物質科學解密，塑造宇宙生命的秩序：星際分子×低熵系統×原子結構×生物遺傳，人類想知道的所有關於「萬物本質」的疑問，物質科學來一一解釋！

前言 給青少年的物質科學
1 物質是什麼
2 世界萬物的基石—原子的概念是怎樣被提出來的
被分割的物質
古希臘先哲們在思考
給原子排排隊
永不停息的融合
3 讓原子組合起來—物質世界是如何組裝的
星際分子
從太空到地球
分子的遊戲
不變的規則
4 無處不在的相互作用力—物質為何能結合在一起
電子的巨大魔力
原子的結構
原子之間的電磁吸引力
同性因何不相斥？
5 永不消失—物質和能量是怎樣轉化的
奇妙的等式
被激發的電子
看清物質
物質的狀態
6 萬物爭輝—物質是怎樣為我們所用的
並不只是簡單地混合—金屬與合金
從石器到陶瓷
無窮無盡的有機物
結構決定性質
7 活著的奇蹟—賦予生命的物質
從簡單到複雜
低熵系統
物質的自組織形式
遺傳密碼
8 衝突與重生—物質世界會終結嗎
誰殺死了恐龍？
食物鏈的物質流動
被浪費的物質
天地間，人為貴
9 物質是什麼

 

前言

給青少年的物質科學

　　小時候，我生活在鄉下。那時的鄉下沒有瓦斯爐，也捨不得用太多電，做飯最常用的就是爐灶，燒柴火把鐵鍋加熱。爐灶操作起來非常麻煩，光是生火就能生出各種意外。所以，家裡大人做飯需要我幫忙搧風。

　　曾記得，坐在灶邊望著爐火，我搧著風，火苗就會猛烈四竄，一不小心還會衝出灶膛，燒到瀏海。每當這時，我都會感覺臉上一熱，但是習慣之後，倒也不覺得有什麼危險，只是有些好奇。

　　我好奇的是，吹蠟燭的時候，一點風就能把燭火吹滅，可是搧風越大，為什麼火焰卻會越吹越大？

　　外婆跟我說，這是因為廚房裡供奉著灶王爺——他是一位管灶火的神仙。有了灶王爺的保佑，爐灶裡的三昧真火才會旺盛，而且還不會因此失火。

　　後來，看到《西遊記》中孫悟空借來假芭蕉扇揮舞時，火焰山上的火越燒越大，我對三昧真火的這個說法深信不疑。可是，看到《三國演義》裡赤壁之戰東風助陣的場面，我又有些半信半疑了。

　　多年以後，我讀到了拉瓦錫反駁「燃素」論的故事，對於這個問題的好奇總算告一段落。燃燒是一種氧化現象，通常需要氧氣的參與，因此，當煽風送風給爐灶時，加大了空氣壓力，更多的氧氣被一同送入了灶膛。於是，有了氧氣的加持，火焰也會更旺盛。不過，風在刮來新鮮氧氣的同時，卻也帶走了熱量，若是火焰的溫度因此而降低到燃點以下，火就可能會被吹滅。因此也就很容易理解，為什麼風能吹滅小火，卻會揚起大火。

　　對於童年時期的疑惑，用這樣物理的概念去解釋，或許有些許的無趣，不像「三昧真火」那麼引人入勝，但它卻是好奇的最佳夥伴。它不會讓童心泯滅，只會帶著這種「不安分」走向新的空間。

　　所以，青少年知道多一點物理科學，應該是件好事。

　　本書是我首次系統性地創作「物理科學」的作品。任何一門自然科學都是研究物質的科學，只是研究的角度不同：物理學研究物質之間的作用力與能量；化學研究物質的組成、結構、反應與功能；生物學研究的是物質如何能夠「活」起來；天文學研究物質誕生的「老家」……很多時候，關於物質的種種，並不只是單純的科學問題，更是人類反覆思索的哲學問題。

　　將這些問題完整地解答出來，是從古至今所有人的共同使命。

　　在物質世界形成的時空中，翻開這本由物質構成的小書，如果能夠因此引發我們對物質的思考，那麼物質世界也一定會因為我們的思考而改變。