楔子

2010年3月，一個(gè)清冷的早晨，我在法國(guó)費(fèi)內(nèi)–伏爾泰郊外一片帶圍墻的建筑外停下了車。釘在鋼制安全門上的指示牌上寫著：

CERN 8號(hào)場(chǎng)地

僅限授權(quán)人員進(jìn)入

我笨拙地傾過(guò)身子，從汽車副駕駛座那一側(cè)的窗戶伸出手去，在讀卡器上刷了一下我的門禁卡。大門沒(méi)有開(kāi)。咦，我的訪問(wèn)請(qǐng)求沒(méi)有通過(guò)嗎？我注意到后面的汽車開(kāi)始排起了長(zhǎng)龍，我越來(lái)越著急，在讀卡器上不停地刷卡。但門什么反應(yīng)也沒(méi)有。我正想下車，打算用高中學(xué)的一點(diǎn)兒蹩腳的法語(yǔ)和保安溝通，大門終于緩緩打開(kāi)，我松了一口氣。

我把車停在主實(shí)驗(yàn)廳后面，車頭對(duì)著標(biāo)明日內(nèi)瓦機(jī)場(chǎng)跑道邊界線的鐵絲圍欄。我呼出的氣在室外寒冷的空氣中凝成了白霧，空氣中飄著一股熟悉而令人有些反胃的甜味，這股味道來(lái)自附近瑞士小鎮(zhèn)梅林的一家香水工廠。我把手插進(jìn)外套口袋，準(zhǔn)備前往名字平平無(wú)奇的3894號(hào)樓，它實(shí)際上是一棟單層的活動(dòng)房屋，主要用來(lái)開(kāi)晨會(huì)。

在室內(nèi)，大多數(shù)參會(huì)者已經(jīng)圍坐在長(zhǎng)桌旁，等待著會(huì)議開(kāi)始。一些人正用英語(yǔ)、法語(yǔ)、德語(yǔ)或意大利語(yǔ)和鄰座的人閑聊；還有一些人喝著咖啡，或者埋頭看著面前的筆記本電腦。我坐在第二排，希望不會(huì)被叫到。

在我們腳下100米深處，是一條長(zhǎng)到足以環(huán)繞城市一圈的混凝土隧道，有史以來(lái)最龐大、也是最強(qiáng)大的機(jī)器即將在此誕生，這就是大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（Large Hadron Collider，LHC）。就在幾天之后，這臺(tái)環(huán)形加速器將會(huì)讓亞原子粒子以驚人的力量對(duì)撞，從而短暫地重現(xiàn)宇宙大爆炸后最初瞬間的情況。

這些微觀的災(zāi)難性事件會(huì)被4臺(tái)巨大的粒子探測(cè)器記錄下來(lái)，這些探測(cè)器被放置在教堂那么大的地下洞穴中，分布在LHC的圓環(huán)周圍，彼此相隔數(shù)千米。其中一個(gè)探測(cè)器就在我們的正下方，它被稱為L(zhǎng)HC底夸克探測(cè)器（LHCb），是6 000噸的鋼、鐵、鋁、硅和光纖電纜，就像是一位起跑線前的短跑運(yùn)動(dòng)員，正在等待屬于自己的時(shí)刻的到來(lái)。

這場(chǎng)等待已經(jīng)很久了。我有一些同事的整個(gè)職業(yè)生涯，都在為這一刻的到來(lái)做準(zhǔn)備。歷經(jīng)20年的規(guī)劃、資金投標(biāo)，以及一絲不茍的設(shè)計(jì)、測(cè)試和施工，有史以來(lái)最先進(jìn)的粒子探測(cè)器之一終于建成。就在幾天之后，所有這些工作將進(jìn)行最終測(cè)試，LHC上的工程師準(zhǔn)備進(jìn)行探測(cè)器內(nèi)的首次粒子對(duì)撞。

當(dāng)時(shí)我只有24歲，還是一名博士二年級(jí)的學(xué)生，在幾周之前剛剛來(lái)到日內(nèi)瓦，開(kāi)始兩期為期三個(gè)月的實(shí)習(xí)中的第一期工作。我的新家是歐洲核子研究組織（CERN），也是世界上規(guī)模最大、最先進(jìn)的粒子物理實(shí)驗(yàn)室。在過(guò)去的幾個(gè)星期里，我慢慢地熟悉了迷宮般的辦公樓、工作坊和實(shí)驗(yàn)室的路線，這些建筑構(gòu)成了CERN廣闊的場(chǎng)地，我也在和這里二月的暴風(fēng)雪苦苦斗爭(zhēng)，我還發(fā)現(xiàn)，在瑞士晚上10點(diǎn)后沖廁會(huì)讓你遭受鄰居的“強(qiáng)烈譴責(zé)”。我也開(kāi)始適應(yīng)我在LHCb的新工作，包括負(fù)責(zé)其眾多子系統(tǒng)中的一個(gè)，它的每一個(gè)子系統(tǒng)都必須順利運(yùn)行。如果其中一個(gè)出現(xiàn)問(wèn)題，那么期待已久的數(shù)據(jù)最終可能變得不可用。

我第一次親眼見(jiàn)到LHCb是在一年半前。我的導(dǎo)師烏利（Uli）是一位在CERN全職工作的德國(guó)博士后研究員，他引導(dǎo)我完成了一系列復(fù)雜的手續(xù)后進(jìn)入了探測(cè)器。我在戴上一個(gè)能夠監(jiān)測(cè)我在地下旅行中受到的輻射的標(biāo)識(shí)后，首先就得“說(shuō)服”一臺(tái)喜怒無(wú)常的虹膜掃描儀，讓它同意我通過(guò)一組淺綠色的氣閘式安全門。隨后，一臺(tái)小型金屬升降機(jī)載著我晃晃悠悠地來(lái)到地下105米深處，進(jìn)入了一個(gè)名字聽(tīng)起來(lái)很不吉利的地方——“深坑”。

門在一個(gè)奇怪的地下世界打開(kāi)了，這里都是轟轟作響的機(jī)器，金屬門架都被涂成了原色，混凝土隧道中，電纜和管道相互交錯(cuò)。隨后又有一組安全門，這次是亮黃色的，上面印著輻射警告的標(biāo)志，門背后就是一條狹窄的通道，蜿蜒穿過(guò)12米厚的防護(hù)墻，然后突然變得開(kāi)闊，你置身于一個(gè)巨大的混凝土洞穴中。

首先擊中你心神的一定是它的大小。LHCb非常龐大，它高10米，長(zhǎng)21米，有整個(gè)洞穴那么寬。乍一看，你可能很難弄清楚你看到的是什么；視野中都是樓梯、鋼制平臺(tái)和腳手架，都被涂成了綠色和黃色，它們是用來(lái)支撐并作為通往探測(cè)器敏感元件的通道，這些元件大多隱藏在看不見(jiàn)的地方。在洞穴內(nèi)壁上，大量電纜縱橫交錯(cuò)，它們負(fù)責(zé)向探測(cè)器供電，并用來(lái)傳輸無(wú)數(shù)精密傳感器產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)。當(dāng)成千上萬(wàn)個(gè)亞原子粒子在以略低于光速的對(duì)撞中被撕裂時(shí)，LHCb能夠以數(shù)千分之一毫米的精度測(cè)量到它們的路徑。而且，它每秒鐘能將這種測(cè)量重復(fù)百萬(wàn)次。

但LHCb最引人注目的或許是它的建造方式。與LHC的4個(gè)探測(cè)裝置一樣，LHCb是一座現(xiàn)代版的巴別塔，每個(gè)組件的設(shè)計(jì)和組裝都是由物理學(xué)家和工程師組成的國(guó)際團(tuán)隊(duì)合作完成的，這些團(tuán)隊(duì)分布在全球數(shù)十所大學(xué)中，從里約熱內(nèi)盧到新西伯利亞都有他們的身影。在日內(nèi)瓦郊外這處巨大的地下洞穴里，它們被拼湊在一起，組成了一臺(tái)令人震撼的復(fù)雜儀器。這一切的成功在我看來(lái)簡(jiǎn)直就是奇跡。

我在劍橋大學(xué)的同事花費(fèi)了10年時(shí)間設(shè)計(jì)、制造并測(cè)試了這些可以讀出子探測(cè)器數(shù)據(jù)的電子設(shè)備，這些子探測(cè)器是用來(lái)區(qū)分不同類型的粒子的。在所有這一切中，我負(fù)責(zé)的一小部分就是要確保用來(lái)控制和監(jiān)測(cè)電子設(shè)備的軟件能夠正常工作，不會(huì)在關(guān)鍵時(shí)刻崩潰或者引起其他問(wèn)題。我只是一臺(tái)巨型機(jī)器上的一個(gè)小齒輪，但我仍然敏銳地意識(shí)到，來(lái)自70個(gè)國(guó)家數(shù)百名物理學(xué)家所付出的20年的努力，還有12個(gè)國(guó)家資助機(jī)構(gòu)的6 500萬(wàn)歐元的投資，都有賴于我把自己微不足道的工作做好。我不想成為在最后時(shí)刻令事情功虧一簣的人。

當(dāng)主任宣布開(kāi)始會(huì)議時(shí)，房間里的閑談聲戛然而止。我環(huán)顧四周，許多同事看起來(lái)好像在過(guò)去的幾天里沒(méi)怎么合眼，我意識(shí)到這是我職業(yè)生涯迄今為止最重要階段的開(kāi)始。第一項(xiàng)議程是一份詳述LHC連夜工作的報(bào)告，CERN的人都簡(jiǎn)單稱LHC為“那臺(tái)機(jī)器”。它就是我們現(xiàn)在都在翹首以盼的那臺(tái)機(jī)器。

經(jīng)過(guò)30多年的醞釀，LHC是一個(gè)規(guī)模空前的科學(xué)項(xiàng)目。幾乎有關(guān)它的一切都和“最”有關(guān)。它是迄今為止建造的最大的科學(xué)儀器，從某種程度上說(shuō)，它也是迄今最大的機(jī)器，它的周長(zhǎng)達(dá)27千米，來(lái)回4次跨越法國(guó)和瑞士的邊境（事實(shí)上，隧道壁上就畫著標(biāo)記邊境線的旗幟）。攜帶粒子的束流管比星際空間還要空，而控制粒子繞著環(huán)運(yùn)行的數(shù)千個(gè)超導(dǎo)磁體的工作溫度低至驚人的零下271.3攝氏度，這只比絕對(duì)零度高不到2攝氏度。想要達(dá)到這個(gè)溫度，就需要用到世界上最大的低溫設(shè)施，它利用10 000噸液氮和相當(dāng)于一座大城市所需的電力，產(chǎn)生了120多噸的超流液氦，然后被泵送通過(guò)LHC的磁體。幾天之后，這臺(tái)巨型機(jī)器將開(kāi)始將一種被稱為質(zhì)子的亞原子粒子加速，使其達(dá)到光速的99.999 996%，然后在圓環(huán)的4個(gè)位置（包括在LHCb內(nèi)）讓它們正面相撞，從而創(chuàng)造出自宇宙誕生后萬(wàn)億分之一秒以來(lái)從未大量出現(xiàn)的物質(zhì)形態(tài)。

經(jīng)年累月的設(shè)計(jì)和資金談判、動(dòng)員成千上萬(wàn)位物理學(xué)家組成的全球共同體、土木工程建造（包括挖掘一條被液氮凍結(jié)的地下河），更不用說(shuō)制造、測(cè)試和安裝無(wú)數(shù)組件，從35噸的磁體到最小的硅傳感器，所有這一切的背后只有一個(gè)原因——好奇心。盡管一些八卦小報(bào)可能想跟你講點(diǎn)兒別的故事，例如，英國(guó)《每日快報(bào)》似乎就在不厭其煩地暗示CERN使用LHC的邪惡目的，包括打開(kāi)通向另一個(gè)“邪惡”維度的大門（也許《怪奇物語(yǔ)》里通往“逆世界”的傳送門真的是CERN的錯(cuò)），或者還有一種我最喜歡的版本——“召喚上帝”，但LHC的存在僅僅是為了回答關(guān)于我們這個(gè)世界最基本的組成，以及我們的宇宙是如何形成的這個(gè)基本問(wèn)題。

還有一些大問(wèn)題等待著我們解答。目前關(guān)于世界在最基本的層面上是由什么構(gòu)成的理論被稱為粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型，這個(gè)看似無(wú)聊的名字實(shí)際上描述了人類最偉大的智力成就之一。經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)理論學(xué)家和實(shí)驗(yàn)學(xué)者數(shù)十年的共同努力，標(biāo)準(zhǔn)模型描述了我們周圍所見(jiàn)的一切——星系、恒星、行星和人類，都是由一些不同類型的粒子構(gòu)成的，在原子和分子內(nèi)部，這些粒子通過(guò)幾種基本力結(jié)合在一起。從太陽(yáng)為什么會(huì)發(fā)光，到什么是光，還有物質(zhì)為什么有質(zhì)量，這個(gè)理論解釋了這一切。更重要的是，將近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，它通過(guò)了我們所能做的每一次檢驗(yàn)。毫無(wú)疑問(wèn)，它是有史以來(lái)最成功的科學(xué)理論。

盡管如此，我們知道標(biāo)準(zhǔn)模型是錯(cuò)的，或者至少可以說(shuō)，它是極不完備的。當(dāng)我們說(shuō)到現(xiàn)代物理學(xué)面臨的最深刻的謎團(tuán)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)模型束手無(wú)策，或者只能給出一些反例而非答案。先來(lái)看看這個(gè)。經(jīng)過(guò)數(shù)十年煞費(fèi)苦心地仰望星空，天文學(xué)家和宇宙學(xué)家清楚地認(rèn)識(shí)到，95%的宇宙是由兩種不可見(jiàn)的物質(zhì)組成的，它們分別被稱為暗能量和暗物質(zhì)。無(wú)論它們究竟是什么（顯然我們對(duì)此毫無(wú)頭緒），它們都絕不是由標(biāo)準(zhǔn)模型中任何粒子構(gòu)成的。錯(cuò)失宇宙的95%還不算最糟糕的，標(biāo)準(zhǔn)模型還做出了一則相當(dāng)驚人的斷言：存在的所有物質(zhì)都應(yīng)該在大爆炸后的第一微秒內(nèi)與反物質(zhì)一同湮滅，留下一個(gè)沒(méi)有恒星、沒(méi)有行星，也沒(méi)有我們存在的宇宙。

顯而易見(jiàn)的是，我們漏掉了一些重要的東西，它們很可能是一些尚未發(fā)現(xiàn)的基本粒子，而這些粒子可以幫助解釋為什么宇宙是如今這樣的。

這就說(shuō)回到了LHC。2010年3月，當(dāng)我們圍坐在那張會(huì)議桌旁時(shí)，空氣中滿是快樂(lè)的氣息，我們認(rèn)為很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)一些全新的或者意想不到的東西從LHC的碰撞中飛出。如果真是這樣，這將開(kāi)啟一段旅程，能幫助解開(kāi)科學(xué)中一些最大的謎團(tuán)。

2008年年初，當(dāng)我準(zhǔn)備攻讀博士學(xué)位時(shí)，我知道我將開(kāi)始粒子物理學(xué)的研究，就像LHC第一次啟動(dòng)一樣。我很高興能成為第一批看到這臺(tái)機(jī)器的數(shù)據(jù)的學(xué)生之一，這臺(tái)機(jī)器從20世紀(jì)70年代末就開(kāi)始研發(fā)，耗資超過(guò)120億歐元。2008年9月10日，就在我到英國(guó)劍橋的新實(shí)驗(yàn)室報(bào)到的前幾天，在大量宣傳報(bào)道中，LHC啟動(dòng)了。在全世界媒體的關(guān)注下，質(zhì)子首次在27千米長(zhǎng)的圓環(huán)中運(yùn)行。物理學(xué)家和工程師紛紛慶祝這個(gè)歷史上最偉大的科學(xué)成就之一，粒子物理學(xué)短暫地登上了新聞?lì)^條。

短短幾天后，LHC又因?yàn)榱硪粋€(gè)原因上了新聞。9月19日中午時(shí)分，在最終測(cè)試對(duì)撞機(jī)的電磁體時(shí)，災(zāi)難性的意外發(fā)生了。在CERN中，LHC控制中心就好比是美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的地面指揮中心，LHC控制中心的工程師看著這個(gè)大房間四周墻上的屏幕一個(gè)接一個(gè)地變成刺眼的紅色，完全不敢相信眼前的一切。后來(lái)，當(dāng)我和一位工程師聊到這件事時(shí)，他告訴我起初太多警報(bào)響起，他們還認(rèn)為一定是用來(lái)監(jiān)控加速器的軟件出了問(wèn)題。直到幾個(gè)小時(shí)后，當(dāng)他和同事們終于進(jìn)入隧道時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)眼前是一片廢墟。

一處連接的松動(dòng)產(chǎn)生了電弧，使得用于冷卻磁體的液氦瞬間沸騰，帶來(lái)了沖擊波，并沿著750米長(zhǎng)的加速器造成了一連串的破壞。長(zhǎng)15米、重達(dá)35噸的電磁體已經(jīng)從固定系統(tǒng)上脫落，并在隧道中發(fā)生了位移。發(fā)生故障的連接處已經(jīng)蒸發(fā)，黑煙沿著超凈束流管向兩邊噴射了數(shù)百米。

維修需要一年多的時(shí)間。盡管一開(kāi)始就被打擊了信心，但CERN的工程人員很快重整旗鼓，重新開(kāi)始工作。2009年11月20日，在長(zhǎng)達(dá)14個(gè)月，耗資2 500萬(wàn)歐元的維修之后，他們?cè)囼?yàn)性地將質(zhì)子再次送入了LHC，這是如今委婉地被稱為“那次事件”的事故發(fā)生后的第一次運(yùn)行。但這只是一次空運(yùn)行，加速器僅僅以其最大能量的一小部分平穩(wěn)運(yùn)行。

現(xiàn)在時(shí)間來(lái)到2010年3月，我們即將迎來(lái)這臺(tái)機(jī)器被推入未知領(lǐng)域的時(shí)刻，它將達(dá)到足夠大的對(duì)撞能量，讓我們可以開(kāi)始搜尋暗物質(zhì)、希格斯玻色子、微觀黑洞，以及其他超乎想象的奇異物體。我猜測(cè)那天早上圍坐在桌旁的每個(gè)人，都感覺(jué)到了我們要做的事情的分量。

運(yùn)行負(fù)責(zé)人做了報(bào)告，當(dāng)他的聲音被附近跑道上起飛的客機(jī)的轟鳴聲淹沒(méi)時(shí)，他會(huì)偶爾停頓一下。除了短暫的停電外，LHC的連夜工作進(jìn)展順利，我們有望在幾天內(nèi)見(jiàn)證對(duì)撞。然后，他在桌邊來(lái)回走動(dòng)，同時(shí)來(lái)自荷蘭、西班牙、俄羅斯、德國(guó)和意大利的物理學(xué)家用流利的英語(yǔ)介紹了他們負(fù)責(zé)的子系統(tǒng)的最新情況。然后一位法國(guó)物理學(xué)家開(kāi)始用他的母語(yǔ)做報(bào)告，有那么一瞬間我們仿佛置身于歐洲歌唱大賽。雖然收獲了一些來(lái)自周圍人的白眼，這位物理學(xué)家還是固執(zhí)地繼續(xù)了下去，事實(shí)上這種行為并不是“無(wú)理取鬧”，法語(yǔ)確實(shí)是CERN兩種官方語(yǔ)言中的一種，而且我們當(dāng)時(shí)就在法國(guó)。盡管如此，CERN的幾乎所有會(huì)議都是用英語(yǔ)進(jìn)行的，而我的法語(yǔ)水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到跟得上對(duì)實(shí)驗(yàn)的某個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)討論的水平。

輪到我時(shí)，我能感覺(jué)到自己的心跳加速。就在幾天前，我們?cè)诳刂齐娮釉O(shè)備的軟件上遇到了一個(gè)小問(wèn)題，我們?cè)诶杳鲿r(shí)分驚慌失措地趕到了控制室。最終，這個(gè)問(wèn)題通過(guò)一種最經(jīng)典的方案得以解決：重啟，一切再次順利運(yùn)行。但在我的心里，我并沒(méi)有找到錯(cuò)誤的根本原因，這一直困擾著我。

“在過(guò)去的24小時(shí)里沒(méi)有什么要報(bào)告的。”我說(shuō)，希望不會(huì)出現(xiàn)后續(xù)問(wèn)題。讓我松了一口氣的是，運(yùn)行負(fù)責(zé)人的注意力轉(zhuǎn)向了下一個(gè)子系統(tǒng)，在幾個(gè)簡(jiǎn)短的報(bào)告之后，情況已經(jīng)明了：LHCb準(zhǔn)備好了。

在室外的停車場(chǎng)，我看到蒸汽從冷卻塔中翻滾噴出，這是唯一看得見(jiàn)的證據(jù)，表明那臺(tái)巨大的機(jī)器正在地下蓄勢(shì)待發(fā)。我突然想知道，在日內(nèi)瓦機(jī)場(chǎng)和汝拉山之間的那片鄉(xiāng)村中，有多少居民知道自己的腳下正發(fā)生著什么。

一個(gè)多星期后，也就是2010年3月30日，LHC的工程師完成了壯舉，發(fā)射了兩束相對(duì)的質(zhì)子并讓它們迎頭相撞，這差不多相當(dāng)于從大西洋的兩岸分別向?qū)Π栋l(fā)射兩根針，并使它們?cè)诎肼废嘧病．?dāng)?shù)谝慌|(zhì)子發(fā)生碰撞時(shí)，能量產(chǎn)生了物質(zhì)，CERN的屏幕上亮起了首次微觀創(chuàng)造時(shí)刻的圖像。擠在狹小的LHCb控制室的物理學(xué)家爆發(fā)出歡呼聲和掌聲。20年的努力終于獲得了回報(bào)。

這一天標(biāo)志著人類最雄心勃勃的智力之旅中一個(gè)大膽的新階段的開(kāi)始：長(zhǎng)達(dá)數(shù)個(gè)世紀(jì)的探索，揭示自然中最基本的成分，并找出它們的來(lái)源，你可以稱之為探究我們宇宙的配方。這本書就是這次探索的故事。它講述了千百年來(lái)，不計(jì)其數(shù)的人如何逐步發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的基本成分，如何通過(guò)垂死恒星的核以及追溯到大爆炸最初的狂暴時(shí)刻，如何追蹤到這些基本成分的宇宙起源。這個(gè)故事涵蓋了化學(xué)、原子、核，以及粒子物理學(xué)、天體物理學(xué)和宇宙學(xué)等諸多方面，我將通過(guò)我找到蘋果派的終極配方的個(gè)人使命來(lái)講述這個(gè)故事。你問(wèn)為什么是蘋果派？嗯……

在具有里程碑意義的電視劇集《宇宙》（Cosmos）中，美國(guó)天體物理學(xué)家卡爾·薩根帶領(lǐng)觀眾開(kāi)啟了一場(chǎng)穿越宇宙的史詩(shī)之旅，他飛往遙遠(yuǎn)的星系，探尋生命的起源，見(jiàn)證了恒星的誕生和死亡。《宇宙》于1980年播出，這場(chǎng)穿越時(shí)空的航行離不開(kāi)大量的后期合成效果。

薩根有時(shí)會(huì)因?yàn)樗b腔作勢(shì)的表現(xiàn)風(fēng)格而被調(diào)侃，他在第9集中進(jìn)行了一點(diǎn)兒自嘲。這集的開(kāi)頭乍一看是一顆漂浮在太空中的綠色小星球，當(dāng)我們飛得越來(lái)越近時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)它竟然不是一顆行星，而是一個(gè)蘋果，蘋果突然被切成兩半，接著鏡頭一下子切換到了廚房的場(chǎng)景，一根看起來(lái)相當(dāng)不祥的搟面杖戲劇性地壓扁了一團(tuán)面團(tuán)，所有這些都令人震驚，就好像直接截取自《銀翼殺手》（Blade Runner）的片段一樣。

這一連串的鏡頭最終在劍橋大學(xué)三一學(xué)院橡木裝飾的大餐廳中結(jié)束，薩根穿著他標(biāo)志性的紅色高領(lǐng)毛衣，看起來(lái)文質(zhì)彬彬，他坐在一張長(zhǎng)桌的盡頭，一位侍者給他端來(lái)了一個(gè)剛烤好的蘋果派，薩根轉(zhuǎn)過(guò)頭面向鏡頭，眼中放著光，說(shuō)道：“想要從頭開(kāi)始做一個(gè)蘋果派，你必須先創(chuàng)造宇宙。”

現(xiàn)在，這變成了我想看的烹飪節(jié)目。“在今天的《英國(guó)家庭烘焙大賽》中，我們會(huì)制作咸焦糖芭菲，首先瑪麗·貝莉?qū)⑾蚰阏故救绾卫靡活w垂死的恒星合成碳。”總之，薩根的意思是，一個(gè)蘋果派所包含的遠(yuǎn)不止蘋果和烘焙。如果將視野放到足夠大，你會(huì)發(fā)現(xiàn)不計(jì)其數(shù)的原子，它們被超新星噴射進(jìn)入太空，或是在大爆炸的灼熱中鍛造而成。這么說(shuō)來(lái)，如果你真的想知道如何做蘋果派，你就要弄清如何創(chuàng)造整個(gè)宇宙。

人們通常喜歡用更浮夸的術(shù)語(yǔ)來(lái)表述理解萬(wàn)物的終極起源，最著名的例子包括斯蒂芬·霍金對(duì)它的描述——“上帝之心”，但我更喜歡薩根更腳踏實(shí)地的看法。如果我們從一個(gè)蘋果派開(kāi)始，把它分解成更基本的成分，并試圖弄清楚它們是如何制作的，我們最終會(huì)到達(dá)終點(diǎn)嗎？我們也許永遠(yuǎn)不會(huì)了解上帝之心，但我們能不能搞明白如何從頭開(kāi)始做一個(gè)蘋果派呢？

想要找到這個(gè)問(wèn)題的答案，我們將踏上一場(chǎng)環(huán)球旅行的征途，我們將深入意大利山脈下1 000米深的地方窺視太陽(yáng)的中心，我們會(huì)登上新墨西哥的高峰之巔，天文學(xué)家在那里解碼隱藏在星光中的信號(hào)。我們將在路易斯安那州南部潮濕的松林中聆聽(tīng)時(shí)空的漣漪，我們也會(huì)探究位于紐約的實(shí)驗(yàn)室，在那里，一臺(tái)巨大的粒子對(duì)撞機(jī)重新創(chuàng)造出了大爆炸以來(lái)前所未見(jiàn)的溫度。一路上，我們將與過(guò)去和現(xiàn)在的化學(xué)家、天文學(xué)家、物理學(xué)家和宇宙學(xué)家不期而遇，探索物質(zhì)的基本成分，揭示它們背后的歷史。我們將直面那些懸而未決的謎團(tuán)，追尋是否有我們永遠(yuǎn)無(wú)法回答的問(wèn)題。

我們會(huì)跨越各大洲，穿越數(shù)個(gè)世紀(jì)，尋求宇宙的配方。但是，就像所有史詩(shī)般的傳奇一樣，這段旅程的起點(diǎn)，是我們的家。