按照义务教育法的要求实现均衡发展。4、教育培训的本质又是什么？我们要看到，在近十多年的义务教育环境当中，青少年的生存环境急剧恶化。为什么？大家都很清楚，在我们的教育体系之外，生长出了一个新的系统，叫课外培训机构。课外培训机构现在的体量已经超过了小学，有22万家机构还是多少，万教师，这远远超过小学——小学总数是16万所。我们在公办学校系统之外又造了一个教育体系，这个体系是商业化的。教育培训的实质是什么？有人说，一言而蔽之，就是制造焦虑、满足焦虑。这就是它的生意经，完全不是围绕教育规律、教育方针而产生的。“起跑线上的竞争”这样的说词，这些年已经深入人心，也成为家长的共识。“不能输在起跑线上”，其实这是一个非常荒谬的理由，毫无价值，而且完全不真实的，就是一种忽悠。教育的成功是终点线的竞争，是不能输在终点。教育就像马拉松，起点早一点、晚一点，快一点、慢一点，有什么关系？成年人里，有多少人会记得自己小学一年级时候的排名或者成绩，三年级时候的排名和成绩？这些对你的成长有重要性吗？没有。但是，“不能输在起跑线上”这么一句口号，把家长搞得非常焦虑。培训机构是围绕商业利益运作的，最后上市，获得最大的经济价值。它要对它的股东负责，而不是对儿童和家长负责，所以它的动机、价值，和教育是两回事，并不是真正的教育。但是，培训机构的出现也是一个世界性的现象，在东亚国家发展得最为强大。所以，国外对课外培训机构也有很多研究，他们把培训机构称为“影子教育”。什么意思呢？“影子教育”是依附于公办学校而生的，因为公办学校有这个需求，所以它来帮着满足。也就是说，从教育的关系上来看，培训机构有它的问题，但是它只是一个随动系统：因为公办学校有激烈的择校竞争，所以它来给学生补课，帮学校掐尖，帮学校选择。换句话说，如果我们公办学校的导向改变了，比如，择校要评价的是足球，你就会看到所有培训机构都去培训足球了，课外培训机构是这么一个系统。

语宇宙是如何形成的? 　　科学家认为它起源为亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是的表面依然，但会越来越冷。地球仍会被太阳的热量熔化。 　　3.太阳系中的九大行星，按距太阳远近排列依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它们到太阳的平均距离符合提丢斯-波得定则。按性质不同可分为三类：类地行星(水星、金星、地球、火星)体积和质量较小，平均密度最大，卫星少；巨行星(木星、土星)体积和质量最大，平均密度最小，卫星多，有行星环，自身能发出红外辐射；远日行星(天王星、海王星、冥王星)的体积、质量、平均密度和卫星数目都介于前两者之间，天王星和海王星也存在行星环。九大行星都在接近同一平面的近圆形的椭圆轨道上，朝同一方向绕太阳公转，即行星的轨道运动具有共面性、近圆性和同向性，只有水星和冥王星稍有偏离。太阳的自转方向也与行星的公转方向相同。地球、火星、木星、土星、天王星和海王星的自转周期都在1，太阳也有自转，但跟地球不同的是太阳不是固体，因此不同的纬度转速不一样，在太阳赤道，转一圈要25个地球日。纬度越高，转速越慢，在靠近两极的地方，转一圈要约31个地球日。在地球上，在你南面的地点无论多久都在你的南面，但在太阳上，这不成立。越靠近赤道，转的越快，就会滑向东边。这是流体的情形 　　3.我们见到的太阳的表面实际并不是一个面。在我们看来，太阳似乎有一个固体的表面，并且有一个可测的边界。真实情况是：太阳是一个由气体组成的球体，没有固体的表面。我们看到的边界，只是由于在那儿，太阳气体的密度下降到使光透明的程度。在这个密度之上，太阳是不透明的，因此我们看不到太阳内部。虽然我们现在了解到这些，但天文学家仍然把这一不透明的边界当作太阳的“表面”，称作光球层。 　　4.光球表面另一种著名的活动现象便是太阳黑子。黑子是光球层上的巨大气流旋涡，大多呈现近椭圆形，在明亮的光球背景反衬下显得比较暗黑，但实际上它们的温度高达℃左右，倘若能把黑子单独取出，一个大黑子便可以发出相当于满月的光芒。 　　5.太阳的年龄约为46亿年，它还可以继续燃烧约50亿年。在其存在的最后阶段，太阳中的氦将转变成重元素，太阳的体积也将开始不断膨胀，直至将地球吞没。在经过一亿年的红巨星阶段后，太阳将突然坍缩成一颗白矮星--所有恒星存在的最后阶段。再经历几万亿年，它将最终完全冷却，然后慢慢地消失在黑暗里。 　　6.通过对太阳光谱的分析，得知太阳的化学成分与地球几乎相同，只是比例有所差异。太阳上最丰富的元素是氢，其次是氦，还有碳、氮、氧和各种金属。地球上除原子能和火山、地震以外，太阳能是一切能量的总源泉。那么，整个地球接收的有多少呢？太阳发射出大的能量呢？科学家们设想在地球大气层外放一个测量太阳总辐射能量的仪器，在每平方厘米的面积上，每分钟接收的太阳总辐射能量为8.24焦。这个数值叫太阳常数。如果将太阳常数乘上以日地平均距离作半径的球面面积，这就得到太阳在每分钟发出的总能量，这个能量约为每分钟2.×10^28焦。（太阳每秒辐射到太空的热量相当于一亿亿吨煤炭完全燃烧产生热量的总和，相当于一个具有万亿亿马力的发动机的功率。太阳表面每平方米面积就相当于一个马力的动力站。）而地球上仅接收到这些能量的22亿分之一。太阳每年送给地球的能量相当于亿亿度电的能量。太阳能取之不尽，用之不竭，又无污染，是最理想的能源。 　　7.太阳表面经常发生强烈的爆炸。这种爆炸就是我们看到的耀斑，能在短短几秒内释放出上百万颗原子弹的能量。当耀斑发生时，太阳的大气层会被吹出一个巨大的洞，并发出十分强烈的光、电磁波，高能X射线及数以百亿计的带电粒子，这种现象被称作太阳风。当太阳黑子最活跃时，耀斑和太阳风也发生的最频繁最剧烈。 　　8.太阳像是空间的一块巨大的磁铁。与地球类似，太阳内部好像有一个巨大的磁铁，这磁铁产生了巨大的磁场，在太空中绵延数亿英里，并控制周围热气体的流动。每隔11年，在黑子活动周期的开端，磁场南北极会颠倒一次，而太阳自转轴保持不变。天文学的基础知识（一）地球的基本概况?　1.年龄：46亿岁。公转周期：约天。公转轨道：呈椭圆形。7月初为远日点，1月初为近日点。自转周期：恒星日：约23.小时56分4秒。太阳日：24小时。自转方向：自西向东。黄赤交角：23°26。赤道半径：是从地心到赤道的距离，大约.5公里。平均半径：大约.3公里(这个数字是地心到地球表面所有各点距离的平均值)。体积：亿立方千米。质量：5.×10^21吨。平均密度：5.g/cm^3，地球是太阳系中密度最大的星体。地球表面积：5.1亿平方千米。海洋面积：3.61亿平方千米。大气：主要成份：氮（78.5%）和氧（21.5%）。地壳：主要成份：氧(47%)、硅（28%）和铝（8%）。表面大气压：.毫巴。由化学组成成分及地震震测特性来看，地球本体可以分成一些层圈，以下就标示出它们的名称与范围(深度，单位为公里)：0-40地壳，40-地幔，-0外地核，0-内地核。地球表面积71%为水所覆盖，地球是太阳系唯一在表面可以拥有液态水的行星(土卫六的表面有液态乙烷或甲烷，而藏于木卫二的表面之下则可能有液态水，不过地球表面有液态水仍是独一无二的)。天文学的基础知识（二）2.地球距离太阳1.5亿千米，从地球到太阳上去步行要走多年，就是坐飞机，也要坐20多年。地球属于银河系太阳系，处在金星与火星之间，是太阳系中距离太阳第三近的行星，在八大行星中大小排行是第五，但人类直到16世纪哥白尼时代人们才明白地球只是一颗行星。地球与月球之间的引潮力会使地球的自转周期每一世纪增加约2毫秒，最新研究显示在9亿年前一天只有18小时，而一年则有天。地球卫星月球俗称月亮，也称太阴。在太阳系中是地球中唯一的天然卫星。月球是最明显的天然卫星的例子。在太阳系里，除水星和金星外都有自己的卫星。 　　3.地球绕地轴的旋转运动，叫做地球的自转。地轴的空间位置基本上是稳定的。它的北端始终指向北极星附近，地球自转的方向是自西向东；从北极上空看，呈逆时针方向旋转。地球自转一周的时间，约为23小时56分，这个时间称为恒星日；然而在地球上，我们感受到的一天是24小时，这是因为我们选取的参照物是太阳。由于地球自转的同时也在公转，这4分钟的差距正是地球自转和公转叠加的结果。天文学上把我们感受到的这1天的24小时称为太阳日。地球自转产生了昼夜更替。昼夜更替使地球表面的温度不至太高或太低，适合人类生存。 　　月球基本概况? 　　1.它每年以三厘米的速度远离地球，十亿年前，它和地球的距离只有现在的一半长。像地球一样，月球也是南北极稍扁，赤道稍隆起的扁球。它的平均极半径比赤道半径短米，南北极也不对称，北极区隆起，南极区凹陷约米。月球基本上没有水，也就没有地球上的风化、氧化和水的腐蚀过程，也没有声音的传播，到处是一片寂静的世界。月球本身不发光，天空永远是一片漆黑，太阳和星星可以同时出现。 　　2.月球上几乎没有大气，因而月球上的昼夜温差很大。白天，在阳光垂直照射的地方，温度高达.25℃；夜晚温度可低到-.75℃。由于没有大气的阻隔，使得月面上日光强度比地球上约强1／3左右；紫外线强度也比地球表面强得多。由于月球大气少，因此在月面上会见到许多奇特的现象，如月球上的天空呈暗黑色，太阳光照射是笔直的，日光照到的地方很明亮；照不到的地方就很暗。因此才会看到的月亮表面有明有暗。由于没有空气散射光线，在月球上星星看起来也不再闪烁了。 　　3.月亮比地球小，直径是公里，大约等于地球直径的3/11。月亮的表面面积大约是地球表面积的1／14，比亚洲的面积还稍小一些；它的体积是地球的1／49，换句话说，地球里面可装下49个月亮。月亮的质量是地球的1／81；物质的平均密度为每立方厘米3.34克，只相当于地球密度的3／5。月球上的引力只有地球1／6，也就是说，6公斤重的东西到限月球上只有1公斤重了。人在月面上走，身体显得很轻松，稍稍一使劲就星。水星目视星等范围从0.4到5.5；水星太接近太阳，常常被猛烈的阳光淹没，它的轨道距太阳万～万千米之间，所以望远镜很少能够仔细观察它。水星没有自然卫星。水星离太阳的平均距离为万公里，绕太阳公转轨道的偏心率为0.，故其轨道很扁。太阳系天体中，除冥王星外，要算水星的轨道最扁了。水星在轨道上的平均运动速度为48公里／秒，是太阳系中运动最快的行星，绕太阳一周只需88天，自转一周只需58.6天，水星上的一天相当于地球上的59天。水星有一个小型磁场，磁场强度约为地球的1％。水星只有微量的大气。水星的大气极其稀薄。实际上，水星大气中的气体分子与水星表面相撞的频密程度比它们之间互相相撞要高。出于这些原因，水星应被视为是没有大气的。“大气”主要由氧，钾和钠组成。 　　2.早在公元前年的苏美尔时代，人们便发现了水星，古希腊人赋于它两个名字：当它初现于清晨时称为阿波罗，当它闪烁于夜空时称为赫耳墨斯。水星上的温差是整个太阳系中最大的，温度变化的范围为90开到开，最高地表温度.5°C最低地表温度为-86°C，平均地表温度°C。相比之下，金星的温度略高些，但更为稳定。水星的密度比月球大得多，(水星5.43克/立方厘米月球3.34克/立方厘米)。水星是太阳系中仅次于地球，密度第二大的天体。 　　金星基本概况? 　　1.按离太阳由近及远的次序是第二颗。它是离地球最近的行星。中国古代称之为太白或太白金星。它有时是晨星，黎明前出现在东方天空，被称为“启明”；有时是昏星，黄昏后出现在西方天空，被称为“长庚”。金星是全天中除太阳和月亮外最亮的星，亮度最大时为-4.4等，比著名的天狼星（除太阳外全天最亮的恒星）还要亮14倍，犹如一颗耀眼的钻石，于是古希腊人称它为阿佛洛狄忒（Aphrodite）——爱与美的女神，而罗马人则称它为维纳斯（Venus）——美神。年代后期，天文学家用射电望远镜第一次观测了金星的表面。从年起，前苏联和美国向金星发射了30多个探测器，从近距离观测，到着陆探测。 　　2.金星和水星一样，是太阳系中仅有的两个没有天然卫星的大行星。因此金星上的夜空中没有“月亮”，最亮的“星星”是地球。由于离太阳比较近，所以在金星上看太阳，太阳的大小比地球上看到的大1.5倍。有人称金星是地球的孪生姐妹，确实，从结构上看，金星和地球有不少相似之处。金星的半径约为公里，只比地球半径小公里，体积是地球的0.88倍，质量为地球的4/5；平均密度略小于地球。但两者的环境却有天壤之别：金星的表面温度很高，不存在液态水，加上极高的大气压力和严重缺氧等残酷的自然条件，金星不可能有任何生命存在。因此，金星和地球只是一对“貌合神离”的姐妹。 　　3.金星表面温度高达至度，是因为金星上强烈的温室效应，原因在于金星的大气密度是地球大气的倍，且大气97％以上是“保温气体”——二氧化碳；同时，金星大气中还有一层厚达20～30千米的由浓硫酸组成的浓云。二氧化碳和浓云只许太阳光通过，却不让热量透过云层散发到宇宙空间，所以昼夜温差并不大。金星环境复杂多变，天空是橙黄色，经常下硫酸雨，一次闪电竟然持续15分钟！。金星的大气压强非常大，为地球的90倍，相当于地球海洋中1千米深度时的压强。金星本身的磁场与太阳系的其它行星相比是非常弱的。这可能是因为金星的自转不够快，其地核的液态铁因切割磁感线而产生的磁场较弱造成的。这样一来，太阳风就可以毫无缓冲地撞击金星上层大气。最早的时候，人们认为金星和地球的水在量上相当，然而，太阳风的攻击已经让金星上层大气的水蒸气分解为氢和氧。氢原子因为质量小逃逸到了太空。金星地表没有水，空气中也没有水份存在，其云层的主要成分是硫酸，而且较地球云层的高度高得多。金星上可谓火山密布，是太阳系中拥有火山数量最多的行星。业已发现的大型火山和火山特征有多处。此外，还有无数的小火山，没有人计算过它们的数量，估计总数超过10万，甚至万。由于大气高压，金星上的风速也相应缓慢。这就是说，金星地表既不会受到风的影响也没有雨水的冲刷。因此，金星的火山特征能够清晰地保持很长一段时间。 　　4.金星的自转很特别，是太阳系内唯一逆向自转的大行星，自转方向与其它行星相反，是自东向西。因此，在金星上看，太阳是西升东落。金星绕太阳公转的轨道是一个很接近正圆的椭圆形，且与黄道面接近重合，其公转速度约为每秒35公里，公转周期约为.70天。但其自转周期却为日，也就是说，金星的自转恒星日一天比一年还长。不过按照地球标准，以一次日出到下一次日出算一天的话，则金星上的一天要远远小于天。这是因为金星是逆向自转的缘故；在金星上看日出是在西方，日落在东方；一个日出到下一个日出的昼夜交替只是地球上的.75天。金星历法是一种以金星的周期活动为标准的历法规则。然而，金星历法并不是甚么科幻小说的作品，而是切切实实曾在古代玛雅文明出现过的历法系统。基于一种我们不知道的原因，玛雅人同时采用两套历法系统，而其中一套历法系统就是基于金星的周期运转而制成。天文学的基础知识（二）5.金星就是最漂亮，最常见的启明星和长庚星。因为金星的公转轨道在地球轨道的内侧，从地球上看起来，金星在太阳的两侧摇，那是一个非常象人脸的岩石照片。不幸的是，这张照片被许多伪科学者利用大造声势。这件事的解释也很简单，这只是一个巧合。天文学的基础知识（二）木星基本概况? 　　1.木星古称岁星，是离太阳远近的第五颗行星，而且是八大行星中最大的一颗，比所有其他的行星的合质量大2倍（地球的倍）。木星直径是，千米，体积只有太阳的千分之一，距太阳大约为7.8亿公里。，绕太阳公转的周期.5天，约合11.86年。木星(a.k.a.Jove)希腊人称之为宙斯(众神之王，奥林匹斯山的统治者和罗马国的保护人，它是Cronus（土星)的儿子。 　　2.木星是天空中第四亮的物体（次于太阳，月球和金星；有时候火星更亮一些），早在史前木星就已被人类所知晓，伽利略年对木星四颗卫星（现常被称作伽利略卫星）进行观察。我们得到的有关木星内部结构的资料（及其他气态行星）来源很不直接，并有了很长时间的停滞，（来自伽利略号的木星大气数据只探测到了云层下千米处），“先驱者11号”于年12月飞掠木星时，测得的木星表面温度为零下摄氏度，木星由90％的氢和10％的氦（原子数之比，75/25％的质量比）及微量的甲烷、水、氨水和“石头”组成。这与形成整个太阳系的原始的太阳系星云的组成十分相似。土星有一个类似的组成，但天王星与海王星的组成中，氢和氦的量就少一些了。气态行星没有实体表面，它们的气态物质密度只是由深度的变大而不断加大（我们从它们表面相当于1个大气压处开始算它们的半径和直径）。我们所看到的通常是大气中云层的顶端，压强比1个大气压略高。木星可能有一个石质的内核，相当于10－15个地球的质量。 　　3.宇宙飞船发回的考察结果表明，木星有较强的磁场，表面磁场强度达3～14高斯，比地球表面磁场强得多（地球表面磁场强度只有0.3～0.8高斯）。木星磁场和地球的一样，是偶极的，磁轴和自转轴之间有10°8′的倾角。木星的正磁极指的不是北极，而是南极，这与地球的情况正好相反。木星的四个大卫星都被木星的磁层所屏蔽，使之免遭太阳风的袭击。 　　4.木星有一个同土星般的环，不过又小又微弱，它们由许多粒状的岩石质材料组成。在宇宙飞船探测木星之前，人们知道木星有13颗卫星。科学家们从“旅行者2号”发回的照片上又发现了3颗，共有16颗木卫（可能有无数卫星，最新数量61颗）。其中靠近内侧的地方有４颗特别大是伽利略卫星，(伽利略卫星即木卫一、木卫二、木卫三和木卫四分别叫伊奥、欧罗巴、加尼美德、卡利斯托)。按距离木星中心由近及远的次序为：木卫十六、木卫十四、木卫五、木卫十五、木卫一、木卫二、木卫三、木卫四。它们都围绕着木星公转，离木星最远的木卫九与木星的距离比地球和月亮的距离远60倍，它绕木星公转一周需要天。木星的大小与卫星差异之大。除了欧罗巴以外，每颗伽利略卫星都比月球大，加尼美德的半径大约为公里，是太阳系中所有卫星中最大的一个，甚至比九大行星中的水星还要大。伊奥的大小和月球差不多，却拥有众多的活火山，地壳运动频繁。 　　5.从化学组成上来讲，木星更像太阳。虽然木星也和地球一样有铁核，可是它的85%是氢元素，其余15%主要是氦元素。其它元素只占1%。这是因为木星有强重力场，它保持了太阳系刚形成时期的大气组成。而地球的较弱的重力让它失去了大多数的原初元素。天文学的基础知识（二）6.木星上的云五彩斑斓。和地球上只有白色的云不一样，木星上的云五颜六色。这主要是因为木星大气中复杂的化合物造成的 　　7.木星会变成恒星吗？木星如果想变成一颗恒星，它的核心温度必须达到万度，这才足以点燃热核反应（氢聚变成氦的反应），释放出巨大的能量。而要达到那么高的核心温度，木星的质量至少要比现在大倍，而它没法从其他地方获得这么大的质量，所以它不可能成为一颗恒星。 　　土星基本概况? 　　1.土星古称镇星或填星，轨道距太阳14亿公里。土星直径119公里（为地球的9.5倍），是太阳系第二大行星，公转周期相当于29.5个地球年，土星的自转很快是9.6公里／秒，仅次于木星。另外，英文的星期六（Saturday）也是以土星的英文名（Saturn）来命名的。在太阳系的行星中，土星的光环最惹人注目，它使土星看上去就像戴着一顶漂亮的大草帽，是最美丽的行星。土星环位于土星的赤道面上。在空间探测以前，从地面观测得知土星环有五个，其中包括三个主环（A环、B环、C环）和两个暗环（D环、E环）。土星光环中间有一条暗缝，后称卡西尼环缝。观测表明构成光环的物质是碎冰块、岩石块、尘埃、颗粒等，它们排列成一系列的圆圈，绕着土星旋转。它与邻居木星十分相像，表面也是液态氢和氦的海洋，上方同样覆盖着厚厚的云层。土星上狂风肆虐，沿东西方向的风速可超过每小时公里。土星上空的云层就是这些狂风造成的，云层中含有大量的结晶氨。土天王星上可能有一个深度达00公里、温度高达摄氏度，由水、硅、镁、含氮分子、碳氢化合物及离子化物质组成的液态海洋。由于天王星上巨大而沉重的大气压力，令分子紧靠在一起，使得这高温海洋未能沸腾及蒸发。反过来，正由于海洋的高温，恰好阻挡了高压的大气将海洋压成固态。天文学的基础知识（三）3.如同其他的大行星，天王星也有环系统、磁层和许多卫星。天王星的系统在行星中非常独特，因为它的自转轴斜向一边，几乎就躺在公转太阳的轨道平面上，因而南极和北极也躺在其他行星的赤道位置上。当天王星在至日附近时，一个极点会持续的指向太阳，另一个极点则背向太阳，每一个极都会有被太阳持续的照射42年的极昼，而在另外42年则处于极夜。天王星有一个暗淡的行星环系统，由直径约十米的黑暗粒状物组成。他是继土星环之后，在太阳系内发现的第二个环系统。目前已知天王星环有13个圆环，其中最明亮的是ε环。 　　海王星基本概况? 　　1.海王星是环绕太阳运行的第八颗行星，也是太阳系中第四大天体（直径上）。海王星的轨道周期(年)大约相当於.79地球年，自转周期（日）大约是16.11小时，海王星直径上小于天王星，但质量比它大。海王星距太阳45亿公里，直径49.5万公里。年8月25日，旅行者2号探测器飞越海王星，这是人类首次用空间探测器探测海王星。它在距海王星千米的最近点与海王星相会，从而使人类第一次看清了远在距离地球45亿千米之外的海王星面貌，它发现了海王星的6颗新卫星(海王星有9颗已知卫星：8颗小卫星和海卫一。其中海卫一是太阳系质量最大的卫星)。首次发现海王星有5条光环，其中3条暗淡、2条明亮。由于冥王星的轨道极其怪异，因此有时它会穿过海王星轨道，自年以来海王星成为实际上距太阳最远的行星，在年冥王星才会再次成为最遥远的行星，通过双目望远镜可观察到海王星，但假如你要看到行星上的一切而非仅仅一个小圆盘，那么你就需要一架大的天文望远镜。 　　2.海王星的外观呈蓝色是大气中甲烷吸收了日光中的红光造成的。作为典型的气体行星，海王星上呼啸着按带状分布的大风暴或旋风，海王星上的风暴是太阳系中最快的，时速达到千米。和土星、木星一样，海王星内部有热源－－它辐射出的能量是它吸收的太阳能的两倍多。海王星的组成成份与天王星的很相似：各种各样的“冰”和含有15％的氢和少量氦的岩石。海王星相似于天王星但不同于土星和木星，它或许有明显的内部地质分层，但在组成成份上有着或多或少的一致性。但海王星很有可能拥有一个岩石质的小型地核（质量与地球相仿）。它的大气多半由氢气和氦气组成。还有少量的甲烷。天文学的基础知识（三）3.海王星也有光环。在地球上只能观察到暗淡模糊的圆弧，而非完整的光环。但旅行者2号的图像显示这些弧完全是由亮块组成的光环。其中的一个光环看上去似乎有奇特的螺旋形结构。海王星的磁场和天王星的一样，位置十分古怪，这很可能是由于行星地壳中层传导性的物质（大概是水）的运动而造成的。　　什么是小行星带?什么是小行星? 　　1.小行星带是位于火星和木星轨道之间的小行星的密集区域，估计此地带存在着50万颗小行星。关于形成的原因，比较普遍的观点是在太阳系形成初期，由于某种原因，在火星与木星之间的这个空挡地带未能积聚形成一颗大行星，结果留下了大批的小行星。 　　2.在太阳系中，除了九颗大行星以外，还有成千上万颗我们肉眼看不到的小天体，它们像九大行星一样，沿着椭圆形的轨道不停地围绕太阳公转。与八大行星相比，它们好像是微不足道的碎石头。这些小天体就是太阳系中的小行星。 　　3.小行星，顾名思义，它们的体积都很小。最早发现的“谷神星”（Ceres1)、“智神星”(Pallas2)、“婚神星”(Juno3)和“灶神星”(Vesta4)是小行星中最大的四颗，被称为“四大金刚”。“四大金刚”中最大的谷神星直径约为0千米，最小的婚神星直径约为多千米；如果能把它们从天上“请”到地球上来，中国的青海省刚好可以让谷神星安家。除去“四大金刚”外，其余的小行星就更小了，据估计，最小的小行星直径还不足1千米。虽然它们的体积比卫星还小得多，但是在太阳系这个家庭中，却要和九大行星论资排辈。 　　4.大多数小行星是一些形状很不规则、表面粗糙、结构较松的石块，表层有含水矿物。它们的质量很小，按照天文学家的估计，所有小行星加在一起的质量也只有地球质量的4／00。这些小行星和它们的大行星同伴一起，一面自转，一面自西向东地围绕太阳公转。尽管拥挤，却秩序井然，有时它们巨大的邻居--木星的引力会把一些小行星拉出原先的轨道，迫使它们走上一条新的漫游道路。在近年对小行星观测中，还发现一个有趣的现象，有些小行星竟然也有自己的卫星。 　　四大小行星是哪四个?它们的基本概况? 　　1.据统计，太阳系中约有50万颗小行星和八大行星一样绕着太阳公转，目前已登记在册的超过0颗。它们大多体积很小，最早发现的四大小行星(谷神星(Ceres)、智神星(Pallas)、婚神星(Juno)和灶神星(Vesta))中，谷神星是最大的一颗，通常被称作『伟大的母亲』。这种称呼，就是来自那些遥远的罗马神话。 　　2.谷神星（1Ceres）又称榖神星，是火星与木星之间的小行星带中，人们最早发现的第一颗小行星，由意大利人皮亚齐于年1月1日发现。其平均直径为公里，等于月球直径的1/4，质量约为月球的1/50，又被称为1号小行星。是小行星带中最大最重的天体。有趣的事，很多国际上的环保主题网站，都采用谷神星的标志来表示自己环保的决心。 　　3.婚神星是处在火星跟木星的小行星带之间，它在数千万小行星里面体积第四大，直径公里长。 　　4.智神星（2Pallas）是第二颗被发现的小行星，由德国天文学家奥伯斯于年3月28日发现。其平均直径为千米。该天体以希腊神话中海神波赛冬的孙女PallasAthena（即雅典娜的别称）来命名。 　　5.灶神星，又称第4号小行星，是德国天文学家奥伯斯于年3月29日发现的。灶神星是第二大的小行星，仅次于谷神星。天文学的基础知识（三）什么是近地小行星? 　　近“地”指接近地球，批的是那些轨道与地球轨道相交的小行星。这类小行星可能会带来撞击地球的危险。同时，它们也是相对容易使用地頢发射太空梭访问的。事实上，访问近地小行星所需的delta-v比访问月球还小。NASA的近地小行星约会探测器已经访问过这些小行星中最著名的小行星号(爱神星)。目前已知的大小4千米的近地小行星已有数百个。可能还存在成千上万个直径大于1千米的近地小行星数量估计超过个。天文学家相信已经在它们的轨道上运行了0万至1亿年。它们要最终与内行星碰撞要么就是在接近行星时被弹出太阳系。 　　什么是特洛依小行星? 　　特洛依小行星指的是与木星有着相同的轨道，在木星轨道前后60°的拉格朗日点附近一片拉长的扁平区域，半长轴在5.05AU至5.40AU的小行星，现在它的概念已经不单单限于木星了.而的泛指有着相似关系的天体。 　　什么是天狼星? 　　天狼星冬季夜空里最亮的恒星，属一等星，目视星等为-1.45等，绝对星等为+1.3等。它在天球上的坐标是赤经06h45m08.s赤纬-16°."(历元.0)。它是大犬座中的一颗双星。双星中的亮子星是一颗比太阳亮23倍的蓝白星，体积略大于太阳，直径是太阳的1.7倍，表面温度是太阳表面温度的2倍，高达00℃。它距太阳系约8.6光年，只有除太阳以外最近恒星距离的两倍。古代埃及人认识郎星? 　　河鼓二即天鹰座α星，俗称“牛郎星”。在夏秋的夜晚它是天空中非常著名的亮星，呈银白色。距地球16.7光年，它的直径为太阳直径的1.6倍，表面温度在0℃左右，发光本领比太阳大8倍，目视星等为0.77等。它与“织女星”隔银河相对。古代传说牛郎织女七月七日鹊桥相会。实际上牛郎织女相距16光年。即使乘现代最强大的火箭，几百年后也不曾相会。牛郎星两侧的两颗较暗的星为牛郎的一儿一女——河鼓一、河鼓三。传说牛郎用扁担挑着一儿一女在追赶织女呢。 　　什么是北斗星? 　　北斗星相对于北极星，位置也是基本不变的，但地球的自转会让人感到北斗星在绕着北极星转（其实是绕着地轴转），如果你在一个晚上持续地看北斗星，会发现它也是从东往西转，到了白天太阳出来就看不见它了。而当地球公转到其他位置的时候，比如转过半个公转轨道，这时候的晚上正好是半年前的晚上看到的宇宙空间的另一半，所以看到北斗星的指向就相当于半年前北斗星在白天的形式。在北天有排列成斗（杓）形的七颗亮星。我们常称它们为北斗七星。北斗七星属大熊星座的一部分，从图形上看，北斗七星位于大熊的背部和尾巴。这七颗星中有6颗是2等星，一颗是3等星。通过斗口的两颗星连线，朝斗口方向延长约5倍远，就找到了北极星。认星歌有：“认星先从北斗来，由北往西再展开。”初学认星者可以从北斗七星依次来找其它星座了。北斗七星从斗身上端开始，到斗柄的末尾，按顺序依次命名为α、β、γ、δ、ε、ζ、η，我国古代分别把它们称作：天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光。从“天璇”通过“天枢”向外延伸一条直线，大约延长5倍多些，就可见到一颗和北斗七星差不多亮的星星，这就是北极星。道教称北斗七星为七元解厄星君，居北斗七宫，即：天枢宫贪狼星君、天璇宫巨门星君、天玑宫禄存星君、天权宫文曲星君、玉衡宫廉贞星君、开阳宫武曲星君、摇光宫破军星君。天文学的基础知识（三）什么是红巨星? 　　当一颗恒星度过它漫长的青壮年期——主序星(mainsequence)阶段，步入老年期时，它将首先变为一颗红巨星。称它为“巨星”，是突出它的体积巨大。在巨星阶段，恒星的体积将膨胀到十亿倍之多。称它为“红”巨星，是因为在这恒星迅速膨胀的同时，它的外表面离中心越来越远，所以温度将随之而降低，发出的光也就越来越偏红。不过，虽然温度降低了一些，可红巨星的体积是如此之大，它的光度也变得很大，极为明亮。肉眼看到的最亮的星中，许多都是红巨星。 　　什么是红矮星? 　　在众多处于主序阶段的恒星当中，其大小及温度均相对较小和低，在光谱分类方面属于K或M型。它们在恒星中的数量较多，大多数红矮星的直径及质量均低于太阳的三分一，表面温度也低于3，K。释出的光也比太阳弱得多，有时更可低于太阳光度的万分之一。又由于内部的氢元素核聚变的速度缓慢，因此它们也拥有较长的寿命。红矮星的内部引力根本不足把氦元素聚合，也因此红矮星不可能膨胀成红巨星，而逐步收缩，直至氢气耗尽。也因为一颗红矮星的寿命可多达数百亿年，比宇宙的年龄还长，因此现时并没有任何垂死的红矮星。人们相信，宇宙众多恒星中，红矮星占了大多数，大约75%左右。例如离太阳最近的恒星，半人马座的南门二比邻星，便是一颗红矮星，其光谱分类为M5，视星等11.0。 　　什么是白矮星? 　　是一种低光度、高密度、高温度的恒星。因为它的颜色呈白色、体积比较矮小，因此被命名为白矮星。白矮星是一种很特殊的天体，它的体积小、亮度低，但质量大、密度极高。比如天狼星伴星（它是最早被发现的白矮星），体积比地球大不了多少，但质量却和太阳差不多！白矮星是一种晚期的恒星。根据现代恒星演化理论，白矮星是在红巨星的中心形成的。 　　什么是褐矮星? 　　是构成类似恒星，但质量不够大，不足以在核心点燃聚变反应的气态天体。其质量在恒星与行星之间。 　　什么叫黄道? 　　是在一年当中太阳在天球上的视路径，看起来它在群星之间移动的路径，太阳在地球上沿着黄道一年转一圈，为了确定位置的方便，人们把黄道划分成了十二等份(每份相当于30°），每份用邻近的一个星座命名，这些星座就称为黄道星座或黄道十二宫。这样，相当于把一年划分成了十二段，在每段时间里太阳进入一个星座。在西方，一个人出生时太阳正走到哪个星座，就说此人是这个星座的。 　　什么是白道? 　　是月球绕地球公转的轨道平面与天球相交的大圆。白道与黄道相交于两点。月球沿白道从黄道以南运动到黄道以北通过的那个交点称为升交点，与此相对的另一交点称为降交点。白道与黄道的交角在4°57′～5°19′之间变化，平均值约为5°9′，变化周期约为天。由于太阳对月球的引力，两个交点的连线沿黄道与月球运行的相反方向向西移动，这种现象称为交点退行。交点每年移动19°21′，约18.6年完成一周。这一现象对地球的章动和潮汐起重要影响。 　　什么是星座? 　　星座的定义：星座是投影在天球上一块区域的天体空间的总合，因此，说某某星座在银河系以内/以外都是不准确的说法。星座是指天上一群群的恒星组合。在三维的宇宙中，这些恒星其实相互间没有实际的关系，不过其在天球这一个球壳面上的位置相近。自古以来，人对于恒星的排列和形状很感兴趣，并很自然地把一些位置相近的星联系起来，组成星座。一些星座是古代的，还有一些是现代的。一些星座如狮子座可以追溯到古埃及的法老时代。另外一些星座是年左右有两名荷兰旅行家Pieter?Keyser和Frederik?deHoutman命名的，这些星座主要分布在南半球。当时他们在作环球旅行，看到了在欧洲不曾见过的星空，然后创造了一系列极具想象力的动物的名字给这些星座命名。一个多世纪后NicolasdeLacaille为了纪念一些在工业革命中发明的工具，把南天一些零散的星组成了新的星座：熔炉座、唧筒座和显微镜座。当然，很早以前南半球的土著民对自己头顶的星空也有自己想象的图案，那是他们的星座。 　　星座的来源?如何辨认星座? 　　星座起源于四大文明古国之一的古巴比伦，古代巴比伦人将天空分为许多区域，称为“星座”，不过那时星座的用处不多，被发现和命名的更少。黄道带上的12星座初开始就是用来计量时间的，而不像现在用来代表人的性格。在公元前0年前后已提出3的星座。换句话说，越靠近两极，能看到的星座就越少，在赤道上可以看到全部88个星座。星座的具体名字如下：仙女座、唧筒座、天燕座、宝瓶座、天鹰座、天坛座、白羊座、御夫座、牧夫座、雕具座、鹿豹座、巨蟹座、猎犬座、大犬座、小犬座、摩羯座、船底座、仙后座、半人马座、仙王座、鲸鱼座、堰蜓座、圆规座、天鸽座、后发座、南冕座、北冕座、乌鸦座、巨爵座、南十字座、天鹅座、海豚座、剑鱼座、天龙座、小马座、波江座、天炉座、双子座、天鹤座、武仙座、时钟座、长蛇座、水蛇座、印地安座、蝎虎座、狮子座、小狮座、天兔座、天秤座、豺狼座、天猫座、天琴座、山案座、显微镜座、麒麟座、苍蝇座、矩尺座、南极座、蛇夫座、猎户座、孔雀座、飞马座、英仙座、凤凰座、绘架座、双鱼座、南鱼座、船尾座、罗盘座、网罟座、天箭座、人马座、天蝎座、玉夫座、盾牌座、巨蛇座、六分仪座、金牛座、望远镜座、三角座、南三角座、杜鹃座、大熊座、小熊座、船帆座、室女座、飞鱼座、狐狸座。这个顺序是按照88个星座的英文名字首字母排列的。最后再说一句，现行的星座主要起源于古希腊神话，而希腊是看不到南天的部分星空的。因此北天的星座以希腊神话中的英雄、怪物等命名的较多，例如狮子座、猎户座等；而南半球的星空是在进入航海时代后才为北半球的人所知，因此多以那时刚出现的仪器命名，例如望远镜座、显微镜座等。 　　出生月份、农历与太阳星座的如何对应? 　　出生月份与太阳星座的对应如下，由于天体运行的轨道与公历历法有差异，不同年份会前后相差1-2天，与中国农历的二十四节气各个“节”之间的距离吻合，节气时间的计算准确至分钟（并非子时开始），亦是星座的界线，每年均有差异。 　　 　　星座名称黄道带时间（一般认知）恒星时间太阳所在星座时间对应的农历节气　 　　　白羊座03月21日-04月19日04月15日-05月15日04月19日-05月13日春分-谷雨前一天 　　 　　金牛座04月20日-05月20日05月16日-06月15日05月14日-06月19日谷雨-小满前一天 　　 　　双子座05月21日-06月21日06月16日-07月15日06月20日-07月20日小满-夏至前一天 　　 　　巨蟹座06月22日-07月22日07月16日-08月15日07月21日-08月09日夏至-大暑前一天 　　 　　狮子座07月23日-08月22日08月16日-09月15日08月10日-09月15日大暑-处暑前一天 　　 　　处女座08月23日-09月23日09月16日-10月15日09月16日-10月30日处暑-秋分前一天 　　 　　天秤座09月24日-10月23日10月16日-11月15日10月31日-11月22日秋分-霜降前一天 　　 　　天蝎座10月24日-11月21日11月16日-12月15日11月23日-11月29日霜降-小雪前一天 　　 　　蛇夫座－－11月30日-12月17日 　　 　　射手座11月22日-12月21日12月16日-01月14日12月18日-01月18日小雪-冬至前一天 　　 　　摩羯座12月22日-01月19日01月15日-02月14日01月19日-02月15日冬至-大寒前一天 　　 　　水瓶座01月20日-02月18日02月15日-03月14日02月16日-03月11日大寒-雨水前一天 　　 　　双鱼座02月19日-03月20日03月15日-04月14日03月12日-04月18日雨水-春分前一天 　　 　　这只是时间表，12星座一般指的是黄道12星座（黄道带时间），即没有蛇夫座。 　　什么是彗星? 　　是星际间物质，俗称“扫把星”。在《天文略论》这本书中写道：彗星为怪异之星，有首有尾，俗象其形而名之曰扫把星。彗星是由冰和少量岩石组成的小天体，平均物质密度只有10-0千克/立方米，天文学家们把彗星形象地称为“脏雪球”。在一般的情况下，彗星都在太阳系的边缘地区，这时即使被观测到，也与极其微弱的恒星相似，看不出细致的结构。但当其逐渐接近太阳的时候，由于太阳的热辐射、太阳风和太阳光压作用的加大，尤其当它进入火星轨道区域以后，表面物质挥发形成彗尾，表现出其独特的结构。 　　彗星有多少颗?有什么作用? 　　迄今发现的彗星共有1多颗，它们中的大部分和我们仅有一面之缘，匆匆绕过太阳后，便沿着抛物线或双曲线一去不返了。科学家们一直对彗星感兴趣，因为彗星被认为是我们太阳系里最古老最原始的天体，其物质构成与太阳系形成前的星云类似。这种星云后来坍塌形成太阳和行星，因此它含有46亿年前太阳和行星形成时的尘埃和气体。科学家们认为，形成地球生命的原始物质很可能是在彗星撞击地球时带到地球上来的，彗星为科学家研究太阳系和地球上生命的形成提供了一个窗口。 　　彗星的起源? 　　彗星的起源是个未解之谜。有人提出，在太阳系外围有一个特大彗星区，那里约有0亿颗彗星，叫奥尔特云，由于受到其它恒星引力的影响，一部分彗星进入太阳系内部，又由于木星的影响，一部分彗星逃出太阳系，另一些被“捕获”成为短周期彗星；也有人认为彗星是在木星或其它行星附近形成的；还有人认为彗星是在太阳系的边远地区形成的；甚至有人认为彗星是太阳系外的来客。 　　什么是哈雷彗星?多少年能观察一次彗星? 　　是以英国天文学家哈雷命名的，哈雷彗星每76年回归一次，绝大部分时间深居在太阳系的边陲地区，即使用现代最大的望远镜也难以搜寻到它的身影。地球上的人们只有在它回归时有三四个月的时间能够见到它。一般来说，人的寿命只有70岁左右，因此一个人很少能两次看到哈雷彗星。只有一些“老寿星”才有这种机会，第一次看到它是在牙牙学语的幼年，而第二次看到它就到了步履蹒跚的晚年了。年哈雷彗星非常亮，达-3.3等;年哈雷彗星星很暗，几乎看不到。 　　彗星的公转周期是多少? 　　哈雷彗星的平均公转周期为76年，但是你不能用年加上几个76年得到它的精确回归日期。主行星的引力作用使它周期变更，陷入一个又一个循环。非重力效果（靠近太阳时大量蒸发）也扮演了使它周期变化的重要角色。在公元前年到公元年，公转周期在76.0（年）年到79.3年（和年）之间变化。最近的近日点为公元前11年和公元66元。哈雷彗星在众多彗星中几乎是独一无二的，又大又活跃，且轨道明确规律。这使得Giotto飞行器瞄准起来比较容易。但是它无法代表其他彗星所具有的公性。 　　简述天文学发展的历史? 　　1.许多早期的关于宇宙的看法都是将地球摆在所有物体的中心。从古希腊到印度和中国，许多文化发展了地心说或者被称之为地球中心论这样的对宇宙的观点。这个幻想毕竟很强烈。地球感觉上非常像是固定的，天上的光每天每夜都绕着它转。 　　2.最先受亚里士多德影响，许多古希腊人区分了天地的领域：天在上面地在下面。对于亚里士多德来说，地球上的所有东西都由四种元素组成：土地，空气，火和水。天上的太阳，月亮和已知的五大行星也被装在了水晶球里。这些球体被包含所有恒星的天球包含。它们都绕着地球转圈。它们必须作圆轨道运动，亚里士多德说，因为圆是完美的。而天上的东西都是以完美的方式运动。这些天体和它们的水晶球是由五种元素组成的，或称为五种精华。在它们下面属于地球的领域。有一条恒定的规律，就是出生，死亡和腐烂。但是在天空的领域，所有的东西的都是纯净的，无瑕疵的，永恒不变的。天上在外表上看永远是平静的，不变的。一切都是完美的。 　　3.亚里士多德的宇宙图是优雅的，但是不够精确。古中国的天空观测者不知道亚里士多德的这些论断，因此也没有受到亚里士多德的影响。他们观测并且记录下了天空的变化。这些包括被假设为无瑕疵的太阳上的黑子的出现和消失。彗星像扫把一样划过天空，客星突然间发光，以至于白天也能看到。（西方人肯定也看到过多德和托勒纳米体系的丧钟。因为能看到金星的相的变化，金星就必须绕着太阳转，而不是地球。然而伽利略的发现在他的那个年代并不受欢迎。更喜欢亚里士多德和托勒密体系的教廷迫使他放弃自己的观点，并且在他的后半生软禁了他。 　　9.两位与伽利略同时代的人也帮助摧毁了亚里士多德的水晶球系统。伽利略有力的打击了亚里士多德的宇宙体系，并且证明了哥白尼的理论是正确的。但是即使是哥白尼也没有完全抛弃宇宙中所有的运动都是圆运动的观念。第谷，伽利略同时代的一个人，在他的工作里没有使用望远镜，但却给出了那个年代行星运动最精确的测量法。他的合作人，稍微有点神秘兮兮但却是一位精明数学家的开普勒，通过观测来检查行星运动。他的工作比任何前人做的都要好。 　　10.开普勒首先提出行星绕太阳作椭圆轨道运动。当他检查第谷数据的时候，他意识到行星不能像人们想象的那样绕着太阳作圆轨道运动，取而代之的应该是椭圆轨道运动。开普勒还提出了今天所有行星遵循的行星运动三大定律。下面是开普勒的行星运动的三大定律： 　　1)行星绕太阳作椭圆轨道运动，太阳在椭圆的一个焦点上。 　　2)行星不是以恒定速度绕太阳运动的，行星距离太阳越近，运动的越快。　　3)距离太阳越近的行星，它绕太阳转一圈所用的时间就越短。 　　11.一个叫伊萨克牛顿的天才把开普勒的工作推进了一步。在伽利略去世的那年，伊萨克牛顿出生了。开普勒提出了行星绕太阳作椭圆轨道运动而不是圆轨道运动，这符合事实，但他自己却不知道为什么。牛顿发明了数学的一个分支——微积分学，并且以它为工具，以一种今天我们称之为引力的力来解释物体的运动。 　　12.牛顿很可能从来没有像传奇中说的那样被苹果砸到。但是他很可能确实看到过苹果从树上掉下来，这激发了他对引力的思考。那么这种看不见的力既然能到达树上把苹果拉到地上，为什么它不能到达月球把月球拉到地球上来呢？用数学描述引力的行为，牛顿可以证明相同性质的力确实控制着苹果，月球以及宇宙中其他所有运动物体。通过极其敏锐的洞察力，牛顿说明了引力是普遍存在的力，并且用数学语言给出了这个统治宇宙中所有运动物体的力的精确表达式。他不只说明了我们在地球上经受的物理现象与宇宙中其他地方也是一样的，还表明了人类有能力了解这种力。 　　13.除了万有引力定律，牛顿还描述了三大运动定律。 　　1)如果没有外力作用，一个物体将保持静止或匀速直线运动。 　　2)如果一个拉力或推力作用在一个物体上，它将改变物体的速度或速度的方向。 　　3)如果一个物体对另一个物体施加力的作用，那么它将受到等量的反向的力的作用。 　　这些定理控制一切，从曲棍球到赛车，从宇宙飞船到绕太阳运动的行星。 　　14.在20世纪初期，爱因斯坦又突破了牛顿的体系。在年，阿尔伯特爱因斯坦出版了他的狭义相对论。在书中，他表示牛顿定律在平时的低速世界里是适用的，但在高速世界里它就被破坏了，即当速度接近光速的时候。这个理论的一个基本假定是光速是不变的。光速与光源的运动速度和观测者的运动速度无关。这看似荒谬，但已经被大量的独立实验证实。并且它引出了三个与观测者速度相关的物理量---质量，长度和时间。举例来说，一个以接近光速的飞船朝你飞来的时候，它的质量变大，在行进方向的长度变短，并且飞船上的时间与停在你旁边的飞船相比慢很多。尽管同样的奇怪，但这也被证实了，并且应用于现实的计算中。 　　15.几年过后，爱因斯坦出版了他的广义相对论。广义相对论解决牛顿力学里引力的问题，并且指出一个物体影响它旁边另一个物体的运动，不仅仅是因为引力，它的质量也弯曲了它周围的空间。更进一步的还有，物体的质量不止影响空间，还会影响时间，使时间变慢。这同样使人很困惑，但这已经被证实是一个很有效的理论。 　　天文学的进步是很多人努力的结果。对于他的成就，牛顿说：“如果我比别人看得更远，是因为我站在了巨人的肩膀上。”比牛顿早的时代和晚的时代里都有很多科学巨人，你可以阅读他们的传记或书籍来了解我们这个神奇的宇宙。天文学的基础知识 　　什么叫原子? 　　最基本的物质形式叫做原子。世界上有从水到特氟纶的数十亿种自然的和人造的物质，但是所有的这些都可以在化学实验室中分解成更简单的物质。例如利用电流水可以分解成两种气体，即氢气和氧气，或者其它的，普通的食盐（氯化钠）可以分解成金属钠，和一种有毒气体叫做氯气。这四种物质中的每一个——氢气、氧气、纳和氯气——有这独一无二的性质。没有哪一种能够进一步分解而不丢失它们的性质，还是氢气、氧气、纳和氯气。它们是最基本的物质因此被叫做元素。依然保持这种元素性质的最小单元叫做原子。尽管如此，原子被认为是由更小的叫做质子、中子和电子的粒子组成的。通常，质子和中子紧密结合在原子的中心，电子以一定距离绕核旋转。实际上又一个整个的亚原子粒子家族，除了极少例外，本书不会接触它们。 　　什么叫分子? 　　当原子组合在一起，它们组成了分子。两个或更多原子结合在一起，形成了分子。例如，一个碳原子和一个氧原子组成一个一氧化碳分子。一个碳原子和两个氧原子组成一个二氧化碳分子。分子只含有很少几个原子的通常叫做简单分子，含有很多原子的分子叫做复杂分子。究竟几个原子从简单变为复杂决定于你谈话的对象。当射电天文学家在星际空间找到6到8个原子的分子时，他们把它叫做复杂分子，因为没有人会想到在险恶的宇宙空间可以找到这种东西。但是生化学家可能会把这种分子称为很简单的分子。 　　什么叫元素? 　　在整个宇宙，只有92种自然产生的元素。唯一的决定这种特定的元素是这种元素而不是其它的元素的是在原子核里的质子数量。例如，在宇宙中每个原子核里有一个质子的原子是氢，每个核里有两个质子的原子是氦而不会是其他。碳原子有6个质子，氧原子有8个质子等等。一直到核里有92个质子的铀。原子核里有相同质子和电子数的元素具有相似的化学性质，为了简便，科学家们按照质子数目把元素进行了分组，这就是元素周期表。世界上每个化学实验室里或课堂上通常会有这么一张。这是世界的蓝本，因为就92个基本的元素构成了我们的世界。ArmandDeutsch许多年前写过精彩的科学小说。一组未来的考古学家在开凿古火星人的文明遗迹，发现了一所大学。他们正为无法破解火星语言而感到困惑的时候来到一个化学实验室，在实验室的墙上发现了元素周期表---一个马上被他们识别的东西。因为它代表了通用的，超越文化甚至是种族的东西。所以，元素周期表成了破解火星语言的敲门砖。核中具有少量质子的元素有时被称为轻元素或简单元素；有大量原子的就叫重元素或复杂元素。 　　物质有多少种状态? 　　物质典型存在于三种态。我们知道三态分别是：固态，液态和气态。在特定的时间特定的地点物质处于什么态取决于物质的化学本质，环境的温度和压强。在地球上，我们找一个事物为例，我们能看到它的三个态。它由两个氢原子和一个氧原子组成：。在一般情况下，当温度低于华氏32度时我们称之为冰，当温度在华氏32度到度之间时我们称之为水，高于华氏度时，我们称之为水蒸气。（在非常高的温度下，氢和氧原子之间的键被打破，它的本质就不再是水蒸气，就是氢气和氧气的混合气体 　　反物质 　　反物质是物质的镜像。物质由原子组成，原子又由质子、中子和电子组成。质子带正电，电子带...通常物质中没有发现过反物质，即使在实验条件下，反质子也一瞬即逝。 　　当你照镜子时，看一看在镜子中的那个你，如果那个镜子里的家伙真的存在，并出现在你的面前，会怎么样呢？ 　　科学家们已经考虑过这个问题，他们把镜子中的那个你叫做“反你”。他们甚至想象很远的地方有一个和我们现在的世界很象的世界，或者说是我们的世界在镜子里的像。它将是一个由反恒星、反房子、反食物等所有的反物质构成的反世界。但是反物质是什么，这一切又可能是真实的吗？ 　　对于“反物质是什么”这个问题，并没有恶作剧的意味。反物质正如你所想象的样子——是一般物质的对立面，而一般物质就是构成宇宙的主要部分。直到最近，宇宙中反物质的存在还被认为是理论上的。在年，英国物理学家PaulA.M.Dirac修改了爱因斯坦著名的质能方程（E=mc2）。Dirac说爱因斯坦在质能方程中并没有考虑“m”——质量——除了正的属性外还有负属性。Dirac的方程（E=+或者-mc2）允许宇宙中存在反粒子。而且科学家们也已经证明了几种反粒子的存在。这些反粒子，顾名思义，是一般物质的镜像。每种反粒子和与它相应的粒子有相同的质量，但是电荷相反。以下是20世纪发现的一些反粒子。 　　正电子——带有一个负电荷而不是带有一个正电荷的电子。由CarlAnderson在年发现，正电子是反物质存在的第一个证据。反核子——带有一个负电荷而不是通常带有一个正电荷的核子。由研究者们在年的伯克利质子加速器上产生了一个反质子。 　　反原子——正电子和反质子组合在一起，由CERN的科学家制造出第一个反质子（CERN是欧洲核子研究中心的简称）。共制造了九个反氢原子，每一个的生命只有40纳秒。到年CERN的研究者把反氢原子的产量增加到了每小时个。当反物质和物质相遇的时候，这些等价但是相反的粒子碰撞产生爆炸，放射出纯的射线，这些射线以光速穿过爆炸点。这些产生爆炸的粒子被完全消灭，只留下其它亚原子粒子。物质和反物质相遇所产生的爆炸把两种粒子的质量转换成能量。科学家们相信这种方法产生的能量比任何其它推进方法产生的能量强的多。所以，为什么我们不能建一个物质——反物质反应机呢？建造反物质推进机的困难之处在于宇宙中反物质的缺乏。如果宇宙中存在相等数量的物质和反物质，我们将可能看到围绕我们的这些反应。既然我们的周围并不存在反物质，我们也不会看到物质和反物质碰撞所产生的光。 　　在大爆炸产生时粒子数超过反粒子数是可能的。如上所述，粒子和反粒子的碰撞把两者都破坏掉了。并且因为开始的时候有更多的粒子存在，所以现在的粒子是所有留下来的那些。今天在我们的宇宙中可能已经没有留下任何天然的反粒子。但是，在年科学家们发现在银河系中心附近有一个可能的反物质源。如果那个地方真的存在，也意味着存在天然的反物质，所以我们将不再需要制造反物质。 　　但是目前，我们将不得不创造我们自己的反物质。幸运的是，通过使用高能粒子对撞机（也叫做离子加速器）这种技术制造反物质是可行的。离子加速器，象CERN，是沿很强的环绕的超磁场排列的一些巨大的隧道，超磁场可以使原子以接近光速的速度推进。当原子通过加速器出来时，它轰击目标，创造出粒子。这些粒子中的一些就是用磁场分离的反粒子。这些高能离子加速器每年只能产生几个毫微克的反核子。一毫微克是一克的十亿分之一。所有一年之内在CERN产生的反核子只够一个瓦的电灯泡亮3秒钟。如果要用反核子进行星际旅行将需要消耗几吨才能实现。 　　　暗物质 　　 　　什么是暗物质？暗物质(包括暗能量)被认为是宇宙研究中最具挑战性的课题，它代表了宇宙中90%以上的物质含量，而我们可以看到的物质只占宇宙总物质量的10%不到(约5％左右)。暗物质无法直接观测得到，但它却能干扰星体发出的光波或引力，其存在能被明显地感受到。科学家曾对暗物质的特性提出了多种假设，但直到目前还没有得到充分的证明。 　　 　　几十年前，暗物质(darkmatter)刚被提出来时仅仅是理论的产物，但是现在我们知道暗物质已经成为了宇宙的重要组成部分。暗物质的总质量是普通物质的6.3倍，在宇宙能量密度中占了1/4，同时更重要的是，暗物质主导了宇宙结构的形成。暗物质的本质现在还是个谜，但是如果假设它是一种弱相互作用亚原子粒子的话，那么由此形成的宇宙大尺度结构与观测相一致。不过，最近对星系以及亚星系结构的分析显示，这一假设和观测结果之间存在着差异，这同时为多种可能的暗物质理论提供了用武之地。通过对小尺度结构密度、分布、演化以及其环境的研究可以区分这些潜在的暗物质模型，为暗物质本性的研究带来新的曙光。 　　 　　大约65年前，第一次发现了暗物质存在的证据。当时，弗里兹·扎维奇发现，大型星系团中的星系具有极高的运动速度，除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的倍以上，否则星系团根本无法束缚住这些星系。之后几十年的观测分析证实了这一点。尽管对暗物质的性质仍然一无所知，但是到了80年代，占宇宙能量密度大约20%的暗物质以被广为接受了。 　　 　　在引入宇宙膨胀理论之后，许多宇宙学家相信我们的宇宙是平直的，而且宇宙总能量密度必定是等于临界值的（这一临界值用于区分宇宙是封闭的还是开放的）。与此同时，宇宙学家们也倾向于一个简单的宇宙，其中能量密度都以物质的形式出现，包括4%的普通物质和96%的暗物质。但事实上，观测从来就没有与此相符合过。虽然在总物质密度的估计上存在着比较大的误差，但是这一误差还没有大到使物质的总量达到临界值，而且这一观测和理论模型之间的不一致也随着时间变得越来越尖锐。 　　 　　当意识到没有足够的物质能来解释宇宙的结构及其特性时，暗能量出现了。暗能量和暗物质的唯一共同点是它们既不发光也不吸收光。从微观上讲，它们的组成是完全不同的。更重要的是，像普通的物质一样，暗物质是引力自吸引的，而且与普通物质成团并形成星系。而暗能量是引力自相斥的，并且在宇宙中几乎均匀的分布。所以，在统计星系的能量时会遗漏暗能量。因此，暗能量可以解释观测到的物质密度和由暴涨理论预言的临界密度之间70-80%的差异。之后，两个独立的天文学家小组通过对超新星的观测发现，宇宙正在加速膨胀。由此，暗能量占主导的宇宙模型成为了一个和谐的宇宙模型。最近威尔金森宇宙微波背景辐射各向异性探测器（WilkinsonMicrowaveAnisotropeProbe，WMAP）的观测也独立的证实了暗能量的存在，并且使它成为了标准模型的一部分。 　　 　　暗能量同时也改变了我们对暗物质在宇宙中所起作用的认识。按照爱因斯坦的广义相对论，在一个仅含有物质的宇宙中，物质密度决定了宇宙的几何，以及宇宙的过去和未来。加上暗能量的话，情况就完全不同了。首先，总能量密度（物质能量密度与暗能量密度之和）决定着宇宙的几何特性。其次，宇宙已经从物质占主导的时期过渡到了暗能量占主导的时期。大约在“大爆炸”之后的几十亿年中暗物质占了总能量密度的主导地位，但是这已成为了过去。现在我们宇宙的未来将由暗能量的特性所决定，它目前正时宇宙加速膨胀，而且除非暗能量会随时间衰减或者改变状态，否则这种加速膨胀态势将持续下去。 　　 　　不过，我们忽略了极为重要的一点，那就是正是暗物质促成了宇宙结构的形成，如果没有暗物质就不会形成星系、恒星和行星，也就更谈不上今天的人类了。宇宙尽管在极大的尺度上表现出均匀和各向同性，但是在小一些的尺度上则存在着恒星、星系、星系团、巨洞以及星系长城。而在大尺度上能过促使物质运动的力就只有引力了。但是均匀分布的物质不会产生引力，因此今天所有的宇宙结构必然源自于宇宙极早期物质分布的微小涨落，而这些涨落会在宇宙微波背景辐射（CMB）中留下痕迹。然而普通物质不可能通过其自身的涨落形成实质上的结构而又不在宇宙微波背景辐射中留下痕迹，因为那时普通物质还没有从辐射中脱耦出来。 　　 　　另一方面，不与辐射耦合的暗物质，其微小的涨落在普通物质脱耦之前就放大了许多倍。在普通物质脱耦之后，已经成团的暗物质就开始吸引普通物质，进而形成了我们现在观测到的结构。因此这需要一个初始的涨落，但是它的振幅非常非常的小。这里需要的物质就是冷暗物质，由于它是无热运动的非相对论性粒子因此得名。 　　 　　在开始阐述这一模型的有效性之前，必须先交待一下其中最后一件重要的事情。对于先前提到的小扰动（涨落），为了预言其在不同波长上的引力效应，小扰动谱必须具有特殊的形态。为此，最初的密度涨落应该是标度无关的。也就是说，如果我们把能量分布分解成一系列不同波长的正弦波之和，那么所有正弦波的振幅都应该是相同的。暴涨理论的成功之处就在于它提供了很好的动力学出发机制来形成这样一个标度无关的小扰动谱（其谱指数n=1）。WMAP的观测结果证实了这一预言，其观测到的结果为n=0.99±0.04。 　　 　　但是如果我们不了解暗物质的性质，就不能说我们已经了解了宇宙。现在已经知道了两种暗物质--中微子和黑洞。但是它们对暗物质总量的贡献是非常微小的，暗物质中的绝大部分现在还不清楚。这里我们将讨论暗物质可能的候选者，由其导致的结构形成，以及我们如何综合粒子探测器和天文观测来揭示暗物质的性质。 　　最被看好的暗物质候选者 　　 　　长久以来，最被看好的暗物质仅仅是假说中的基本暗性粒子，它具有寿命长、温度低、无碰撞的特殊特性。寿命长意味着它的寿命必须与现今宇宙年龄相当，甚至更长。温度低意味着在脱耦时它们是非相对论性粒子，只有这样它们才能在引力作用下迅速成团。无碰撞指的是暗物质粒子（与暗物质和普通物质）的相互作用截面在暗物质晕中小的可以忽略不计。这些粒子仅仅依靠引力来束缚住对方，并且在暗物质晕中以一个较宽的轨道偏心律谱无阻碍的作轨道运动。 　　 　　低温无碰撞暗物质（CCDM）被看好有几方面的原因。第一，CCDM的结构形成数值模拟结果与观测相一致。第二，作为一个特殊的亚类，弱相互作用大质量粒子（WIMP）可以很好的解释其在宇宙中的丰度。如果粒子间相互作用很弱，那么在宇宙最初的万亿分之一秒它们是处于热平衡的。之后，由于湮灭它们开始脱离平衡。根据其相互作用截面估计，这些物质的能量密度大约占了宇宙总能量密度的20-30%。这与观测相符。CCDM被看好的第三个原因是，在一些理论模型中预言了一些非常有吸引力的候选粒子。 　　 　　其中一个候选者就是中性子（neutralino），一种超对称模型中提出的粒子。超对称理论是超引力和超弦理论的基础，它要求每一个已知的费米子都要有一个伴随的玻色子（尚未观测到），同时每一个玻色子也要有一个伴随的费米子。如果超对称依然保持到今天，伴随粒子将都具有相同质量。但是由于在宇宙的早期超对称出现了自发的破缺，于是今天伴随粒子的质量也出现了变化。而且，大部分超对称伴随粒子是不稳定的，在超对称出现破缺之后不久就发生了衰变。但是，有一种最轻的伴随粒子（质量在GeV的数量级）由于其自身的对称性避免了衰变的发生。在最简单模型中，这些粒子是呈电中性且弱相互作用的--是WIMP的理想候选者。如果暗物质是由中性子组成的，那么当地球穿过太阳附近的暗物质时，地下的探测器就能探测到这些粒子。另外有一点必须注意，这一探测并不能说明暗物质主要就是由WIMP构成的。现在的实验还无法确定WIMP究竟是占了暗物质的大部分还是仅仅只占一小部分。 　　 　　另一个候选者是轴子（axion），一种非常轻的中性粒子（其质量在1μeV的数量级上），它在大统一理论中起了重要的作用。轴子间通过极微小的力相互作用，由此它无法处于热平衡状态，因此不能很好的解释它在宇宙中的丰度。在宇宙中，轴子处于低温玻色子凝聚状态，现在已经建造了轴子探测器，探测工作也正在进行。 　　暗物质和暗能量是世纪谜题 　　 　　21世纪初科学最大的谜是暗物质和暗能量。它们的存在，向全世界年轻的科学家提出了挑战。暗物质存在于人类已知的物质之外，人们目前知道它的存在，但不知道它是什么，它的构成也和人类已知的物质不同。在宇宙中，暗物质的能量是人类已知物质的能量的5倍以上。 　　 　　暗能量更是奇怪，以人类已知的核反应为例，反应前后的物质有少量的质量差，这个差异转化成了巨大的能量。暗能量却可以使物质的质量全部消失，完全转化为能量。宇宙中的暗能量是已知物质能量的14倍以上。 　　 　　宇宙之外可能有很多宇宙 　　 　　围绕暗物质和暗能量，李政道阐述了他最近发表文章探讨的观点。他提出“天外有天”，指出“因为暗能量，我们的宇宙之外可能有很多的宇宙”，“我们的宇宙在加速地膨胀”且“核能也许可以和宇宙中的暗能量相变相连”。 　　 　　暗物质是谁最先发现的呢？ 　　 　　年，爱因斯坦根据他的相对论得出推论：宇宙的形状取决于宇宙质量的多少。他认为，宇宙是有限封闭的。如果是这样，宇宙中物质的平均密度必须达到每立方厘米5×10的负30次方克。但是，迄今可观测到的宇宙的密度，却比这个值小倍。也就是说，宇宙中的大多数物质“失踪”了，科学家将这种“失踪”的物质叫“暗物质”。 　　 　　一些星体演化到一定阶段，温度降得很低，已经不能再输出任何可以观测的电磁信号，不可能被直接观测到，这样的星体就会表现为暗物质。这类暗物质可以称为重子物质的暗物质。 　　 　　还有另一类暗物质，它的构成成分是一些带中性的有静止质量的稳定粒子。这类粒子组成的星体或星际物质，不会放出或吸收电磁信号。这类暗物质可以称为非重子物质的暗物质。 　　 　　Abell0星系团(上半图)和MS2.3-星系团(下半图)，距离我们约有20亿光年远。上图右半方的影像，是哈勃太空望远镜所拍摄的假色照片，而相对应的左半方影像，是由钱卓拉X射线观测站所拍摄的X射线影像。虽然哈勃望远镜的影像中，可以看到数量众多的星系，但在X射线影像里，这些星系的踪影却无处可寻，只见到一团温度有数百万度，而且会辐射出X射线的炽热星系团云气。除了表面上的差异外，这些观测其实还含有更重大的谜团呢。因为右方影像中星系的总质量加上左方云气的质量，它们所产生的重力，并不足以让这团炽热云气乖乖地留在星系团之内。事实上再怎么细算，这些质量只有“必要质量”的百分之十三而已！在右方哈伯望远镜的深场影像里，重力透镜效应影像也指出造成这些幻像所需要的质量，大于哈勃望远镜和钱卓拉观测站所直接看到的。天文学家认为，星系团内大部分的物质，是连这些灵敏的太空望远镜也看不到的“暗物质”。 　　 　　年初，瑞士天文学家兹威基发表了一个惊人结果：在星系团中，看得见的星系只占总质量的1/以下，而99%以上的质量是看不见的。不过，兹威基的结果许多人并不相信。直到年才出现第一个令人信服的证据，这就是测量物体围绕星系转动的速度。我们知道，根据人造卫星运行的速度和高度，就可以测出地球的总质量。根据地球绕太阳运行的速度和地球与太阳的距离，就可以测出太阳的总质量。同理，根据物体（星体或气团）围绕星系运行的速度和该物体距星系中心的距离，就可以估算出星系范围内的总质量。这样计算的结果发现，星系的总质量远大于星系中可见星体的质量总和。结论似乎只能是：星系里必有看不见的暗物质。那么，暗物质有多少呢？根据推算，暗物质占宇宙物质总量的20—30%才合适。 　　 　　天文学的观测表明，宇宙中有大量的暗物质，特别是存在大量的非重子物质的暗物质。据天文学观测估计，宇宙的总质量中，重子物质约占2%，也就是说，宇宙中可观测到的各种星际物质、星体、恒星、星团、星云、类星体、星系等的总和只占宇宙总质量的2%，98%的物质还没有被直接观测到。在宇宙中非重子物质的暗物质当中，冷暗物质约占70%，热暗物质约占30%。 　　　标准模型给出的62种粒子中，能够稳定地独立存在的粒子只有12种，它们是电子、正电子、质子、反质子、光子、3种中微子、3种反中微子和引力子。这12种稳定粒子中，电子、正电子、质子、反质子是带电的，不能是暗物质粒子，光子和引力子的静止质量是零，也不能是暗物质粒子。因此，在标准模型给出的62种粒子中，有可能是暗物质粒子的只有3种中微子和3种反中微子。 　　 　　20世纪80年代初期，美国天文学家艾伦森发现，距我们30万光年的天龙座矮星系中，许多碳星(巨大的红星)周围存在着稳定的暗物质，即这些暗物质受到严格的束缚。高能热粒子和能量适中的暖粒子是难以束缚住的，它们会到处乱窜，只有运行很慢的“冷粒子”才能束缚住。物理学家认为那是“轴子”，它是一种非常稳定的冷“微子，质量只有电子质量的数百万分之一。这就是暗物质的轴子模型。 　　 　　轴子模型是否成立，最终得由实验裁决。最近，还有人提出，暗物质可能是一种称做“宇宙弦”的弦状物质，它产生于大爆炸后的一秒期间内，直径为1万亿亿亿分之一厘米，质量密度大得惊人，每寸长约1亿亿吨。这种理论是否成立，同样有待科学家进一步研究。 　　 　　为探索暗物质的秘密，世界各国的粒子物理学家正在这个领域努力工作，相信揭开暗物质神秘面纱的那一天不会太遥远了。 　　 　　在引入宇宙暴涨理论之后，许多宇宙学家相信我们的宇宙是平直的，而且宇宙总能量密度必定是等于临界值的（这一临界值用于区分宇宙是封闭的还是开放的）。与此同时，宇宙学家们也倾向于一个简单的宇宙，其中能量密度都以物质的形式出现，包括4%的普通物质和96%的暗物质。但事实上，观测从来就没有与此相符合过。虽然在总物质密度的估计上存在着比较大的误差，但是这一误差还没有大到使物质的总量达到临界值，而且这一观测和理论模型之间的不一致也随着时间变得越来越尖锐。 　　 　　当意识到没有足够的物质能来解释宇宙的结构及其特性时，暗能量出现了。暗能量和暗物质的唯一共同点是它们既不发光也不吸收光。从微观上讲，它们的组成是完全不同的。更重要的是，像普通的物质一样，暗物质是引力自吸引的，而且与普通物质成团并形成星系。而暗能量是引力自相斥的，并且在宇宙中几乎均匀的分布。所以，在统计星系的能量时会遗漏暗能量。因此，暗能量可以解释观测到的物质密度和由暴涨理论预言的临界密度之间70-80%的差异。之后，两个独立的天文学家小组通过对超新星的观测发现，宇宙正在加速膨胀。由此，暗能量占主导的宇宙模型成为了一个和谐的宇宙模型。最近威尔金森宇宙微波背景辐射各向异性探测器（WilkinsonMicrowaveAnisotropeProbe，WMAP）的观测也独立的证实了暗能量的存在，并且使它成为了标准模型的一部分。 　　 　　暗能量同时也改变了我们对暗物质在宇宙中所起作用的认识。按照爱因斯坦的广义相对论，在一个仅含有物质的宇宙中，物质密度决定了宇宙的几何，以及宇宙的过去和未来。加上暗能量的话，情况就完全不同了。首先，总能量密度（物质能量密度与暗能量密度之和）决定着宇宙的几何特性。其次，宇宙已经从物质占主导的时期过渡到了暗能量占主导的时期。大约在“大爆炸”之后的几十亿年中暗物质占了总能量密度的主导地位，但是这已成为了过去。现在我们宇宙的未来将由暗能量的特性所决定，它目前正时宇宙加速膨胀，而且除非暗能量会随时间衰减或者改变状态，否则这种加速膨胀态势将持续下去。 　　 　　暗物质的踪迹 　　 　　暗物质是相对可见物质来说的。所谓可见物质，除发射可见光的物质外，还包括辐射红外线等其他电磁波的物质。虽然宇宙中的可见物质大部分不能用肉眼直接看到，但探测它们发出的各种电磁波就可以知道它们的存在。暗物质不辐射电磁波，但有质量。 　　 　　科学家为什么会提出“暗物质”这个概念？宇宙中有没有暗物质？ 　　 　　在物理学中，把状态变化的“转折点”成为“临界点”，比如水变成冰，温度临界值（或者说“临界点”）为0℃。宇宙学的研究认为，宇宙中物质的平均密度，与决定宇宙是膨胀还是收缩的临界值，相差不会超过百万分之一。可是，宇宙中发可见光的恒星和星系的物质总量不到临界值的1%，加上辐射其他电磁波的天体，如行星、白矮星和黑洞等，最多也只有临界值的10%。 　　 　　现已知道，宇宙的大结构呈泡沫状，星系聚集成“星系长城”，即泡沫的连接纤维，而纤维之间是巨大的“宇宙空洞”，即大泡泡，直径达1~3亿光年。如果没有一种看不见的暗物质的附加引力“帮忙”，这么大的空洞是不能维持的，就像屋顶和桥梁的跨度过大不能支持一样。 　　 　　我们的宇宙尽管在膨胀，但高速运动中的个星系并不散开，如果仅有可见物质，它们的引力是不足以把各星系维持在一起的。 　　 　　我们知道，太阳系的质量，99.86%集中在太阳系的中心即太阳上，因此，离太阳近的行星受到太阳的引力，比离太阳远的行星大，因此，离太阳近的行星绕太阳运行的速度，比离太阳远的行星快，以便产生更大的离心加速度（离心力）来平衡较大的太阳引力。但在星系中心，虽然也集中了更多的恒星，还有质量巨大的黑洞，可是，离星系中心近的恒星的运动速度，并不比离得远的恒星的运动速度快。这说明星系的质量并不集中在星系中心，在星系的外围区域一定有大量暗物质存在。 　　 　　天体的亮度反应天体的质量。所以天文学家常常用星系的亮度来推算星系的质量，也可通过引力来推算星系的质量。可是，从引力推算出的银河系的质量，是从亮度推算的银河系质量的十倍以上，在外围区域甚至达五千倍。因而，在那里必然有大量暗物质存在。 　　 　　那么，暗物质是些什么物质呢？ 　　 　　宇宙学研究发现，在宇宙大爆炸初期产生的各种基本粒子中，有一种叫做中微子的粒子不参与形成物质的核反应，也不与任何物质作用，它们一直散布在太空中，是暗物质的主要“嫌疑人”。 　　 　　但中微子在年被提出来以后，一直被认为质量为零。这样，即使太空是中微子的海洋，也不会形成质量和引力。曾有人设想存在一种“类中微子”，它的性质与中微子类似，但有质量。可是一直没有发现“类中微子”的存在。 　　 　　极小的中微子运动速度极高，可自由穿透任何物质，甚至整个地球，很难被捕找到。但中微子与物质原子和亚原子粒子碰撞时，会使他们撕裂而发出闪光。探测到这种效应就是探到了中微子。但为了避免地面上的各种因素的干扰，必须把探测装置（如带测量仪器并装有数千吨水的水箱）放在很深（如0米）的地下。 　　 　　年，一名苏联科学家在试验中发现中微子可能有质量。近几年，日、美科学家进一步证实中微子有质量。如果这个结论能得到最后确认，则中微子就是人们寻找的暗物质。 　　 　　寻找暗物质有着重大的科学意义。如中微子确有质量，则宇宙中的物质密度将超过临界值，宇宙将终有一天转而收缩。关于宇宙是继续膨胀还是转而收缩的长久争论将尘埃落定。。

所以我们不能说培训机构是万恶之源，培训机构是依赖于公办学校的择校需求而生的。这些年来国家在治理择校机构上，除了规范它的上课时间、上课地点、收费标准等以外，还有一个很重要的方面，就是绝不允许培训机构和公办学校勾结，帮助公办学校招生或者通过奥数来选拔学生。培训机构的异军崛起，是中国教育生活当中的一大奇观。可以说，很多人包括我在内，大家事先都想象不到：培训机构的体量能够超过正规教育，能够整体性地忽悠了家长、绑架了教育，使得整个义务教育偏离了它的正常和正确的发展轨道。年起，国家八部委等开始强力整顿课外培训机构。最近，国家深改委也开会，再次把整顿培训机构提到非常重要的议事日程，我们且看下一步会如何做。这里最不能容忍的就是刚才讲到的，培训下沉到了幼儿园这种事情。在世界各国，很多国家都是通过立法，来保障学前教育不得进行学科性的教学。而我们这两年随处可以看到的广告，大街小巷，什么“××思维”等，2-8岁，就要搞思维训练，就要搞培训。一个两三岁的儿童，究竟应该干什么？是不是应该学习吃饭睡觉、拉屎拉尿？学什么××思维？这完全是违反人道的，向那么小的孩子下手。现在对儿童下手太狠了。前两年奥数泛滥的时候，有一个机构也办了“奥托班”，在幼儿园大班就进行奥数训练。这种事情，很严重的。5、到底是办企业还是办学校？培训机构的异军突起，在整体上绑架了家长、影响了正常教育，这个事实是非常明显的。但是还有第三个因素，我称之为“新一轮的教育产业化”。也就是说，通过民办教育的发展，民办教育和资本市场、房地产深入结合，使得制造学校差距成为拉动地方经济、抬高房价、拉动房地产的兴奋剂。想要拉动这个地区的房地产吗？引进一所大城市的名牌学校，给它投资、给它土地，这个小区就变成学区房了，房价整体上涨。这个事情和教育是什么关系？现在有很多公办学校，在全国各地办了很多所挂牌收费的分校，也有很多民办学校在全国各地办了很多高收费的学校，典型的就是衡水中学，出现了一批超级中学。衡水中学前两年到浙江平湖办一个分校，后来遭到浙江省教育厅的抵制，下文如何我们也不太知道。它的办学模式，大家一听，是不是很简单有效？花一百万聘一个名校的校长，出高价购买优秀的高分学生，这样的话，杭州市那些名校的高分学生都到它那儿去了。所以它可以用一年时间把这些名校全部打败，成为第一的学校。但这个还是办教育吗？到底是办企业还是办学校？出现一所这样的学校，整个地方的教育生态就被搅乱了。所以，最近国家对于跨地域招生，包括民办学校跨地域招生，也开始强力干预。前两年，在南方的一些大城市有一个很奇怪的现象，就是初中阶段的优质学校都是民办学校，公办学校纷纷败下阵来。像上海，某一年的中考成绩，民办学校要比公办学校平均高40分。当然家长就会对民办学校趋之若鹜，公办学校成了备胎，没学上了再考虑。为什么民办学校的分数和升学率那么高呢？民办学校肯定说：“我们办学灵活，教师敬业……”的确，民办学校的校园文化、服务精神比较强，课程学习比较生动活泼，这些都是事实。就像培训机构一样，说句公道话，培训机构的课都比公办学校的课有意思，小孩更喜欢。但是，这真的就是民办学校打败公办学校的核心竞争力吗？根本不是。关键就是一条：因为民办学校利用了当时《民办教育促进法》规定的招生自主权，可以考试招生、提前招生，所以把学区内最好的学生全部招到民办学校去了，当然分数和升学率大大高于公办学校。但是这是一种不平等竞争。中国所有的好学校的核心竞争力就是掐尖。无论公办学校还是民办学校，但是这是一种非常low的策略，真的算不上是教育。把最好的学生都弄到你的学校来，能上清华、北大、，这是你的本事吗？实际上，最优秀的学生都不是学校教出来的，放到别的学校照样上清华、北大，校长们都很明白这个道理。但是，如果出现了一个野蛮人，不择手段地掐尖，包括揽尽优秀教师和优秀学生，整个区域的教育生态就恶化了，就会发生大面积的“水土流失”。防止这种跨区域招生和掐尖招生模式，对于维护一个区域的教育生态，意义是非常重要的。所以，最近新出台的政策严格限制义务教育阶段民办学校跨区域招生、掐尖招生，禁止它们考试招生。上海从前两年就开始实行“公民同招”——公办学校和民办学校同时招生。原来民办学校提前招生，还可以考试招生，把最好的都挑走了，公办学校只能接收其他的学生。现在规定必须公办学校和民办学校同时招生，都不许考试。执行了两年，公办学校和民办学校的生源马上就均衡了。所以，这个事情说起来并没有什么太复杂的。不要说什么文化传统、中产焦虑，等等，就是在于教育政策要一视同仁。一个公平、恰当的教育政策就可以比较快地保持学校之间的均衡。6、不能把家长变成助教我想说的另外一个命题就是，在整体改善教育生态的过程中，家长是一个非常关键的因素。大家已经看到了这一点。现在学校和家庭的关系异常“亲密”，学校用