放心，从这本书了解宇宙，不用学习高数

你有多久没有抬头仰望星空了？

浸淫在异常发达的工业世界中，我们对于宇宙的理解似乎更多存在于科幻大片，纵然天体奇观的画面已经远远超越了人脑的想象空间，但也只是成为装点影片的华丽外衣。

也许我们对宇宙最朴素的好奇还要从第一次与银河会面开始：小时候进入天文馆的投影穹幕，造型奇异的投影仪机械地转动，将无数星光铺满小朋友的头顶。

从此刻开始，宇宙给小小的人类带来了第一场震撼。从那以后的很长一段时间，头顶这片安静深邃的天空，便充满了诱人的秘密。

宇宙是如何开始的？我们为何存在于宇宙之中？宇宙的尽头是什么？宇宙的结局会如何？

宇宙诞生之初，无尽的能量转化为物质，粒子成对地产生、成对地湮灭，按照理论，正反物质应该等量存在。然而，如今的宇宙却由物质主导，反物质似乎已踪迹难寻。

1998年，通过对遥远超新星爆炸的观测，科学家们惊讶地发现宇宙不仅在持续膨胀，而且并未在引力的拖拽下减速，反而呈现出加速膨胀的趋势。这股驱使宇宙加速的神秘力量，被称为“暗能量”。与此相对应，宇宙中弥漫着神秘的“暗物质”，其总量竟是所有可见星系的五倍之多，然而，在粒子物理的“元素周期表”上，它们却找不到属于自己的位置。

同样在1998年被发现的“中微子振荡”现象，或许揭示了为什么反物质在138亿年前的某个时刻消失，从而为地球和人类的诞生创造了稳定的条件。

更神奇的是，整个宇宙展现出一种非同寻常的均匀状态，科学家们普遍推测它曾经历过一次特殊的“暴胀”过程，但遗憾的是，尚未找到直接证据来证实这一猜想。

2012年，人们终于发现了半个世纪前预言的希格斯玻色子，这个神奇的粒子赋予所有物质以质量，因此被誉为“上帝粒子”。有观点认为，推动早期宇宙暴胀的力量很可能也源自希格斯玻色子，然而，我们发现的这个希格斯玻色子似乎与预期中的并不完全相同。

围绕“暗物质”“反物质”“暗能量”等宇宙谜题的讨论，都会在今天这本由日本著名物理学家村山齐教授撰写的长销科普名作《宇宙是什么》中详细呈现。

这本书以破解“宇宙的本原与法则”为线索，结合基本粒子物理学与宇宙学的研究，用推理小说般的行文呈现了宇宙的起源、可能结局以及底层构造，细致描绘了人类追寻宇宙之谜的壮阔历程。不仅描绘出了宇宙的整体图景，还探讨了当前宇宙研究中待解决的关键问题，是了解宇宙的科普佳作。

虽然已经出现了一大堆诸如“基本粒子物理学”“宇宙学”“反物质”这类不算“人话”的词，但放心，这本书足够科普，足够简单，就算物理数学知识统统还给了初中老师，阅读起来也毫无压力。

什么是支配宇宙的基本法则？

如果宇宙与地上世界被视为不同的世界，那么它们的物质构成和基本法则也将存在差异，导致我们在思考这两大主题时需要采取不同的视角。然而，事实上我们知道“天上”和“地上”是由相同的物质构成的，这意味着支配这些物质的物理法则是相同的，“天上”与“地上”并无本质差别。因此，针对“地上”世界的物质本原的基本粒子研究，与“天上”的宇宙研究紧密相连。

从理论上来讲，两个研究领域也是有着逃不开的关系。

该观点认为宇宙自诞生后逐渐膨胀至现在的规模。也就是说，大爆炸发生时的宇宙可能就是一个极小的空间，这正是基本粒子的世界。所以，二者看似处于自然界的两个极端，但实际上就像希腊神话中的“衔尾蛇”，换而言之，“不断追寻宏大宇宙的尽头，最终却发现那里是微小的基本粒子; 不停去寻找最小的物质，最后却发现那里是张着血盆大口的宇宙。”

“暗物质”在哪里？

在我们看不到的宇宙里，有一种叫做“暗物质”的东西，它的数量比我们能看到的所有构成物质的原子加起来还要多5倍！是不是很神奇？虽然我们看不到它，但它确实存在，并且对宇宙有很大的影响。

暗物质有一种力量，叫做“引力”。这种力量就像是一个大磁铁，把太阳系吸在银河系里，不让它飘走。如果没有暗物质的这种引力，太阳系就会像没有系好的气球一样，飘离银河系。

所以，暗物质虽然看不见，但它对宇宙和太阳系来说都非常重要！

“暗物质”又叫作“WIMP”，是一个奇怪的名字，但它其实是科学家起的一个可能的“代号”。这个代号的意思是“弱相互作用大质量粒子”。

暗物质比中微子还要难以被发现。中微子已经是一种很难找到的粒子了，但暗物质比它还要难找！这是因为暗物质不仅重，而且几乎不和其他粒子“打交道”，也就是说，它几乎不和其他粒子发生反应。因为暗物质的质量非常大，所以我们现有的粒子加速器都无法制造出来。粒子加速器就像是一个“粒子工厂”，可以制造出很多不同的粒子，但暗物质太重了，这个“工厂”造不出来。

那么“暗物质”从哪来？宇宙大爆炸产生了很多很多的基本粒子，这些粒子就像是构成我们周围一切物质的“小积木”。但是这些“小积木”大部分都已经消失了。不过，还是有一些“小积木”残留了下来，没有消失。科学家们认为，这些残留下来的“小积木”可能就是我们现在说的暗物质。所以，暗物质可能就是宇宙大爆炸时产生的那些残留至今的基本粒子。虽然我们现在还看不到它，也摸不着它，但科学家们相信它确实存在，并且对宇宙有着很重要的影响……

关于宇宙的一个个谜团似乎都通过科学家们的智慧和努力逐一得到了解决。然而，就在标准模型接近完善之际，新的、无法用该模型解释的谜题又接连不断地涌现。原本以为前方不远处就是终点，却没想到那个终点只是途中的一个站点……这是物理学领域在每次取得突破时都会出现的熟悉模式。就像宇宙的“尽头”会随着宇宙的膨胀而变得越来越遥远一样，终极的真理似乎也总是遥不可及，但这恰恰是人类精神最闪耀之处。

因此，当时代的人们忙于追逐地上的六便士时，不妨在休息之余，抬起头仰望星空，或许会有新的发现和感悟。

内容简介：宇宙由什么构成？我们以及我们的世界为何会存在？本书为著名物理学家村山齐教授关于“宇宙是什么”的长销科普名作。书中以破解“宇宙的本原与法则”为线索，结合基本粒子物理学与宇宙学的研究，用推理小说般的行文呈现了宇宙的起源、可能结局以及底层构造，细致描绘了人类追寻宇宙之谜的壮阔历程。此外，作者带领读者探索了“额外维度”“暗物质”“反物质”“暗能量”等宇宙谜题，不仅描绘出了宇宙的整体图景， 还探讨了当前宇宙研究中待解决的关键问题，是了解宇宙的科普佳作。

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