自古希腊时代以来，科学得到了充分发展并极大地改变了人们的生活，其间涌现出了许多杰出的人物、伟大的思想、重要的发现、天才的发明以及有趣的故事，演绎成了门类齐全的现代科学体系。
本书按照时间顺序，从物理科学、生命科学、医学、行星科学与天文学、技术5个方面介绍了37个有趣而又重要的主题。本书作者詹姆斯·特雷菲尔是当代知名物理学家和科普作家，他以生动有趣的文字介绍了科学史上重要思想的发展历程，将那些重要而又深奥的科学原理清晰地展现在我们的面前。同时，书中还展示了250多幅精美的图片。
如果你想了解世间万物运作的奥秘，那么本书将会满足你的好奇心。

前言
关于本书
第一章 物理科学
第二章 生命科学
第三章 医学
第四章 行星科学与天文学
第五章 技术
图片出处

德斯汀·桑德林
创新使我们成为人。无
论是孩子为了取回卡在树
上的飞盘而扔石头，还是
工程师为国际空间站设计
生命保障系统[1]，似乎我
们人类就是为了回答问题
和解决问题而生的。有时
创新是因为好奇，有时是
因为不满于现状而想做点
什么来改变它。创新可能
缘于我们内心希望更完整
地理解事物的自然冲动，
也可能缘于我们总想要让
事情做起来更有效率一点
的迫切愿望，或者很简单
，缘于我们渴望解开谜团
的某种冲动，比如想看到
事物本来的美。
人类总有一种欲望，想
接受世界呈现给我们的现
实，然后改变它。这就是
创新。这种倾向于改变事
物的习惯并不是我们最近
才获得的。我们的祖先甚
至在有文字之前（顺便说
一句，文字是我们最棒的
创新之一）就认识到了自
己面临的挑战，并利用他
们身边可用的有限工具制
订了一些解决方案。他们
把总结的经验和教训传给
后代，这样每一个新的创
新者就都不是真的从头开
始，而是站在前面那些人
的肩膀上。这也许是人类
故事中最诱人的一个方面
。我们这一代人现在使用
的最可信赖、最司空见惯
的工具，曾经是困扰前几
代人的一个难题的未经验
证的解决方案。
我们容易以为，人类长
期以来共同讲述的故事是
关于有钱和有权势的人的
故事。但你仔细一想就会
发现，历史其实真的是由
那些好像永远长不大、永
远像孩子般好奇的男人和
女人创造的。这种类型的
人好像总是不知疲倦，总
是想知道一些事情，新发
现使他们欣喜若狂。几千
年来，这些创新者（其中
有些出了名，但大多数默
默无闻）耐心地攻克了一
个又一个难关，解决了一
个又一个问题，精心设计
了我们今天所看到的世界
框架。这个框架的美妙之
处在于，它不是由少数精
英设计的，相反，它是我
们一起营造出来的。我们
就是这些创新者。
我之所以说“我们”，是
因为我相信人类的这种好
奇心和渴望过去曾经驱动
了历史上的伟大创新者，
而现在同样也驱动了你和
我打开这本书。你现在手
里拿着这本书，是因为你
也有那种不害怕改变现状
的精神。有了正确的思维
方式，你将要阅读的故事
会给你激励和启发；这些
故事将让你有机会了解那
些被我们踩着肩膀的“巨人”
的思想和方法。如果你仔
细考察是什么东西驱使这
些人推动事情从过去的样
子变成现在的样子，那么
你偶尔也将看到事情未来
将变成什么样。
请注意，这不仅仅是关
于精彩创意、奇思妙想和
解决问题的故事，它也是
一个关于人性乐观向上品
质的故事，关于我们作为
人有哪些共同之处的故事
，关于是什么特性使我们
成为人的故事，以及关于
你作为一位创新者竭尽全
力改变现状的时候感觉是
多么爽的故事！

美国国家地理重磅出品，大开本，精装彩色印刷，用数百幅精美图片和趣味性的故事展示科学史的杰出人物、伟大思想、重要发现、天才发明和有趣故事。
美国著名物理学家、乔治·梅森大学克拉伦斯·J.罗宾逊讲席物理学教授、“科学写作奖”获得者、畅销书作家詹姆斯·特雷菲尔代表作。
本书紧密结合当前快速发展的物理学、天文学、医学、生命科学、工程技术等重要科学领域，从科学的起源和发展，一直讲述到其最新进展，一部难得的图文版科学简史。

物质的结构
大约公元前400年
什么是“有”，什么是“无”
古希腊时期的原子论
有时最简单的问题却最难回答。关于宇宙到底是由什么构成的这个问题肯定属于这种类型。对于古希腊人来说，这个问题不是现代意义上的科学问题，而是关于现实本质的哲学探究。古希腊时期的原子论诞生于两个哲学流派，是两种相互竞争的思维模式妥协的结果。
一派是像巴门尼德（出生于约公元前515年）以及晚一些时候的柏拉图（约公元前428-约前348）这样的哲学家。他们的基本想法是，现实必须是纯粹的和不变的。巴门尼德的观点是，不能说事物“既是又不是”。换句话说，真正真实的现实是不可能变化的，否则那就好像事情从“存在”变成了“不存在”。另一派哲学家认为变化是宇宙的永恒法则——没有什么东西是静止的和永恒的，其中最著名的代表人物是赫拉克利特（约公元前540-约前480）。
最著名的原子论者是阿布德拉的德谟克利特（约公元前460-约前370）。他的观点是这样的：假设你拿着世界上最锋利的刀切一块东西（比如一块奶酪），你把它切成两半，然后再切，再切……最终你会遇到一种情况，即你无法进一步再切了。这不能再切的部分就是“原子”（atom，字面意思是“那些不可分的东西”）。宇宙是由原子和虚空构成的，存在一些永恒的东西，即原子本身；也存在总是变化的东西，即原子之间的关系。这个理论中幸存到现代的只有“原子”这个词。
1808年
“无”足轻重的小碎片
现代原子论
中世纪有一些被称为炼金术士的人。这些人具有非常渊博的知识，这些知识是现代化学的前身。法国化学家安托万-洛朗·拉瓦锡（1743-1794）的研究推动了化学的发展。到了18世纪和19世纪之交，一些重要的化学规律已初见端倪。有一件事当时众所周知：虽然许多物质可以通过化学过程分解，但有些物质不可以，后者被称为元素。元素在自然界里似乎具有很重要的作用。此外，给定某种物质，其中不同元素的质量比例似乎总是不变的。比如，水总是包含8份质量的氧与1份质量的氢。
1808年英国科学家约翰·道尔顿（1766-1844）出版了《化学哲学新体系》一书。这本书解释了所有当时人们已掌握的化学知识，为现代原子论的提出奠定了基础。他的观点很简单：物质的确是由原子组成的，同一种化学元素的原子是一样的，并且与其他化学元素的原子不一样。原子以不同比例结合在一起，就构造成了不同的物质。
道尔顿的原子观与德谟克利特的原子观很像，原子是物质最小的、不可分的单位，可以将它们想象为微型保龄球。虽然他的理论的这一部分命里注定不能幸存下来，但我们的现代宇宙观确实是建立在这个理论的基础之上的。
1859年 不同物质加热时发出的光
光谱学
自19世纪中期以来，科学家就已经知道，不同物质在加热时会发出不同颜色的光。玻尔原子模型解释了这种现象。原子能量的大小体现为原子发出的光的颜色，它取决于允许轨道间的距离，这因原子而异。科学的一个分支光谱学就是利用这一概念来鉴别物质的。今天光谱学被用于了解恒星的化学组成，以及监视工业生产过程中化学物质的浓度。
P12-13