調查研究進行過半的時候我注意到，隨著時間的推進，科學家單打獨斗的現(xiàn)象越來越少見，特別是在20世紀50年代之后的太空時代開始的條目中。在我看來，這個現(xiàn)象反映了天文學和太空探索以及可能所有科學領域的近來趨勢�？茖W和探索活動過去通常是相當個人的事業(yè)，通常由富人獨自開展，通常在君主或贊助人的指揮下與其他富裕的科學家展開激烈的競爭。當然也有例外，杰出的合作（諸如在第谷與開普勒之間，居里夫婦和貝克勒爾之間）與研究團隊（如伊朗13世紀馬拉蓋天文臺的圖西團隊，或16世紀印度數(shù)學的喀拉拉學派）肯定存在。但在總體上，第二次世界大戰(zhàn)以前，我所在領域的大部分科學發(fā)現(xiàn)主要由個人做出。

相反，作為20世紀下半葉的技術進步，物理學、天文學和太空探索越來越多地受到今天所謂“大科學”的影響。大科學是集團作戰(zhàn)和研究團隊的事業(yè)。個人在一個工程中只擁有特定領域的專門知識，但是一個大工程項目涵蓋的豐富學科不是一個成員可以完全精通的。與此有關的一個例子是早在上世紀40年代美國軍方發(fā)起的曼哈頓計劃，這一計劃旨在研發(fā)第一批原子彈。曼哈頓計劃需要富有工程、材料科學和航空學的專家，軍方也需要找到世界上理解極端高溫高壓狀態(tài)核反應的學術領袖。當然，許多參與曼哈頓計劃的科學家早先幾年原本是研究恒星發(fā)光機制的天文學家。更多依靠團隊貢獻天體物理和空間科學知識的大科學項目，還包括軍用雷達系統(tǒng)和火箭的研發(fā)，尤其是亞軌道飛行的洲際彈道導彈，以及軍用和民用的地球同步軌道衛(wèi)星。

與天文學相關聯(lián)的民用大科學項目的歷史，與創(chuàng)立于1957年的美國宇航局（NASA）的成績是分不開的。這本書里隨處可見的是，在載人和機器人的空間科學與探索事業(yè)上，美國宇航局那些里程碑式的成就。這些成就極少可以歸功于個人的貢獻。哈勃空間望遠鏡，圍繞月球、火星、小行星軌道的儀器，火星上的勇氣號、機遇號、好奇號探測器，這些我的經(jīng)驗中的美國宇航局的自動化天文學和行星科學任務，加深了我對這一點的領悟：現(xiàn)代天文學和空間探索前沿工作的成功，大部分要求團隊協(xié)作。今天我們隊專業(yè)知識要求的范圍之廣前所未有。例如，一個火星車項目，要求行星科學家（包括物理學家、化學家、數(shù)學家、地質學家、天文學家、氣象學家，甚至生物學家）計算機科學家和程序員，一個龐大多樣化的工程師團隊（包括軟件、材料、動力推進、電力、熱力、通訊、電子、系統(tǒng)和其它領域的專家），以及管理、金融和行政支撐人員。類似的專業(yè)范圍的要求也適用于建造、發(fā)射和操作空間望遠鏡、航天飛機、大型粒子探測器和對撞機，以及國際空間站（據(jù)估計，這是人類迄今為止嘗試建造的最為昂貴和復雜的項目）�；蚝馁Y上億乃至百億美元，或窮盡畢生心力，大科學項目往往代價巨大。這類項目成功或失敗時不會歸結為個人的原因，因為團隊的共同努力是通向成功的必需。上世紀60到70年代，前蘇聯(lián)在太空探索項目上取得的成功是團隊主導的結果（雖然更多的是軍方運作）。最近，代表19個國家的歐洲空間局與加拿大、日本、巴西、韓國、印度和中國，在各自的小型天文學和空間探索項目之外，逐漸在國際天文學大科學項目中扮演更大的角色。

在天文學和太空探索的歷史上，找準關鍵事件如同識別關鍵人物一樣困難。地球和行星的形成，最早進入太空的宇航員，第一批登上月球的人，這些都容易判斷。但更多的事件，在一段時期內從一個人到另一個人連續(xù)保持著重要性。有些僅憑猜測的事件發(fā)生在史前，有些事件發(fā)生在一個較長的時期中，有些事件被預測要發(fā)生在不確定的未來，確定這些事件的精確日期并把它們列入編年表中很是困難。但凡遇到這些關鍵事件的年代不確定，或是持續(xù)一段時期，或是既不確定又持續(xù)一段時期的情況，我都會在年代之前注明“約”字。

基于史實的和現(xiàn)代的事件的發(fā)生時間通常了解地精確得多。但仍然存在一個巨大的挑戰(zhàn)，那就是如何將最近幾個世紀特別是最近50年間浩如煙海的科學發(fā)現(xiàn)、理論、發(fā)明、和天文學及太空探索任務濃縮在一份簡表中。于是，任何妄圖取舍那些無與倫比的成就的嘗試中，都會藏有不可避免的偏心。我在此必須承認，在我編寫的歷史里程碑中存在著偏心：我是一個太陽系控。我工作的熱情是研究行星、衛(wèi)星、小行星和彗星，這些天體對于許多其他天文學家來說，充其量是45到50億年前太陽形成時的邊角廢料。太陽確實占到太陽系總質量的99.86%（其余部分中最大的是木星），但其余的0.14%也確實極其有趣——或許是因為生命就進化和繁榮在一片這樣的邊角料上，或許還曾經(jīng)存在（可能仍然存在）于另一片上。我的天體物理學和宇宙學朋友時常表達惋惜，因為我僅僅把注意力集中在無關緊要的臨近天體上，每當這時，我會用最近發(fā)現(xiàn)的太陽系外行星進行反擊。這些發(fā)現(xiàn)證明太陽系這樣的系統(tǒng)可能也稀松平常地圍繞在其它恒星周圍。我們的太陽系可能是銀河系中的百萬分之一，甚至十億分之一。我們還不知道其它星球是否有如同地球一樣庇護的生命。這讓我們很特殊，哪怕我們非常渺小。

穿越這部天文學和太空探索的歷史，你可能已經(jīng)在我收集的里程碑中察覺了我的偏心。我偏愛有關太陽系——我們在太空中的近鄰的發(fā)現(xiàn)、理論和探險。太陽系是我們在科學上了解最多的天體，為了理解和欣賞龐大的社區(qū)，首先必須認識自己的鄰居。因此，在我看來，這樣的偏心是善意的。利用望遠鏡、自動化太空飛船、高速計算機模擬、實驗室中的尖端實驗和宇航員，借助于物理學、化學、天體力學、地質學、光譜學、工程學和其它所需技術，探索我們這個太陽系的努力，為我們現(xiàn)在或遙遠的將來探索臨近的恒星乃至銀河系、河外近鄰星系、全宇宙打下了基礎。

當一個光點被分辨為一個真正獨特的世界，當我們首次拜訪這些世界，當我們通過機器的眼睛窺探或是親眼所見，我認為，這些時刻是最值得稱為太空探索里程碑的事件。逐步了解圍繞我們的世界，讓我們已經(jīng)把腳尖踩進了宇宙的大洋。讓我們時刻準備著，總有一天將揮師遠航。

最后我必須指出的是我對天文學和太空探索的歷史里程碑的收集，不夠徹底也算不上完整。受本書篇幅所限，區(qū)區(qū)250個條目只能代表那些貫穿整個科學歷史進程的偉大人物、偉大發(fā)現(xiàn)和研究方法創(chuàng)新的一小部分。每一位作者都會列舉自己心目中的里程碑，但所有人都會面臨一個同樣的困境——如何取舍？在準備本書提綱時，我決定不僅要涉及太空時代的許多非凡成就，同時也要包括美索不達米亞、中國、印度、埃及、歐洲和美洲在內的古老帝國的古代科學家們的許多基礎性成果。另外，我確信出現(xiàn)在中世紀、文藝復興、近代歷、前工業(yè)時代到工業(yè)革命的大量重要成就也被收入本書。為了平衡時間軸，我嘗試縮減了許多有價值的現(xiàn)代人物、發(fā)現(xiàn)、事件。為此，我請求讀者的原諒。如我在開頭所寫，用250個里程碑來總結整個天文學和太空探索的歷史，是基本不可能的。但是，這不會阻止我們完成此書的寫作與閱讀。