剧情

此故事的背景是一个古老且未知的外星种族，利用巨大的黑石版（monolith）来研究宇宙的万物；如果可能的话，他们还想借此来促进有智慧的生命的演化（这块石板可能是Von Neumann probes但是关于这部分的解释在电影中被删去）。本书开始于三百万年前的古非洲，描述一群原始人类在面临粮食、水源等生存危机时，一个透明发亮的石板从夜空降临，以奇幻的声光效果教导了他们使用工具和猎食，并成功度过种种危机。

接着故事跳跃到了公元1999年，海伍德·佛洛伊德博士前往月球上的克拉维基地参加会议，科学家解释他们在第谷撞击坑发现了一个强磁场源，并挖掘出一块大石板，命名为第谷磁场异常一号（Tycho Magnetic Anomaly-One，TMA-1），或第谷石板。这直立的石板，尺寸分毫不差地是1：4：9，或1：2：3，结构异常坚固，完全光滑漆黑，且出土于三百万年老的地层，当时人类还没办法做出这种东西。这是第一个地球之外存在智能生物的证据。佛洛伊德和科学家团队驶去第谷陨石坑想亲眼目睹TMA-1。到达时，正巧三百万年来第一道曙光照射到大石板，他们瞬即听到了一阵震耳欲聋的尖锐声响。

接着跳到2001年的太空任务：发现号的土星任务。不过原先计划是去木星，因不明原因而改去土星。船上五人包括大卫·鲍曼、法兰克·普尔和处于人工冬眠的其他三人，这三人准备在接近土星时才唤醒。另外，船上有一台叫HAL 9000（哈儿）的人工智能电脑，它负责维持太空船的所有活动。

旅途中经过小行星带，他们飞掠并观察一颗小行星，之后有着一条条云带的木星便肉眼可见。经过木星是为了以它的重力来加速，以便更快、更省燃料来到达土星。他们曾靠近一颗卫星：欧罗巴，覆盖冰雪、唯有赤道露出一圈岩石。木星越来越接近，然后他们以极近的距离、极快的速度划过大气外层，并见到夜半球并非完全无光，而是有木星内部的热、穿过炫丽云带所透出的光。随后他们检视途中发射的探测器传回的影像：它进入木星大气，穿过厚实的云层后来到一个橘褐色世界，底下似乎是一片海洋，长长的波浪因为太遥远而似乎静止，而往地平线看去，云霭中耸立一座金字塔型的深色椎体，然后影像就中断了，因为强大的气压压毁了探测器。

前往土星途中，普尔收到来自他家庭的生日祝福。然后哈儿警告他太空船通信系统的AE-35组件将发生故障。普尔搭乘分离舱并换掉AE-35组件，尔后鲍曼对替换下来的AE-35组件测试，却发现没有任何错误。普尔和鲍曼发讯回地球，然后被告知哈儿有些不对劲，并下令将它关机。这些指示因通讯不良而被打断。然后哈儿告知他们AE-35组件发生故障。

普尔再次搭乘分离舱去带回损坏的AE-35组件。当他从分离舱下船、准备移除AE-35组件时，分离舱突然飞向他。他没办法及时逃开，就被撞击身亡，他的宇航服也被扯开。鲍曼对于普尔的死非常震惊也非常哀伤。他并不确定是否是哈儿杀了普尔，所以他决定唤醒其它三位冬眠的太空人。他和哈儿有段很长的争论，因为哈儿拒绝服从他的命令并认为鲍曼没有这种权力。

当鲍曼威胁哈儿要拔断它的电源时，哈儿变得温和且让他手动控制解除冬眠。当鲍曼开始唤醒他的同事时，哈儿突然打开船舱，放出大气，船内的气压急骤下降。鲍曼赶紧逃近一个密闭的紧急房间，里面有与外隔绝的氧气供给设备和宇航服。他穿上了宇航服再回到太空船，发现哈儿杀害了三位冬眠的太空人。于是他赶到控制室用尽全力拔除哈儿的芯片——他现在知道它是凶手了。鲍曼把太空船驶回原定路线并动手重新建立和地球的联络。鲍曼这才知道他们任务的一切原委，且目的是探索土星的卫星伊亚佩特斯——第谷石板发射讯号的目的地。

鲍曼知道，哈儿觉得有罪且矛盾，因为鲍曼和普尔的任务以为哈儿的任务应该是：充分地收集资讯和报告陈述，但实际上哈儿的任务是和这背道而驰的，这种心理冲突开始表现在小的错误。在这段时间内，哈儿本来可以平静地解决自己的错误，但当他被威胁要切断电源时，他选择保护他自己，因为他特别的存在还是个未知数，且对没有睡眠经验的电脑来说，关掉电源就如同死亡一般，没人能保证重开机后还是“原来”的哈儿。（哈儿是因为受不了“隐瞒秘密”才杀人）

前往土星途中，旁白道出了一些相关的谜团：十七世纪卡西尼观测土星时，就发现一颗卫星——伊亚佩特斯在土星的一边亮、运行至另一边时却变暗。旁白便道出这可能是有什么人给我们的暗号，我们却没发觉。另外土星环成因未解，一说是一颗卫星碎裂而成。旁白说这可能是作为建造什么的原料。另外也没人发觉，土星环于三百万年前形成的意义。

鲍曼在船上度过好几个月，单独地，慢慢地接近土星。回到地球这件事是没希望的——哈儿突然释放发现号的大气，飞溅的杂物严重地损坏了太空船的空气滤清系统，留给鲍曼那些不适于呼吸的空气，没办法撑回地球或等救援船到来。冬眠也不可行，因为冬眠需要哈儿的监控。

到达土星后，他划过土星大气以减低速度，然后进入椭圆轨道准备会合伊亚佩特斯。他渐渐接近伊亚佩特斯时，他发现这颗卫星面向他的这一面有一大片椭圆形白色区域，以外皆呈现黑色，就像一颗没有瞳孔的眼珠在注视着他。更接近时发现黑白界线十分清晰，表面也完全平滑。然后他发现了瞳孔：一个小黑点，位于白区正中央。当更靠近时，他发现这是一个非常巨大的黑石板，和TMA-1形状相同却还要更大，地球上的科学家将其命名TMA-2。不同于TMA-1，TMA-2没有磁场。

他搭乘一艘分离舱欲登陆在黑石板上。快接近时，它顶面突然产生变化，空间似乎里外翻转，随即将鲍曼与分离舱吞入。鲍曼最后一句话是：“天呀……都是星星！”而任务控制台再也没接收到鲍曼的消息。

鲍曼进入一个充满星星的空间，然后被一个不明的力量加速，加速到四周星星像轨迹般地往后拉长，然而他本身却没有被加速的感觉。减速后他进入一个一整片白的空间，布满黑点，就像宇宙的负片。然后他渐渐接近一个无限延伸的表面，上面分成很多小区块，每区中央都有一个石板，而他正朝其中一个飞去。途中还与另一个不明飞船擦身而过。他想这可能就是宇宙的中央站。进入石板后又被传送到了正常、却不知为何处的宇宙。他正朝远处的红巨星飞去，途中经过一个金属支架组成的巨大球体，上面停驻著各式各样的宇宙船，却似乎已遭废弃。接近红巨星时，他见到了日出：一颗白矮星伴星贴著红巨星表面绕行，并不断吸起红巨星表面的气体，还有一大群不明发光物沿着气体飞行。他猜测可能是某种未知型态的生命。

最后他进入红巨星，被某种力量保护而安然无恙。突然，他到达一间很棒的旅馆套房，后来了解到这是以地球传来的电视讯号重建的，是为了使他感到安心。接着他在床上睡着了。突然石板现身，一切化为乌有，在火红背景中的大卫·鲍曼被抽取记忆、被塑成一种新的、不朽的个体，可以太空中生存、旅行——就是“星童”（Star Child）。星童回到我们太阳系，仔细寻查地球。故事结尾星童以一手之力引爆了近地轨道中的一颗核弹。

主题

危险的科技

发展

太空探索

新技术所造成的机能失常

太空旅行的想像

HAL 9000电脑

生物演化的未来

续集

电影的续集标题是《2010: The Year We Make Contact》（中文翻成“威震太阳神”），电影是根据克拉克的《2010: Odyssey Two》一书而拍，于1984发行。《2010太空漫游》于1982出版。然而，库布利克并没有参与这次电影的制作，但这并没有损害原著。但是，库布利克还是有客串演出电影，只是以另一种方式：导演指派他演一名俄国的，拍下照片，而这照片在电影里被用在杂志的封面；巧的是这位也叫"库布利克"。而小说原作者克拉克同样出现在杂志封面上，他扮演的是美国总统。克拉克继续写了小说的续集：《2061: Odyssey Three》（1987）以及《3001: The Final Odyssey》（1997）。到现在还没听说过有电影制片想把这两部小说拍成电影。

琐事

Roger Ebert注意到库布利克最初预期看到第一个太空船是在一层薄雾太空轨道爆炸后的平台，但最后他决定决定遗留太空船很多含糊不清的意义。然而，克拉克在小说保留并清楚地陈述这个事实。[1]

他屡次提到HAL就是IBM的转换黑色字母。克拉克多次地坚决认为那只是个巧合。在他续集小说2010: Odyssey Two里，他甚至收录这件事与电脑创作者一连串的对话。

HAL/S是一种被用在航天飞机中以航空学为主的电脑语言。

土星的卫星的名字伊亚佩特斯在这本书里被拼为J-A-P-E-T-U-S。这是英国拼这个卫星名字，反之美国拼开头是用I。

这本书卫星伊亚佩特斯的叙述中奇异紧密描述另外一个土星卫星米玛斯；这也是一个巧合，因为土星的卫星的特写镜头图像直到1980年之前还没被发现 。

电影中，发现号的任务是到木星，而不是土星。导演库布利克用木星是因为他对于土星和光环的特效不是很满意（当时技术还没好到能完美呈现土星环的特效）。为了配合，克拉克也在小说续集里用木星取代了土星。

异形4中薇诺拉瑞德的太空船名，是以电影版本中杀死法兰克普尔的分离舱名字Betty为名。

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