適讀人群 ：學生,教師,家長,職場人士,一般讀者
《科學美國人》精選繫列·STEM大探索（宇宙密碼）（套裝共3冊）精選自全球科普雜志典範《科學美國人》中的"前沿"欄目，一篇篇精煉的科學資訊，直擊科技前沿進展。愛因斯坦預言的引力波如何被證實？人工智能可否解決霧霾問題？人工“智”造的新傳奇會是什麼？STEM大探索（宇宙密碼）套裝共3冊，包括《極簡宇宙新知》《未來地球簡史》《極簡量子大觀》，從遙遠的宇宙到神秘的量子世界，為讀者展現科技探索中的前沿進展。書中文章簡潔精煉，內容通俗易懂。圖書用紙精良，圖文並茂，四色印刷。

·緊跟時代荟萃《科學美國人》新鮮科學資訊
·科學性強文章出自《科學美國人》專業科學記者及一線科研人員
·話題串聯 豐富有趣的話題串聯全書 內容涵蓋STEM（科學、技術、工程、數學）多領域 全面提高青少年科學素養
·導語速覽 《科學美國人》編輯精心撰寫導語 準確提煉文章要點
·名詞解讀 增加科學名詞小貼士 深入解讀專業名詞 展現科學背景信息 助力知識面拓展
·通俗易懂科學報道語言簡明 易於理解
·著眼需求 鏈接高考情景信息題 擴充知識儲量 輕松應對考試
·圖文並茂 文章配有大量精美插圖 直觀展現科學之美

《科學美國人》精選繫列·STEM大探索（宇宙密碼）（套裝共3冊）精選自暢銷全球170年的《科學美國人》，包括《極簡宇宙新知》《未來地球簡史》《極簡量子大觀》。從發現太空中有趣的天體，到捍衛危機四伏的地球家園，從開發新能源，到微觀世界的研究，圖書荟萃全球科學資訊，探尋宇宙間的未解之謎，為讀者帶來內容嚴謹客觀、語言生動有趣的科學報道，全面提高青少年STEM（科學、技術、工程、數學）綜合科學素養。

《環球科學》雜志社：由中國科學技術協會主管，其出版的科普期刊《環球科學》是《科學美國人》授權中文版。《科學美國人》（Scientific American）是全球科學家智慧與卓越見解的分享之地，創刊170多年來，超過160位諾貝爾獎得主在此發表文章，傳播科學理念及前沿科技領域的發展動態。《科學美國人》也是常被大眾媒體、研究機構和政府報告引用的雜志。在歐洲及美國，國家科技顧問、政策制定者、企業決策者一直把《科學美國人》作為科學和商業決策的重要參考。
外研社科學出版工作室：外研社是一家以外語出版為特色，涵蓋全學科出版、漢語出版、科學出版、少兒出版等領域的綜合性教育出版集團，也是全國大型的大學出版社、外語出版機構。科學出版工作室是外研社下屬專業從事科學教育與科普出版的機構，其翻譯出版的《<自然>百年科學經典》叢書深受讀者與科學人士的喜愛。

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《未來地球簡史》
話題一 地球家園危機四伏
話題二 人類的警醒
話題三 人類不是地球的唯一居民
話題四 環保技術帶來生機
話題五 新能源開啟新世紀
話題六 智能時代智慧地球

《極簡量子大觀》
話題一 統計數據的陷阱
話題二 即學即用的生活智慧
話題三 一半是魔法，一半是光學
話題四 不可盡知的粒子世界
話題五 鬼魅似的遠距作用
話題六 該死的粒子，你到底在哪裡
話題七 於細微處見神奇的納米技術
話題八 人工“智”造的新傳奇

《極簡宇宙新知》
話題一 太空來客造訪地月繫
話題二 創意無限的太空生活
話題三 熟悉又陌生的內太陽繫
話題四 太陽繫中的多彩樂園
話題五 太陽繫外的熟悉面孔
話題六 千奇百怪的"太陽"
話題七 宇宙空間的隱形"居民"
話題八 星繫譜寫的宇宙傳奇
話題九 探索宇宙深處的秘密

量子力學可以定義如下：事情總和你想像的剛好相反。這個定義屢試不爽：真空是滿的，粒子就是波，貓可以既是活的又是死的。最近，由物理學家組成的一個科研小組研究了另一個量子"腦筋急轉彎"。你也許會"天真"地以為，一個小球滾過桌面，到了桌子的邊緣，它一定會掉下去—抱歉，你又錯了。實際上，一個量子小球在適當的條件下，不僅不會掉下桌面，而且會從桌邊再滾回來。這個現像是眾所周知的量子隧穿效應的"倒行逆施"版。量子隧穿效應本身就足夠令人驚奇了：假設你把一個足球踢到小土丘上，如果踢得太輕，足球還沒過坡頂就會滾回來；如果用同樣的力道去踢一個量子足球，球卻有可能滾到土丘的另外一邊，就像從土丘中打通一條隧道穿過去一樣（不過，這條隧道並不真的存在）。這個過程解釋了粒子如何能從原子核中逃逸出來，產生放射性α衰變。量子隧穿效應如今已經成為許多電子設備得以實現的基礎。通過隧穿效應，粒子可以完成小球永遠無法做到的一些事情。反過來，對於小球來說屢試不爽的一些事情，粒子也可以偏偏不這麼做。把足球踢向懸崖邊的話，它總是會掉下去的。可是，如果把一個粒子踢向懸崖邊，它卻有可能反彈回來。這些粒子就像某種玩具小機器人，能夠感應到桌子或者樓梯的邊緣，然後倒退回來。不同的是，粒子的這種"特技表演"依靠的並不是某種"內部機械裝置"，而是本能地逆著外力驅使它移動的方向而動。西班牙格拉納達大學的佩德羅？加裡多（Pedro L. Garrido）、芬蘭赫爾辛基大學的亞尼？盧卡裡寧（Jani Lukkarinen），還有美國羅格斯大學的謝爾登？戈爾茨坦（Sheldon Goldstein）和羅德裡希？塔馬爾卡（Roderich Tumulka）對此進行了研究，他們給這一現像起了個名字—"反隧穿"。星塵計劃：尋找微型隕石撰文▏珍妮弗？哈克特（Jennifer Hackett）翻譯▏馬驍驍怎樣在家門口找到來自太空的隕石碎片？如果你感興趣，就可以像"隕石獵人"那樣，收集天外寶藏，加入"星塵計劃"。大型隕石並不多見，但是微小的隕石卻時刻在"轟炸"著地球。據美國國家航空航天局（NASA）估計，每天有約100噸來自宇宙的塵埃、沙礫和石塊來到地球。被稱為"隕石獵人"的業餘天文學家理查德？加裡奧特（RichardGarriott）介紹："石塊大小的隕石，地球上平均每平方千米就能找到一個。如果把谷粒大小的也考慮進來，那就數不勝數了。"事實上，在你自家的屋頂上就能收集到很多微型隕石。雖然微型隕石大多落在海洋中，但還是有很多會落入城市和鄉鎮，掉在屋頂的縫隙中。下雨後，這些碎片往往會被衝入排水溝中。為了找出這些主要成分為鎳和鐵的石塊，加裡奧特在花園的瓷磚縫隙上設置了一個強力磁鐵，排水溝的水會從縫隙中流過。除了微型隕石，磁鐵同時會吸上一些建築廢屑，如從鐵釘表層或是裝飾庭院用到的天然石塊上剝落下的碎屑。不過要"去蕪存菁"倒也不難，微型隕石通常是球形，而且有一層特殊的"外殼"。這種標志性的外殼是在隕石熔化時形成的玻璃層，在顯微鏡下可以輕易地辨識出來。加裡奧特並不是唯一對這種天外寶藏充滿興趣的人。"星塵計劃"是一項針對微型隕石的獨立研究項目，旨在鼓勵業餘愛好者分享自己的發現。目前業餘愛好者已經向該項目提交了3,000多幅疑似隕石的照片。

序
集成再創新的有益嘗試

歐陽自遠
中國科學院院士中國繞月探測工程首席科學家

《環球科學》是全球頂尖科普雜志《科學美國人》的中文版，是指引世界科技走向的風向標。我特別喜愛《環球科學》，因為她長期以來向人們展示了全球科學技術發展動態；生動報道了世界各領域科學家的睿智見解與卓越貢獻；鮮活記錄著人類探索自然奧秘與規律的艱辛歷程；傳承和發展了科學精神與科學思想；閃耀著人類文明與進步的燦爛光輝，讓我們沉醉於享受科技成就帶來的神奇、驚喜之中，對科技進步充滿敬仰之情。在輕松愉悅的閱讀中，《環球科學》拓展了我們的知識，提高了我們的科學文化素養，也淨化了我們的靈魂。

《環球科學》的撰稿人都是具有卓越成就的科學大家，而且文筆流暢，所發表的文章通俗易懂、圖文並茂、易於理解。我是《環球科學》的忠實讀者，每期新刊一到手就迫不及待地翻閱以尋找自己最感興趣的文章，並會懷著獵奇的心態瀏覽一些科學最前沿命題的最新動態與發展。對於自己熟悉的領域，總想知道新的發現和新的見解；對於自己不熟悉的領域，總想增長和拓展一些科學知識，了解其他學科的發展前沿，多吸取一些營養，得到啟發與激勵！

每一期《環球科學》都刊載很多極有價值的科學成就論述、前沿科學進展與突破的報告以及科技發展前景的展示。但學科門類繁多，就某一學科領域來說，必然分散在多期刊物內，難以整體集中體現；加之每一期《環球科學》隻有在一個多月的銷售時間裡纔能與讀者見面，過後在市面上就難以尋覓，查閱起來也極不方便。為了讓更多的人能夠長期、持續和繫統地讀到《環球科學》的精品文章，《環球科學》雜志社和外語教學與研究出版社合作，將《環球科學》刊登的“前沿”欄目的精品文章，按主題分類，彙編成繫列叢書，包括《大美生命傳奇》《極簡量子大觀》《極簡宇宙新知》《未來地球簡史》《破譯健康密碼》《暢享智能時代》《走進讀腦時代》《現代醫學脈動》等，再度奉獻給讀者，讓更多的讀者特別是年輕的朋友們有機會繫統地領略和欣賞眾多科學大師的智慧風采和科學的無窮魅力。

當前，我們國家正處於科技創新發展的關鍵時期，創新是我們需要大力提倡和弘揚的科學精神。前沿繫列叢書的出版發行，與國際科技發展的趨勢和廣大公眾對科學知識普及的需求密切結合，是提高公眾的科學文化素養和增強科學判別能力的有力支撐，是《環球科學》傳播科學知識、弘揚科學精神和傳承科學思想這一宗旨的延伸、深化和發揚。編輯出版這套叢書是一種集成再創新的有益嘗試，對於提高普通大眾特別是青少年的科學文化水平和素養具有很大的推動意義，值得大加贊揚和支持，同時也熱切希望廣大讀者喜愛這套叢書！


前言
科學奇跡的見證者

陳宗周
《環球科學》雜志社社長

1845年8月28日，一張名為《科學美國人》的科普小報在美國紐約誕生了。創刊之時，創辦者魯弗斯·波特就曾豪邁地放言：當其他時政報和大眾報被人遺忘時，我們的刊物仍將保持它的優點與價值。

他說對了，當同時或之後創辦的大多數美國報刊消失得無影無蹤時，170歲的《科學美國人》依然青春常駐、風采迷人。如今，《科學美國人》早已由最初的科普小報變成了印刷精美、內容豐富的月刊，成為全球科普雜志的標杆。到目前為止，它的作者，包括了愛因斯坦、玻爾等160餘位諾貝爾獎得主—他們中的大多數是在成為《科學美國人》的作者之後，再摘取了那頂桂冠的。它的無數讀者，從愛迪生到比爾·蓋茨，都在《科學美國人》這裡獲得知識與靈感。

從創刊到今天的一個多世紀裡，《科學美國人》一直是世界前沿科學的記錄者，是一個個科學奇跡的見證者。1877年，愛迪生發明了留聲機，當他帶著那個人類歷史上從未有過的機器怪物在紐約宣傳時，他的第一站便選擇了《科學美國人》編輯部。愛迪生徑直走進編輯部，把機器放在一張辦公桌上，然後留聲機開始說話了：“編輯先生們，你們伏案工作很辛苦，愛迪生先生托我向你們問好！”正在工作的編輯們驚訝得目瞪口獃，手中的筆停在空中，久久不能落下。這一幕，被《科學美國人》記錄下來。1877年12月，《科學美國人》刊文，詳細介紹了愛迪生的這一偉大發明，留聲機從此載入史冊。

留聲機，不過是《科學美國人》見證的無數科學奇跡和科學發現中的一個例子。

可以簡要看看《科學美國人》報道的歷史：達爾文發表《物種起源》，《科學美國人》馬上跟進，進行了深度報道；萊特兄弟在《科學美國人》編輯的激勵下，揭示了他們飛行器的細節，刊物還發表評論並給萊特兄弟頒發銀質獎杯，作為對他們飛行距離不斷進步的獎勵；當“太空時代”開啟，《科學美國人》立即濃墨重彩地報道，把人類太空探索的新成果、新思維傳播給大眾。

今天，科學技術的發展更加迅猛，《科學美國人》的報道因此更加精彩紛呈。無人駕駛汽車、私人航天飛行、光伏發電、干細胞醫療、DNA計算機、家用機器人、“上帝粒子”、量子通信……《科學美國人》始終把讀者帶領到科學最前沿，一起見證科學奇跡。

《科學美國人》也將追求科學嚴謹與科學通俗相結合的傳統保持至今並與時俱進。於是，在今天的互聯網時代，《科學美國人》及其網站當之無愧地成為報道世界前沿科學、普及科學知識的最權威科普媒體。

科學是無國界的，《科學美國人》也很快傳向了全世界。今天，包括中文版在內，《科學美國人》在全球用15種語言出版國際版本。

《科學美國人》在中國的故事同樣傳奇。這本科普雜志與中國結緣，是楊振寧先生牽線，並得到了黨和國家領導人的熱心支持。1972年7月1日，在周恩來總理於人民大會堂新疆廳舉行的宴請中，楊先生向周總理提出了建議：中國要加強科普工作，《科學美國人》這樣的優秀科普刊物，值得引進和翻譯。由於中國當時正處於“文革”時期，楊先生的建議6年後纔得到落實。1978年，在“全國科學大會”召開前夕，《科學美國人》雜志中文版開始試刊。1979年，《科學美國人》中文版正式出版。《科學美國人》引入中國，還得到了時任副總理的鄧小平以及時任國家科委主任的方毅（後擔任副總理）的支持。一本科普刊物在中國受到如此高度的關注，體現了國家對科普工作的重視，同時，也反映出刊物本身的科學魅力。

如今，《科學美國人》在中國的傳奇故事仍在續寫。作為《科學美國人》在中國的版權合作方，《環球科學》雜志在新時期下，充分利用互聯網時代全新的通信、翻譯與編輯手段，讓《科學美國人》的中文內容更貼近今天讀者的需求，更廣泛地接觸到普通大眾，迅速成為了中國影響力最大的科普期刊之一。

《科學美國人》的特色與風格十分鮮明。它刊出的文章，大多由工作在科學最前沿的科學家撰寫，他們在寫作過程中會與具有科學敏感性和科普傳播經驗的科學編輯進行反復討論。科學家與科學編輯之間充分交流，有時還有科學作家與科學記者加入寫作團隊，這樣的科普創作過程，保證了文章能夠真實、準確地報道科學前沿，同時也讓讀者大眾閱讀時興趣盎然，激發起他們對科學的關注與熱愛。這種追求科學前沿性、嚴謹性與科學通俗性、普及性相結合的辦刊特色，使《科學美國人》在科學家和大眾中都贏得了巨大聲譽。

《科學美國人》的風格也很引人注目。以英文版語言風格為例，所刊文章語言規範、嚴謹，但又生動、活潑，甚至不乏幽默，並且反映了當代英語的發展與變化。由於《科學美國人》反映了最新的科學知識，又反映了規範、新鮮的英語，因而它的內容常常被美國針對外國留學生的英語水平考試選作試題，近年有時也出現在中國全國性的英語考試試題中。

《環球科學》創刊後，很注意保持《科學美國人》的特色與風格，並根據中國讀者的需求有所創新，同樣受到了廣泛歡迎，有些內容還被選入國家考試的試題。

為了讓更多中國讀者了解世界科學的最新進展與成就、開闊科學視野、提升科學素養與創新能力，《環球科學》雜志社和外語教學與研究出版社展開合作，編輯出版能反映科學前沿動態和最新科學思維、科學方法與科學理念的“《科學美國人》精選繫列”叢書。

叢書內容精選自近年《環球科學》刊載的文章，按主題劃分，結集出版。這些主題彙總起來，構成了今天世界科學的全貌。

叢書的特色與風格也正如《環球科學》和《科學美國人》一樣，中國讀者不僅能從中了解科學前沿和最新的科學理念，還能受到科學大師的思想啟迪與精神感染，並了解世界最頂尖的科學記者與撰稿人如何報道科學進展與事件。

在我們努力建設創新型國家的今天，編輯出版“《科學美國人》精選繫列”叢書，無疑具有很重要的意義。展望未來，我們希望，在《環球科學》以及這些叢書的讀者中，能出現像愛因斯坦那樣的科學家、愛迪生那樣的發明家、比爾·蓋茨那樣的科技企業家。我們相信，我們的讀者會創造出無數的科學奇跡。

未來中國，一切皆有可能。