什麼使科學如此特別？

章：物質
物質是什麼？
固體
液體
氣體
奇異態
物態變化
原子內部結構
亞原子世界
波和粒子
量子世界
粒子加速器 放射性
混合物和化合物
分子和離子
化學反應
反應和能量
金屬
氫
碳
空氣
燃燒和爆炸
水
酸和堿
晶體
溶液和溶劑
催化劑
制造化學品
塑料
玻璃和陶瓷
神奇的材料

第二章：能量和力
能量是什麼？
靜電
電流
磁力
發電
可替代能源
電子技術
微型芯片
計算機科學
虛擬現實
納米科技
機器人和自動化
人工智能
波
從無線電到伽馬射線
顏色
反射鏡和透鏡
激光器
光學應用
聲音
熱
熱傳遞
力
速度和加速度
機械
摩擦力
彈簧和鐘擺
壓強
飛行原理
浮力原理
真空
重力/引力
狹義相對論
廣義相對論
引力波
弦論

第三章：生命
生命是什麼？
生物分類
病毒
細胞
基因工作原理
繁殖
基因傳遞
生命起源
生命演化
生命動力源
植物的生長過程
呼吸作用
碳循環
衰老
基因組
基因工程
基因治療
干細胞
克隆

第四章：太空
恆星
太陽
太陽繫
宇宙漂浮物
黑洞
星繫
宇宙大爆炸理論
宇宙有多大？
暗物質和暗能量
宇宙的終命運
觀測宇宙
我們孤獨嗎？
航天器
太空生活
太空旅行

第五章：地球
地球的內部結構
板塊構造
地震
火山
岩石循環
海洋
地球大氣層
天氣成因
天氣
氣候和季節
水循環
溫室效應
氣候變化

原著英文索引
致謝

什麼使科學如此特別？

科學不僅是事實的集合，更是基於證據和邏輯的繫統性思維方式。盡管它可能並不完美，卻是我們認識宇宙萬物的方法。

科學是什麼？

科學是一種發現和理解自然及社會的方式，是對已獲得知識的利用過程。科學持續更新著我們的信息，並改變我們對世界的認知。

科學方法

科學方法的規則多種多樣，通常包含以下幾方面：產生並測試一個假設； 通過實驗收集數據，從而更新和修正假設；終，希望能形成一個普適的理論用於解釋這個假設為什麼是對的。為了保證數據的正確性，重復實驗是非常重要的，尤其要在不同的實驗室重復實驗。如果兩次實驗結果不同，則這一結果可能並不如預期的那麼可靠或具有普適性。

1. 觀察

科學常常始於對這個世界的觀察。這種觀察既包含僅在實驗室環境下纔可觀測到的非常規現像，也包含日常現像，例如果籃中的桃子比冰箱中的桃子腐爛得更快這一現像。

2. 2. 問題

這些觀察可轉化為問題。例如，一個科學家可能想要發現，為什麼某種細菌在一種培養基中比在另一種培養基中長得更好，或者為什麼放在果籃中的桃子總是壞得比較快等問題。

3. 3. 研究

研究的主旨是了解別人是否提出或回答了類似的問題。相關的工作可能會擦出靈感的火花。例如，研究桃子成熟問題時可以參考別人已研究過的很多其他水果的成熟過程。

4. 4.制定假設

下一階段是提出一個可被測試的假設， 即出現這一結果的原因預測。假設可以是這樣的：冰箱裡較低的溫度可以減緩桃子的腐爛速度。

5. 5.驗證預測

預測是通過假設進行邏輯推理而來的， 需要很具體，且可通過實驗驗證。例如，如果溫度會影響桃子的成熟過程，那麼保存在22℃下的桃子將會比保存在8℃下的腐爛得快。

6. 6.收集實驗數據

收集實驗數據，看看是否和假設一致。實驗必須經過仔細設計，以確保實驗結果沒有你感興趣的解釋之外的其他合理解釋。

7. 7.分析數據

實驗發現必須經過繫統分析來確保它們不是隨機形成的。為了減少隨機性，實驗的取樣數要足夠多。

8. 8.假設是否被支持？

如果結果支持預測，則假設的可信度就會增加。假設不能被完全證明，且將來的實驗也許會否定它，但是被越多的實驗結果支持，我們就對它越有信心。

9. 9.完善、修改或否定

如果實驗初步結果和預測不完全一致， 則要考慮為何會有這樣的結果，據此，你可以完善、修改或否定你的假設，並做出新的假設。

10. 1同行評議及發表

科學家把他們的發現寫成文章。文章由其他專家進行評議，並審查實驗方法中存在的問題和從中得出的結論。如果被接受，則該文章可以發表， 並可被他人閱讀。