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目录 

版权信息

前言 思考科学的起源和起源的科学

序曲 有史以来最伟大的故事

卷一 宇宙的起源

第一章 开始的开始

第二章 反物质的重要性

第三章 要有光

第四章 要有暗

第五章 要有更多暗

第六章 一个宇宙还是多个宇宙

卷二 星系和宇宙结构的起源

第七章 发现星系

第八章 结构的起源

卷三 恒星的起源

第九章 尘归尘

第十章 元素动物园

卷四 行星的起源

第十一章 行星的青春年代

第十二章 行星之间

第十三章 无数个世界：太阳系外的行星

卷五 生命的起源

第十四章 宇宙中的生命

第十五章 地球生命起源

第十六章 在太阳系中寻找生命

第十七章 在银河系中寻找生命

尾声 在宇宙中寻找我们自己

致谢

术语表

第一章 开始的开始

开始的开始，就有物理。“物理”描述的是物质、能量、空间和时间的行为。在那恢宏的宇宙舞台上，这些角色的互动创造了所有的生物学和化学现象。物理定律也因此成了我们这些凡人所熟悉的一切基本事物的源泉和根基。科学家在解释天文现象时用到的物理定律来自物理学中尺度较大的那个部分，我们称之为“天体物理学”。

无论在哪个科研领域，最前沿的发现都需要我们在极端环境中观测现象及其条件，物理学尤其如此。某些环境的极端性体现在物质方面，比如说在黑洞附近，引力会严重扭曲周围的时空连续性；另一些环境的极端性则体现在能量方面，例如，恒星核心1500万摄氏度的高温环境中会产生自发的热核聚变反应。宇宙诞生之初那几个短暂的瞬间凝聚了我们能想象到的所有高温、高密度的极端条件。要理解这几个瞬间分别发生了什么事情，我们需要借助人类进入20世纪以后发现的一些物理定律。物理学的这部分内容被学界定义为“现代物理学”，以区别于此前的“经典物理学”。

经典物理的一大特征在于，如果你停下来仔细思考，你会发现它阐述的事件、定律和预测都很有道理。物理学家在普通的建筑物里利用普通的实验室设备发现并验证了这些经典的规则。直到今天，我们还在高中物理课堂上学习经典物理学描述下的引力、运动、电磁，以及热能。经典物理学定律揭示了自然世界背后的规律，并由此推动了工业革命。这门学科以前几代人根本无法想象的方式彻底改变了我们的社会和文化，直到现在，经典物理学仍是我们理解日常经验世界的核心工具。