內容簡介：
本書是阿西莫夫的優秀作品之一。作者以通俗的語言，深入淺出地解釋了現代科學中的一百個尖端課題。其中，有些是了解現代科學技術所必須具備的基礎知識，如科學的研究方法、二進制數、相對論、亞原子粒子、核聚變、熵、晶體、病毒等。有些則是當代科學技術的前言陣地，如黑洞、統一場論、誇克、快子、金屬氫等。作者對這些問題的來龍去脈，它們目前處在什麼樣的狀態、有沒有希望得到解決等問題均作了回答。』
正文
第1節
所謂科學的研究方法，很明顯就是科學工作者在從事某項科學發現時所采用的方法。但是。這個過於簡單的說明對我們沒有多大幫助。能不能對這個問題作出更詳細的說明呢？
好吧！我們可以描述一下這個問題的一個理想答案。
（1）在進行科學研究時，應當首先認識到問題的存在。例如，在研究物體的運動時，首先應當注意到物體為什麼會像它所發生的那樣進行運動，亦即物體為什麼在某種條件下會運動得越來越快（加速運動），而在另一種條件下則會運行得越來越慢（減速運動）。
（2）要把問題的非本質方面找出來，加以剔除。例如，一個物體的味道對物體的運動是不起任何作用的。
（3）要把你能夠找到的、同這個問題有關的全部數據都收集起來。在古代和中世紀，這一點僅僅意味著如實地對自然現象進行敏銳觀察。但是進入近代以後，情況就有所不同了，因為人們從那時起已經學會去模仿各種自然現象，也就是說，人們已經能夠有意地設計出種種不同的條件來迫使物體按一定的方式運動，以便取得與該問題有關的各種數據。例如，可以有意地讓一些球從一些斜面上滾下來；這樣做時，既可以用各種大小不同的球，也可以改變球的表面性質或者改變斜面的傾斜度，等等。這種有意設計出來的情況就是實驗，而實驗對近代科學起的作用是如此之大，以致人們常常把它稱為「實驗科學」，以區別於古希臘的科學。
（4）有了這些收集起來的數據，就可以作出某種初步的概括，以便盡可能簡明地對它們加以說明，亦即用某種簡明扼要的語言或者某種數學關系式來加以概括。這也就是假設或假說。
（5）有了假說以後，你就可以對你以前未打算進行的實驗的結果作出推測。下一步，你便可以著手進行這些實驗，看看你的假說是否成立。
（6）如果實驗獲得了預期的結果，那麼，你的假說便得到了強有力的事實依據，並可能成為一種理論，甚至成為一條「自然定律」。
當然，任何理論或自然定律都不是最後定論。這一過程會一次又一次地重複下去。新的數據，新的觀察和新的實驗結果將不斷出現，舊的自然定律將不斷為更普遍的自然定律所替代，因為這些新的定律不但能說明舊定律所能解釋的各種現象，而且還能說明舊定律所不能解釋的一些現象。
以上這些，正如我已經說過的，是一種理想的科學研究方法。但是在真正的實踐中，科學工作者並不需要像做一套柔軟體操那樣一步一步地進行下去，而且他們通常也不這樣做。
比起旁的事情來，像直覺、洞察力甚至運氣這一類因素常常更起作用。在整部科學史中充滿了這樣的例子。有不少科學家僅僅根據很不充分的數據和很少一點實驗結果（有時甚至一點實驗結果也沒有），便突然靈機一動，得出了有用的、合乎事實的論斷。這樣的論斷，如果按部就班地通過上述理想的科學研究方法進行，就可能要用好幾年的時間才能得到。
例如，凱庫勒就是在郵車上打瞌睡的時候，突然領悟到苯的化學結構的。洛維則在半夜醒來的時候，突然得到了關於神經刺激的化學傳導問題的答案。格拉澤卻由於無聊地凝視著一杯啤酒，才得到了氣泡室的想法。
然而這是不是說，一切都是憑好運氣得來的，根本不需要動腦筋去思考呢？不，絕對不是的。這樣的「好運氣」只有那些具有最好領悟力的人才會碰上，換句話說，有些人之所以會碰上這樣的「好運氣」，只是因為他們具有十分敏銳的直覺，而這種敏銳的直覺則是依靠他們豐富的經驗、深刻的理解力和平時愛動腦筋換來的。
第2節
如果所提出的問題是「誰是第二偉大的科學家」，那就很難回答來。因為，據我看來，至少有十來位科學家可以看作是第二偉大的科學家。例如，愛因斯坦，盧瑟福，玻爾，巴斯德，達爾文，伽利略，麥克斯韋，阿基米得等，都可以算得上。
事實上，世界上很可能根本沒有第二偉大的科學家。既然有那麼多科學家都能如此合適地看作第二偉大的科學家，既然在上面列舉的科學家中很難區別出到底誰更偉大，我們只好停止進行這項評選，幹脆說他們都是名列前茅的選手。但是，由於我們所提出的問題是：「誰是最偉大的科學家？」所以，要回答這個問題是沒有多大困難的。我認為大多數科學史家都會立刻異口同聲地說，牛頓是世界上從未有過的最偉大的科學家。盡管他也有他自己的一些缺點，例如，他是一個很糟糕的演講者，還或多或少是個膽小怕事的人，是一個喜歡自我憐憫的好哭的人，而且有時還容易灰心喪氣，但是作為一個科學家來說，那是沒有人能夠和他相比的。
他由於研究出微積分而為高等數學奠定了基礎。他由於進行了把陽光分解為光譜色的實驗而奠定了現代光學的基礎。他由於發現了力學上的三大定律並推導出這些定律所起的作用而奠定了現代物理學的基礎。他由於研究萬有引力定律而奠定了現代天文學的基礎。
任何科學家只要具有這四項功績中的一項，就足以成為一位顯赫的科學家，如果所有這四項貢獻都是他一個人作出的話，那他就會毫無疑問成為名列首位的科學家。
當然，牛頓的偉大還不只限於他的這些發現。更重要的是他作出這些發現時所采取的方式。
古希臘人曾把大量科學思想和哲學思想匯集在一起。柏拉圖、亞裏斯多德、歐幾裏得、阿基米得和托勒密等偉大人物，在兩千年當中一直像巨人一樣屹立在後代人的心目之中。後來阿拉伯和歐洲的許多偉大思想家都沒有能夠越過古希臘人一步，在不引證古人的見解來支持其想法的情形下，都不敢提出自己的新見解。尤其是亞裏斯多德，更是他們心目中的泰鬥。
到了十六和十七世紀，才有一些實驗家，如伽利略和波義耳等，敢於提出古希臘人的見解並非全是正確的。伽利略推翻了亞裏斯多德在物理學上的某些論斷，並作了不少工作（牛頓後來的三大運動定律就是對伽利略這些工作所進行的概括）。盡管如此，歐洲當時的知識界仍然不敢背離他們長期以來所崇拜的希臘人。
到了1687年，牛頓出版了他用拉丁文寫的名著《數學原理》。根據大多數科學家的看法，這是自古以來第一部最偉大的著作。在這部著作中，他提出了他的物體運動三大定律，他的萬有引力理論以及許多其他問題。他以嚴格的希臘風格應用了數學，並以最完美的方式把各種現象聯系在一起。凡是讀過這部書的人，都不得不承認世界上終於出現了一位不但可與任何一個古代思想家並駕齊驅，甚至勝過他們的偉大思想家，不得不承認他所提出的宇宙圖案不僅是無懈可擊十分完善的，而且從它的合理性和必然性方面來說，都大大勝過希臘文獻中所提到的東西。
隨著這個偉大人物和這部偉大著作的出現，古希臘人加在人們思想上的枷鎖終於被打碎了，現代人在智慧上的全部自卑感永遠被打破了。
在牛頓逝世以後，亞曆山大教皇用以下幾句話談到了他：
自然和自然規律隱藏在黑夜之中
上帝差遣牛頓來到我們當中
於是，他揭開了自然這謎，創業立功
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