前言

為何要為宇宙作傳？

　　30多年前，當(dāng)我開始寫科普讀物的時候，在我看來，我面對的是明確的事實，就像牛頓定律、大陸在地球表面漂移、恒星通過內(nèi)核深處的核聚變過程釋放能量等如此種種的科學(xué)現(xiàn)象一樣。后來，當(dāng)我越來越多地轉(zhuǎn)向科學(xué)史與傳記，發(fā)現(xiàn)科學(xué)探索都必然在一定程度上具有主觀性，而且可以從多種角度進(jìn)行闡釋，這引起了我的興趣。我們不可能寫出惟一正確的科學(xué)史（或其他任何史），因為我們并不擁有所有的事實；我們必須通過猜測填補(bǔ)空缺，即使這種填充是在進(jìn)行了深入研究，并且充分利用我們擁有的所有事實的基礎(chǔ)上作出的。同樣，也不可能寫出關(guān)于某個人的惟一正確的傳記（即使那人現(xiàn)在還活著），因為人的記憶總會出現(xiàn)差錯和遺漏。再后來，我認(rèn)識到，在嘗試撰寫宇宙的歷史或傳記的時候，也會受到同樣的限制。雖然我們知道自大爆炸發(fā)生以來關(guān)于宇宙的許多演進(jìn)歷程，而且在某些情況下還相當(dāng)精確，但是這些知識中總是存在空缺，此時就必須通過猜測來弄明白期間發(fā)生了什么。所以，對于宇宙，永遠(yuǎn)不會有單一而明確的歷史或傳記，而只會有不同的，或多或少帶有主觀性的關(guān)于其歷史的闡釋。

　　這使我想到，我可以使用傳記的手法，寫下宇宙的起源、演變和它未來可能的命運(yùn)。我可以提出有關(guān)這一主題的基本問題，盡自己所能回答它們，并在空缺的地方基于我的學(xué)識進(jìn)行猜測。宇宙是如何開始的？構(gòu)成我們的物質(zhì)粒子從何而來？星系從何而來？恒星和行星是如何形成的？生命是如何開始的？對這些問題，我們只有臨時的答案（有些比其他更臨時）但是在接下來的十年內(nèi)，這些答案都有可能隨著科技的進(jìn)步得到顯著的改善。我們所擁有的臨時答案，已經(jīng)比沒有答案要好得多了；此外，這些答案是如何獲得的，本身就是值得討論的話題，而且它們有可能在未來的十年里成為報紙的頭條消息。

　　當(dāng)我在寫自16世紀(jì)以來的科學(xué)史的時候，我用的是與本書不同的傳記方法，關(guān)注的是科學(xué)家個人的生活和成就。本書寫作之初，我也曾打算使用那種方法，希望通過關(guān)注個人的貢獻(xiàn)，使大家了解現(xiàn)在的科學(xué)研究的方式。但是現(xiàn)在的科學(xué)家進(jìn)行科研的方法已經(jīng)完全不同了。我拜訪的科學(xué)家越多，就越是意識到，僅僅在我個人的一生中，科學(xué)研究就已經(jīng)發(fā)生了極大的變化。如今，物理學(xué)中，單個的科學(xué)家一般都關(guān)注相對較小的問題，而且是在相當(dāng)大的工作團(tuán)隊中做研究，因此往往很難確定個人具體的貢獻(xiàn)，也很難說少了哪個人或換上別人某個科研項目就不會成功。整體已經(jīng)大于各部分之和，這就是如今物理學(xué)界的現(xiàn)狀，它告訴了我們周圍的宇宙為何是如此的形態(tài)。這個故事最吸引人的地方，就是生命起源之謎現(xiàn)在完全屬于物理學(xué)的范疇（而且它已經(jīng)不像以前那么神秘了）。

　　只有在拋開個人的貢獻(xiàn)，學(xué)會總攬全局之后，這一成就的真正規(guī)模和意義才變得那么明顯。這將是一個有趣的科學(xué)傳記，但它是關(guān)于宇宙本身的傳記，而不是關(guān)于探索宇宙目前余下的奧秘的人的傳記。由于宇宙的生命還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有結(jié)束，我選擇的時間段是自宇宙初始之時，即眾所周知的大約140億年前發(fā)生大爆炸之時，到地球上生命開始出現(xiàn)，即距離大爆炸100億年后。此外，我也忍不住要一窺未來，看看地球以及整個宇宙有何種命運(yùn)，這一話題想必是我們星球上的居民都關(guān)心的。

　　這個故事的輪廓，其中的一部分此前也已經(jīng)勾畫過，但是21世紀(jì)科學(xué)的特點在于，它已經(jīng)為當(dāng)初的輪廓填充上了精確的內(nèi)容（有些還隨時在發(fā)生顯著的變化），確定宇宙的狀態(tài)的關(guān)鍵數(shù)字，已經(jīng)精確到了百分之幾，甚至是百分之一。同時，宇宙理論的全景中，有一部分顯示出已經(jīng)達(dá)到了驚人的精度，例如，在實驗室測量到的中子的屬性（原子核的一個組成部分）與大爆炸中發(fā)生的事件，以及現(xiàn)在在恒星中發(fā)現(xiàn)的氦的數(shù)量都密切相關(guān)。反過來，恒星中氦的量，影響到了我們大家身體中的化學(xué)元素的生產(chǎn)，并且與生命的起源產(chǎn)生了聯(lián)系。這是我將本書稱作傳記而非歷史的另一個原因。它涉及生命的起源，并回答了我們自身起源的根本問題雖然在最初的章節(jié)里這并非那么明顯。

　　這本書是宇宙的一種傳記，而非惟一正確的宇宙?zhèn)饔洝５�盡管它在一定程度上包含假想的成分，但我希望大家不要將其看作完全是我個人的幻想而棄之不顧。書中的事實遠(yuǎn)超過假想。像所有優(yōu)秀的傳記作者一樣，在描述關(guān)于宇宙的這一新的認(rèn)識，并探討我們在其中所處的位置之前，我需要先敘述一下物理學(xué)家對宇宙的運(yùn)行方式確切了解些什么，并強(qiáng)調(diào)一下我們認(rèn)為自己了解的，以及我們以為自己了解的之間所存在的區(qū)別。

　　約翰·格里賓

2006年5月