長期艱苦的研究工作終將揭示現存的奧秘。但是人的生命是有限的，即使將畢生都貢獻給太空，我們也不可能透徹地研究這樣巨大的課題……所以，只有經過相當長的歷史時期，人們才有可能獲得對太空的全面認識。將來有一天，我們的後代會因為我們不懂得那些對他們來說十分淺顯的東西而感到吃驚……還有許多東西有待於發現，那時候，我們將被我們的子孫所忘卻。如果我們的宇宙不能為每一代人都提供可探索的奧秘，那麼，這個宇宙就太渺小，太可悲了……大自然是不肯將其天機一下子全都泄露給我們的。
——塞尼卡《大自然的問題》第七卷「第一世紀」
在古代的日常談話和生活習慣中，最普通的世事也會跟宇宙間發生的最大事件聯繫在一起。驅蟲咒就是一個很好的例子。公元前1000年的亞述人以為地龍（蚯蚓）是牙痛的病魔，他們的咒語以宇宙的起源為開頭，以治癒牙痛為結尾：
阿努造天空，
天空造地球，
地球造江河，
江河造水流，
水流造沼澤，
沼澤造地龍，
地龍去找沙麥斯和埃，
哀求哭泣淚漣漣：
「你何以供我餐，
你何以供我飲？」
「是否以你干無花果。」
「干無花果！於我
何所用？
提攜我吧，居我於牙縫與齒齦間！……」
哦，地龍，你出言不遜
願埃以其巨掌
懲治你！
(治牙痛咒語)
療法：將二等啤酒和食油等滲和在一起：默誦三遍以後將該葯敷在病牙上。
我們的祖先渴望了解宇宙，但是他們沒有其正找到了解的辦法。他們設想了一個既離奇又規則的小宇宙，其中，阿努、埃、沙麥斯諸神掌管著一切。在這個小宇宙里，人類如果不是起著核心作用的話，起碼也起著重要的作用。我們人類跟大自然密切地聯結在一起；用二等啤酒治牙痛的療法也與最深奧的宇宙學聯繫在一起。
今天，我們已經找到了一種有效和精確地了解宇宙的方法，我們把這種方法稱為「科學」。科學已經表明，宇宙是如此浩瀚而古老，因此人間世事往往顯得無足輕重。隨著人類的成長，人類與宇宙疏遠了，宇宙似乎與人類的日常生活無關緊要。可是科學發現，宇宙不但橫無際涯、遼闊瑰麗，不但可以為人類所了解，而且，從現實和深遠的意義上說，人類的命運和宇宙息息相關。人類大大小小的活動都可以追溯到宇宙及其起源。本書探討的就是這種宇宙觀。
1976年的夏秋，作為「海盜」號著陸艙模擬飛行隊的成員，我跟我的百人科學工作隊一起探索了火星。在人類歷史上，我們的宇宙飛船首次在另一個星球上著陸了。探索的結果（詳見第五章）是引人注目的，這一使命的歷史意義是舉世公認的。然而，大眾對這樣偉大的事件卻幾乎一無所知。報刊採取了漫不經心的態度，電視對此置若罔聞。當他們知道「火星上是否存在著生命」這個問題的答案仍然懸而未決的時候，他們的興趣更是有減無增。他們不容許有任何似是而非、模稜兩可的答案。當我們宣布火星的天空是淺黃色而不象原先所誤認為的那樣是藍色的時候，記者們一致報以善意的噓聲——即使在這一點上，他們也希望火星跟地球一個樣。他們認為，越是證明火星不像地球，讀者和觀眾的興趣就越小。然而，火星的氣勢磅礴、景色宏偉。根據個人經驗，我確信、全世界對探索行星及其許多類似的科研課題都懷有極大的興趣——例如生命的起源、地球、宇宙、地外文明的研究、人類和宇宙的聯繫等等，我還確信，這種興趣可以通過電視這個最有力的傳播媒介而得到激發。
「海盜」號資料分析及探索計畫處處長 B·金特里·李是一個具有非凡組織能力的人。我們倆的看法是一致的，我們都躍躍欲試，決定就這些問題做點工作。李建議我們組織一個專門的電視製作公司，用生動活潑、通俗易懂的方法傳播科學。後來，我們接洽了若干項目，但是其中最有趣味的是KCET（美國公共廣播局洛杉磯中心站）提出的要求。最後，我們一致同意製作一部關於天文學的13集電視連續片。這一套電視片要以人類為中心展開，以普通觀眾為服務對象，既要場面壯觀，又要配樂和諧；既要有教育意義，又要給人以美的享受。我們跟擔保人進行了洽談，雇了一名監製人，結果我們承擔了一項為期3年的叫作「宇宙」的製片任務。 在寫這本書的時候，我們估計這部電視片在世界上的觀眾有1億4千萬，佔地球這個行星的人口的3%。我們相信，大眾遠比人們普遍所想像的要聰明得多；也相信關於宇宙的性質和起源的最深奧的科學問題能夠激發一大批人的興趣和熱情。當前這個時代正處在文明大道的十字路口，也許也正處在人類進化的十字路口。不管今後走哪一條路，我們的命運已經跟科學牢牢地聯結在一起。了解科學已經關係到我們的生死存亡。此外，科學是一種樂趣，人類的進化註定我們要樂於了解科學，因為了解科學的人生存的可能性更大。《宇宙》這部電視系列片和本書為如何傳播科學的思想、方法和樂趣提供了一個很好的例子。
本書和電視系列片是同時形成的，從某種意義上說是相輔相成的。本書里的許多插圖取自為電視系列片攝製的稀有圖片。但是本書的讀者和電視觀眾不盡相同，因此編輯方法也就不一樣。書籍的一個最大優點是可以讓讀者反覆閱讀那些晦澀難解的部分，而電視只有在錄像磁帶和錄像光碟的新技術出觀之後才有可能這樣做，書籍的作者可以自由選定一個章節主題的範圍和深度，而一個非商業性電視節目則只能限制在58分零30秒鐘之內。在許多問題上，本書的討論比電視系列片更深入。有些題目本書並沒有討論，但在電視片里討論了。本書模仿坦尼爾關於艾麗斯和她的朋友在高重力和低重力環境中的組畫能否通過嚴格的電視剪輯還是一個問題。今我欣慰的是，畫家布朗畫的那些優美的插圖及其說明在本書里可以說是適得其所的另—方面，電視片里所介紹的「宇宙歷」本書沒有收錄——部分原因是「宇宙歷」在我的《伊甸園的飛龍》里已經討論到了；同樣，我在本書里也沒有詳細討論羅伯特·戈達德的生平事迹。因為在《布羅卡的腦袋瓜》一書中有一章專門介紹了他的情況。但是電視系列片中的每一集都跟本書相應的章節密切相關。我希望讀者觀眾能夠受益於兩者，且相得益彰。
為了明晰起見，我在若干情況下不止一次地介紹了某個概念——先是輕描淡寫，然後由淺入深。例如在第一章里，「宇宙物質」這個概念先是簡單地介紹一下，後來才進行深入討論。又如第二章里關於「突變」、「酶」、「核酸」的討論也是如此。有些概念不是按歷史的先後次序闡述的，例如古希臘科學家的思想到第七章才介紹。對約翰尼斯·開普勒的討論卻放在第三章。但是我認為，只有先了解古希臘人因一步之差而沒有完成的偉業，我們才能夠對他們的成就做出充分的估價。
科學跟人類的其他活動是不可分割的，所以討論的時候免不要涉及到社會、政治、宗教和哲學的許多問題。有時候是一帶而過，有時候則正面論述。
即使拍攝科學電視系列片也常常受到世界性軍事行動的干擾。當我們在莫哈夫沙漠用與「海盜」號著陸艙一樣大小的模型進行探索火星實習時，我們經常受到在附近試驗場進行轟炸航線演習的美國空軍的阻擾。在埃及的亞歷山大，從早晨 9 點到11點，我們的旅館是埃及空軍掃射航線的演習目標。在希臘的薩莫斯，因為北大西洋公約組織軍事演習，他們在地下和山坡上構築大炮、坦克掩體，所以我們遲遲不能獲得自由拍攝權。在捷克斯洛伐克，由於在一條農村公路上使用步話機組織拍片的後勤工作，引起了一架捷克斯洛伐克空軍戰鬥機的注意。這架戰鬥機一直在我們的頭頂上盤旋，我們用捷克語向他們再三保證不會對他們的國家安全構成威脅後才離去。在希臘、埃及和捷克斯洛伐克，我們拍攝小組所到之處都有國家保安機關特工人員的陪同。起初，當我們徵求在蘇聯卡盧加拍攝的意見，並建議就俄羅斯宇宙航行學先驅康斯坦廷·齊奧爾科夫斯基舉行討論會時，我們的要求受到了阻攔。後來我們才知道，那是因為那裡即將對不同政見者進行審判。我們拍攝小組人員無論到哪一個國家都受到友好款待，但是全世界到處都有軍事活動，每一個國家都憂心忡忡。我的經驗更使我決心在電視系列片和本書的有關章節探討社會問題。
科學的真諦在於其自身日臻完善。新的實驗結果和新的學術思想不斷地解破舊謎。例如，在第九章里，我們討論了太陽所產生的難以捕捉的粒子（稱為「中微子」）似乎太少這個事實，同時我們還列舉了一些不同的見解。在第十章里，我們懷疑宇宙里是否有足夠的質量可以最終阻止遙遠星系的退行，我們也懷疑宇宙是否能永存不朽。加利福尼亞大學弗里