推荐序一
海伦• 库尔图瓦教授的新书终于有了中文版，我很高兴在此推荐她的书，希望有更多的中文读者了解她绘制宇宙结构图的故事，并获得近域宇宙结构的基础知识。
在中国，一提到天文，人们就会想到“上知天文，下知地理”这句俗语，这是中国古代对圣贤大师常用的描述，也反映了国人习惯上是把天文和地理紧密连在一起的。中国古人把天空分为三垣二十八宿，并且绘制了星空天图，用来观天、辨方向和导航。现代天文学家则利用大型望远镜来巡视宇宙深空。如中国的郭守敬光学望远镜（LAMOST）和被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）都已经或计划开展大规模巡天，观测上亿颗恒星，以及无数的像我们银河系一样的星系。人类梦想着有朝一日能在浩瀚的宇宙太空遨游。但在我们迈向星辰大海的征途中，如何在茫茫宇宙中分辨数以亿计的星系？海伦教授领导的团队通过大量观测发现并绘制的近域宇宙结构图回答了这个问题，为我们将来遨游宇宙指明了方向。在她绘制的三维全景图中我们能看到，我们周围宇宙中有山川、河流似的结构，他们的团队还发现了一个巨大的“分水岭”结构—拉尼亚凯亚超星系团。这个结果发表在著名的《自然》期刊上，是近域宇宙学研究的一个重要里程碑，标志着我们对宇宙结构的研究进入到了宇宙地理学的时代。我们以后可以像研究地理一样研究宇宙结构了。
绘制近域宇宙图并非易事，本书详细描述了背后的故事，令人惊叹的成果后面是作者及其团队四年多的高强度超时工作和不懈努力。她还讲述了自己从博士研究生开始进入天文研究的心路历程，如何从一个“青椒”研究生，在天文的江湖里闯荡，从法国到澳大利亚、美国夏威夷，得遇名师，终成为天文领域的武林高手。读者可以看到天文研究并不神秘，也不是枯燥无味的。
本书还全面介绍了近域宇宙结构的基础知识，可以作为研究观测宇宙结构学的入门。现在，我们生活在一个天文学蓬勃大发展的时代。虽然德国哲学家康德在200多年前就猜想宇宙岛的存在，但直到100年前（1920年）天文学家才估算出星系的距离，确认星系是银河系以外的天体，20世纪60年代以后确立了宇宙大爆炸和结构形成理论，现在我们的观测数据也即将进入天文数据大爆炸的时代。各种大型天文设备，包括光学的大型综合巡天望远镜（LSST）、平方公里阵列射电天文望远镜（SKA）、空间的欧几里得（EUCLID）卫星，以及中国的FAST、LAMOST望远镜等，必定给这个领域带来新一轮的发现。海伦教授的近域宇宙图的完成有如地理大发现时代麦哲伦环绕地球一样具有划时代的意义，宣告观测宇宙学的大航海时代已经拉开了序幕。宇宙的星辰大海里有无数的新岛屿和宝藏等待着人类去挖掘，希望本书能激发广大读者积极投身到探索宇宙的征途中来。
后值得一提的是，中法两国在科学与教育方面都建立了良好的合作关系。海伦教授是中法合作的积极推动者，本书的翻译出版就是这项合作的一个见证。作为这一领域的同行，本人和作者九年前就在国际学术会议上相识，2013年在法国马赛举行的国际会议上目睹了宇宙结构图的首次发布，并由此深受启发，开始规划利用我国的FAST望远镜开展星系巡天，精确刻画近域宇宙的中性氢气体分布。该项目也得到海伦教授许多积极的建议，在此特表示感谢。
朱明，研究员
中科院国家天文台FAST 工程总部
李菂，研究员，项目科学家
中科院国家天文台FAST 工程总部
推荐序二
什么是宇宙结构学？海伦•库尔图瓦将它定义为有一个额外时间维度的宇宙地理学。因为在天文学中，长途旅行相当于时间穿越。所以请系好安全带，和作者一起从现在一直探索到5亿光年外的世界吧！
围绕着我们的数十万个星系并不是均匀分布的。反之，它们聚集成一个个密集的星系群，像蜘蛛网一样被宇宙空洞分隔，并被宇宙纤维连接着。我们看到的宇宙结构图则是这个星系网络在天空中的二维投影。
无须赘述，让我们共同在宇宙中遨游，通过光学望远镜和射电望远镜进行研究吧。无数的观测活动需要和世界各地的天文学家合作。库尔图瓦的团队利用所有可能的时区，夜以继日地进行着他们的观测工作，在宇宙的海洋中探索。终于，在2009年，他们成功完成了480个夜晚的观测！
观测结束的下一个重要步骤，是将这张宇宙结构图重建回三维。我们使用的智能程序可以将各种可能存在的人为观测因素考虑在内，比如部分区域的观测缺失，又或者观测结果中速度数据的遗漏，这些问题都可以通过算法，像重建破损的庞贝壁画一样解决。利用基于暗物质模型的模拟算法、化的概率分布和优化后的维纳滤波算法，我们可以对缺失的信息进行合理推测。
这项工作的终目的是对我们所在的近域宇宙（local universe）的测绘，并且确定拉尼亚凯亚超星系团的存在。既然我们已经处于这个大结构的边缘，离宇宙空洞很近了，那么我们终能不能发现巨引源呢？这个疑问就由你自己来找到答案吧！
这20年中发生了很多轶事，天文学家和科研工作者的日常趣闻为这项工作增加了许多活力和乐趣。科研工作并不是一条静止的河流，我们需要从失败中不断学习如何避免重蹈覆辙。参与观测工作的众多科研人员和库尔图瓦的科研经历都是这种学习过程的完美证明。从开始不到10人的团队，到现在的各种大型合作，比如欧几里得卫星项目的准备工作，整个团队已经吸引了1200多名工作者的参与！本书在此鸣谢团队成员及相关国际合作单位的贡献，每项工作都离不开大家持续不懈的努力。
后，在不影响读者阅读体验的前提下，书中用专栏的形式单独阐述了概念及注释。海伦•库尔图瓦利用她的教学天赋，为我们详细解释了宇宙膨胀、暗物质和暗能量、宇宙微波背景辐射及其异性，换言之，这是一部极简宇宙史……
弗朗索瓦丝• 孔布（Françoise Combes）
法国天文学家，科学家