宇宙是什麼：探索宇宙的起源、結構與深層奧秘

宇宙由什麼構成？我們以及我們的世界為何會存在？

本書為著名物理學家村山齊教授關於“宇宙是什麼”的長銷科普名作。書中以破解“宇宙的本原與法則”為線索，結合基本粒子物理學與宇宙學的研究，用推理小說般的行文呈現了宇宙的起源、可能結局以及底層構造，細緻描繪了人類追尋宇宙之謎的壯闊歷程。此外，作者帶領讀者探索了“額外維度”“暗物質”“反物質”“暗能量”等宇宙謎題，不僅描繪出了宇宙的整體圖景， 還探討了當前宇宙研究中待解決的關鍵問題，是瞭解宇宙的科普佳作。

序章　極小又極大的世界　
1.宇宙是由數學語言寫成的　003
世界的兩極：1027與10-35　006世界是一條“銜尾蛇”　011

第1章　宇宙是由什麼構成的　
1.蘋果和行星遵循同樣的運動法則　017
2.蘋果皮上的宇宙空間站　020
3.前往冥王星：“旅行者號”的20年　022
4.光中的秘密：用陽光分析太陽的構成　024
5.幽靈般的中微子　026
6.每秒有數十萬億個中微子穿過我們的身體　029
7.所有天體的品質僅為宇宙的0.5%　034
8.“暗物質”佔據了整個宇宙的23%　036
9.佔據宇宙大部分的神秘能量　040
10.遠古的餘暉：大爆炸理論的證據　043
11.宇宙一直在加速膨脹　047
21世紀發現的未解之謎　048

第2章　世界的真相：尋找終極粒子！
1.日全食與愛因斯坦理論　053
2.暗物質的“地圖”　054
3.遠處的宇宙是過去的宇宙　057
4.光和無線電波無法通行的“厚牆”　059
5.從物質本原迫近宇宙起源　063
6.用電子的波觀測極小世界　066
7.量子力學的開端：光是波還是粒子？　068
8.圍繞原子核旋轉的電子是波！　071
9.電子顯微鏡與電子的波長　075
10.在加速器中創造初生的宇宙　076
11.我們生於超新星　078
12.原子的土星模型與盧瑟福實驗　080
13.誇克：無法再分割的基本粒子　083
14.標準模型：20世紀物理學的金字塔　084
15.第一代誇克：上誇克與下誇克　085
16.意外發現的神秘基本粒子　087
小林-益川理論：誇克至少有三代　091
18.負責傳遞“力”的基本粒子　094

第3章　支配宇宙的四種力（一）：引力、電磁力
1.引力、電磁力、強力和弱力　099
2.粒子以投接球方式傳遞力　104
3.品質可以轉換為能量　106
4.品質守恆定律的“破綻”　108
5.反物質：與物質性質相同、電荷相反　110
6.太陽的核聚變反應：將品質轉換為能量　113
7.不確定性原理：位置和速度無法同時測定嗎？　116
8.應用到電子技術的“隧道效應”　118
9.哥本哈根解釋：上帝似乎會擲骰子　120
10.費米子與玻色子　122
11.電磁力：讓原子與原子結合的力　124
12.電磁力由粒子吞吐光子來傳遞　127
13.電磁力的作用距離　128
14.物理學史上最精確的理論值　132

第4章　支配宇宙的四種力（二）：強力、弱力
1.預言了未知粒子及其品質的湯川理論　139
2.湯川粒子是在安第斯山的山頂被發現的　141
3.接踵而至的新粒子　143
4.“不會衰變的粒子”之謎　145
5.質子的壽命比宇宙的歷史還長　147
6.奇異的“奇異數守恆定律”　149
7.質子、中子和介子內部的秘密　150
8.誇克有三種顏色且無法單獨取出？　153
9.證實誇克理論的“十一月革命”　155
10.膠子：強力的傳遞者　158
11.誇克無法被取出的原因　160
12.誇克有活力導致體重增加？　162
13.弱力點燃了太陽　163
14.加速器“發現”了月球與高鐵　164
15.弱力的傳遞者　166
16.宇稱不守恆之謎　168
17.“左”與“右”存在本質區別！　171
18.小林-益川理論與“CP對稱性破缺”　174
19.“誇克至少有三代”中的深層秘密　176
20.圍繞“三角形”的實驗競爭　179
21.希格斯玻色子：基本粒子的品質之源　182
22.右撇子與“對稱性自發破缺”　184

第5章　“暗物質”“消失的反物質”以及“暗能量”之謎
1.宇宙的新謎題　189
2.沒有暗物質，就不會誕生恒星和生命　190
3.超弦理論：實現“大統一理論”的夢想　192
4.時空是十維的？　195
5.暗物質會現身於何處？　197
6.反物質的可怕能量　201
7.十億分之二：世界得以倖存的原因　204
8.草莓味還是巧克力味：中微子振盪的真相　205
9.從東海村向神岡發射中微子束！　208
10.宇宙的終結：收縮還是膨脹？　211
11.多樣的宇宙未來假說　213
12.宇宙之謎與每個人都息息相關　217

後記

村山齊（Hitoshi Murayama）
 
日本物理學家，東京大學理學博士，美國加利福尼亞大學伯克利分校教授。曾任東京大學Kavli數學物理聯合宇宙研究機構（IPMU）第一代所長，國際直線對撞機合作組織（LCC）副主任。主要研究課題為超對稱性理論、中微子、初期宇宙、粒子加速器實驗的現象論等。他與世界頂尖科學家共同協作，推動人類對宇宙研究的發展，同時為將研究成果回報給社會，積極投身科普活動。所著《宇宙是什麼》一書，獲得“日本新書大獎”第1名（2011）。另著有《宇宙只有一個嗎》《我們為什麼存在於宇宙之中》等。