第一部分 宇宙
第1章 安靜的爆炸
1、太陽將在五十億年后爆炸。
第2章 月亮
2、四十億年前，一顆行星與地球相撞，從地球上扯下一塊物質(zhì)，即月球。月球的引力使地球上出現(xiàn)潮汐。月球表面的傷痕從未被氣候抹平。
第3章 太陽
1、日核溫度高，壓力大，氫原子的電子被松開，只留下原子核。原子核在壓力下被迫融合，變成更大的原子核。熱核聚變即是一個用較小的原子核產(chǎn)生較大原子核的過程。較大原子核與電子們重新結(jié)合，成為更重的原子：氮原子、碳原子……地球上的重原子都是在某顆恒星內(nèi)部被創(chuàng)造出來的。當(dāng)你呼吸時，你吸入它們，當(dāng)你觸摸自己皮膚或者別人皮膚，所觸到的都是星塵。太陽那樣的恒星在壽命將終時會死亡和爆炸，釋放構(gòu)成我們的物質(zhì)。如果沒有這樣的結(jié)束，地球無法誕生，生命無法形成，世界中將只有氫原子與氦原子存在，被鎖在永不死亡的恒星內(nèi)部。
2、兩顆原子聚合成更大的原子時，它們的一部分質(zhì)量消失了。失去很小的質(zhì)量，同時釋放巨大能量，兌換公式為E=mc2。核聚變產(chǎn)生向外擴張的能量與引力帶來的向內(nèi)壓縮的力量平衡，令恒星有一個穩(wěn)定的大小。
3、核聚變釋放出巨量的光和粒子，這些光與粒子又將它們周圍的一切都剝離成原子核與電子。這種原子核與電子分離的物質(zhì)狀態(tài)被稱為“等離子體”。太陽是等離子體：等離子體是由電子、失去了部分電子的原子（離子）、失去所有電子的原子（僅剩原子核）所組成的熾熱混合體。
4、核聚變?nèi)剂嫌帽M時，引力將打破平衡，太陽塌縮而變得更緊密，直到核聚變再次被點燃，但這次核聚變發(fā)生的場所不是在內(nèi)核，而是在離表面更近的地方。這次核聚變將大于引力，太陽表面將被推開，太陽體積變大，噴出更多更重的原子。最后，這些原子與周圍其他死去的恒星殘骸混合在一起，變成星塵，形成巨大的星云，或許，在將來成為新世界產(chǎn)生的種子。
第4章 我們的天體家庭
1、太陽系的行星與地球一樣，都誕生于同一片早已死去的恒星所留下的星云。它們都被被太陽的引力所束縛，也都會因太陽爆炸而毀滅。
2、小行星帶的石塊分得挺開，許多人造衛(wèi)星都曾飛越其中，毫發(fā)無損。
3、海王星之外是彗星庫，被稱為“奧爾特云”，看起來像占據(jù)了太陽與其他恒星之間的所有空間。
4、離我們最近的恒星是比鄰星。
第5章 太陽之外
1、比鄰星是紅矮星，天空中大多數(shù)恒星是紅矮星。
2、紅矮星比太陽小，原子聚合速度比太陽慢好多。對恒星來說，體積越大，壽命越短。
第6章 龐然大物
1、想象一顆玻璃珠和一只大碗。你讓玻璃珠貼著碗壁旋轉(zhuǎn)，如果轉(zhuǎn)速太慢，玻璃珠會馬上落到碗底。如果轉(zhuǎn)速太快，它就會沿著碗壁上升并最后廢除大碗。如果速度剛好，它就在碗壁穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，直到摩擦力將它的速度變?yōu)闊崮軠p慢它的轉(zhuǎn)速。但，太空中沒有摩擦力，所有恒星都不會損失它們的動能。
2、星系中心應(yīng)當(dāng)有一顆質(zhì)量超過四百萬顆太陽的星星。但在中心找不到這樣的星星，唯一的解釋是，星系中心是一個黑洞。
3、黑洞引力巨大。恒星被黑洞撕扯，行星般大小的物質(zhì)從恒星表面撕裂飛出。就像玻璃珠轉(zhuǎn)得太快，那顆已經(jīng)解體的恒星的星塵在到達黑洞核心之前就被拋了出來……它的質(zhì)量被轉(zhuǎn)化為人類所指能量最高的兩種光線——X光與伽馬射線——所構(gòu)成的兩道激流，一道朝上，一道朝下，就像兩道燈塔的燈光，射向銀河系恒星間巨大的空間。這是一種沒掉入黑洞的死法。
第7章 銀河系
1、如果你把太陽系，以及其中的行星、小行星和彗星看成我們在宇宙里的家庭，把比鄰星當(dāng)做我們的鄰居，那么銀河系就是我們在宇宙中的大城市，一個由三千億顆恒星構(gòu)成的繁華都市，而我們的太陽，指示其中的一顆。
2、找一個一米見方的紙箱，裝滿沙子，共裝300個。我們銀河系里恒星的數(shù)量就和這紙箱里的沙粒數(shù)量差不多。將300個紙箱里的沙子倒在特拉法爾加廣場上，鋪成盤狀，分出四條旋臂，然后讓他們坐上尼爾森雕像的肩膀。這就是你現(xiàn)在看到的銀河系景象。太陽就是其中的一粒沙子。
3、仙女座星系是宇宙中離我們最近的銀河系外實體，它將在四十億年后與銀河系撞在一起。星系太大了，其所含的恒星之間有著巨大的空隙，星系的碰撞很少會引起恒星之間的碰撞。
第8章 宇宙盡頭的第一道墻
1、當(dāng)你到達離地球大約135億光年的地方時，前面幾乎已經(jīng)沒有光了。在那里，第一顆恒星還沒有誕生。因為這個原因，你所穿過的地點與時代被稱為宇宙黑暗世紀(jì)。我們所看到從哪里發(fā)出的光都已經(jīng)在宇宙中走了135億年。就是在那個時期，大概持續(xù)了8億年，第一顆恒星開始講氫與氦這些小原子聚合成重原子。這些是第一代恒星。而我們的太陽則是第二代或第三代恒星。
2、你突然來到一個光穿不過的地方。這是一道時空之墻。這道墻后，宇宙并不是黑暗，而是不透明。你伸手感觸墻后的世界，你所觸到的是一種巨大的能量，能量將光束縛在墻后。你所到達的地方是我們的望遠鏡所能看到的最遠處。在能看到的時空里（墻內(nèi)），我們的宇宙變得透明。墻外的時空所發(fā)出的光不能以直線到達地球，這些光線無法被我們?nèi)魏我慌_望遠鏡捕捉到。這面墻便是我們可見宇宙的盡頭，這道光線無法穿過的墻被稱為“臨界最后散射面”（surface of last scattering）。
3、這聽起來就像是有一個圓球，地球就處在這個圓球的中心，這個圓球的直徑有135億光年，這個球的表面就是那道墻。球體之內(nèi)就是可能被人類所接觸的可見宇宙的全部。然而球體之外并不是沒有東西，只是人類看不到。在這個意義上，地球就是地球人所見宇宙的中心。
第二部分 理解外部空間
第1章 定律與秩序
在地球上，在牛頓生活的年代，沒有任何實驗可以證偽牛頓的萬有引力定律。
第2章 討厭的石頭
1、牛頓的理論無法預(yù)言及解釋水星的一個微小誤差，這種誤差來自牛頓不可能想象得到的引力的某種特質(zhì)。
2、牛頓的公式給物體如何相互吸引定了量，但它沒有解釋引力到底是什么東西。
第3章 1915年
1、如果引力來自“什么也沒有”，也就是說，來自宇宙的基本構(gòu)造（不管所指何物），會是什么情況？讓我們想象一個很重的球被放在一張被拉緊的橡皮膜上。橡皮膜會在球的周圍向下彎曲。如果你在橡皮膜上涂上肥皂，任何在橡皮膜上行走的東西——比如一只螞蟻——如果走到彎曲的部分，就會滑向那只球，向下滑。對于那只螞蟻來說，這種效果就如同引力。宇宙的構(gòu)造或許是一個3D或者4D不可見的膜。引力就僅僅是宇宙彎曲的結(jié)果，當(dāng)一個人跌落時，并不是有一個往下拉的力讓他跌落，而是他沿著宇宙構(gòu)造中一個不可見的斜坡滑行而已（直到他撞倒地上或其他類似地方阻止了他進一步跌落）。
2、上述理論解決了牛頓未解決的水星誤差問題。上述理論就是愛因斯坦的廣義相對論。
3、廣義相對論說明我們的宇宙是有形狀的，這個形狀是動態(tài)的，會隨時間而變化。當(dāng)恒星、行星以及其他一切東西運動時，它們在我們宇宙構(gòu)造中造成的彎曲也隨之改變。
第4章 過往層層
1、宇宙第一原則：為了了解大自然，我們必須超越我們的感官告訴我們的感知，而為了實現(xiàn)這一點，我們假定，在相似條件下，大自然在任何時間與空間都遵循同樣的定律——無論在此處還是彼處，在現(xiàn)在還是過去或未來，在我們看到的時候還是沒看到的時候。
2、光是我們了解宇宙的關(guān)鍵，光是粒子、又是波。光有兩個指標(biāo)，一個是波的高度，一個是波之間的距離。波的高度代表我們所稱的強度；波之間的距離我們成為波長。波長越短，頻率越高，波所帶的能量就越大。
3、區(qū)分兩種顏色的標(biāo)準(zhǔn)在于它們波長的定義。光線從低到高的能量排序是：無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X光、伽馬射線。
4、任何恒星發(fā)光的時刻，它所發(fā)出的光線都帶著自己的信息。這些信息以光速穿越空間，經(jīng)過很多時間后才能被我們看到。這意味著我們在天空中看到的那些最遠的恒星可能已經(jīng)死了。就像老奶奶給你寄一封很慢很慢的平郵信一樣，你收到信時，說不定老奶奶已經(jīng)過世了。
5、觀察夜空就如同接收來自各處的明信片。大量明信片。發(fā)自我們宇宙歷史上的各個時間與地點。將這么多明信片拼接起來，我們可以重建從地球上觀察到的，你得宇宙的一小段歷史。
第5章 膨脹
1、重復(fù)一遍：我們隊于遙遠宇宙的一切了解，都來自我們所見到的光。
2、電子可以從一個軌道跳躍到另外一個軌道，這個過程要么吸收能量、要么釋放能量。電子離原子核越遠，其所攜帶的能量就越高。因此當(dāng)一個電子從離原子核較近的軌道跳躍到另一個較遠的軌道時，它必須吸收一些能量，就像一直熱氣球必須加足火焰以供應(yīng)更多熱氣才能飛得更高。我：就像F1從外道超車時，必須踩油門。反之，要移到離原子核更近的軌道，電子需釋放能量，就像熱氣球釋放熱氣以便飛得離地面更近。能量來自于光，電子通過吸收或釋放光來實現(xiàn)跳躍。但并不是任何光都行。如果光的能量不夠，那么電子無法實現(xiàn)跳躍，只能待在原來軌道。如果電子被擊中的光的能量太強，電子就有可能跨越多個軌道，甚至逃逸原本它們屬于的原子。
3、想象有一個光源，其向各個方向釋放的光線中含有從最低到最高能級的的所有的波長。如果在離光源某個劇烈處存在著一個原子，他的電子籠罩在所有波長的光線之下，會瘋狂地吸收它所能吸收的能量，從自己所在的軌道跳遠到一個更高能量的軌道上。如果這種跳躍發(fā)生，這個電子就被激發(fā)了。您能找出那個原子都吸收了哪些波長的光，那些沒有被吸收的光都順利通過，你能夠檢測通過的光線的波長。同時，在連續(xù)彩虹中有幾小塊顏色變暗，就對應(yīng)了被原子吸收的波長。這個圖標(biāo)被稱為光譜，暗淡的部分被稱為吸收線。科學(xué)家們只要看一眼光譜中缺少了哪些光的波長，就能夠知道位于你與光源之間的是哪種原子。
4、想象宇宙的構(gòu)造能像吉他弦一樣拉緊，每拉緊一些就會讓在其中傳播的光的波長變高。因為光可以被認(rèn)為是一種波，拉緊能增加連續(xù)兩個波峰之間的距離，也就是說增加波長。也就是向藍色-綠色-黃色-紅色偏移。在光譜中，意味著宇宙遠處所產(chǎn)生的顏色往紅色方向移動，它們被“紅移”了。我：相同的原子，地球遠處的原子吸收的光的波長更長一些。（是不是用松弦更貼切一些？松弦，弦被拉長，對應(yīng)宇宙膨脹？）
5、如果宇宙的構(gòu)造持續(xù)拉緊，那么光線傳播得越遠，它到達地球時紅移得越厲害，從藍色到紅色，最后變成不可見的紅外線和微波……通過從遠處恒星所發(fā)的光在地球上看到的顏色與它們自己原先真正顏色的差別，可以計算出該恒星離地球的距離。
6、以上意味著遠處星系與我們之間的距離在變大，一直如此。這就是宇宙膨脹。
7、宇宙第二原則：要猜想離地球很遠很遠的地方所發(fā)生的事情，人類必須假定宇宙中沒有一個特別的位置。
8、宇宙第三原則：如果某個觀察者在宇宙各處觀察，對于他來說，任何方向看出去都是一樣的。遠處的星系總是遠離他所在的觀察點，同那些星星遠離地球一樣。
9、宇宙第三原則管的是大場面，適用的尺度比星系都要大得多得多。生活在遙遠世界的外星人看到的宇宙與我們看到的完全相似。當(dāng)然，細節(jié)不同，但在大尺度上是一樣的。它們也一樣被從他們的歷史所傳向它們的信息總和所包圍，他們在他們的夜空中見到的是我們共同宇宙的另一個歷史片段。要了解我們的宇宙，要看到整體，就需要把宇宙中每個點，每個過去的歷史片段都加起來。當(dāng)然，相近的兩個地方的歷史有很大重合，但相隔著巨大空間距離的兩處可能在歷史上完全沒有交集。然而，它們依然被認(rèn)為是相同的。
10、遠處的星系之間的距離一直在變大。鄰近天體之間卻沒有這種現(xiàn)象，因為引力在短距離內(nèi)足夠強大。星系產(chǎn)生的萬有引力抵消了這種膨脹，無論是在它們邊界的內(nèi)部（比如太陽和鄰近恒星之間的距離不會擴大），還是在邊界的周圍（鄰近星系確實在逐漸靠近）。但在大距離上，膨脹無處不在，這被命名為哈勃定律。
11、根據(jù)哈勃定律，如果現(xiàn)在我們的宇宙中所有遙遠的東西都在離我們而去，那么現(xiàn)在離我們很遠的東西在過去應(yīng)該會靠近一些。換種說法，整個宇宙在過去比現(xiàn)在要??！
第6章 感受引力
1、把地球想象成一個球體，它在自己周圍的宇宙構(gòu)造中產(chǎn)生了陡峭的弧度，所以許多東西粘在了它的表面。你所見到的一切物體都會順著斜坡滑下。你自己也順著滑下，指導(dǎo)地板或者其他什么東西——比你密度更高的東西出現(xiàn)在你下方，防止那些物體、你和其他一切東西進一步下滑。地殼上的巖石比水密度大，因此海洋位于海底堅硬的巖層上。石頭與水比空氣密度大，因此大氣層位于我們地球表面（巖石或水）之上。一些密度大的物體能夠離開地面，升入天空，但它們需要能量來支持這種行為。所有地球上的東西都沿著我們的星球所產(chǎn)生的斜坡一直下滑。因此，我們的星球有著不同的層次，從天空之頂?shù)降匦模钶p的粒子在上面，最致密的在深處。其致密的內(nèi)部完成整個平衡花了幾十億年的時間。
2、光在太空并不一直以直線前行，當(dāng)它路過星系、恒星、行星，甚至一塊小石頭附件是，光線會變彎。物體密度越大，光線路徑離它越近，彎曲程度就越明顯。當(dāng)星系、恒星、行星移動式，它們所引起的曲線和斜坡也一并移動，跟它們一起互相舞動、融合。引力不再被看作一種力，現(xiàn)在，看成是一幅由曲線、高峰和斜坡構(gòu)成的風(fēng)景。
3、想要離開地球表面進入太空，你向上扔出去的物體速度必須高于每小時40,320公里。這是地球的逃逸速度。
4、所有東西都在任何方向上產(chǎn)生不可見的斜坡，我們稱之為引力。物體越致密，其產(chǎn)生的斜坡就越陡峭。如果所有的大家伙們能讓我們宇宙的構(gòu)造變彎，光一定也能夠，因為能量就是質(zhì)量，質(zhì)量就是能量。
第7章 宇宙學(xué)
1、我們的宇宙，雖然它一直擁有著它至今依然擁有的能量，卻曾經(jīng)完全沒有大小。在空間和時間上都沒有大小。任何聲稱所有被我們的可見宇宙所包含在內(nèi)的一切在過去的某個時段曾經(jīng)大小為零（或非常接近于零）的理論都被稱作“（熱）大爆炸理論”?！盁帷笔侵钢挥幸粋€非常熱的過去才有可能將我們整個可見宇宙的所有能量壓縮在一個非常小的體積之中?！按蟆笔且驗樗姓麄€可見宇宙。
第8章 宇宙地平線之外
1、想象你乘小艇在海洋上漂流，環(huán)顧一下，你能看到地平線形成的圓圈，中心就是你。你無法看到地平線之外的東西，但并不意外著地平線之外沒有東西存在。在太空里，也是一樣，我們從地球上能看到的可見宇宙是一個半徑為138億光年的球。這個球之外是不透明的，光無法自由穿越。宇宙中有無數(shù)個半徑為138億光年的球，可能與我們的球重合，也可能不重合。
第9章 大爆炸的鐵證
1、剛開始，宇宙過于致密，光會撞倒質(zhì)量或能量并被彈回來（散射）。但當(dāng)宇宙膨脹到不那么致密時，終有一時刻，光可以自由穿過。這時，光最后一次被散射，產(chǎn)生了我們歷史上的臨界最后散射面。
2、宇宙大爆炸發(fā)生在臨界最后散射面形成的38萬年之前，也就是說發(fā)生在138億年 38萬年之前。
3、根據(jù)愛因斯坦的公式，臨界最后散射面的溫度是3000℃。但是，實際在我們周邊測得的最后散射面的溫度為-270.42℃。中間的溫度差異如何解釋？光波的顏色與能量取決于波長。經(jīng)過時空長達138億年的拉伸，臨界最后散射面上這束最早的光的顏色開始由藍變綠、變黃、變橙、變紅……接著就變得無法被我們的眼睛可見，變成紅外線，后來是無線電波，最后是微波。當(dāng)光可見時，那里很熱，現(xiàn)在可見光已經(jīng)變成——經(jīng)過138億年的膨脹后——-270.42℃的冷光。也就是說，光的波長被宇宙膨脹拉成了微波（能量較低的波，波長較長的波）。
第三部分 快
第1章 做好準(zhǔn)備
我們的感官適應(yīng)我們生活中的大小尺度以及在地球上的生存，但我們感受到的并不是全部。接下來的旅程是感受“快”和“小”。
第2章 奇特的夢
第3章 我們自己的時間
1、速度會改變時間和空間。時間的流逝取決于物體間的相對運動速度，根據(jù)該速度可以算出物體在時間上的預(yù)期差異，這就是狹義相對論。
2、物體旅行速度越快，時間膨脹越明顯，物體長度也會收縮。你背著光速加速器遠離地球而去，你發(fā)現(xiàn)地球上的鐘會比你手表跑得更快，同時，你前進方向上的目標(biāo)變得異乎尋常的近。它們離你的距離所縮減的速度，恰好跟與地球上的時間相比所變慢的程度相同。整個宇宙在你眼里如同透過一個變了形的放大鏡所看到的景象，正前方的距離變短了，而側(cè)面完全沒變。你經(jīng)過一個正在進行空間漫步的宇航員，她的動作被加快了十萬倍，她腕表的指針瘋狂轉(zhuǎn)動。你看到了她與你在時間上的差別！你看到了她整個一生在你眼前展開。半秒過去了，哪位女宇航員已經(jīng)回到了地球，又過了幾個眨眼的時間，她已經(jīng)去世，孩子長大，孩子生了孫子，地球已過了幾千個晝夜，對你而言，不過是幾秒鐘。
3、你已離光速越來越近，但是還是有些不對：近來你的速度沒有提高多少。而且，你火箭提供的能量似乎變成了質(zhì)量。沒有什么帶有質(zhì)量的東西能夠到達光速運動，有質(zhì)量的東西越快，讓它加速就越不容易。
4、三個違反常理的現(xiàn)象：一是地球的時間變快；二是距離在你前進的方向上變小；三是你變得越來越重。
5、當(dāng)你的速度是30萬公里/秒的87%，即26萬公里/秒時，你的一秒等于地球上的兩秒。在地球人看來，你飛了兩秒，經(jīng)過了52萬公里。在你看來，你飛了一秒，經(jīng)過了26萬公里。地球人眼里的52萬公里在你眼里只有26萬公里，地球觀察者的一公里在你這里變成了半公里。你的速度不變（26萬公里），不管是你自己測量，還是他人測量。速度與觀察者無關(guān)，但時間與長度取決于觀察者。物體本身隨著速度變大而縮短。在沒有以同樣高速運動的人看來，高速移動的火箭和上面的乘客都收縮了。
6、你因為高速運動而變得如此之重，你在自己身邊的時空中形成的曲線已經(jīng)變得非常顯著，宇宙已經(jīng)在任何一個方向都發(fā)生了變形。這已經(jīng)不再取決于速度，而是引力了，引力所帶來的時空彎曲，使小行星也向你跌落。你還在持續(xù)增加質(zhì)量，注定有一天會變成黑洞。
第4章 如何才能永遠不老
1、不存在一只鐘表可以在宇宙各個地方以同樣的方式走動?；蛟S你能走得與光一樣快，但你需放棄自己的質(zhì)量。所有質(zhì)量。光無法攜帶任何質(zhì)量，這才是它這么快的原因。光喜歡輕裝上路。任何有質(zhì)量的東西在加速過程中會變得越來越重。要想達到光速，從一開始你就不能具有質(zhì)量。
2、假設(shè)你沒有質(zhì)量，可以加速至光速，你的時間將會停止流逝。因此，光不會變老，當(dāng)我們收集到來自我們可見宇宙最遠端所發(fā)出的光線時，我們得到的就是那時候宇宙的樣子（當(dāng)然，需要進行紅移修正）。即便你變成了光，你的時間將無法推進，你確實實現(xiàn)了永生，但你自己卻意識不到。
3、作為有質(zhì)量的你，或許還是可能到達你鄰居所到不了的將來。你所需要的指示以足夠快的速度旅行?；蛘咭泼竦揭粋€比地球強得多的引力的星球上去。（質(zhì)量大所以速度大？）
第四部分 躍入量子世界
第1章 金塊與磁鐵
1、磁鐵之間產(chǎn)生的力不是萬有引力。
第2章 如同海里的魚
1、與海洋不同，量子世界無處不在，在構(gòu)成我們的物質(zhì)中，在光里，在外太空里，甚至在“虛空”的太空中。
2、電磁場中有虛擬光珠，它們的存在只有一個目的：攜帶電磁力。電磁力的規(guī)則是，虛擬光珠排斥同種電荷，而將異種電荷拉到一起。同種電荷之間會被兩電荷間出現(xiàn)的虛擬光珠推開。電荷間距離越近，出現(xiàn)的虛擬光珠越多，排斥力就越大。異種電荷距離越近，吸引力就越大。中性物體不在乎這些虛擬光珠，它們能夠通過擁有完全相同數(shù)量的異種電荷實現(xiàn)中性，或者完全不帶任何電荷。
第3章 躍入原子世界
1、原子都有這樣的結(jié)構(gòu)：不同大小的原子核被一個或多個電荷波圍繞，那個模糊的帶著電荷運動的波為“電子”。電子并不是你想象的是一個微小的點。
2、電子可以進行量子遷躍。量子遷躍只發(fā)生在亞原子世界，即電子可以在亞原子世界中隨意跳躍。在微觀世界中，幾乎所有東西動能穿過任何阻礙。為什么？我們的理解是它們能夠從它們能夠從它們所屬的量子場中借到能量。不管想借多少都行。能量與時間不能同時確定，位置與速度不能同時確定。電子是基本粒子，但原子核不是基本粒子。
3、電子并不是只通過虛光子與其他世界發(fā)生聯(lián)系。它們也涉及實光子，那些你的眼睛能夠看到的光線。今天我們認(rèn)為，實光子與電子一樣，都是電磁場的基本表現(xiàn)，不由任何其他東西構(gòu)成：它們是一個不可見海洋中純粹的漣漪，而且是量子漣漪，意味著它們既能像波一樣活動，也能像粒子一樣活動。電子和光子可以相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)你沐浴在太陽下時，不是能夠感到溫暖嗎？你的皮膚與世界上所有的物質(zhì)一樣，都由原子構(gòu)成。這些原子的外層充滿了電子。當(dāng)來自太陽的光線照到你的皮膚，皮膚上的原子及其電子們會捕捉一些光子，進入激發(fā)狀態(tài)，在激發(fā)狀態(tài)下，電子們搖擺得更快，于是產(chǎn)生了你身體所享受的熱量。
第4章 堅強的電子世界
1、原子也能吐出它們的電子鎖吞噬的光子，讓我們和其他物體以一種或多種顏色發(fā)光，那些顏色就是被某個或某組原子的電子所吞噬后被釋放出的光的顏色。當(dāng)光線找西紅柿上時，除了紅色之外的其他所有可見光都被西紅柿吸收變成熱能或者其他能量被儲存，龔光對西紅柿的原子沒有用，因此被吐出來，重新開始它們的旅程，指導(dǎo)進入我們的眼睛，我們的身體能夠?qū)⑺羞@些怪異的相互作用轉(zhuǎn)換成能被我們大腦處理的感覺信號。
2、電子處于不同的軌道上。第一層（最內(nèi)層）只能有2個電子，第二層可以有8個，第三層可以有18個，第四層可以有32個，諸如此類。一個原子與另一個原子之所以不同，在于原子所容納的電子數(shù)不同。此時要把電子看成波，波很容易占據(jù)一定空間。在一個已經(jīng)填滿電子的軌道里，新來者無法找到空位。新來者要么在其他軌道上定居，要么把原住民踢走，自己占據(jù)軌道。電子波永遠不會重疊。這個不許同居的規(guī)則，叫做泡利不相容原理。這解釋了你為什么能用手抓書：書封面上的原子最外層的電子拒絕給你手指上的電子讓位。而你手上的電子也不退縮，因此它們保持距離。你的手便不會穿過書本。
3、原子最外層的軌道上如果還沒有鋪滿電子波，那么其他原子的電子波可能會跳過來占領(lǐng)這個軌道的空間。與這些電子結(jié)合在一起的原子核沒有辦法，只能跟著電子走。于是兩個氫原子和一個氧原子被迫生活在一起——形成了水分子H2O。通過共享一個或幾個電子，許多原子能以不同的方式結(jié)合在一起，形成不同的分子。DNA分子由幾十億個原子結(jié)合而成，攜帶著造人的所有必要信息。
4、空氣中的原子并不分享它們的電子，所以沒有都綁在一起。作為固體的你，原子們都綁在一起?？諝庵械脑硬⒉蛔柚鼓愦┻^，而是擠向它們的鄰居替你讓路。這樣的移動產(chǎn)生了風(fēng)。這樣的區(qū)別就是固體與氣體的差別。在液體里，原子們綁得緊一些，但沒有緊到可以阻止你的程度。
5、失去一個或幾個電子的原子成為離子。離子總想找回電子。分子中由電子形成的綁定也會被打破。通常這個過程伴隨著能量釋放。你身體里的化學(xué)反應(yīng)降解了食物中所含的分子，釋放出它們的能量，被你的阻止以各種方式利用，維持你的生命。
6、宇宙中所有的原子外部都是模糊的、具有波形且體積巨大的帶有電荷的電子。它們是基本粒子，也是自己私人空間的嚴(yán)格護衛(wèi)者。泡利不相容原理不允許兩個電子在同一時間出現(xiàn)在同一地點，即使宇宙中所有原子的內(nèi)部絕大多數(shù)地方都空無一物。原子攜帶的電子越多，原子就越大。光子不遵守泡利不相容原理，光子甚至喜歡待在一起，完全相同的光子高度集中，就是帶有高能的激光。
7、除了電子和光子，宇宙中還有其他粒子。
第5章 一所特別的監(jiān)獄
1、原子核比電子重1836倍。原子核由質(zhì)子和中子組成。質(zhì)子帶有電荷，數(shù)量與電子一致。質(zhì)子由夸克與膠子構(gòu)成，夸克和膠子均是基本粒子。膠子將夸克囚禁在質(zhì)子監(jiān)獄中。質(zhì)子中有三個夸克，兩個上夸克，一個下夸克。目前已知六種夸克，質(zhì)子中的上夸克和下夸克是其中的兩種。夸克只有在非常接近時才會得到自由，否則將一直被膠子束縛在質(zhì)子中，這也確保了構(gòu)成我們的物質(zhì)不會裂開。
2、原子核中的中子是電中性的。中子，也是夸克監(jiān)獄。一個中子內(nèi)含兩個下夸克，一個上夸克，與質(zhì)子相反。
3、兩個膠子結(jié)合，變?yōu)閮蓚€夸克。兩個夸克挨得很近，所以自由了。兩個夸克牽手向中子私奔，在進入到中子時，夸克又變成了膠子。正是存在這種交換，中子與質(zhì)子才能共存于原子核。那對穿行于監(jiān)獄之間的夸克雙胞胎被稱為“介子”。它們所攜帶的作用力被稱為“強核力”。這是一種吸引力，非常強大的吸引力。恒星將中子和質(zhì)子聚攏在一起，這是，就不需要那么多膠子來守護夸克，多余的膠子與介子就被解雇了，解雇就意味著失去質(zhì)量/能量。這就是為什么聚變產(chǎn)生的原子核比原先原子核各自重量之和要輕的原因。在恒星內(nèi)部，引力的能量被用來合成原子，這個過程又會讓質(zhì)量被轉(zhuǎn)化成光和熱。
4、強相互作用力是最強大的力量。
第6章 最后的力量
1、電磁力確保了電子能留在原子核周圍。沒有它，電子可能飛走，或者坍塌到原子核中。電磁場提供了原子的電穩(wěn)定性以及原子們相互分享電子、組建分子，以及形成我們自己的物質(zhì)構(gòu)成的機制。
2、強核力管理者原子核自身內(nèi)部。它將中子與質(zhì)子拉在一起，構(gòu)建起原子核。沒有它，所有的原子核都會解體。構(gòu)成著一切的根本，是強相互作用以及從背景中出現(xiàn)的膠子。
3、最后的一種力也是核力：它所述的量子場被稱為“弱核力量子場”。自發(fā)的原子核分裂，一個被稱為“放射性”的過程就是它的特征之一。
4、一個不穩(wěn)定的大原子通過衰變變成更小更穩(wěn)定的原子。這就是核裂變，它是核聚變的反面。弱核力及其攜帶者W和Z玻色子主宰這個領(lǐng)域。
5、在放射性衰變所釋放的所有粒子中，有一種粒子質(zhì)量很小，不帶任何電荷，一旦射出，即穿透所有物質(zhì)，幾乎不受阻擋，這粒子就是“中微子”。中微子只收弱核力與引力影響。電磁場及強相互作用場對它們沒有影響。
6、原子核衰變時，除中微子外，還會發(fā)出夸克監(jiān)獄、電子與光子。后面三種很危險。
7、個頭最大的是被相互綁在一起的四個夸克監(jiān)獄：兩個質(zhì)子與兩個中子相結(jié)合，被稱為“阿爾法粒子”，實際上就是一個失去電子的氦原子。為了成為正常的原子，這個氦原子核就要設(shè)法偷到兩個電子。它可以搶，可以共享，可以收留。當(dāng)它在你皮膚上搶電子時，皮膚上的原子失去電子后，又會去搶別的電子，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致放射性灼傷。
8、第二種是高能電子，它能將遠處的正常電子打飛。也會造成放射性灼傷。
9、第三種是高能光子，伽馬射線。伽馬射線能夠通過擊中原子將后者的一個電子帶走，同樣灼傷皮膚。而且，伽馬射線還會穿過皮膚，造成更深處的混亂，比如破壞DNA分子等。
10、地球的地幔層是放射性的。沒有放射性，就不會有地震或火山爆發(fā)，我們所知的生命或許不會存在。放射性打破原子，具有殺傷力，但它所代表的弱核力場將恒星儲存在構(gòu)成我們星球家園的原子中的一部分能量釋放出來，還給我們，不可或缺地溫暖了我們的世界。
11、原子能作為整體，通過原子核的聚變或裂變，能釋放出巨大能量。
第五部分 到達空間與時間的源頭
第1章 要自信
1、在宇宙早期，電磁力與弱核力是同一種力。
第2章 沒有什么“什么都沒有”
1、只要你沒有去觀察，一個粒子就能真的經(jīng)過你能夠想象的所有途徑。
2、粒子以極慢的速度發(fā)出，一開始，它看上去像是一團模糊的云。你看著它似乎分裂成無窮多的自身鬼影，實際上成為一種波，一種被它所屬的背景場推動著的波紋，向著空間與時間的各個方向運行，從柱子的左邊與右邊，還有中間穿過，還穿過了房間的墻壁，分裂成你能夠想到的極限之多的自身影像，直到突然之間聚集在一起，結(jié)束在房間另一邊墻上的一個點上，觸發(fā)了另一個探測器。這就是科學(xué)家相信無人觀察到的粒子的行為。當(dāng)有人試圖探測一個粒子時，就像那些安裝在墻上的探測器所做的，粒子就不再出現(xiàn)在所有地方，而是只在一個地方。
3、者是否意味著有了合適的探測器，你就能夠創(chuàng)造你自己的真實世界？不。你無法塑造宇宙，因為在你一瞥之后，構(gòu)成量子世界的所有量子可能性中，究竟哪一個會成為現(xiàn)實無法事先被預(yù)料?？赡苄远谴_定性的存在是對及其微小的世界你不得不接受的客觀性質(zhì)。（某種意義上，或然性的存在也保證了自由意志的存在？）
4、粒子要出現(xiàn)，就得先從量子場中借到一些能量。因為這些場填滿了所有時間與空間，粒子因此可以在任何時間與地點出現(xiàn)。這就是為什么說宇宙不存在真正真空的原因。
5、兩塊金屬板外面的空間大于在兩者之間的空間。其后果是兩塊板之間無中生有出現(xiàn)的虛擬粒子應(yīng)該與在兩塊板之外出現(xiàn)的粒子不同，兩種真空因此會不一樣。從而產(chǎn)生排斥或吸引。實驗的結(jié)果是，金屬板確實移動了，這種吸引現(xiàn)象稱之為卡西米爾效應(yīng)。
6、在整個宇宙中，所有的基本粒子，都誕生于同一個背景場中，也會在任何時候被同一個背景場吞噬湮滅：某個量子場的真空。那些不可見的、充滿我們整個宇宙的背景海洋。所有的電子都是電磁場完全相同的表現(xiàn)，它們都誕生于電磁場的真空之中，并在此中傳播。光子也一樣。每次電子出現(xiàn)，成為實體，就像是它周圍的電磁場真空踢了一腳，把它從幽靈般的昏睡狀態(tài)中喚醒。每次膠子出現(xiàn)，背后的原因是強相互作用場真空中一些能量的增加或減少。每次放射性衰變發(fā)生，弱相互作用場的真空都會牽涉其中，發(fā)射出它的基本中微子。真空中能量越多，它能產(chǎn)生的基本粒子越多。
7、但是否存在引力場，引力場中是否也存在攜帶引力的粒子？“引力子”尚未被發(fā)現(xiàn)。目前，時空彎曲仍然是描述引力行為的最佳方式。
8、在一千億度高溫，可以統(tǒng)一電磁場與弱作用力場，稱之為“電弱場”。
第3章 反物質(zhì)
1、一個電子憑空出現(xiàn)。電子帶有質(zhì)量。質(zhì)量就是能量。但電荷是怎么回事——你不能無中生有地創(chuàng)造出某種東西而不付出代價。
2、一個電子必須與和它除了電荷之外一模一樣的粒子一同被產(chǎn)生。那個粒子所帶電荷為正，稱為反電子。當(dāng)一個電子與反電子相遇時，發(fā)生湮滅，消失不見。它們的質(zhì)量變回能量，一瞬間變成光。
3、反電子又稱為正電子，1933年被發(fā)現(xiàn)。
4、反夸克、反中微子、反光子一樣存在。每次放射性衰變發(fā)生時，產(chǎn)生反物質(zhì)，但會迅速和與之對應(yīng)的正常物質(zhì)湮滅，產(chǎn)生高能光線，直接射過你的身體。PET即是基于此原理而產(chǎn)生的應(yīng)用。醫(yī)生將液體“示蹤劑”注射到你體內(nèi)，這種液體本身具有放射性，每次衰變時就會釋放一個正電子。這個正電子與遇到的第一個電子發(fā)生湮滅，變成伽馬射線，被體外的PET探測器測到。這些信號能被用來重建你的身體如何運作的3D模型。
第4章 墻外有墻
1、在138億光年之外，是一堵不透明的墻，這堵墻的厚度有38萬光年。這堵墻一面鏈接著臨界最后散射面，一面連接著宇宙的時間與空間的起點（開端）。
2、宇宙的開端所處的時空被成之為暴脹場，也即量子引力場，在這里，量子場與引力場終于統(tǒng)一起來。然而，這亦是現(xiàn)代知識的極限。
3、量子引力場之外還有普朗克時期（一段非常短的時間）。
第5章 遺失的過去無處不在
1、對于單個粒子來說有可能的事情（在量子場中粒子可能同時存在于不同的時空），但對于億億萬萬粒子的集合體來說——比如人的身體——是不可能的。人只能在一個時空中，而且，時空不可穿越。尤其是，不能回到過去。但是，過去的生活過去的人還是留下了一系列圖像在時間與空間中移動。這樣的圖像以光為載體，永不消逝。
第六部分 意料之外的謎團
第1章 宇宙
1、黑洞和宇宙的最早時期有著共同的特征：都有一個極限——普朗克墻。愛因斯坦的引力理論在通向普朗克墻的路上失效了。
第2章 量子無限
1、量子場論斷言只要有場存在，就能產(chǎn)生小塊的能量，或者小塊的物質(zhì)，它們被稱為量子。引力場（被稱為一個假設(shè)的量子場）的基本量子是引力子。
2、在量子場論中，從真空冒出的基本粒子是由它的場本身所構(gòu)成。但引力場是時空場，因此其基本粒子應(yīng)該由時間和空間來構(gòu)成。這意味著我們周圍應(yīng)該有時空的基本小塊存在。任何地方都如此，也就意味著空間與時間不再是連續(xù)的。而且，這些時空基本小塊即是波又是粒子。它們服從量子隧穿，服從量子遷躍……這與我們的觀察及體驗不符。
3、人類發(fā)現(xiàn)了兩種有效理論，一種描述了我們宇宙的結(jié)構(gòu)（廣義相對論），另一種描述了我們宇宙包含的一切（量子場論），但這兩種理論無法統(tǒng)一。
第3章 活著，或是死去
1、為什么我們在自己周圍哪兒也見不到量子效應(yīng)？
2、在黑暗中，通過射擊的方式試圖發(fā)現(xiàn)某個運動著的物體的位置。撞擊會影響你所要探測的東西。如果你發(fā)射的東西彈回你處，你就能知道當(dāng)撞擊發(fā)生時，你想要探測的東西在哪里。如果你接著射擊想知道它去哪里，你就會發(fā)現(xiàn)你的第一次射擊已經(jīng)改變了了它的速度。在量子世界，這表明在本質(zhì)上你不能同時知道一個粒子所在的位置和它運動得多快，這就是海森堡測不準(zhǔn)原理。嚴(yán)格來說，它不是測不準(zhǔn)，只是顯示出在我們?nèi)粘＝?jīng)典世界中對于位置與速度的理解不適用于微觀世界。這個原理也的確延伸到了我們生活的尺度，只是我們不能感覺到而已。當(dāng)涉及太多粒子時，其效應(yīng)變得不不那么顯著。
3、量子波的自我塌縮是怎么回事？如果不去管它，量子表現(xiàn)出它自身的多重影像（像波），在時空中同時沿著所有可能的路徑移動；在觀察之后，量子就位于某處，而且永遠位于該處，而不是接著再回到無處不在的狀態(tài)。這不好解釋。
4、薛定諤的貓在你打開盒子之前，貓的命運已經(jīng)決定了，還是在打開盒子之后，極快的瞬間被決定？是后者。實驗證實了量子疊加狀態(tài)！科學(xué)家證實幾乎所有量子粒子都能夠，也確實同時以不同且互斥的狀態(tài)存在。這也是量子計算機的原理，利用量子粒子能夠同時以不同狀態(tài)存在這一能力，能夠?qū)崿F(xiàn)同時“平行”計算的量子計算機的計算能力在原則上能指數(shù)級地強大于傳統(tǒng)計算機。
5、疊加狀態(tài)是真實的。打開盒子后，出來一只活貓。那問題來了：死貓去哪了？死貓在另一個平行歷史中。平行宇宙論認(rèn)為，宇宙根本就沒有做出任何真正的選擇?？赡馨l(fā)生的都會發(fā)生，只不過，身處一個宇宙的人無法觀測到另一個宇宙發(fā)生的事而已。
第4章 暗物質(zhì)
1、要穩(wěn)住銀河系里任何一顆恒星按現(xiàn)在的速度運行而不飛走，銀河系的質(zhì)量遠遠不夠。銀河系應(yīng)有五倍以上的質(zhì)量，否則所有的恒星都會飛走。包括太陽。也就是說，銀河系中還有很大部分的質(zhì)量沒被發(fā)現(xiàn)，這被稱之為暗物質(zhì)。暗物質(zhì)不是物質(zhì)、不是反物質(zhì)、也不是其他的什么、沒人知道它到底是什么。但它就在那里。任何地方只要有物質(zhì)存在，邊上就有暗物質(zhì)相隨。每一公斤由中子和質(zhì)子和電子構(gòu)成的普通物質(zhì)，都有五公斤暗物質(zhì)伴隨?？雌饋恚覀冇钪嫠牟豢梢姴糠诌h遠超過可見部分。
第5章 暗能量
1、科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，大約50億年前，在經(jīng)過了大約80億年的正常行為后，宇宙的膨脹開始加速。但是，按照愛因斯坦引力理論，只允許物體間相互吸引。因此，充滿宇宙的不管什么物質(zhì)，無論是普通物質(zhì)、反物質(zhì)、暗物質(zhì)，長期來看，終會讓膨脹變慢。而不是加速。這種致使膨脹加速的力量大約50億年以前超過了其他所有大尺度力量，開始顯現(xiàn)威力，在這之前，它的效應(yīng)是零。這被稱之為暗能量。
2、暗能量是暗物質(zhì)的3倍，是普通物質(zhì)的15倍。我們宇宙能量構(gòu)成如下：暗物質(zhì)72%；暗物質(zhì)23%；我們已知物質(zhì)（包括光）4.6%。暗能量很可能使宇宙的膨脹永無止境，帶來非常寒冷的宇宙未來。被凍死和宇宙收縮被擠死一樣慘。
第6章 奇點
1、奇點之母位于我們宇宙的過去，當(dāng)我們整個宇宙的能量被限制在一個極小的空間中的時候。其他奇點位于遍布我們宇宙的每一個黑洞深處。黑洞是“空洞”的反面：它們因某種災(zāi)難性的塌縮而產(chǎn)生，太多質(zhì)量被擠壓到太小的體積當(dāng)中。巨大的恒星死亡可能引發(fā)這個過程。
2、因為黑洞與我們的開端都具有將巨大數(shù)量的物質(zhì)和能量禁錮于一個非常小的空間里這個特點，因此解答這一現(xiàn)象的理論也應(yīng)該混合了引力和量子進程。
第7章 灰色就是新的黑
1、如果你坐在我們宇宙的任何一個天體上，你都能發(fā)出光信號來告知自己的位置。但你所在的天體越致密，它周圍時空的坡度就越陡，你也需要越多的能量來使你的光信號越過這個陡坡。就像大碗，碗越深，你就需要將你的玻璃珠加速越高才能讓它一路滾上去，翻過碗邊。黑洞所形成的坡太陡，沒有任何東西能夠擁有逃脫黑洞引力的能量，光也不行。過了黑洞地平線，任何光都出不來了。物體的影像就此被凍結(jié)在河?xùn)|地平線上。
2、在黑洞周圍，你的時間流逝得比其他所有地方都慢。這次不是因為你的速度快，而是因為引力大。（質(zhì)量大的星球，時間過得慢，見《星際穿越》）
3、事實上，如果你真的身處黑洞，你早就死了，因為你的血液沒有可能攀上你正沿著滑落的時空斜坡到達你的大腦了。你的腳上搜到的力開始明顯大于手臂與頭部。黑洞的引力正在拉伸你的身體，你將成為被拉細的意大利通心粉。
4、理查德·費曼：只有一個人能夠給出多個不同理由來解釋某種現(xiàn)象為什么會發(fā)生時，他才真正了解這個現(xiàn)象。
5、粒子可能逃離黑洞：原因一，量子粒子能夠從產(chǎn)生它們的場中借到能量，擁有這種能量，它們可以在一小段時間里跑得比光快，從而通過量子遷躍跳出黑洞；原因二，所有掉入黑洞地平線的粒子也沒有掉入，而且大多數(shù)途徑是沒有掉入，因為黑洞外面的空間大于黑洞內(nèi)的空間；原因三，因為地平線將空間分為不同的兩部分，真空作用力——卡米西效應(yīng)——將地平線向里推，讓黑洞變小并蒸發(fā)；原因四，所有黑洞地平線附近都會產(chǎn)生粒子——反粒子對，反粒子掉入黑洞的可能性比粒子掉入的可能性大，就像我們身邊的反粒子的數(shù)目大大小于粒子一樣。穿越了地平線的反粒子被黑洞禁錮，肯定會與已被禁錮在那里的粒子發(fā)生湮滅。而在地平線之外的粒子得以存續(xù)。上面的結(jié)論就是：黑洞在蒸發(fā)，有物質(zhì)從黑洞內(nèi)部泄露出來。黑洞變得越來越熱，至今還一直休眠這的基本粒子們開始蘇醒并飛離黑洞；黑洞越小，量子場的能領(lǐng)被激發(fā)得越強，粒子以越高能的能量飛出黑洞。引力能量再一次被轉(zhuǎn)化成物質(zhì)與光。黑洞蒸發(fā)得越多，收縮得越小，會變得越熱。量子效應(yīng)讓黑洞蒸發(fā)，掉入其中的一切未必永遠被禁其中。
6、黑洞將自己最后的能量輻射出來（霍金輻射），黑洞輻射是人類至今為止獲得的，或許能證明自然界在大與小的世界發(fā)生交流這方面能被理論認(rèn)識的唯一證據(jù)。這也是量子引力理論可能存在的唯一暗示。
7、無論往黑洞里扔什么，最后被黑洞蒸發(fā)出來的都是無差別的質(zhì)量。因此，黑洞剝奪掉入其中物質(zhì)所攜帶的一切信息，除了質(zhì)量。
8、大尺度的黑洞蒸發(fā)難以探測，一方面是由于霍金溫度比絕對零度高千萬分之一度，難以精確測量；另一方面，它遠遠低于宇宙微波背景輻射的溫度。直到今天，黑洞從來看不出來蒸發(fā)，因為它們正在被大爆炸時所殘留的背景余熱所掩蓋，甚至還從這余熱中吸收能量。
9、那么微小的黑洞呢？先說普朗克。牛頓的理論可解釋我們?nèi)粘３叨鹊纳?，愛因斯坦的理論對于非常巨大和高能的世界有解釋力，但在微觀世界，就是普朗克理論的天下。普朗克常數(shù)告訴我們大概在什么尺度上，量子效應(yīng)開始出現(xiàn)。普朗克常數(shù)包括三個常數(shù)，一個是質(zhì)量單位，一個是長度單位，再一個時時間單位。普朗克質(zhì)量為一克的100萬分之21；普朗克長度為一米的一萬億億億億分之一；普朗克時間是一秒的一百億億億億億分之一。它們對應(yīng)的是什么？門檻。只要低于這些門檻，引力與量子物理學(xué)就無法脫離對方單獨適用。它意味著普朗克尺度給出了最小黑洞的尺寸極限。
10、因此，我們科學(xué)能想象的最小黑洞的質(zhì)量大約為一個普朗克質(zhì)量，這個黑洞的體積是直徑為一個普朗克長度的球體，這個黑洞蒸發(fā)的時間是一個普朗克時間。以我們的技術(shù)，造出這么個黑洞，需要的粒子加速器有我們整個星系這么大。這已經(jīng)超出了我們的能力。
第七部分 邁向已知世界之外的第一步
第1章 回到起點
1、很久以前，甚至物質(zhì)、光和其他我們所知道的東西都尚未形成時，在可見宇宙之外，大爆炸之前，存在著一種場，充滿了整個宇宙，帶著相互排斥的作用力——與引力相反。那個場非常強大，它引發(fā)了一段極為劇烈的膨脹期。那次膨脹將早期宇宙的不同部分以遠遠高于光速的速度炸開，所以今天看起來距離非常遙遠，過去絕對不應(yīng)該有接觸的地方，實際上曾經(jīng)緊貼在一起。
2、然后發(fā)生了大爆炸，它所帶愛的所有新的場、粒子和作用力攜帶者都在正在消退的暴脹場中產(chǎn)生，而暴脹場則慢慢沉寂下來。我們的宇宙膨脹開始了。正常速度的膨脹，而不是暴脹。暴脹場并未完全消失，引發(fā)大爆炸消耗了它所含的太多能量，它已無法再對所有東西產(chǎn)生任何影響，直到……80億年之后。
3、大爆炸80億年后，暴脹場所產(chǎn)生的物質(zhì)已經(jīng)足夠稀釋，沉寂中的暴脹場再次醒來，帶來極大效應(yīng)：它對抗引力的作用引發(fā)了宇宙的加速膨脹。
第2章 許多大爆炸
1、暴脹時期發(fā)生在大爆炸之前，暴脹場將曾經(jīng)非常微小的宇宙在一個短到無法想象的時間里變到非常巨大。暴脹場和它的基本粒子（暴脹子）隨后通過E=mc2的比例衰變?yōu)榧兡芰?，釋放出巨大能量，宇宙變得無比熾熱。這就是大爆炸開始的情景。暴脹場的物質(zhì)變成了能量，將后來構(gòu)成我們今天一切事物的各種場激發(fā)出來。
2、在暴脹場中，也會有量子起伏，這意味著它能自發(fā)創(chuàng)造一個小規(guī)模的宇宙。或者兩個?；蛘咴S多。在所有地方。這個過程被稱為永久暴脹。早已存在的宇宙中又出現(xiàn)了新的宇宙氣泡，在那里，暴脹場的真空量子躍遷到另一個狀態(tài)，另一種真空。氣泡宇宙中的氣泡宇宙，里面還有氣泡宇宙。這種宇宙之中誕生新的宇宙的理論是多重宇宙學(xué)說之一。
3、對于那些想知道宇宙如何開始的人，永久暴脹理論聽起來不會令人滿意，因為不存在真正的開始，它只是泡泡，從一開始就是這樣，始終如此。
第3章 宇宙無疆
1、哈妥——霍金宇宙波函數(shù)給出了宇宙在數(shù)學(xué)上的初始條件。這從數(shù)學(xué)上解決了我們的宇宙如何從一無所有中出現(xiàn)。
第4章 一片尚未被探索的現(xiàn)實
第5章 一個關(guān)于弦的理論
1、量子理論被用于弦上，那個在你眼前扭動的東西或許是宇宙中最基本的理論，它是量子弦。弦振動產(chǎn)生的是光，一顆光子，電磁作用力的攜帶者，這是開放的弦。
2、另一根弦的振動與上面的不一樣，它是閉合的。它的基本振動所對應(yīng)的是引力子……
3、在弦理論中，粒子就是弦的振動。
4、從牛頓到愛因斯坦，你放棄了宇宙是靜態(tài)的和一成不變的，以及引力是一種作用力的想法，你不得不引進時空這一概念，三維空間與一維時間交織在一起，成為四維的時空這一單一概念，而且時空自身還在質(zhì)量與能量周圍變形。從牛頓到量子物理學(xué)，你不得不放棄粒子是一個固定的點，你必須引入波、場、不確定性以及不同歷史這些概念。現(xiàn)在，從引力理論、量子場理論到弦理論，你必須將所有一切基本概念轉(zhuǎn)化成由閉合的或開放的弦所構(gòu)成的理論。你在這里必須放棄的是現(xiàn)實只有四維的觀念。弦無法存在于一個只有四維的時空之中。它們需要更多空間。它們生活在一個十維宇宙之中。
5、你已經(jīng)在你的宇宙之外。你看見了你的整個宇宙。從另一個維度上。你看到了開放的弦的一端都連在你的宇宙上，而那些閉合的弦，那些環(huán)，以引力方式振動的弦，則能夠自由出入你的宇宙，從宇宙中離開……你看見了你的宇宙之外的平行宇宙。那些環(huán)狀的弦從一個宇宙移到另一個宇宙，顯然兩者之間可以通過引力存在交流。
【到此為止吧，我的想象力跟不上了，這部分光靠文字恐怕是不可描述的。全書完?！?
