世界真奇妙，其中有许多个“不知道”，在这本书里，作者用通俗的文字、生动的语言，讲述许多理化世界中的谜案。比如：为什么可以用单个原子造汽车？为什么物质最小结构“夸克”不是海鸟的叫声？看了这许多“不知道”，你一定会产生一个冲动：长大了一定专攻某个“不知道”。

本书选取了物理、化学学科中一系列科学谜题，反映人们在解答它们时遇到的困难和障碍。介绍了各种有代表性的假说、猜想和目前达到的研究水平，提供了攻难闯关的相应知识背景，并指示了可能的途径。孩子们将会通过本书去领略科学世界中最精彩纷呈的一面！

总序

上篇 物理未知

 叫三声夸克

 夸克遭囚禁

 黑夜，应该是白夜

 从太阳“吹”来的风

 时间之箭

 无线电之变

 不露真面目的反物质

 最重要的是要有好奇心

 幽灵粒子

 来自太阳的中微子

 氢气，液氢，金属氢

 不发光的星星

 柔软的晶体

 排尾的第二名

 从未听说过的超流

 导航和记忆的粒子

 能走向室温吗

 绝对达不到吗

 真空不空

 电子可能是一根振动着的小弦

 气泡闪出蓝光

 自杀，还是他杀

 纳米——1米的十亿分之一

 毫微意味着什么

 听一听宇宙的声音

 真的超过光速了吗

 狮子的尾巴和身子

 鸡毛比铁球先落地

 难道没有磁单极子

 不是只有一条路

 太阳能告诉我们什么

 滚雷——球状闪电

 增重1.2千克也成了个谜

 我国古建筑避雷之谜

 数字和未来

 蛀洞

 经络在哪里

 实现高温超导以后

 替补队员上场

下篇 化学迷宫

 太空、地上两对照

 巴基球，巴基管，巴基葱

 足球大分子带来的实惠

 原子的“花团锦簇”

 可燃冰的过去和未来

 保护伞上有个洞

 纳米火车派什么用场

 从研究糖的化学开始

 服了兴奋剂的塑料

 气味从哪儿来

 稀土进入人体以后

 为什么不再独来独往

 天然酶和人工酶

 二氧化碳人海

 制造氢

 还会有新元素吗

 探寻稳定岛

 红花白花的启示

 绿叶中的化学反应

 化学进化

 再认识氮

 关于水

 乙烯催熟

 铂的抗癌机理

 最古老，也最现代化

 碳资源畅想

 回头看蚕丝和蛛丝

 用单个原子造汽车

 青蒿，青蒿素

 气味和化学语言

 左手、右手和手性

 先有蛋白质，还是先有核酸

 变异说明什么

 疯牛病引出科学难题

后记

有一种礼品盒，看上去只是一个盒子，看不出里面是空的，还是装着什么东西。等你打开来看时，里面仍然是一个盒子。‘好奇心驱使，再打开这个盒子，里面又是一个盒子……总之，盒子里装盒子，不知道盒子里面是什么。

物理学家在研究物质结构的时候，也遇到了一个类似的问题：里面是什么？

世界上的物质千千万，石头、铁、空气、水……形态不同，性质各异，但有一点是相同的，最小单位都是原子。铁的最小单位是铁原子，氢的最小单位是氢原子；水的最小单位虽然是水分子，不过，水分子是由两个氢原子和一个氧原子组成的。

自古以来都认为，尽管世界上的物质千千万，分到原子这一步就算到头了，原子是不可再分的最小单位。

到了19世纪末，发现x射线，好像传给人们一个信息，原子这个盒子里还有盒子。果然，进人20世纪以后，人们发现原子不是最小单位，原子内部还有结构，中心是原子核，外围是电子。原子的质量几乎全部集中在原子核，原子核本身却十分微小，大约10万个原子核排成一条直线才相当于一个原子的直径。

好奇心驱使科学家进一步研究原子核的结构，知道了原子核是由质子和中子组成的。人们产生了一个新的看法：原子是由电子、质子和中子等基本粒子构成，把这些粒子叫做“基本粒子”，好像是在说原子这个盒子里，也就是这些东西了。

可是，后来科学家在宇宙射线中发现了一些新的粒子，在实验室里，在加速器中发现了更多的粒子，基本粒子的数量猛增到300多种，也有报道说，多达700种。

物理学家分别为这些微小的粒子取了名字：光子、介子、中微子以及用字母命名的K子，什么什么子……还测定他们的质量是多少，带什么样的电荷，如何自旋，左旋还是右旋，寿命多长，就像调查户口似的，记入档案，再加以分析。

经过分析，发现大多数基本粒子是不稳定的，寿命很短，很容易转化为其他基本粒子。基本粒子的质量差别很大，也可以按质量大小来分分类。不过，科学家最常用的分类方法是，按粒子间的相互作用分为两类，一类是轻子，另一类是强子。

电子和中微子属于轻子，轻子的数量比较少；绝大多数基本粒子都属于强子，其中包括质子和中子。面对原子核内的强子，科学家们又在思考了：还有比质子和中子更小的结构吗？

又是一个“盒子里还有盒子吗”这一类的问题，科学家从实验中已经感觉到，强子内部应该还有结构。这好比拿起盒子摇一摇，听到了盒子里有响动的声音，初步可以判定盒子里有东西。

是什么东西呢？不知道。科学家开始发挥想象力了。美国科学家盖耳曼提出一个假说，叫做“夸克模型”，说是所有强子都是由3种夸克构成的。

夸克是译音，意思是海鸟的叫声。因为在长诗《芬尼根之觉醒》中有一句话：“向麦克老人三呼夸克。”盖耳曼把夸克借用过来，无非是一语双关，说明每一个强子都有3种夸克。

想象虽然浪漫，却又充满理性。盖耳曼提出的夸克模型是有理论支持的，理论分析很有道理。慢慢地盖耳曼的理论被大多数人接受了，等于承认了盒子里面有东西。

只从理论上认识夸克是不够的，还得把它找到，证实它的存在，要把想象中的夸克变成真实的夸克。为了找到夸克，物理学家忙了二十多年。到了1974年，旅美华裔科学家丁肇中发现了J粒子。J粒子的J与中文的丁字非常相似，这也是给新粒子命名的妙处。新粒子的发现引起种种猜测，J粒子是不是第四种夸克？

是的。J粒子就是第四种夸克，又叫粲夸克。为此，丁肇中于1976年获得了诺贝尔奖金。这时，科学家对夸克的认识更深入了，说还有第五种、第六种夸克。

在研究夸克的时候，发现夸克与三这个数字特别有缘，三呼夸克，三种夸克。夸克的种类多了以后，夸克又可以分为三个组，人们把这种组叫做“代”，也就是三代。

1977年，科学家发现了第五种夸克——底夸克。可是，夸克的第三代里还缺一个夸克，它叫顶夸克。1994年4月6日，在费米实验室，终于发现了顶夸克。

在费米实验室有一个加速器，地下的环形隧道长达6．4千米。在这里，为寻找顶夸克，先后有900多位科学家在这里工作，忙了8年，最终才找到了它。

新的发现，进一步证实夸克的存在，证实了顶夸克是第三代。

有人说物质的最小结构也许就到此止步了。盒子里装盒子，发现的盒子已经不少了，你看，原子里头有原子核，原子核里有强子，强子里头有夸克。夸克才是基本粒子。

可是，人们还是要问：盒子里还有盒子吗？

物质的最小结构就是夸克吗？

人的认识是不会到此止步的。P2-4

1860年，英国皇家学院发布了一个罕见的通告：圣诞节，大名鼎鼎的法拉第院士将举办化学讲座。听课的对象不是科学家，也不是大学生，却是少年儿童！

那天，皇家学院的大讲堂里坐满唧唧喳喳的小听众，顿时使这个一向肃穆、沉寂的最高学府活跃了起来。然而，当一位头发花白、身材瘦长的科学家出现在讲台上时，整个大厅顿时鸦雀无声。

老教授这次没有宣读高深的科学论文，而是津津有味地讲着蜡烛为什么会燃烧，燃烧以后又跑到哪儿去了。他一边讲着，一边做着实验……孩子们双手托着下巴，紧盯着讲台，深深地被这位老人风趣的讲解所吸引。

很多人对法拉第的举动感到惘然不解，法拉第却深刻地回答：“科学应为大家所了解，至少我们应该努力使它为大家所了解，而且要从孩子开始。”

法拉第对此有着切身的体会，他始终没有忘记自己苦难的童年：一个贫苦铁匠的儿子，连小学都没念！他12岁去卖报，13岁当订书徒工。他从自己所卖的报、所印的书中，刻苦自学，以至读完《大英百科全书》。法拉第对化学书籍特别有兴趣，就省吃俭用，积蓄一点钱购置化学药品和仪器，做各种实验。就这样，他22岁时被当时英国大科学家戴维看中，当上了戴维的实验助手，从此成为攻克科学堡垒的勇士。法拉第以他自己的亲身经历说明，学习科学确实应该“从孩子开始”。

童年常常是一生中决定去向的时期。人们常说：“十年树木，百年树人。”苗壮方能根深，根深才能叶茂。只有从小爱科学，方能长大攀高峰。

小时候看过一本有趣的科学书籍，往往会使少年儿童从此爱上科学。少年儿童科普读物，从某种意义上讲，就是这门科学的“招生广告”。它启示后来者前赴后继，不停顿地向科学城堡发动进攻，把胜利的旗帜插上去。

法拉第曾说，他小时候由于读了玛尔赛写的科普读物《谈谈化学》，开始对化学产生浓厚的兴趣。

法拉第给孩子们讲课，后来把讲稿写成一本书，叫做《蜡烛的故事》。苏联著名科普作家伊林在小时候，曾反复阅读了《蜡烛的故事》。伊林在回忆自己怎样走上科普创作道路时说：“我写的书就是从那些书来的。”爱因斯坦曾回忆说，十一岁那年，他读了《自然科学通俗读本》、《几何学小书》，使他爱上科学。

著名的俄罗斯科学家齐奥科夫斯基把毕生精力献给了宇宙航行事业，那是因为他小时候读了法国科普作家儒勒·凡尔纳的科学幻想小说《从地球到月球》，产生了变幻想为现实的强烈欲望．从此开始研究飞出地球的种种方案。

我国著名植物分类学家吴征镒院士说，小时候看了清代的《植物名实图考》，使他迷上了植物学。

俗话说：“发不发，看娃娃。”一个国家科学技术将来是否兴旺发达，要看“娃娃们”是否从小热爱科学。“芳林新叶催陈叶，流水前波让后波。”祖国的兴旺发达，靠我们这一代，更靠娃娃们这一代！1935年，高尔基在写给伊尔库茨克高尔基第十五中学学生的一封信中，曾深刻地指出“娃娃们”学科学的重要性：“孩子们，应该热爱科学，因为人类没有什么力量，是比科学更强大、更所向无敌的了。……你们的父亲从世界掠夺者手里取得了政权后，在你们面前开辟了一条宽广的道路，使你们能达到科学所能达到的高度，而继续父亲一辈的具有世界意义的事业的责任，也就落在你们肩上。”

1957年，苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星，在空间科学技术方面拔了头筹。这时，美国总统艾森豪威尔在想什么呢？他首先想到的，是美国的小学教育有没有出了什么问题。我觉得，这位美国总统是有眼力的。他正是看到了青少年一代的重要性。

广大青少年，今天是科学的后备军，明天是科学的主力军。为此，邓小平在为全国青少年科技作品展览题词时指出：“青少年是祖国的未来，科学的希望。”

正是为了培养少年儿童从小热爱科学，湖北少年儿童出版社和中国科普作家协会联袂选编了这套《少儿科普名人名著书系》。入选这套丛书的作品，不论中外，必须具备三个条件：

一是“佳作”，即不论是就选题、内容、文笔而言，都是上乘之作；

二是“科普”，即起着科学启蒙、科学普及的作用，那些不含科学内容的玄幻、魔幻小说，即便像《哈利·波特》那样广有影响的作品也不选入；

三是“少年儿童”，即必须适合少年儿童阅读，即便是霍金的《时间简史》、盖莫夫的《物理世界奇遇记》那样优秀的科普读物，由于读者对象是具有大学文化水平的人，而对于少年儿童来说过于艰深，未能收入。

另外，《少儿科普名人名著书系》注意选入各门学科的代表性图书，使少年儿童读者能够涉猎方方面面的科学知识。除了以科普读物为主体之外，《少儿科普名人名著书系》还选入科学幻想小说、科学童话等科学文艺作品。这样，使这套图书具有内容与体裁的多样性。

湖北少年儿童出版社选编《少儿科普名人名著书系》，是为了使少年儿童读者以及家长们来到书店的时候，可以一下子就买到中外少年儿童科普佳作，因为这套书是编者从上千部中外少年儿童科普图书中精心挑选出来的。

《少儿科普名人名著书系》是为了纪念改革开放30周年，迎接共和国60周年而编辑出版的，这是我国迄今最权威规模最大的一套少儿科普经典书系，也是我国第一套少儿科普经典文库。

《少儿科普名人名著书系》是金钥匙，开启科学殿堂的大门。

《少儿科普名人名著书系》是向导，带领你在科学王国漫游。

《少儿科普名人名著书系》是好朋友。多读一本好书，犹如多交了一个好朋友。

愿《少儿科普名人名著书系》给你带来知识，带来智慧，带来希望，带来科学的明天。

叶永烈

2008年4月20日于上海“沉思斋”

本书原为两本书：《物理篇》和《化学篇》。《物理篇》的第一读者应该是科普界的老前辈叶至善(中国科普作家协会理事长)，本书出版先请他审阅，阅后给出了两个字的评语“不错”。这给了我信心。

本来嘛，从事少儿科普四五十年，讲的都是已经知道的科学，而《物理篇》却属《不知道的世界》丛书的一篇。从写“知道”的故事转到写“不知道”的故事，从何说起呢？当时，市场上“自然之谜”一类书籍不少，内容也只是去满足一些人的好奇心，没有普及科学的意义。不过，仔细地想一想，人的认识总是从已知到未知，从今天科学的发展，可以窥见未来发展的方向。这样，就找到了创作的方向。

回想起青年时代，进入少儿科普的队伍是从回答小读者的“为什么”开始的。作为《中国少年报》的编辑，曾负责编《动脑筋爷爷信箱》开始，从成捆的读者来信，挑选问题，在报上公开回答“为什么”。

作为报纸的科普编辑，总要开辟一些新天地，并尝试作者的体验，结果变成了作者。比如，要发表科幻小说，自己也写了几篇，汇集成一本书《活孙悟空》；比如，要发科学游记，访问了西双版纳，最后竟成了一本书《祖国的绿宝石——西双版纳》；再比如，要讲新学科，写了一些仿生方面的文章，集成一本《自然的启示》，二十年后，见到了生物物理科学家王平荣，他出版一本《自然界的启示》，他对我说《自然的启示》是我国第一本仿生学的科普读物。有幸的是：此书也曾获得1963年的儿童文学奖。

十年动乱中止了自己的少儿科普工作后，我从报纸转向了杂志，成为《我们爱科学》的主编。离休后，没有了工作任务，却多了创作时间，出版了多种少儿科普读物，举个例子，《发明发现故事》，收集了300多项发明发现，不仅两次再版，还在台湾出版了繁体字本。

在诸多的作品中，自己最钟爱的两本就是《物理篇》和《化学篇》，在创作过程中必须先掌握科学发展的现状，了解科学家关注的问题，然后，再利用自己毕生少儿科普的经验，写出少年能接受能理解的读物。

辛勤写作终于有了成就，首先，有《物理篇》和《化学篇》的丛书《不知道的世界》先后获得了“国家图书奖”、“五个一工程奖”、“全国优秀少儿读物一等奖”、“全国畅销书奖”等多个奖项；再次，这套书经历出版、再版、又再版，多次重印，说明受到了读者的喜爱，深感一生为少年儿童工作，总算作出了满意的贡献。有了读者欢迎和喜爱，也就心满意足了。

赵世洲2010年4月20日

世界真奇妙，其中有许多个“不知道”，在这本书里，作者用通俗的文字、生动的语言，讲述许多理化世界中的谜案。比如：为什么可以用单个原子造汽车？为什么物质最小结构“夸克”不是海鸟的叫声？看了这许多“不知道”，你一定会产生一个冲动：长大了一定专攻某个“不知道”。

——中国科普作家协会少儿科普专业委员会主任 余俊雄

本书选取了物理、化学学科中一系列科学谜题，反映人们在解答它们时遇到的困难和障碍。介绍了各种有代表性的假说、猜想和目前达到的研究水平，提供了攻难闯关的相应知识背景，并指示了可能的途径。孩子们将会通过本书去领略科学世界中最精彩纷呈的一面！

——著名科普作家 刘兴诗