全部的真相 一位宇宙学家对客观实在的探索与思考

（1）本书作者P.J.E.皮布尔斯是2019年诺贝尔物理学奖得主、物理宇宙学重要奠基者。他一生获得的荣誉和奖项无数，主要包括： 1977年，美国艺术与科学院院士； 1981年，英国皇家天文学会爱丁顿奖章； 1982年，美国物理学会和美国天文学会丹尼·海涅曼天体物理学奖； 1995年，太平洋天文学会布鲁斯奖章； 1998年，美国国家科学院院士； 1998年，英国皇家天文学会爱丁顿金牌奖章； 2000年，彼得·格鲁伯宇宙学奖； 2004年，邵逸夫天文学奖； 2005年，瑞典皇家科学院克拉福德奖； 2019年，诺贝尔物理学奖。 他的重要科学成就和理论贡献包括： 推动让爱因斯坦后悔不已的宇宙常数重返宇宙学； 为大爆炸模型做出了重要贡献； 预测了宇宙微波背景辐射； 从理论上证实了暗物质和暗能量的存在。 皮布尔斯对物理宇宙学的研究和见解丰富了整个研究领域。他的理论框架自20世纪60年代中期发展起来，奠定了当代物理宇宙学的基础。在专业领域，他的贡献和影响远大于斯蒂芬·霍金，启发了诸多科学研究者和科学理论作家，如约翰·A.皮考克、大卫·凯泽、乔·邓克利、于尔根·雷恩等，是当代理论科学领域一颗闪亮的明星。 （2）本书是皮布尔斯对自己一生的科学研究历程和20世纪物理宇宙学重大发现进行的概括回顾和理论总结。 作者以优雅而不失温情的笔调细溯过往，使看似冰冷和枯燥的理论科学研究不再神秘和高高在上；在历史叙述和理论阐述之间穿针引线，文字平易近人，结论简洁明了，适合一般读者作为科普读物，了解相对论、大爆炸、暗物质等科学理论的提出、发展及其含义，以及20世纪物理科学和宇宙学发展的重要人物、主张和历史意义。 （3）有助于科学精神和科学思维方法在国内的传播和提升。 本书最重要的现实意义就在于，将贯串科学研究过程的科学精神和科学思维方法，通过对现代宇宙学中一系列重大发现过程的讲述真实地呈现在读者面前，从而让读者深深体会到，科学并不仅仅是一些专业知识和技术，更包括获得这些知识和技术的方法，以及看待和探索这个世界的思想方法。对于唯科学和伪科学盛行的当代社会，具有重要鉴戒意义。 （4）作为打通理科和文科、科学和文化的科普/通识读物具有重要意义。 作者从科学哲学和社会学的角度对自然科学进行的反思，试图回答自然科学研究的本质这一理论课题。作者选择了相比而言最简单的物理学，并聚焦于现代宇宙学这一分支学科的发展历程，试图论证自然科学研究就是在揭示客观实在，或者说，接近这样一个遵循客观规律运行的实在。这就是作者所谓“全部的真相”。皮布尔斯这种人文与科学的精神汇通，对于如今专业细分、学科对立的教育状况具有重要启发意义。

一个世纪以来，喜欢思考的人总是质疑，现实怎么会同意那些不断变化的物理理论中的机械模型，不管是电子的，还是磁场的，以及那些看起来都差不多的物质，比如电子和原子。今天，更复杂的概念如暗物质和暗能量丰富了我们对客观世界的认知。物理学的核心是什么？其奠定基础和指导发展的理念是什么？客观现实的概念有意义吗？如果有，我们的物理学理论触及它了吗？本书是一位世界有名的宇宙学家关于这些问题的持续思考，同时回顾了自己作为物理学家、宇宙学家的一生。作者追溯了自爱因斯坦以来的科学家对物理学本质的思考，简洁地解释了一些基础的物理学假设，包括爱因斯坦的相对论，以及大爆炸理论，由此揭示出人类不断接近真实的科学历程。

P.J.E.皮布尔斯（P.J.E.Peebles），美国物理学家、理论宇宙学家，1935年4月25日生于加拿大温尼伯，现为普林斯顿大学阿尔伯特·爱因斯坦荣誉科学教授。他的《物理宇宙学》《物理宇宙学原理》《宇宙的大尺度结构》等已成为宇宙学领域里的经典教科书。 2004年，获得有东方诺贝尔奖之称的邵逸夫奖首次颁发的天文学奖。颁奖词提到“他为理论和观察方面的几乎所有现代宇宙学研究奠定了基础，将高度猜测性的领域转变为精密科学”。 2019年10月8日，获得2019年诺贝尔物理学奖。颁奖词中肯定了他“对于物理宇宙学方面的理论发现”，以及对理解宇宙的演化做出的重大贡献。

前言i
第1章关于科学与实在1
1.1一个世纪前的思考5
1.2关于社会建构、经验建构与循环建构36
1.3科学哲学44
1.4物理学的工作假设53
第2章物理学的社会本质61
2.1多重发现62
2.2建构64
2.3科学知识社会学73
第3章广义相对论77
3.1发现77
3.2社会建构83
3.3早期检验85
3.3.1水星轨道86
3.3.2引力红移88
3.3.3光的引力偏折96
3.4经验确立100
3.5收获106
第4章爱因斯坦的宇宙学原理109
4.1爱因斯坦的均匀静态宇宙109
4.2均匀性的证据116
4.3分形宇宙122
4.4收获126
第5章热大爆炸129
5.1伽莫夫的热大爆炸宇宙学131
5.2稳恒态宇宙学138
5.3大爆炸的残余：氦139
5.4大爆炸的残余：辐射148
5.4.1意外发现的星际氰激发148
5.4.2迪克的探索151
5.4.3贝尔微波接收器上意外发现的辐射155
第6章ΛCDM理论163
6.1初始条件163
6.2空间截面的曲率165
6.3宇宙学常数167
6.4暴胀与巧合性176
6.5重子与不发光物质181
6.6暗物质188
6.7CDM理论193
6.8ΛCDM理论197
6.9困惑200
6.10解决205
6.10.1红移—星等关系205
6.10.2物质与辐射分布中的模式207
6.10.3定量检验211
第7章从科学进步中学到的经验221
7.1ΛCDM理论的发现看似是必然的222
7.2建构与科学大战232
7.3ΛCDM的多重发现235
7.4疑问240
7.5未来248
7.6关于实在250
注释261
参考文献275
译后记297