此时，科学程度远远超过地球的三体世界，他们所在星系有三个恒星，三体人生存的行星围绕三个恒星做无规则运动，导致没有规律性的气候 。 上一刻还是适合生存的气候（它们称为恒纪元），或许下一刻就会进入不适合其生存的气候（称为乱纪元），恒纪元与乱纪元会持续多久，什么时候出现都没有规律，以致这颗行星上的文明出现又被毁灭达二百多轮次 。 三体人虽然能够通过主动脱水让自己干纤维化以度过乱纪元，到恒纪元时再吸水复活，但是度过期充满了未知的危险，脱水次数也是有限度的 。 正为此苦恼的三体人发现了极为适合他们生存和发展的地球的存在，派出了舰队前往灭绝地球人类，占领移民地球 。 舰队会在四百年后到达，人类文明的倒计时开始 。
叶文洁后来离开红岸基地到清华任教，一次偶然遇见了继承了父亲四十五亿美元遗产的伊文斯，因为伊文斯也有着对人类文明现状的强烈不满，两人投缘 。 叶文洁向伊文斯透露了三体世界的信息 。 想要毁灭全人类的伊文斯听者有心，建立了第二红岸发射基地，与三体人建立起稳定的联系，并利用模拟三体文明的三体游戏吸引高知高权势的人群，成立了地球三体组织，目的在于帮助三体入侵地球，叶文洁成为了精神领袖 。
三体人考虑到地球科学的加速进步会对自己的入侵带来威胁，向地球发射了两个由巨大计算机缩小成的原子大小的计算机（称为智子） 。 智子会在地球上所有的加速器中捣乱，改变实验粒子的运行轨迹或速度，造成假象，使高能物理中对粒子的研究、分析和计算无法正确进行，物理学就没有了发展的前途，从而确保地球科学被限制住 。 同时智子还可以充当无所不在的间谍，人类的任何行为都在三体人的监视之中，除了脑袋里思考的东西之外，人类对三体没有了秘密 。
另外三体为了促进地球三体组织的壮大，在很多重要人物眼中用智子留下倒计时的影像，促使这些人去追寻倒计时的原因以信奉神迹，加入地球三体组织，不加入的或自杀或被地球三体组织所杀 。 上百名科学家的死亡引起了相关部门的怀疑，他们找到汪淼教授去玩三体游戏，得到了与地球三体组织接触的机会，得知了三体人即将入侵地球的消息 。
物理学被锁死和叶文洁的秘密，导致叶的女儿物理学家杨冬对生活失去了信心自杀身亡 。 叶文洁只是希望外星人接管人类，与伊文斯意见并不统一 。 故而叶文洁在女儿杨冬墓前遇见女儿的同学科学家罗辑时，引导罗辑思考宇宙社会学，告知了重要的宇宙社会学的两个公理和两个概念：猜疑链和技术爆炸，为罗辑以后发现黑暗森林威慑理论，挽救地球埋下了种子 。 这次会面自然没有逃过智子的监视，三体人意识到罗辑的潜在威胁，命令伊文思暗杀罗辑，罗辑因突发状况侥幸躲过了伪装成车祸的暗杀 。
得知地球三体组织内幕的相关部门，抓获了叶文洁，并用“飞刃”材料毁灭了伊文思游轮基地，杀死了伊文思，得到了游轮基地上的情报 。 从此地球全面开始了对三体入侵的抵抗 。 因为只有思想是不会被智子探知的，所以联合国制定了“面壁计划” 。 选出来的“面壁人”可以调动全世界大量资源实现自己拯救地球的计划，并且无论所做的多么奇怪也不需要向任何人解释原因 。
选出的四位面壁人，泰勒、希恩斯、雷迪亚兹和罗辑 。 前三位都是因为实力被选入，很平凡的罗辑之所以入选，是因为在收缴出的地球三体组织的资料里有来自三体的暗杀罗辑的指示，让联合国意识到三体畏惧罗辑 。 其他三位为面壁计划搞得如火如荼，罗辑却认为自己难当大任，又无法摆脱面壁人的身份，便消极怠工，以“我在工作，但是不需要解释”为由过着隐居的休闲生活，还利用职权寻找心中虚构出来的梦中情人 。 联合国为了让无所欲求的罗辑产生努力工作的动力，找到了极其符合罗辑虚构形象的女子庄颜，罗辑爱上庄颜并与之生儿育女 。 联合国利用冬眠技术让庄颜和孩子冬眠，声称要到四百年后三体到达的“末日”才唤醒她们 。 罗辑为了让心爱的妻儿能够在末日后也生存下去，开始拼命的思考如何挽救地球 。 三体人也在地球三体组织余党中挑选出3个专门对付面壁人的破壁人，只有罗辑因为其诡异性，没有被指派对应的破壁人 。
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