《宇宙的故事》以人类对宇宙提出疑问与思考探究的过程为主，呈现不同时代的人们如何思考与争论关乎我们从何而来、我们生存世界样貌的基本问题。因此，宇宙的故事不只是赢家的故事，那些曾提出有趣想法的人物会轮番登上历史舞台，包括一些被时代淘汰或遗忘的理论；这些不同想法的争论过程是人类展现创造力与知识建立过程的真实写照。
开篇一章“创造世界的故事”便从古代先民的眼光去看宇宙的诞生与运作，这些想法大多成为神话流传下来。观察不同地区神话的相似或相异之处，我们便能体会环境对人们宇宙观的影响。
接下来，我们循着西方人的脚步，看看不同时代的想法，是怎么形成普遍为人们所接受的宇宙学。第二章“宇宙万物的变化”先谈谈古希腊那些熟悉与不熟悉的哲学家，当他们不再以神明解释自然现象时，又该如何理解宇宙的来源与组成？
第三章“宇宙的中心在哪里”则一改传统视中世纪为黑暗时代的想法，即使由基督教观念主宰，人们仍构思出充满创造力的宇宙观。而在科学革命时代，除了熟知的哥白尼、伽利略与牛顿等科学家的理论，笛卡儿较不为人熟知的涡旋宇宙假说也曾风靡一时。第四章“星云与宇宙演化”虽延续科学革命时代的精神，但是在望远镜的帮助下，18—19世纪的科学家开始讨论宇宙演化的可能。
第五章“宇宙扩张与相对论”和第六章“宇宙如何演化”则逐步描述现代宇宙学的建立过程，从解释星云、丈量银河大小到爱因斯坦的相对论与哈勃的观测，到科学家发现宇宙其实在膨胀，而发展出大爆炸理论或与之竞争的稳态理论，以及科学家如何用证据证实大爆炸，使宇宙学成为一门正统的科学。
后，即使建立了一套完整的宇宙理论。仍有相当多不为人知的秘密，如黑洞、暗物质与暗能量到底是什么，仍等着我们去想象、去发掘。
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