揭示138亿年来宇宙诞生和进化的奥秘

书名：幸运的宇宙

定价：79.00元

作者：杰兰特刘易斯

出版社：中信出版集团

出版日期：2018-06

页码：392

装帧：精装

开本：16开

ISBN：9787508687476

《幸运的宇宙》的两位作者都是享誉国际的天体物理学家，更是成功的科普作家，这保证了这本书的内容兼具观点的前瞻性和阅读的趣味性。

对人类来说，地球是目前已知的理想栖息地。这颗蓝色星球以适当的距离环绕太阳有规律地运动，空气中有氧气供我们呼吸，地面上有美味的动植物供我们摄取能量。不可否认，人类生活在一个幸运的宇宙中和一颗的星球上。在过去的40年中，科学家们已经找到种种证据证明，如果我们的宇宙在诞生之时哪怕和现在有稍许不同，恒星、行星和地球上丰富多彩的生命形式都将不复存在。这便是当下十分流行的“宇宙微调论”。

在这本书中，两位作者将带领我们展开一段长达138亿年的宇宙探索之旅。在旅途中，我们会乘坐着“时空穿梭机”去参观不同的宇宙，去发现大爆炸、暴胀、粒子、恒星、行星、星系、气体云、黑洞、生命产生的奥秘，去探寻爱因斯坦梦寐以求的自然规律。

《幸运的宇宙》里有许多你想问却又苦寻不到答案的问题：如果换一个宇宙，丰富多彩的生命会怎么样？如果没有微小的粒子，人类会怎么样？如果自然规律不存在了，万物会怎么样？如果基本力消失，蓝色星球会怎么样？ ……

宇宙就像巴赫的赋格曲一样美丽优雅，时间的节拍器赋予宇宙一定的运行节奏和规律。对人类来说，地球是目前已知的理想栖息地。这颗蓝色星球以适当的距离环绕太阳有规律地运动，空气中有氧气供我们呼吸，地面上有美味的动植物供我们摄取能量。但如果人类诞生在临近地球的金星或火星上，至多只能存活几秒钟。

不可否认，人类生活在一个幸运的宇宙中和一颗的星球上。在过去的40年中，科学家们已经找到种种证据证明，如果我们的宇宙在诞生之时哪怕和现在有稍许不同，恒星、行星和地球上丰富多彩的生命形式都将不复存在。这便是当下十分流行的“宇宙微调论”。

在《幸运的宇宙》中，两位作者将带领我们展开一段长达138亿年的宇宙探索之旅。在旅途中，我们会乘坐着“时空穿梭机”去参观不同的宇宙，去发现大爆炸、暴胀、粒子、恒星、行星、星系、气体云、黑洞、生命产生的奥秘，去探寻爱因斯坦梦寐以求的自然规律。

如果换一个宇宙，丰富多彩的生命会怎么样？如果没有微小的粒子，人类会怎么样？如果自然规律不存在了，万物会怎么样？如果基本力消失，蓝色星球会怎么样？ ……《幸运的宇宙》中有几十个“如果……会怎么样？”的问题，了解了这些问题的答案，你就知道了宇宙、生命和科学的奥秘。

序 ... V

前言 ... VII

章 如果换一个宇宙，丰富多彩的生命会怎么样？ ... 001

烘焙蛋糕和宇宙微调论 ... 004

阳光沙滩上的一场对话 ... 007

很难回答的简单问题 ... 012

金库密码与宇宙学 ... 029

大自然的基本常数 ... 030

第2章 如果没有微小的粒子，人类会怎么样？ ... 035

人体的构造 ... 037

生命的奥秘 ... 038

92种基本元素 ... 044

12种基本粒子 ... 046

粒子的质量 ... 049

形形色色的宇宙 ... 050

玻色子和费米子 ... 056

固态、液态和气态 ... 059

希格斯玻色子谜题 ... 061

小元素决定大宇宙 ... 066

第3章 如果基本力消失，蓝色星球会怎么样？ ... 067

4种基本力 ... 070

稳定谷 ... 088

消除一种基本力…… ... 094

第4章 如果宇宙的熵一直增大，银河系会怎么样？ ... 097

熵—宇宙的游戏规则 ... 100

地球引力塑造万物 ... 105

霍伊尔共振和生命起源 ... 116

宇宙的诞生和消亡 ... 123

第5章 如果没发生大爆炸，宇宙会怎么样？ ... 131

极简宇宙史 ... 133

7堂极简天文课 ... 159

奇点之谜 ... 178

宇宙暴胀的使命 ... 179

第6章 如果自然规律不存在了，万物会怎么样？ ... 183

量子力学入门 ... 186

的对称性 ... 195

镜像对称性和不对称性 ... 200

物质与反物质的不对称性 ... 207

其他耦合常数 ... 211

时间的本质 ... 212

3+1维度的宇宙 ... 222

用数学语言描述物理理论 ... 227

康威宇宙和生命游戏 ... 229

秩序和混沌 ... 235

第7章 如果微调论是成立的，外星生命会怎么样？ ... 239

第8章 如果万有理论出现了，“大问题”会怎么样？ ... 293

对话还在继续 ... 296

“宇宙本来就是这样” ... 297

更深层次的物理定律 ... 298

多元宇宙理论 ... 302

宇宙的设计者是谁？ ... 327

计算机中的模拟宇宙 ... 351

对话结束了 ... 355

致谢 ... 361

延伸阅读 ... 363

参考文献 ... 367

索引 ... 375

杰兰特·刘易斯，悉尼大学的天体物理学。本科就读于伦敦大学，后获得剑桥大学的天体物理学博士学位。他是一位享誉国际的天体物理学家，发表了200多篇有关各种物理学课题的论文，包括引力透镜效应、星系相食现象、宇宙的大尺度结构等。他也是一位成功的科普作家，经常发表公共演讲，出版科普图书，并通过推特和博客等社交媒体传播天体物理学的知识。

卢克·巴恩斯，悉尼大学天体物理学的博士后研究员，获得剑桥大学博士学位。

这本书的两位作者将会带领你踏上一段探索宇宙的恢弘历史和奥秘的旅程。旅途中，你会发现人性是构成我们所在的这个特殊时空、特殊星球、特殊构造的宇宙的不可或缺的部分，这是人类思考时空问题的重要前提。我不知道我们为什么在这里，但我知道这个宇宙非常美丽。这本书捕捉到了宇宙的神秘之美，并愿意分享给所有人。

——布莱恩·施密特（Brian Schmidt），2011年诺贝尔物理学奖得主

一场令人震撼的现代物理学之旅，小到原子，大到宇宙。如果夸克质量、基本力或宇宙常数有稍许不同，宇宙将会变成一片不毛之地。这本书图文并茂地解释了为什么我们生活的宇宙如此幸运。

——蒂姆·麦德林（Tim Maudlin），美国纽约大学

这本吸引人的书将许多物理学、天文学和宇宙学问题娓娓道来，并对“宇宙微调论”进行了开放性讨论，引申出诸多前沿理论，比如概率论、多元宇宙理论等。强烈推荐！

——乔治·埃利斯（George Ellis），南非开普敦大学

这本书是迄今为止关于“宇宙微调论”的既准确又通俗易懂的读物，非常适合没有任何相关学术背景的读者阅读。

——罗宾·柯林斯（Robin Collins），美国弥赛亚学院

无论你是不是科学家，都不影响你欣赏美丽的夜空，但宇宙远不只是美丽那么简单。科学家的目标就是揭示大自然内部的工作机制，以及影响宇宙各个部分的运动及相互作用方式的法则和性质。

科学经过几个世纪的发展，已经解决了很多有关宇宙基本力和基本构成的问题，但它现在正面临着一个看似简单的问题，而这个问题的答案可能会完全颠覆我们对于物质世界的看法。这个问题就是：“为什么宇宙刚好适合有智慧的复杂生命产生呢？”这似乎是一个奇怪的问题：我们的宇宙（或者至少是我们所在的这一部分）当然是适合人类生存的……我们就住在这里，不是吗？但是，宇宙有没有可能是另一种样子呢？会有多么不同呢？宇宙有没有可能是完全贫瘠、没有生命存在的呢？

也许你会问自己：“宇宙怎么可能会变得不一样呢？”答案是，宇宙物质和能量的基本法则是有可能发生变化的。优秀和深刻的物理学理论描述了宇宙的运转方式，但仍有未尽之处。尽管这些法则具有预测能力，但还是有理论家无法计算的基本参量，我们只能靠从实验中答案。这些尚未解释清楚的问题迫切需要人类形成更加深刻的认知。

就像创作虚构历史小说的作家一样，我们可以围绕宇宙提出一些假设性问题。更确切地说，如果与生俱来的基本属性完全不同，宇宙会变得多么不同呢？

这些假想的宇宙也许与我们身处的宇宙并没有多大的不同，所以我们会猜测它们同样适合人类生存。又或者它们完全是另一种样子，但有另一种形式的生命存在。

如果几乎所有的假想宇宙都是不毛之地，环境要么太原始要么太极端，完全没有任何生命存在呢？

于是，我们遇到了一个难题。在充满无限可能的海洋中，为什么我们的宇宙生来就有适合生命起源的条件呢？

这就是这本书要讨论的话题。