物理科学的核心是什么？其奠定基础和指导发展的理念是什么？客观实在的概念有意义吗？如果有，我们的物理科学理论有效地接近它了吗？
本书是一位世界著名的宇宙学家关于这些问题的持续思考。他以宇宙学为例，结合自己的科学实践经验，深入探讨了科学的本质这一重大问题。
作者追溯了自爱因斯坦以来的科学家对科学本质的思考，简明地阐述了一些基础的科学研究工作假设，并详细回顾了爱因斯坦的相对论和宇宙学原理，大爆炸理论，以及暗物质、宇宙学常数等问题，由此揭示出人类通过越来越严格的检验，以接连近似的方式接近客观实在的证据——这就是作者所发现的“全部的真相”。
本书最重要的现实意义就在于，将贯串科学研究过程的科学精神和科学思维方法，通过对现代宇宙学中一系列重大发现过程的讲述真实地呈现在读者面前，从而让读者深深体会到，科学并不仅仅是一些专业知识和技术，更包括获得这些知识和技术的方法，以及看待和探索这个世界的思想方法。

P.J.E.皮布尔斯（P.J.E.Peebles，1935.4.25-），美国物理学家和理论宇宙学家，现代理论宇宙学创始人之一，美国艺术与科学院院士，美国国家科学院院士，普林斯顿大学阿尔伯特·爱因斯坦科学荣誉教授和物理学荣誉教授。
2004年获得邵逸夫天文学奖。2005年获得克拉福德奖。2019年获得诺贝尔物理学奖，以表彰其在“使我们理解宇宙的演化和地球在宇宙中的位置方面”的贡献，这主要包括他在大爆炸模型，宇宙微波背景辐射，暗物质，暗能量，以及宇宙结构形成等方面的理论成就。
他的《物理宇宙学》《宇宙的大尺度结构》《物理宇宙学原理》等已成为宇宙学领域的经典教科书。另著有《宇宙学的世纪》等。

前言
第1章 关于科学与实在
1.1 一个世纪前的思考
1.2 关于社会建构、经验建构与循环建构
1.3 科学哲学
1.4 物理学的工作假设
第2章 物理学的社会本质
2.1 多重发现
2.2 建构
2.3 科学知识社会学
第3章 广义相对论
3.1 发现
3.2 社会建构
3.3 早期检验
3.3.1 水星轨道
3.3.2 引力红移
3.3.3 光的引力偏折
3.4 经验确立
3.5 收获
第4章 爱因斯坦的宇宙学原理
4.1 爱因斯坦的均匀静态宇宙
4.2 均匀性的证据
4.3 分形宇宙
4.4 收获
第5章 热大爆炸
5.1 伽莫夫的热大爆炸宇宙学
5.2 稳恒态宇宙学
5.3 大爆炸的残余：氦
5.4 大爆炸的残余：辐射
5.4.1 意外发现的星际氰激发
5.4.2 迪克的探索
5.4.3 贝尔微波接收器上意外发现的辐射
第6章 ΛCDM理论
6.1 初始条件
6.2 空间截面的曲率
6.3 宇宙学常数
6.4 暴胀与巧合性
6.5 重子与不发光物质
6.6 暗物质
6.7 CDM理论
6.8 ΛCDM理论
6.9 困惑
6.10 解决
6.10.1 红移—星等关系
6.10.2 物质与辐射分布中的模式
6.10.3 定量检验
第7章 从科学进步中学到的经验
7.1 ΛCDM理论的发现看似是必然的
7.2 建构与科学大战
7.3 ΛCDM的多重发现
7.4 疑问
7.5 未来
7.6 关于实在
注释
参考文献
译后记

我们所从事的自然科学
研究，其核心是什么？我说
我们是在寻求实在的本质，
但这又是什么意思？你不会
从一线科学家那里找到现成
的答案，因为他们更愿意解
决手头研究工作中出现的问
题。然而，哲学、社会学以
及科学史中的一些思路，可
以很好地描述我所看到的科
学活动的核心。通过宇宙学
中的种种示例，我想要解释
这样一种描述宇宙从炽热、
致密的状态膨胀而来的理论
。
半个世纪前，我开始从
事宇宙学研究。那时，这个
学科中满是一些凭空猜测，
而相关证据寥寥无几。如今
，我已亲眼看到它发展成为
物理科学中一门完善的分支
学科。这样的经历不仅促使
我反思在遇到一些大致可以
合理定义的问题时该如何去
解决，更促使我反思自己与
同行们一直以来从事的事业
以及我们的收获。本书正是
这种反思的结果。
对于那些不熟悉物理学
行话但又有兴趣了解科学家
的工作与动机的读者，我希
望本书可以让他们读得懂。
科学界的同行看到我在此讨
论一些社会学和哲学方面的
问题，还讨论自然科学中支
持客观物理实在（reality）
的证据，或许会感到惊讶。
这些并非我的同行所熟悉的
话题。但我觉得，为了更全
面地理解我们正从自然科学
研究中学到的东西，这些内
容是至关重要的。我并不试
图评价科学哲学与科学社会
学中关于实在的思想，但我
希望这些领域的专家会有兴
趣看到，他们学科中的一些
观点是如何在自然科学实践
中寻得共鸣的。
科学家对自身的学科也
有不同的思考方式。在众多
种类当中，我站在经验主义
者一边。我喜欢看到争论通
过测量得到解决。尽管我的
经验主义倾向使我只关注实
验或观测对物理学理论进行
检验的情况，仅此而已，但
我也认识到，好奇心驱使的
科学研究提供了很好的证据
来支持这样一个抽象概念：
客观实在（objective reality
）。这一概念用在科学中时
，是可以通过科学方法的失
败来证伪的。但它永远无法
被证实，因为经验证据的准
确性总是有限的。本书的主
题如下：在物理宇宙学这一
有解示例（worked
example）中展现出的那些
自然科学的经验结果汇聚成
一个令人信服的理由，它可
以支持不依赖于观测者的实
在。在科学中我们最多只能
做到这样。
自然科学是如何发展到
今天的地步，而我们又是如
何找到支持客观实在的理由
的呢？我对此问题的看法发
生重要转变，源于我认识到
物理学中一种司空见惯的经
历：当你产生一个有趣的想
法后，很有可能别人已经谈
论过它；或者，如果消息传
播得不够快，那么别人也将
独立地想到它。例如，查尔
斯·达尔文（Charles Darwin
）和阿尔弗雷德·华莱士
（Alfred Wallace）各自独
立地提出了自然选择下的进
化这一概念。这是另一个科
学分支里的例子，但就连我
也早已知道了。我在研究生
时期就已经注意到物理科学
中的另外一些例子，但直到
最近才开始思考它们。我不
觉得我的经历在这一问题上
有什么特殊。其实我也从未
听到物理学家谈论我们能从
多重发现（multiple
discoveries）这一现象中学
到什么。但我逐渐认识到，
达尔文和华莱士能同时萌生
自然选择这一想法，这件事
本身就进一步支持了该想法
的合理性。毕竟，他们两人
都通过扎实的工作，各自独
立地注意到了相关证据。同
样，在对宇宙大尺度性质（
large-scale nature）及其演
化的探索中，数量相当可观
的多重发现本身就意味着：
这些证据为我们的思考将我
们引向的那些方向给出了合
理的动机。
我想知道是什么人认识
到，这些多重发现是评价自
然科学时需要考虑的一种现
象。这样的疑问将我引向了
社会学家。他们认识到了这
一现象，而且我发现自己需
要从社会学的书中学习一些
关于物理科学实践的东西。
这些书又将我引向一些哲学
书，在此之前我从未想过要
参考这类书。
……
我非常幸运能够最终任
职于一所大学——普林斯顿
大学。在这里我可以向满怀
兴趣的学生讲授物理学，还
可以和常常让我深受启发的
同事一起工作。对我来说（
对其他许多人也一样）、最
重要的是这里有物理学教授
罗伯特，亨利·迪克
（Robert Henry Dicke）。
认识他的人都叫他鲍勃。
1958年，我从曼尼托巴大
学毕业后作为物理学研究生
新生来到普林斯顿，本打算
从事粒子物理学研究。非常
幸运的是，我在曼尼托巴的
同学鲍勃·摩尔（Bob
Moore）邀请我一起参加迪
克的研究组会，探讨如何改
进引力物理学和相对论的经
验基础。好多诺贝尔物理学
奖，包括我获得的在内，都
源于迪克的课题组。这些都
印证了迪克的远见卓识。
我在这样一个根本不可
能产生什么经济效益的研究
领域中投入如此多的时间和
精力，而普林斯顿大学的领
导层从未对此表示过任何顾
虑。在我看来，这正体现了
社会对这类研究的重视。这
是一种在好奇心驱使下，对
我们周遭的宏观和微观世界
所做的探索。
一线的科学家或许可以
考虑花几个晚上来读一下这
本书，了解一下在我看来他
们一直从事的事业的核心是
什么