大爆炸之前是什么？未来宇宙又将向何处演化？会发生所谓的大收缩吗？关于这些问题，虽然目前都还没有确定性的答案，但已经有了不少相互竞争的理论。在本书中，物理学家、作家托尼·罗思曼带领专业人士和普通读者，对宇宙的性质和起源中最引人入胜的神秘之处展开探索。
现代的宇宙学家们很忙，他们正在积极研究暗能量、暗物质和量子引力，这些都是我们对空间、时间和宇宙规律理解的基础。罗思曼运用深思熟虑的类比和循序渐进的方法，解析了我们已经知道的和尚未了解的问题，详细介绍了科学家们用于解决自然之谜的开创性实验技术，这些谜题既极其基础性又有令人惊叹的复杂性。在罗思曼的叙述中，现代宇宙学被证明是一张由理论预测和精确观测交织形成的错综复杂的网，从而构建了科学史上最为坚实的理论——大爆炸理论。同时，罗思曼谨慎地将已确立的物理学与猜测相区分，并在此过程中突出了当前的争议和未来探索的途径。
大爆炸理论已经形成将近一个世纪了，然而每年都产生新的谜团。这就是科学进步的本质：每一个开创性的发现，每一个创新的解释，都会引发更新、更基础的问题。罗思曼对人类所掌握的宇宙知识的进行了总结，并鼓励读者思考未来的宇宙之谜。

陈冬妮，北京天文馆副馆长，国际天文学联合会（IAU）会员，中国天文学会会员，北京天文学会副理事长。2001年毕业于北京师范大学天文系，同年在中国科学院上海天文台“中德马普青年伙伴小组”硕博连读，师从景益鹏研究员，研究方向为宇宙大尺度结构、星系形成等。2002年至2004年在德国马克斯·普朗克天体物理研究所访问。2006年获理学博士学位。专业为天体物理。其后在北京天文馆专职从事天文科学传播工作。

导言 为什么不是一无所有？
第一章 引力、南瓜和宇宙学
第二章 狭义相对论
第三章 广义相对论——宇宙学的基础
第四章 膨胀的宇宙
第五章 宇宙学的罗塞塔石碑：宇宙背景辐射
第六章 原初宇宙汤
第七章 暗黑宇宙
第八章 更暗黑的宇宙
第九章 星系与我们同在
第十章 宇宙管风琴
第十一章 第一次闪烁：宇宙暴胀
第十二章 暴胀还是不暴胀
第十三章 大收缩和大反弹
第十四章 为什么需要量子引力？
第十五章 多重宇宙和玄学
致谢
索引
拓展阅读
托尼·罗思曼其他作品目录
英文原版

为什么不是一无所有？
这是一本有关大爆炸（
能够想到的最宏大的主题）
的小书。它是本有关宇宙学
的书，与电视剧（译者注：
《生活大爆炸》）无关。关
于宇宙学，按照宇宙学家的
定义，是将宇宙作为整体，
研究它的结构和演化的一门
学科。在过去的一个世纪里
，宇宙学越来越多地意味着
对早期宇宙的研究——研究
星系起源、分析质量最轻的
化学元素、观测充斥着所有
空间的热辐射以及探索那些
我们不能直接看到的极端奇
异的现象——暗物质和暗能
量。总的来说，宇宙学家关
心的是我们宇宙诞生后最初
的10亿年、几年，甚至是不
足一秒所发生的事件。宇宙
学可以精确地表述为研究宇
宙起源的理论——大爆炸。
在有些时候宇宙学被称
为物理学与哲学的交汇之地
，这种说法在很大程度上是
正确的，而且是不可避免的
。当我们深入研究时，会发
现所有科学研究都是在提出
问题，追寻问题的答案。如
果我们对问题追问得足够深
入，那么终究无法摆脱“无
解”的命运。在这个难题面
前，宇宙学独领风骚。当开
展一场有关大爆炸的对话时
，任何一位非宇宙学家（大
多数人）提出的第一个问题
都是“大爆炸之前是什么？”
这是个自然而又正确的问题
，但目前还没有答案，而且
这种无解的状态恐怕要一直
持续，直至我生命的尽头。
然而我的计划是摆出这
些由外行提出的问题，还有
其他的问题，尽量用最简单
的方式来回答。因为这本书
主要是为那些对科学有好奇
心但又缺少科学和数学背景
的读者而写，我的同事们会
觉得本书既不严谨又不完整
，但我的目标并非覆盖尽可
能多的领域，而是阐明一小
块领域——如果可以的话。
为了实现上述目的，我
尽量把专业术语的用量降至
最低，尽管不得不引入一定
数量的公式，并非会让每一
位读者都满意，但本书中没
有任何一个公式会比描述一
条直线的公式更复杂；其他
一些复杂的信息，我都把它
们扔到脚注里了。我还假设
读者能够理解基本的草图，
并且愿意读懂非常详细的论
证。另外，爱因斯坦有无数
从未说过的名言，我同意那
句：你应该让事情尽可能地
简单，但不要过于简单。过
去几年，我已经相信确实存
在一定的认知水准，低于这
个水准有些事情就不可能简
单；对于宇宙学来说，这很
大程度源自其天然的数学属
性。如果我无法用可以理解
的物理概念来解释数学的话
，那么我就不去尝试了。
虽然本书不会提及任何
涉及真正数学的内容，但其
目的之一就是让你相信现代
宇宙学是建立在坚实基础之
上的恢宏之作，你应该成为
其坚定的信仰者。本书的每
一章都与前文环环相扣，因
此阅读应该从第一页开始。
如果你只对结局感兴趣，那
么你就会变得十分没有耐心
。
正如我之前所说，宇宙
学确实提出了深邃的问题。
在进行现代大爆炸理论的概
念性支撑的探索中，我认为
不应该回避这些问题。一位
导师曾说：“如果你提出一
个愚蠢的问题，你可能会觉
得自己很愚蠢。但如果你没
有提出一个愚蠢的问题，你
依然很愚蠢。”
不可避免地，随着本书
内容的深入，问题将会比答
案更多。毕竟，当你沉思那
些无法衡量的问题时，从最
简单的问题“大爆炸之前是
什么？”到终极难题“为什么
不是一无所有？”之间只有
一步之遥。考虑到千年来人
类已经以这样或那样的方式
不停地追问过这个问题的答
案而仍然没有能达成共识，
那么也没有理由希望会在本
书里找到答案。事实上，如
果你向任何一位诚实的宇宙
学家提出这个问题，你能得
到的回答只有一个“我不知
道”。一个更简单的问题是“
那些电视节目中白板上的公
式有什么意义吗？”，答案
是肯定的。个人经验告诉我
们，宇宙学家还没有做好回
答任何有关化妆品的问题（
译者注：宇宙学
家“cosmologist”与化妆
品“cosmetics”的英文单词有
同样的词根，作者说的是反
话）。
……
宇宙学家试图用与天文
学家、天体物理学家同样的
办法重建宇宙的演化：用纸
笔或计算机，依赖已有的物
理规律，以数学自洽的形式
构建所研究系统的模型，再
核对模型结果与观测数据是
否一致。其研究的系统可以
是某个星系团或者是宇宙整
体。如果我们的模型预测与
观测相吻合，那么我们就走
出研究室去喝酒庆祝了。反
之，就要回头查找模型中是
否存在数学错误。假如没发
现数学错误，我们再去查找
概念错误。如果最终没有一
个模型能够与观测吻合，我
们就会加入新的现象。如果
新的现象改进了结果，我们
就会请负责观测的同事开始
探测。
任何一位科学家最不愿
意做的事，就是在穷尽各种
平凡的解释之前，在现有模
型中加入奇奇怪怪的新现象
。但当考虑宇宙大爆炸之后
极早期的瞬间时，就呵呵了
……
此刻，你可能会对天文
学家和天体物理学家转身离
开，交由宇宙学家接手的精
确时刻感到困惑。这里没有
明确的边界，通常研究其中
一面的科学家，也了解很多
另一面的信息。最重要的差
别就是“尺度”。如前所述，
传统而言，天文学家和天体