這個世界業已運轉多年，所有動作早已設定妥當。

從那以后，一切如常運轉。

——盧克萊修（Lucretius）

大約140億年前，在那時間的開端，已知宇宙中所有的空間、物質和能量都擠在針尖大的一個小點里。然后宇宙突然變得灼熱滾燙，描述宇宙的基本力開始浮現，那是一種單一的力。宇宙溫度高達10^3?攝氏度，這時候它剛剛誕生了10^-?3秒。在這樣的時刻，我們所有關于物質和空間的理論都失去了意義。在這個統一的力場里，能量激蕩，黑洞誕生然后消失，隨后再次成形。在這樣極端的條件下，根據公認的物理學推論，時間和空間的結構發生了嚴重的彎曲，時空咕嚕嚕地形成了多孔的海綿狀結構。在這個階段，誰也分不清哪些現象遵循阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）的廣義相對論（現代引力理論），哪些又符合量子理論（對微觀物質的描述）。

隨著宇宙繼續膨脹冷卻，引力開始和其他力分離。又過了沒多久，強核力和電弱力分道揚鑣，與此同時，海量的能量向外釋放，宇宙的體積也因此在極短的時間內膨脹了10^??倍。這個被稱為“暴脹時期”（epoch of inflation）的階段抹平了宇宙中的物質和能量，從此以后，宇宙相鄰部分的密度差降低到了十萬分之一以下。

接下來，宇宙的膨脹進入了經過實驗室驗證的物理學范疇。宇宙的溫度依然很高，足以讓光子自發地將能量轉化為物質—反物質粒子對，緊接著這樣的粒子對又會彼此湮滅，將能量返還給光子。出于某些未知的原因，之前基本力分離的時候，物質和反物質的對稱性被“打破”了，結果宇宙中的物質比反物質多出來了一點。這樣輕微的不平衡對宇宙未來的演化至關重要：每誕生10億個反物質粒子，相應地就會出現10億零1個物質粒子。

隨著宇宙進一步冷卻，電弱力又分裂成了電磁力和弱核力，我們熟悉的四種基本力就此成形。這一大鍋“光子湯”的能量繼續降低，現在，光子不能繼續自發生成物質—反物質粒子對了，殘存的粒子對迅速湮滅，最后留下一個這樣的宇宙：每10億個光子產生1個普通的物質粒子——沒有反物質。如果沒有這種不平衡的情況，那么持續膨脹的宇宙里除了光以外不會有其他任何東西，更別提什么天體物理學家了。在大約3分鐘的時間里，物質粒子變成了質子和中子，大量質子和中子又進一步結合成最簡單的原子核。與此同時，自由運動的電子讓光子不停地來回散射，創造出一大鍋不透明的物質和能量湯。

等到宇宙的溫度降低到幾千K（開氏度）以下（這還是比鼓風爐熱得多），某些運動速度太慢的自由電子開始被流動的原子核捕獲，形成氫、氦、鋰的完整原子，這是三種最輕的元素。現在宇宙（第一次）變成了透明的，可見光和我們今天觀察到的宇宙微波背景輻射（它們也是自由飛翔的光子）開始展露身形。創世之初的10億年里，宇宙繼續膨脹冷卻，物質在引力作用下聚集形成星系。僅僅在我們可見的宇宙范圍內，就有1000億個星系聚集成形，每個星系都包含著幾千億顆恒星，熱核反應就發生在恒星核內部。如果一顆恒星的質量能達到太陽的10倍左右，那么它的壓力和溫度就足以達到臨界值，恒星核內就會開始生成數十種比氫更重的元素，其中包括組成行星和生命的關鍵元素。很長一段時間里，這些元素都會被困在恒星內部，無法發揮作用。不過，等到大質量恒星死亡以后，富含各種化學元素的恒星核物質就會通過爆炸散落到整個星系中。

經歷了七八十億年的富集以后，在宇宙某個普通角落（室女座超星系團邊緣）的普通星系（銀河系）的普通區域（獵戶座旋臂）里，一顆普通的恒星（太陽）誕生了。孕育太陽的氣團中含有豐富的重元素，足以形成幾顆行星、幾千顆小行星和幾十億顆彗星。在這個行星系形成的過程中，圍繞太陽旋轉的“母親氣團”開始分離出一團團密集的物質。幾億年的時光里，彗星和其他碎片常常高速撞擊這些巖石行星崎嶇的表面，留下沸騰的巖坑。隨著太陽系中的自由物質不斷減少，行星表面開始冷卻，被我們稱為地球的行星就這樣誕生了，它所在的軌道正好可以允許大氣層內存在液態的海洋。如果地球軌道離太陽更近一些，海洋就會被蒸發，而要是地球軌道離太陽再遠一些，海洋就會結冰。無論是哪種情況，地球上都不可能演化出我們今天所知的生命。

在化學元素豐富的海洋里，出于某種我們尚不清楚的機制，剛剛出現的簡單厭氧菌不知不覺地將地球上富含二氧化碳的大氣轉化成了氧氣含量充足的空氣，需氧生物開始形成、演化，最終統治了海洋和陸地。氧原子通常成對組成分子（氧氣，O?），不過在上層大氣中，它們也會形成包含3個原子的分子（臭氧，O?）；臭氧能保護地球表面免遭紫外線光子的侵擾，這種微粒可能造成分子級的破壞。

生命之所以如此豐富多彩，是因為宇宙中富含碳元素，碳元素能組成的分子多不勝數，其中有簡單的也有復雜的；碳基分子的種類比其他所有分子加起來還多。但生命又是脆弱的。地球經常遭到太陽系成形時期殘余下來的大塊天體的撞擊，這本是司空見慣的事情，不過在生命誕生以后，地球上的生態系統卻會因為這樣的撞擊而迎來浩劫。遠的不說，就在6500萬年前（如果地球是一位百歲老人，那么這件事距離現在還不足兩年），一顆10萬億噸重的小行星擊中了如今的尤卡坦半島，地球上超過70%的陸生動植物群落就此滅絕，其中包括那個年代的陸地霸主——恐龍。這場生態災難也帶來了一個契機，體形更小、生存能力更強的哺乳動物很快填補了生態鏈的新空白。而在這些哺乳動物中，腦袋特別大的靈長目最終演化出了一個特殊的物種——智人（Homo sapiens）——極高的智力水平讓他們得以發明科學的方法和工具，進而發展出天體物理學，最終開始探索宇宙的起源和演化。

是的，這個宇宙的確有一個起點。是的，這個宇宙還在不斷演化。是的，我們體內的每一個原子都可以追溯到大爆炸的那一刻，它們在大質量恒星的熱核熔爐之中誕生。我們不光生活在這個宇宙中，我們還是這個宇宙的一部分，是它孕育了我們。你甚至可以說，雖然我們的地球不過是宇宙中一個小小的角落，但就是在這里，宇宙賦予了我們力量，讓我們去探索它的起源和奧秘。現在，我們才剛剛開始。