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第一部分 综观宇宙 3

1什么是科学 3

科学是人类的自然行为吗 4

科学是有法可循的 4

谁在做科学研究 5

科学思想浅显易懂 7

注意事项 8

统计学如何发挥作用 10

2理论初探 13

什么是科学理论 14

耳熟能详的几个理论 14

进化论（生命演变） 15

全球气候变化（并非仅仅是全球变暖） 17

地表板块构造论 19

相对论：比你想象得容易理解 20

弦理论 21

混沌科学（蝴蝶效应） 22

第二部分 物理科学 27

3物理学——能量与运动 27

离开地球之时就耗尽自身携带的大部分燃料，宇宙飞船如何才能抵达月球呢 28

安全气囊如何保护乘客安全 29

一根足够长的杠杆真的能撬动地球吗 30

为什么加长板能够使扳手更好用 31

为什么花样滑冰选手收紧胳膊时旋转得更快 33

回旋的过山车上，为什么乘客不会被抛出座位 34

太空站是如何停留在轨道上的 35

为什么打开冰箱并不能使厨房凉爽 37

交流电和直流电的区别是什么 38

4物理学——光和声 41

天空为什么是蓝色的 42

为什么放入水杯的汤勺看起来是弯的 43

为什么远处的路面在炎热干燥的天气中看起来像湿的一样 44

彩虹随着我们移动的原因是什么 46

为什么在不同的光线下物体的颜色会有所不同 47

为什么先看到闪电，后听到雷声 48

回声是怎样形成的，为什么在客厅听不到回声 50

为什么赛车经过时，它的引擎声音会发生改变 51

5物理学——流体 53

雨滴的形状是什么样的 54

给轮胎打气时，为什么打气筒会发热 55

为什么邮轮可以浮在水面上 56

潜水艇是如何上浮、下潜的 57

热气球和氦气球是如何升入空中的 58

重达数吨的飞机是如何“待”在空中的 59

飞机起飞和着陆时，为什么耳朵会嗡嗡地响 60

流沙真的能让人陷下去吗 61

6化学——物质 63

为什么在钢铁上刷防护漆要比在铝上刷防护漆更为重要 64

为什么雪花是六瓣状 65

为什么干冰不会像普通冰一样融化 66

人造钻石与天然钻石的不同点是什么 67

自然界中含量最丰富的元素是什么 68

飞机燃料是不是比汽油更危险 69

为什么苹果切片会变成棕色 70

轻便的防弹衣是如何阻挡子弹的呢 71

7化学——微观物质 73

为什么在公路上撒盐可以化冰 74

为什么地毯会比瓷砖感觉温暖 75

钻石与石墨怎么会都是由纯碳构成的呢 76

肥皂和洗涤剂是如何起作用的 77

烟花中的不同颜色是如何产生的 78

爆米花制成的原理是什么 80

如何用碳来推算物体的年龄 81

8化学——物质间的相互作用 83

萤火虫为什么会发光 84

为什么温度很低时，电池不能正常工作 85

为什么铜像久而久之会变绿 86

为什么壁虎可以在天花板上行走 87

混凝土变硬的原因何在 89

暖手袋的工作原理是什么 90

为什么火柴不会在盒内点燃 91

谷物储藏库为何会爆炸 92

防晒霜中的遮光剂是如何发挥作用的 94

第三部分 生物科学 99

9生物——植物、动物及其他生物 99

细菌是植物还是动物 100

病毒是有生命的吗 101

冬季，常青树的针叶为何不凋零 102

为什么大多数植物是绿色的 103

变色龙是如何变色的 104

地球上最长寿的生物是什么 105

蚱蜢跳远的原理何在 106

为什么飞蛾愿意靠近光 106

驼峰真的储藏水了吗 107

为什么鲨鱼的牙化石很常见，但其骨骼化石却罕见呢 108

动物为什么会迁徙 109

10生物学——人类 111

为什么血型会有所不同 112

为什么不能不睡觉 113

为什么剪头发、剪指甲不会疼痛 114

胃酸为什么不分解胃本身 115

人类能够感受到的味觉有多少种 116

导致时差的原因是什么 117

如果人类不需要阑尾的话，为什么我们会有呢 118

为什么女人的寿命比男人要长 119

11生物学——遗传学和DNA 121

DNA的作用是什么 122

为什么蓝眼睛的父母不会生出褐色眼睛的孩子 123

所有的狗都属于同一物种吗 123

人类基因计划的目的是什么 125

克隆的工作原理是什么 126

人类可以被克隆吗 127

如何对比人类DNA和动植物DNA 128

为什么一些遗传病多见于男人身上 128

如何做DNA测试 129

除了刑事调查，DNA分析还有什么用途 130

如何作亲子鉴定 132

12生物学——医学和健康 133

人体为什么需要维生素 134

胆固醇真的对人体有害吗 136

辛辣食品会导致胃溃疡吗 137

细菌如何抵制抗生素 138

流感疫情为什么总是发自亚洲 139

疫苗是如何预防疾病的 140

糖丸真的能止痛吗 142

患关节炎后，关节为什么会红肿、疼痛 142

青肿的颜色可以说明受伤害的程度吗 143

为什么很难找到感冒的治愈方法 144

第四部分 地球学和空间学 147

13地质学——地底下的世界 147

地球为什么有一个磁场 148

为什么地球内部温度高于表面温度 149

为什么非洲和南美洲看起来是连在一起的 150

为什么很多地震发生在太平洋海岸 151

化石是如何形成的 152

科罗拉多河上的大峡谷是如何形成的 153

熔岩来自哪里 154

原油如何形成于地下 155

为什么悬崖上的几层岩石会上下滚动，而不是左右滚动 156

14气象学和水文学——风和水 159

喷流方向为何是自西向东 160

为什么通常山顶比山脚下冷 161

为什么有些云看起来是白色的，而有些看起来是灰色的 161

为什么在南极、北极附近不会形成飓风 163

天气预报中气象员提到的“风寒指数（wind chillfactor）”是什么 164

为什么雷雨之前通常刮大风 165

为什么海水是咸的，而很多湖水并不是咸的 166

为什么西雅图的降水量是斯波坎市（位于美国华盛顿州）的两倍 167

为什么棕榈树可以生长在都柏林，而在波特兰就不行 167

雨中漫步、跑步会淋湿吗 169

15生态科学和环境科学 171

为什么森林管理员必须进行有控制的燃烧 172

苍蝇有什么用吗 173

什么是生物多样性，它为什么那么重要 174

为什么大多数洗衣粉里的磷酸盐被清除掉了 175

为什么湿地很重要 176

什么是臭氧层空洞，它是如何形成的 178

我们如何了解远古时期的气候 179

温室效应如何发挥作用 180

酸雨是由什么引起的 181

16天文学 183

为什么我们只能看到月亮的一面 184

行星可以像月亮那样显示相位吗 185

小行星碰撞地球的概率有多少 186

为什么夏季看到的星星和冬季不一样 187

产生季节的原因是什么 188

为什么月球上的陨星坑多于地球上的 188

如何测量地球的质量 190

为什么人们不能每个月都看到日食、月食现象 191

为什么冥王星被降级了 191

为什么所有的星星颜色不一样 193

如何测量恒星和地球之间的距离 194

17宇宙学 197

宇宙之外存在着什么 198

我们怎样能够证明宇宙正在膨胀 199

如何测量星系和地球间的距离 200

宇宙的年龄是多少 201

如果光不能摆脱黑洞的话，我们如何能够探测到黑洞 201

为什么类星体如此之亮 203

什么是暗物质、暗能量 203

什么样的力塑造了星系 204

宇宙会怎样终结呢 206

第五部分 科技——付诸实践 211

18科学和技术 211

微波炉如何加热食物 212

发光二极管如何工作 212

遥控器是怎样打开或关闭电视的 214

烟雾报警器如何探测烟雾的 214

全球导航系统接收机是如何确定位置的 216

为什么原子钟如此精确 217

发电厂是如何发电的 218

家用打印机的工作原理是什么 219

辐射是如何保护易腐食品的 220

生物识别技术是如何工作的 221

19电子世界 223

计算机内部是如何运作的 224

超级计算机和常规计算机的区别在哪里 225

信用卡上的磁条是如何工作的 226

零售防盗警报是如何工作的 227

杂货店里的扫描仪是如何工作的 228

无线电频率识别设备是如何工作的 229

太阳能电池是如何把光转化为电能的 231

数码相机是如何照相的 232

为什么会有手机不起作用的地方 233

20医学技术——探究人体内部 237

关节镜手术是如何操作的 238

如何选择可替代人体组织的材料 238

X射线是如何显示受损骨头的 239

计算机X射线层析成像（CAT）扫描是如何获得身体影像的 240

核磁共振扫描仪如何成像 242

如何区分正电子发射计算机断层扫描（PET）与其他影像技术的不同 243

心脏除颤器是如何拯救心脏病患者的 244

声波图是如何对胎儿成像的 246

第六部分 科学：回顾过去、展望未来 249

21伟大的科学思想 249

原子 250

运动——一切都在按计划运行 252

重力 253

微生物理论（生源说） 254

板块构造论 255

宇宙大爆炸 256

22重要的科学家 259

诞生于希腊的西方科学 260

先驱者——印度人 261

中王国时期（公元前2040—公元前1640）的大师们 261

阿拉伯数字和科学方法 262

近代科学家列表 264

23悬而未决的问题 269

宇宙是由什么组成的 270

宇宙之外是否还存在物质 271

宇宙之外是否还有人存在 272

我们如何思考 273

我们如何为身体器官制造替代细胞 274

生命是怎样形成的 275

24未来技术 277

纳米技术 278

分子医学 279

机器人技术 280

新能源 282

基因改造 284

附录A 287

附录B 291