世界的形状

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

医学六大领域，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名列前茅的水平。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，闲暇之余运营微信公众号：老和山下的小学僧。

??知乎盐选专栏9.4高分，TOP100榜NO.4 。20万+粉丝高质量科普微信公众号「老和山下的小学僧」精华集结。

??内容可读性强，热点强相关。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。

??打破知识壁垒，一本书让你掌握科技通识。打通量子物理、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，不做泛泛之谈，而是挖掘技术背后的科学理论。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。

??文科生都能轻松看懂的硬核科普。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。

??从科技创新角度读懂大国博弈的底层逻辑。中国制造业虽已傲视群雄，但在原创性和先进性技术方面仍在追赶西方。中国科技水平飞速发展也是不争的事实，研发总投入也在逐年上涨，即将接过西方扛着的科学大旗，引领全人类进入下一个文明阶段。本书用令人信服的逻辑和丰富的实例揭示了上述过程的必然性，激发普通人加入这一伟大历程的热情与自信。

前 言

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。

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