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所有的大行星都在一个圆盘上绕太阳转动，这个圆盘叫作黄道面。圆盘状太阳系的形成，是由星云的旋转导致的。一开始，星云的旋转十分缓慢，之后随着坍缩的进程，旋转会变得越来越快，就像滑冰的人在旋转中把外展的手臂收回时，旋转也会加快一样。星云越转越快，离心力效应（把物体从旋转轴向外甩出去的效应）就会排斥垂直于旋转轴线方向的坍缩。但平行于旋转轴线的坍缩就不是这样，星云可以相当自由地在这个方向上跌落。结果就是，星云一侧向内坍缩，从而使得星云扁得像一张煎饼一样。绝大多数星云气体形成了中心的太阳，而剩下的围绕太阳转动的极小部分气体形成了太阳系的行星。
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这个“扁平圆盘”的故事诚然很动听，但却也导致了关于太阳系形成的几个主要悖论之一：要是星云真的始终像滑冰的人那样举手投足，那么作为一个整体的太阳系转速会快得多，由之而来的离心力也不可能允许它坍缩成现在这样的“小尺寸”。就算最初时候的星云核几乎没有旋转，它也是要从那么远的一个距离开始坍缩，就像一个滑冰的人要从好几千米远的地方外收回满负重物的手臂，而不是从一胳膊远的地方收回空空的手臂，二者相差的旋转增速不可同日而语。
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在一些遥远的、与形成太阳系的尘云相类似的星云中，观测到的旋转确实很缓慢。旋转运动的能量（具体说就是动能）通常只占星云全部能量的几个百分点，而星云的全部能量几乎都是重力势能（就是当星云坍缩时会释放出来的能量，可以加热气体、触发氢聚变和制造恒星）。但是就算旋转能量占比如此之小，巨大的星云坍缩到太阳系这种小尺寸的时候，太阳的转速还是应该比如今快得多，圆盘环绕太阳的转速也会比今天我们行星的公转快得多。但是这种速度的旋转产生的离心力效应也绝不可能让我们太阳系坍缩到现在的尺寸，而是会让木星（与太阳的距离是日地距离的5倍）搬到海王星轨道（与太阳的距离是日地距离的30倍）之外的某处。反正太阳系在坍缩过程中摆脱了旋转能量（或者不那么等价地称之为“角动量”）。在太阳系物理学领域，这叫作角动量悖论，尚待解答。可能的答案遍及各个学科领域，比如磁场，又或是湍流，窃取了太阳的角动量并喷射出太阳系。但在太阳系物理学圈子里，还没有任何得到普遍认可的解释出现。无论如何，太阳系解决了它自身的角动量问题（尽管我们还没能参透个中机密），而最初的前太阳星云就这样坍缩为可爱的太阳系尺寸圆盘，也终于让木星占据了现在的轨道。这个初始的坍缩十分迅速（当然，是就地质学上的时间尺度而言），可能只花了10万年左右。
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既然都给出了“角动量悖论”这样的名称（虽然已经尽量避免，但现在不得不说了），我想我还是解释一下什么是“角动量”为好。不论是好是坏，这个概念稍后总能派上用场。动量指的是从质量和速度两方面来计量物体运动的量，同时也是使别的物体运动起来的能力。物体的线性动量的值等于质量与速度的乘积。一辆时速100千米的汽车，就比同样速度的摩托车动量要大，在相撞时汽车会有更大的冲击来让别的物体也动起来。旋转物体的角动量（无论是在空间中的自转还是绕一个点的公转）与此相似，只不过数值上是物体的质量乘以旋转速率（每分钟多少转），接着再乘以系统有效半径的平方。说到“有效半径”，我指的是从旋转轴到物体绝大部分质量所在位置的距离。所以一个质量基本都在轮圈上的自行车轮，就比同样质量和旋转速度的纺锤或车轴有更大的角动量。至于角动量使别的物体动起来的能力，想象一下你用手试着让它们停止旋转，就显而易见了。
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由于太阳系的行星质量基本都集中在木星上（有效半径），而木星距离太阳又相当遥远，太阳系的角动量就基本都在木星轨道上。但要是最初星云的角动量没有在某个时候喷射出去的话，太阳的转速会比现在快得多，木星的角动量会是现在的几千倍，那样木星在太阳系中的位置就比现在要外围得多了。
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原始的前太阳圆盘充满了带尘的气体，绝大部分是氢气，有一些氦气，还有各式各样的尘埃和冰，来自数十亿年间在巨星内产生的物质。圆盘的各部分都绕着正在变成太阳的星云质量中心旋转，旋转产生的离心力效应确保了气态圆盘不会向内坍缩。不过，圆盘绕质量中心旋转的方式，与今天的行星并不完全一样。
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今天的行星在环绕太阳公转时，源于太阳引力的向心力和公转的离心力达到了精确的平衡，形成了开普勒轨道（荣耀再次归于约翰内斯·开普勒，他在17世纪基于实际观测推导出了行星运动定律）。但在前太阳星云的中心附近，当时的圆盘要厚一些，那里的气体被成形中的原始太阳加热，因此相对于较冷也较稀薄的外围气体有更大的气压。这一气压差从高压向低压对气体产生了向外的推力，从而稍微抵消了引力。这样一来，气体受到的指向原始太阳的牵引力就要小于在真空中公转的行星，气体的旋转速度也略小于行星，也就是小于开普勒轨道速度。以上听起来确实有点高深，但事实上这是一个背景设定，关乎太阳系形成的另一个奥秘。
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前太阳圆盘的绝大部分质量都向内跌落形成太阳，与此同时，这个满是尘埃的气态圆盘里的一些小颗粒也形成了太阳系的行星。太阳吞吸圆盘的绝大部分质量直到点燃自己、开始聚变，这一过程只需几百万到几千万年的时间。而一旦开始聚变，原始太阳会破坏任何新行星的形成（很快我们就会详细阐述）。如此一来，行星（尤其是那些巨行星）就不得不赶在这之前加紧成形，一边要与太阳的点火时刻赛跑，一边自己也面临重重关卡。
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在带尘的气态圆盘形成时，内含的固态尘粒和冰粒太轻，无法通过引力聚合，但可以通过静电力而互相粘附（就像静电等效应，或者像范德瓦耳斯力，读者诸君可自行查阅）。湍流漩涡可能也提供了助攻，让这些微粒彼此靠近旋绕足够时间以便粘附，这一过程跟家里的灰尘日积月累攒成毛团（好吧，至少我家里是这样）并没有多么不同。
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但就算是建造一颗小行星，最初的尘粒（无论是矿物质还是冰质）都得增长到足够大，才能开始靠引力吸附更多质量，然后变得更大。这事儿说来容易做来难。要是积聚中的颗粒还很小（1微米左右，也就是细菌的大小），就很容易在气态圆盘中随风四处游走，同时靠静电力互相吸附。而一旦增长到足够大，也就是1厘米或更大一些，颗粒就会更多受原始太阳的引力作用，而气压差产生的外推力就不那么重要了。这时，微粒会以更像行星的方式开始绕原始太阳旋转，轨道也更接近开普勒轨道。这样旋转着的团块，速度会比圆盘中的气流要快，因此会遭遇逆风，受气流拖拽而减速，因而向内盘旋着落向星云中心。
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要是这些团块有办法增长到星子尺寸，就像小个头的小行星那么大，也就是直径10米到1000米的样子，那它在气流中就能乘风破浪，几乎不受逆风的影响，也不盘旋内落，或者盘旋得很慢，因而就会比气体活得久（再过几段气体就要谢幕离场了）。此外，直径1000米或更大的天体可以产生足够的引力来吸附更多的质量，增长得更快。
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然而，要是团块处于中间尺寸，也就是直径几厘米到1米左右，受到的逆风就会很大，它会很快盘旋内落，不消几百年就会被原始太阳吞没，对天体来说这也就是一眨眼的功夫。雪上加霜的是，这种中间尺度的天体既不够黏也不够重，无法互相吸附增长，反而往往彼此弹开。
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所有的行星都始于这般微小的尘粒，它必须想到办法以够快的速度积聚增长，才能在被太阳像马桶冲水那样吞吸掉之前，闯过直径几厘米到1米的这个关口（哪怕在这个尺寸还没聚合得很紧凑）。一句话：它必须想办法在几百年内快速通关，否则就是灭顶之灾。这个难题被称为“1米栏”，到现在也还没完全破解。不过最近有研究显示，一个个增长的团块在迎风推进中会聚集起来，尽管聚集得松散，但也有效地形成更大的集群，在逆风中互相掩护，就像环法赛中的自行车手一样。
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最早的“毛团”开始积聚的时候，坍缩在圆盘中心的那一团物质也开始变热，走上变身恒星之路。早在聚变开始之前，这团的温度就已经高到能加热圆盘的内部。在圆盘炽热的内部，紧紧积聚在一起的尘粒基本都是矿物质成分，不容易汽化，于是最后变成了岩石。而外太阳系则更冷，可以让水、甲烷、氨等成分凝结成液体甚至是冰。这两个区域的分界线叫作雪线，恰好离今天木星的公转轨道不远（在今天火星和木星轨道之间的某个地带）。
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由于受到前面说过的那种气流对小粒子的拖拽，很小的冰质碎片和团块会向星云中心盘旋跌落，到达雪线时就会汽化，形成的气体在那里创造了一个相对高压的区域。圆盘中刚好位于这高压区域外侧的气体就会受到向外的推力，从而进一步抵消引力，绕原始太阳的旋转会变慢，于是对运动较快的固体粒子就产生了更大的逆风和拖拽，也就让这些粒子向雪线盘旋跌落得更快；而恰好位于雪线也就是高压区域内侧的气体，就额外受到一个指向原始太阳的内推力，叠加在引力上，导致这些气体旋转得比固体粒子更快。于是在顺风中这些粒子会被抬升回更高的轨道，盘旋而出——本质上，高压雪线两侧的粒子都会受到朝向雪线的拖拽，对冰质粒子来说就像是陷阱一样。（不得不说这个效果跟直觉有点相反：流体通常是会被拖向低压，就像下水道那样；但在旋转的圆盘中，气体和粒子之间的相互作用可比浴缸里的水流要复杂得多。）
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上述效果造成气体与冰质粒子在雪线上的堆积，可能就此创造了一个巨行星的摇篮地带，木星就由此而来。考虑到行星质量、转动能量或角动量，木星在我们太阳系里绝时是举足轻重的大哥大，除了有我们住在地球这一项，其他所有重要的东西，也就是太阳系的质量、能量和角动量，都被太阳和木星差不多占完了。不过这也正好说明，尺寸并不意味着一切（至少我们地球人得这么讲）。
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木星的成形过程一开始启动，就让邻近的巨行星比如土星的成长也加快了。尤其是，木星的引力拖拽让位于它轨道之外慢得多的旋转物体加速盘旋向外；与此同时，从更高轨道盘旋内落的尘埃和冰将汇入这一股往外的涌流，质量由是富集，成为了其他巨行星比如土星的补给线。
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最早的原行星（first proto-planets）来自尘粒，成长势必很快。行星成形必须克服重重困难，比如摆脱角动量、跳过1米栏，同时还要与太阳赛跑。尘埃正在积聚成团块；成长中的原恒星也正在吃掉圆盘质量，以备开启氢聚变，开始发光。就在点火之前，原恒星加热了内太阳系，喷射出气体，形成强烈的太阳风，圆盘状星云里尚未被足够大的天体捕获的全部剩余尘埃和气体，都会被这股风给吹走。从原太阳星云开始坍缩成圆盘算起不过几千万年甚至更短，强烈的太阳风就出现了，气体就此消失殆尽，在地质学和宇宙学的表上看，这只是很短的时间。最早的原行星尤其是有厚厚的大气层的巨行星，所以必须快马加鞭赶紧成形，否则它们的食材要就会被吞噬或刮得一干二净。在这么短的时间里要让这些天体从尘粒长成星子再长成行星，可是一项艰巨的任务。太阳系想出办法做到了，科学家却还没完全搞明白，这也是太阳系如何形成的诸多未解之谜中又一个让人挠头的问题。
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在炽热的内太阳系成功存活下来并且成形了的类地原行星（或岩石原行星），起初的尺寸可能跟较大的小行星差不多。这类原行星有的挺大，足以加热到熔化自身，热量则绝大部分来自碰撞，小部分来自短命的放射性元素（比如铝和钾的不稳定同位素）的强烈加热。一旦岩石熔化后再度冷却，铁就会越来越富集在剩下的岩浆（熔化了的岩石）中，这是因为铁在岩浆中更容易溶解。到最后，剩下的那团岩浆会固体化，而里面会富集相当多的铁，于是比周围的岩石都要沉，要是天体够大，能有显著引力作用的话，这团岩浆就会向天体中心下沉，形成铁核。所以比较大的小行星，比如谷神星和灶神星，应该都有金属内核。（到达地球的陨石中有的含纯铁，顺理成章被叫作铁陨石或者石铁陨石，就被认为是这种小行星撞碎后散落的内核。）不过，大部分小行星都太小，不会经历熔化及之后一系列的过程，因而基本保持着形成之初的成分比例，这些基本就叫球粒陨石，代表了建造太阳系的砖石（很多抵达地球的陨石来自这种天体）。
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这些早期的星子，以各式各样千奇百怪的椭圆轨道绕着太阳系快速旋转，最后撞到一起，只有少数轨道更圆的存留了下来。位于同一个或邻近的环形轨道的天体，相对运动就十分缓慢，于是会轻轻撞作一团，而不会彼此撞碎。几千万年过去，这些撞成一团的天体会变得越来越大，既不会被摧毁，也不会在跟其他小行星尺寸天体猛烈撞击时损失物质，因为它们已经有了更大的引力。相撞只会让它变得更大，最后就变成了我们现在看到的类地行星。
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如今太阳系有八大行星，以及遭遇了身份危机的冥王星。尽管2006年冥王星被国际天文学联合会开除出了行星队列，美国国家航天局的“新视野”号在2015年的发现却促使冥王星重新升级为矮行星。无论如何，今天的内太阳系里有比较干燥的岩石行星，外太阳系里有巨大的气态和液态行星，两个区域的分界线则由雪线假说提供了最好的解释。然而，我们的太阳系并不一定是模板，甚至在太阳系之内，各行星今天的位置也不必然是它们形成时候的位置。最戏剧性的例子是天王星和海王星，它们在太阳系的位置很靠外（分别是日地距离的20倍和30倍），本应有机会享用前太阳圆盘上广大地带的原材料，因此理论上应该能积聚成比今天大得多的天体才对。目前的解释是，它们形成时的位置离木星和土星要比今天近得多（木星土星之间也曾比现在近得多），有更霸道的手足在侧，它们就只好饿着。土星、天王星和海王星最终都被向外抛射到高得多的轨道，主要是因为木星巨大的引力拖拽让自己就像个链球运动员，会把物体抛射出自己的轨道，直到外太阳系远之又远的地方。木星牺牲了自己的一部分角动量来驱逐邻居，因此自身应该也向内迁移了。这些大个儿行星的移动很可能导致了木星轨道内的大量物体盘旋落入了内太阳系，造成了约40亿年前的晚期重轰击（Late Heavy Bombardment），在那期间类地行星连遭陨石撞击。描述我们太阳系行星迁移的这个理论叫作“尼斯（Nice）模型”，以法国尼斯大学的研究团队命名。（并非因为这个模型让人觉得很“nice”，虽然我觉得它确实如此。）
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最后要说的是，尽管在我们这儿，身处内太阳系的是小个头岩石行星，对其他太阳系的天文观测却发现，内太阳系中存在木星大小的天体，而且就在类似水星那么近的轨道上（所以它们被叫作“热类木星”）。再一次，最好的解释就是，这些大个儿行星是从最初形成的地方迁移至此的，就像我们太阳系很可能发生过的那样。
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在所有关于太阳系和行星形成的故事里，最神秘的故事来自我们自己这个：地球是怎么搞到一个如此奇特的卫星的？卫星和行星几乎一样大，这可是很怪异的事情。月球跟木星土星的诸多卫星也差不多大，木星卫星中最大的木卫三，质量只是月球的2倍（在质量比较中2倍都不算什么，跟1倍差不了多少）；比较而言，木星却有300个地球那么大，土星则相当于100个地球。所以，我们这个小小的行星地球是如何捕获了一颗大块头卫星的，是个谜。
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这个异常巨大的月球，大概在生命的演化中也扮演了重要角色。月球潮汐（也就是涨潮落潮）会形成潮汐池，达尔文等人认为这是早期生命的繁殖场所。潮汐也同样造就了潮间带，也就是海岸线上一段既是潮湿海洋又是干燥（好吧，也有潮气）陆地的地带，那里的有机体在两种环境里演化以求生存，最后启动了生命向陆地的大迁移（或大入侵，看你的立场了）。
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地月关系的奇特之处可不只是尺寸。目前，月球的绕地轨道半径是地球半径的60倍，每1个月左右（认真讲是27天）绕地球一圈。然而，月球一开始是在离地球近得多的地方，二者又是由相互间的引力作用维持长时间不离不弃，所以更近的月球就会让地球自转得更快，这点仍然可以用转着滑冰的人把手收回来作比方。事实上，好几亿年前的沉积层中的珊瑚化石（珊瑚有每天和每个季节的生长轮），记录下来的日长比今天的明显要短得多。要是我们把月球扑通一下放入地球，合并而成的行星更会快马加鞭，1天只有4小时。这样，合并了的地月系统自转极快，甚至比自转最快的行星，刚好（又！）是木星，还快得多，木星的1天有10个小时。月球轨道后来会扩张到现在的大小，是因为月球潮汐在快速自转的地球表面引起了鼓起的肿块，肿块们跑在月球的前面，它们对月球的引力作用就拉着月球往前，就这样，月球慢慢被抛到了更高的轨道上（要是你能想象出怎样慢慢抛的话）。反过来，月球对肿块们的拉力也让地球的自转慢了下来。如此，虽然地球的角动量给了月球，而地月系统总的角动量仍然守恒。
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