| はじめに ⅴ |
| 1 科学をする心 1 |
| 1.1 科学の存在意義 1 |
| 1.2 法医工文 4 |
| 1.3 窮理学，物理学，そして科学 5 |
| 1.4 古代中国の素粒子論：十干 7 |
| 1.5 エーテルと宇宙の組成 9 |
| 2 微視的世界の階層 11 |
| 2.1 基本物理定数とプランクスケール 11 |
| 2.2 物質を分割する 15 |
| 2.3 原子と原子核 18 |
| 2.4 電磁波と光子 21 |
| 2.5 電子とコンプトン散乱 24 |
| 2.6 クォークとレプトン：素粒子の階層 27 |
| 3 宇宙の階層 31 |
| 3.1 地球：惑星 32 |
| 3.2 月：衛星 34 |
| 3.3 太陽：恒星 35 |
| 3.4 太陽系：わが惑星系 37 |
| 3.5 太陽系外惑星系：第二の地球を探して 41 |
| 電波パルサーPSR1257＋12の周りの惑星系の発見 41 |
| ペガスス座51番星の周りの惑星の発見 42 |
| 主系列星HD209458を回るトランジット惑星の発見 43 |
| トランジットを用いた系外惑星探査 45 |
| 3.6 天の川：われわれの銀河系 48 |
| 3.7 銀河 50 |
| 3.8 銀河群 53 |
| 3.9 銀河団 55 |
| 3.10 銀河宇宙の大構造 59 |
| 銀河の2次元分布 59 |
| 銀河の2点相関関数 61 |
| 宇宙膨張と赤方偏移 62 |
| 銀河の赤方偏移サーベイ 65 |
| 3.11 スローンデジタルスカイサーベイ 67 |
| 3.12 ハッブルディープフィールド 73 |
| 3.13 宇宙の階層構造のまとめ 74 |
| 4 微視的世界と巨視的世界をつなぐ 77 |
| 4.1 物理法則と初期条件 78 |
| 4.2 木星型（ガス）惑星 79 |
| 4.3 地球型（岩石）惑星 80 |
| 4.4 恒星（主系列星） 81 |
| 4.5 白色矮星 86 |
| 4.6 中性子星 89 |
| 4.7 銀河 92 |
| 4.8 銀河団 95 |
| 4.9 宇宙の階層と基本物理定数 96 |
| 5 宇宙の組成 99 |
| 5.1 古代の宇宙論 100 |
| 5.2 元素の起源 102 |
| XYZからαβγへ 103 |
| ガモフの「宇宙最初の3分間クッキング」♪♪ 104 |
| ガモフの理論と林忠四郎 106 |
| ジョージ・ガモフ 108 |
| 5.3 暗黒物質の存在 111 |
| 銀河の周りの暗黒物質 111 |
| 銀河団の周りの暗黒物質 112 |
| 5.4 暗黒物質はバリオンか？ 116 |
| 5.5 銀河系暗黒物質とMACHO 119 |
| 5.6 冷たい暗黒物質パラダイム 121 |
| 5.7 超新星と宇宙の加速膨張 123 |
| 宇宙の運動方程式 123 |
| Ia型超新星のハッブル図 124 |
| 5.8 宇宙マイクロ波背景輻射と宇宙の組成 126 |
| 5.9 加速膨張と宇宙定数 130 |
| 5.10 宇宙の状態方程式と暗黒エネルギー 131 |
| 5.11 残された課題 134 |
| 6 人間原理 137 |
| 6.1 自然界にあふれた不思議なこと 138 |
| 6.2 物理屋的世界観 139 |
| 6.3 自然界の絶妙なバランス 141 |
| 6.4 条件つき確率と人間原理 144 |
| 6.5 人間原理と多重宇宙 146 |
| 6.6 自然界を特徴づける定数 148 |
| 6.7 物理定数は定数か?―大数仮説 151 |
| 6.8 多重宇宙 153 |
| 7 宇宙論の進化 157 |
| 付録 大きな数と小さな数 163 |
| A.1 ものの質量 163 |
| 微視的階層 163 |
| 天文学的階層 165 |
| A.2 ものの長さ 166 |
| 微視的階層 166 |
| 天文学的階層 168 |
| A.3 大きい数の単位 169 |
| A.4 小さい数の単位 174 |
| A.5 宇宙の年齢 175 |
| 関連図書 177 |
| 索引 181 |
