1 未完成的革命
第1章 理論物理學的五大問題
1、問題1：將廣義相對論與量子理論結合為一個真正完備的自然理論。量子引力問題。
2、問題2：解決量子力學基礎問題：要麼弄清理論所代表的意義，要麼創立一個新的有意義的理論。
- 為理論找一種語言，它能解開上面提到的所有疑問，並將系統與觀測者的世界劃分作為理論的一個基本特徵。
- 以實在論觀點重新解釋理論-重新解讀方程，從而使測量和觀測在描述基本實在中不起作用。
- 創立新理論，提出比量子力學更深刻的對自然的認識。
3、問題3：確定不同的粒子和力能否統一在一個理論中並將其解釋為一個單獨的基本作用。
- 已知的世界可以用六種夸克和六種輕子來解釋，它們透過四種力發生相互作用：引力、電磁力、強核力和弱核力。
4、問題4：自然是如何選擇量子物理標準模型中的自由常數值的？
5、問題5：解釋暗物質和暗能量。或者，假如它們不存在，那麼該如何在大尺度上修正引力理論，為什麼修正？更一般地說，為什麼宇宙學標準模型的常數（包括暗能量）具有那樣的數值？
第2章 美的神話
1、成功的統一理論具有的兩個特徵。第一是驚奇，不能低估了這一點。如果沒有驚奇，那思想要麼無聊乏味，要麼就是我們以前知道的。第二是戲劇性的結果：統一應該立刻引出新的發現和假說，從而成為進一步認識的動力。
2、更重要的第三個特徵。一個好的統一理論應該提出前所未有的預言。它甚至可能提出只有在新理論的觀點下才有意義的新型實驗。最重要的還是，預言必須經過實驗證明。
3、在科學革命中，任何時候都有幾個不同的統一思想，可能把科學引上矛盾的方向。這是正常的，而且在革命程序中也沒有什麼合理的根據來選擇具體的哪一個。在這種時候，即使有很聰明的人匆匆做了選擇，常常也可能是錯的。
4、不過最終會有某個思想比其他思想能解釋更多的東西，而它通常是最簡單的。在這種情形下，一個思想在產生新思想、滿足實驗、解釋能力和簡單性等方面遠遠超越了其他思想，它就具備了唯一性。我們就說它有真理的特徵。
5、在牛頓革命中，有幾個成功的統一：地球與行星的統一，太陽與恆星的統一，靜止與運動的統一，地球引力與太陽對行星的作用的統一。
第3章 幾何世界
第4章 統一成為科學
1、第一個原理確定電磁力與核力有什麼共同的地方，叫規範原理。正如我下面要講的，它導致了那三種力的統一。第二個原理解釋為什麼三種統一的力會顯得那麼不同。它叫自發對稱破缺。這兩個原理共同形成了粒子物理學標準模型的基石。
2、對稱是一種不改變事物相對於外在世界的行為的操作。
3、關於規範原理：一是規範對稱的力是透過所謂規範玻色子傳遞的；二是電磁力和弱力都屬於這種型別的力。對應於電磁力的規範玻色子就是光子；把夸克束縛在一起的強力的規範玻色子叫膠子；而對應於弱力的規範玻色子就不那麼好聽了——乾脆就叫弱玻色子。
4、當我們統一不同的粒子和力時，就可能給世界引進了不穩定性。這是因為出現了新的相互作用，統一的粒子要透過它們才能相互轉化。這些不穩定性的確是無法避免的。
第5章 從統一到超統一
1、物理學中的不同質量也形成等級。最頂層的是普朗克質量，它是量子引力效應發生作用時的能量。比普朗克質量大約低4個數量級，是另一個尺度，應該看到電磁力與核力的差別。在那個能量（叫大統一尺度）進行的實驗看不到三個力，而只有一個力。比普朗克尺度小16個數量級的是TeV尺度（即1012電子伏特），弱核力與電磁力就在這兒統一，因而叫弱相互作用尺度。在這個區域我們應該看到希格斯玻色子，許多理論家還希望看到超對稱。LHC就是為了探測這個能量尺度下的物理學而建造的。質子質量比它低3個數量級，再低3個數量級就到電子，而也許還要低6個數量級才到中微子。這樣繼續小下去，最底層的就是真空能量，即使沒有物質，它也存在於整個空間。
第6章 量子引力：岔路
