量子力学到底有没有具体的应用？芯片是不是比原子弹更难制造？空间跳跃、时间倒流真的只是科幻吗？……关于科学知识，有很多是我们还一知半解的。
本书打破知识壁垒，内容涵盖量子物理、前沿技术、核能应用、宇宙天文、太空旅行、生物医学六大科技模块，从整体上把握知识之间的关系及其演进路径。作者用生动风趣的语言，把枯燥的科学知识讲述成普通人都能听懂的故事。让我们在面对世界时，能多一份透彻，少一些困惑。
科学的传承，使得人类可以站在巨人的肩膀上去更高更远处，而非不断重复昨天。传播严肃科学知识的重要意义在于，让我们这个社会、这个民族形成科学的氛围。氛围是一种无处不在的暗示，潜移默化中影响人们对已知的思考，对当下行为的反省；更重要的是，可以帮助人们拾起对未来的信心。

石峰，毕业于浙江大学物理系，现从事纳米催化技术的研发与产业化，所开发的某纳米材料的某项技术指标已达到国际领先水平。参与多项科研项目，涉及行业广泛，曾为国防科技做出过微薄贡献。研究经历促成对科学技术的深入思考和理解，闲暇之余运营公众号：老和山下的小学僧。

前言
第一部分 基础科学
第一章 “鬼话连篇”：“荒诞”量子力学
第二章 “胡搅蛮缠”：“诡异”相对论
第三章 “何去何从”：大型对撞机
第四章 智慧结晶：粒子模型
第二部分 工业皇冠上的明珠
第五章 点沙成金：半导体芯片
第六章 第二战场：量子技术
第七章 革命老将：超导材料
第八章 明珠内核：涡轮叶片
第九章 天外流星：高速飞行器
第十章 化学燃料的绝唱：火箭发动机
第三部分 核能
第十一章 核弹诞生记：热核弹
第十二章 核弹成长记：“看我七十二变”
第十三章 核弹打工记：核电的“爱恨纠葛”
第十四章 氢弹涅槃记：艰难的聚变发电
第四部分 宇宙天文
第十五章 天体演化与宇宙博物馆
第十六章 聆听宇宙：射电望远镜
第十七章 一窥天机：空间望远镜
第十八章 天文“新宠”：引力波
第十九章 “捕风捉影”：暗物质
第五部分 太空旅行
第二十章 旅途第一站：空间站
第二十一章 熟悉的陌生人：太阳系
第二十二章 打破太阳系枷锁：霍尔推进器
第二十三章 带着太阳流浪：戴森球
第二十四章 宇宙“病毒”：流浪地球
第六部分 生物医学
第二十五章 百年“宿怨”：中西医之争
第二十六章 死神使者：癌症
第二十七章 健康密码：热量限制
第二十八章 从进化论看转基因
第七部分 从基础科学看科技创新
第二十九章 从基础科学看科技创新

一个原子，是否可以凭
空产生？一个人，是否可以
穿墙而过，从卧室瞬移到客
厅？如果我告诉你，这些不
是童话里的魔法，而是实实
在在的科学，那么你的科学
观会不会崩塌？
大多数经历过中学教育
的人都有基本的科学常识，
认为自己对这个世界的认识
虽不准确，却也不至于很离
谱。但你有没有想过一个问
题，中学课本上的内容，诸
如力学、电学、磁学，其实
都是一两百年前的知识，大
名鼎鼎的万有引力定律更是
三百多年前的理论。也就是
说，完成中学教育后，你的
科学认知水平仍然停留在一
两百年前。
但是，最近一百年，科
学发生了翻天覆地的变化，
可以说彻底颠覆了原先的知
识体系。因此，我们中学学
习的科学知识，严格地说，
很多都是不严谨的，所以大
部分人对科学的认知并不准
确。当然，这可怪不得我们
，现代科学理论晦涩难懂，
别说普通老百姓了，即便是
物理系毕业的大学生，多数
也是一知半解。
本书试图在中学知识的
基础上带你跨入现代物理学
的大门，弥合这一百年的知
识鸿沟。我们将从现代物理
学的两大支柱——“量子力
学”和“相对论”出发，为你
展现人类在基础科学领域打
下的壮阔江山，然后顺着量
子力学的枝干，爬上科技树
顶端，去寻找工业革命结出
的最硕大的果实。
量子力学使人类第一次
认识到微观粒子的本质，从
而促发了材料学革命，各种
新材料涌现，进一步引发了
各个工业领域的技术革命。
其中几项技术做到了极致，
被称为“工业皇冠上的明珠”
，代表了人类目前应用技术
的巅峰。
量子力学同时帮助人类
深入原子核，打开了核能的
大门，由此发展出的应用技
术深刻改变了国际格局，并
且极有可能在未来彻底改变
全球能源结构，是人类走出
地球、奔向太空的希望所在
。
到了广阔的太空，科学
家奋力开拓的知识疆域却显
得那么微不足道。我们得建
造各种匪夷所思的巨型实验
装置去撬开未知世界的大门
，去遥望宇宙边缘正在发生
的故事，为几十亿年内必然
会发生的地球末日做好星际
旅行的准备。
然而，人类一旦开启了
太空时代，将面临前所未有
的大时空尺度，这又会反过
来对“人”这个诞生自地球的
物种提出更高的演化要求。
那么，生物学是否有足够潜
力帮助人类从容踏上漫漫宇
宙征途？
长久以来，人们对于科
学有一种近乎宗教般的迷信
，总觉得未来科技可以解决
诸如超光速飞行、空间跳跃
、时光倒流、长生不老等任
何问题，但是，我们不得不
做好另一方面的思想准备，
科学也许是有边界的，它并
非无所不能，像动量守恒、
质能守恒这些定律无论如何
不可能被打破。这也许意味
着，飞行永远只能靠“扔东
西”，能源永远只能靠“烧开
水”，宇宙间所有文明都会
被死死限制在物理规则内。
科学的边界到底在哪里
？这个答案需要勇敢的聪明
人去寻找，基础科学会消耗
千千万万的聪明人，最后却
只有金字塔尖的寥寥数人才
有可能捅破一些窗户纸，绝
大部分人只能成为默默的塔
基。但这样的人依然值得喝
彩，至少他们爬上了人类知
识的峰顶，看了一眼另一边
的未知世界。

本书内容可读性强，热点相关性强。如何简单说清楚广义相对论和狭义相对论的区别？大型对撞机究竟该不该建设？半导体芯片为何成为大国博弈的焦点？中国目前的航天能力有多强？癌症是否可以治愈？本书对各种持续的热点话题，都给出了令人信服的科普。
一本书让你掌握科技通识。作者以循序渐进的方式梳理了科技发展的脉络，使得读者可以高屋建瓴，从整体上把握前沿知识之间的关系及其演进路径。
作者用生动风趣的语言，把枯燥的科学知识讲述成普通人都能听懂的故事。诙谐幽默，生动深刻，读者可以像听故事一样轻松拓宽认知边界。

第一章 “鬼话连篇”：“荒诞”量子力学
量子力学奠基人玻尔曾说：“如果你第一次学量子力学认为自己懂了，那么说明你还没懂。”为什么他这么看不起其他人呢？因为量子理论看起来很像是一套“玄学”理论，完全不符合我们对“科学”的传统印象。
为了让这套“玄学”理论看起来更“科学”些，我们把时间尺度拉长一点，就从认识论说起吧。
1.1 经典物理
人类从诞生开始就一直努力认识这个世界。最早的认识论充满了想象，后来逐渐演化成了“宗教”，用一套神灵体系来解释世界，比如为什么会打雷闪电，那是因为有雷公电母。当然，聪明人很快就发现，这套说法很不靠谱，老天爷下不下雨，跟你干了什么没有任何关系。于是，这帮聪明人就开始思考“世界的本源是什么”“东西为什么往下掉”“太阳为什么东升西落”，如此等等。有意思的是，早期的聪明人只是坐在办公室里靠头脑风暴研究世界，可即便如此，时间长了，也还是能悟出一些道理，后来这种单纯的思辨就慢慢演化成了“哲学”。
大家坐而论道，张三说世界在乌龟的背上，李四说天方地圆，究竟谁对谁错呢？你们就不能出门去验证一下吗？当然不能了！这种风气夸张到什么程度呢？亚里士多德认为“女性的牙齿比男性少”，就这么一个理论，愣是被奉为经典数百年，这几百年时间里就没人去张嘴数一数到底谁的牙齿多。
在很长一段时间内，大家就是这么靠辩论研究世界的。一直辩到了17世纪，突然有个人灵光一闪，动手做起了实验，这人就是伽利略。他最有名的事迹当数“比萨斜塔自由落体实验”——伽利略在比萨斜塔上同时扔下一大一小两个铁球，用来验证重的东西会不会比轻的东西下落速度更快。
实际上，伽利略到底有没有爬上斜塔扔下那两个伟大的铁球还有争议，但他提出的逻辑推理无懈可击。伽利略在1638年出版的《关于两门新科学的对话》中写道：如果依照亚里士多德的理论，假设有两块石头，大的重量为8，小的为4，则大的下落速度为8，小的下落速度为4。当两块石头被绑在一起时，下落快的会因为慢的而被拖慢，所以整个体系下落速度在4～8。但是，两块绑在一起的石头的整体重量为12，下落速度也就应该大于8，这就陷入了一个自相矛盾的境地。
伽利略的实验虽然只停留在观察层面，但相应的逻辑推理却是科学的核心思想，并且他提倡用数学和实验去研究事物，还亲手打造了世界上第一台天文望远镜，记录了大量天文观察数据。这和原先的单纯辩论有了本质区别，算得上是“科学”雏形，所以伽利略很伟大，稳坐物理学排行榜第二梯队。
是不是觉得早生几百年，你我都是科学家？别天真了，其实经常以负面形象出现的亚里士多德，绝对属于当时最聪明的人，时代局限性造成的无知不是无知。伽利略作为动手做实验的第一人却只属于物理学界的第二梯队，那么第一梯队的人是什么样的呢？
各位，“世界本源由金木水火土构成”，这个题目是哲学，还是科学？其实科学和哲学在五百年前还真是一家。伽利略去世后刚好一年，牛顿诞生！如果你认为是牛顿三大定律成就了牛顿，那就大错特错了。牛顿的代表作是《自然哲学的数学原理》，你看看这名字就说明了一切：自然哲学里包含的数学原理。牛顿系统地把数学引入研究中，在伽利略的基础上，不但动手做实验，还进一步用系统的数学工具来解释实验现象，这才使“哲学”和“科学”彻底分开，揭开了经典物理学的序幕，所以牛顿更伟大，毫无争议地坐上了物理学史上的头把交椅。
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