◎一次不可思议又合乎科学的太空旅行，也是一堂别开生面的物理课！
◎关于太空的幻想，关于行星的秘密，都将在本次旅程中揭晓！
◎彗星、行星、恒星、黑洞、超新星，量子、相对论、地外生命……一切扑面而来，所有知识符合科学原理。
◎真实模拟的太空生活。飞行中深度睡眠时我们的身体会有什么感觉？透过飞船的大窗户，我们能用肉眼看到什么？如何与地球的家人联系，和打电话一样方便吗？
◎全面、系统、前沿的太空科普。风趣、好读，直戳科普嗨点。干货补充，足够硬核。
◎“上帝粒子”希格斯玻色子发现者，“科学界的奥斯卡”科学突破奖获奖者 著作。
◎下船的那一刻，你就是太空探险家！抬头看看星星，那是我们的未来和使命。
引言 旅行者的梦想
出发去探索新的事物，是所有旅行者与生俱来的使命和梦想。从人类开始探索周围的小世界开始，这样的梦想就未曾改变过。探索的范围也越来越广：从居住的洞穴附近，到村庄的边界之外。然后，跨过高山，越过海洋；到达令人炫目的山巅，潜入海洋的深渊；向着极地永恒的寒冷出发，又闯入难以穿越的丛林、干旱贫瘠的沙漠中。人类总是不畏艰险、勇往直前，并不带有理性的目的。推动人类前进的绝不仅是采集、捕猎、开拓殖民地以及扩展自己的领地。事实上，最重要的推动力是认知的渴望，哪怕冒着丧失生命的风险。这种渴望，就像一块烙印着人类原始天性、具有象征意义的化石，如今仍存留在科学人的脑海中，存留在先驱者的脑海中，存留在始终探寻新的边界、并渴求突破的学者的脑海中。
很快，人类的探索范围就超越了地球，目光开始转向天空，那个浩瀚的、寒冷的、黑暗的天空。黑色的夜空里满是远得无法企及的星辰，正因为这一点，它显得更加神秘，充满吸引力。一开始，探索天空只是柏拉图的愿望。随后，出现了第2一次跃入虚无宇宙的尝试，但很快就带着胆怯被地球这个温暖的家召唤回来。再后来，人类又向前迈出了勇敢的一步：坐在几立方米的钢制的空间里，进入太空轨道中。最后，人类终于能做到斩断和地球的联系，征服月球，这一事件使得地球最终成为苍穹中的一个客体。
一切才刚刚开始。尽管不是采用直接的方式，我们已经用带有“人类智慧”的仪器，观察和触碰了行星、卫星，甚至彗星。我们的太空探测器已经到达了太阳系的边缘，并轻声向我们叙述着浩瀚的、冰冷的“宇宙之空”。在这样的宇宙中，探测器一直都在飞行，并且，只要时空存在，它们就会一直飞行下去。它们离家越来越远，承载着我们认识未知、征服未知的渴望。
那么，现在等待我们的又是什么呢？可以打赌的是：很快，我们对太阳系就会十分熟知。我们为何不穿越太阳系，到达太阳系以外的较近的恒星去看一看呢？我们为何不去银河系漫游一番呢？然后，离开银河系，穿越到其他成千上万的星系中去观察一下呢？然后……再然后……
然后，美梦消失了，我们醒过来，发现自己的生物属性是有限的；发现在宇宙无尽的时空面前，生命留给我们的时间是短暂的；发现我们对能量和新技术的需求是迫切的；发现物质所受的速度是有限制的，这样的客观规律是无法避免的。那么，我们已经到达了梦想和旅程的终点吗？或许不是。作为人类这样一种勤劳、充满好奇心的生物，我们可以尽情地发3挥自身的聪明才智，去进行颠覆性的发明和创造，去破解物理规律，拓展认知局限，从而获得开拓者的胜利。
太空旅行者的目的便是去认识星球、发现未知、发现地外生命的各种形态。根据逻辑推理，我们不要期待地球附近的太空和银河系外的太空有什么太大的差异。天文观测告诉我们：在仪器目前可探测的范围之内，外太空相对而言都是相同的。同样，根据合乎情理的推断，几乎可以肯定的是：无数和地球相似的行星上存在着多样的生命形式，可能类似于我们人类，甚至比人类更加聪明。
尽管存在一些不切实际的目标，人类渴求直接探索宇宙的愿望如此强烈。通过使用太空探测器，有些目标已经达成。然而，在这一事实面前，我们仍然可以问自己：载人航天飞行的必要性是什么？回答可能是多样的，有一些原因也肯定不是科学层面的。显然，观察、描述宇宙所体会的愉悦感是无价的，就好像把人类理想的旗帜插上美洲新大陆所带来的荣耀感一样。还有其他的各种潜在因素推动着载人航天飞行，这些我们也不能忽视，诸如一些政治、法律、经济因素等，它还是国家荣耀和威望的象征。当然，人类空间探索也面临种种问题：巨额的花费、技术的限制等。事实告诉我们：20世纪 70年代初，当人类为“阿波罗计划”付出巨大的代价之后，就再也没有人登上离我们如此之近的月球，也没有登陆离我们很近的其他星球。除此以外，人类生物属性的限制，尤其是物理因素的限制，极大地阻碍了我们探索太阳系外的空间，例如：无限遥远的、我们大脑完全无法想象的距离，还有光速造成4的旅行障碍，这一点，爱因斯坦已经通过相对论的正确性予以了证明。
相对论并没有带领我们进入科幻世界，它用跃入超时空、头朝下跌入“虫洞”、曲率发动机等概念，让我们看到了远距离时空旅行的希望。它给予了我们小小的安慰，至少是理论上的安慰，它告诉我们：无须打破物理和生物规律，我们也可能用接近光的速度，完成星际旅行。时空间隔的相对性使得宇航员能够完成一些短暂的旅行，他们十分渴望在银河系内外探索未知。但这些旅程对于在家等待他们的人来说却是漫长的，旅程总是将他们与家人的时空轨道和命运隔离开来。
我们通过近几十年的努力，在宇宙的“地图”上留下了光辉的印记。因此，这张地图为我们今后可能的太空之旅提供了可靠的参考。未来的旅行虽然令人难以想象，却依旧可以实现。我们期待着有那么一天，当人类突破技术障碍的时候，可以踏上这段旅程。现在，就让我们一同试着经历这段太空之旅吧，想象着从近距离观察宇宙的美妙，领会它的魅力，发掘各种潜藏的奥秘。让我们想象着超越科学的极限，越过技术的障碍，驾驶我们的“卡拉维尔号”飞船，飞向太空， 朝着右上方的仙女座星系出发吧……
引言：旅行者的梦想
第一部分 行前准备
1. 狭义相对论的玩笑
2. 出色的望远镜和显微镜
3. 宇宙多么浩瀚
4. （几乎）与光一样快！
5. 反物质推进和其他
第二部分 旅程
6. 旅程开始了
7. 月球，星空一瞥
出发后第2天
8. 木星，太阳系的长子
出发后第9天
9. 太阳系的边界
出发后第 153天
10. 另一颗恒星与另一颗行星
出发后的5年287天
11. 银河之王
出发后的 19年 140天
12. 在无尽的虚无中，
这是一个没人想去往的地方
出发后的33年227天
13. 准备回家
出发后的33年294天
致谢
