世界的本源是什麼？這是人類一直在追問的問題。目前來說，誇克是人類認識的尺度最小的構成物質的基本粒子。

誇克→質子或中子→原子核 電子→原子（原子核電荷（核電荷）數相同的一類原子稱為一種元素）->元素多樣化(輕元素高溫高壓聚變産生重元素)→分子→病毒或細胞，單細胞細菌->多細胞生物->陸生植物->陸生動物->爬行動物->哺乳動物->鳥類->花類植物->靈長類動物->智人→地球→太陽系→銀河系→宇宙

（→表示組成，->表示時間先後）

公元前5世紀古希臘智者普羅泰戈拉說："人是萬物的尺度，是存在的事物存在的尺度，也是不存在的事物不存在的尺度。"從物質内部的微觀尺度，到宇宙的宏觀尺度，人的物理尺度也處于中間的層次。

物質可以由分子（分子單質，分子或離子化合物）構成，也可以直接由原子構成，如金屬單質。

單質是由同種元素組成的純淨物。與單質相對，由多種元素組成的純淨物叫做化合物。單質有的是由分子構成的，例如：氫氣、氯氣、氧氣等等。也有的單質是由原子構成的，例如：鐵、銅、鈉等等。事實上，所有的金屬單質都是由原子直接構成的，大部分的非金屬單質都是由分子直接構成的。

導體通電時會發熱，把這種現象叫做電流熱效應。例如：比較熟悉的焦耳定律：是定量說明傳導電流将電能轉換為熱能的定律。（焦耳定律，能夠解釋白熾燈泡中為什麼會發光。）

奧斯特發現：任何通有電流的導線，都可以在其周圍産生磁場的現象，稱為電流的磁效應。（畢奧-薩法爾定律，用于電機、電感器和發電機。）

電的化學效應主要是電流中的帶電粒子（電子或離子）參與而使得物質發生了化學變化。化學中的電解水或電鍍等都是電流的化學效應。（法拉第電解定律）

電由于其移動電荷的能力，由此也是一種能量。因此電能也可以被轉化為其他形式的能量。例如，當電流通過一段導線的時候，導線會被加熱。導線的電阻越高，其會變得越熱。當導線足夠熱的時候便會達到白熾，從而發光。電熱器和電燈裡面都有導線圈。利用這種方式産生熱或光。

大的電流需要厚重的導體，否則它們會變熱和熔化。為了避免在主要傳輸線路中使用沉重的電纜，所供給的電流被轉化為高電壓低強度的電流（電壓在30萬伏特或40萬伏特之間）。

在電池中，化學能被被轉化為電能－通過化學反應産生電流。反過來，電也可以被用來引發化學反應。這就是電解的原理。

電解是電在提供動力和照明之後的最重要的商業應用之一。

在中性原子中，電子因能級的不同占據着不同的軌道：距原子核最近的軌道能量低，而更靠外的軌道能量較高。例如，通過加熱可提供給原子額外的能量，電子通過吸引額外的能量“躍遷”到更高能級。但是，它們在這種受激狀态下是不穩定的，會很快躍遷回原來的軌道上。出現這種情況時，它們所吸收的額外能量就以光的形式散發出來，散發出的光的波長（顔色）因受激元素的不同而異。

光能夠以不同的方式被産生出來。主要區别在于提供給原子額外能量的方式。蠟燭或油燈的火焰中，來自蠟或油中的碳氫化合物中被加熱的碳發出光。在煤氣燈中（火焰外有一層罩），熱也是光的能量源。外罩中钍金屬的原子發出強烈的白光。

在普通的電燈泡中，當電流通過細鎢絲做成的燈絲時，就産生了熱；鎢原子發出了光。在弧光燈中，強光來自于兩個碳電極間産生的白熱火花。

在熒光燈中，加熱陰極發出的電子和汞原子碰撞。來自汞的紫外光激活了燈管中的磷原子，使它們發出可見光。

被激發的磷原子返回到原來的穩定狀态時，它們就放出可見光。

激光器是一種采取标準光源刺激原子産生相幹光（所有的光波同步）的一種儀器。

激光可以産生連貫的單色光，并且所有的光波相互之間都精确地保持步調一緻。這種激光束能量有有效集中可以被用來精确地切割成堆的布料或厚金屬，甚至還可以被用來切割鑽石。

FM叫做調頻，AM叫做調幅。

amplitude modulation 振幅調制;調幅(廣播);信号高低調變度以(%)百分比表示

fequency modulation 調頻調制;調頻(廣播);信号頻率調變度以(khz or mhz)表示

I FM是短波，AM是中波，分别代表不同的波長；

II FM是調頻立體聲,音質最好，但是隻能接收到本地信号。

III AM是中波,音質次之，能接收到中遠程信号。

長距離無線電通信依賴無線電在電離層（地球大氣上層的離化氣體層）的反射。20世紀30年代末期，英國和德國科學家分别發現大的固體物體，如輪船和飛機，也反射微波段的無線電波。從這些物體上反射的回波能夠反映物體的方向和遠近。

與無線電波和X射線一樣，光也是一種由于原子中的電子活動而産生的電磁輻射。當原子中的一些電子能量化然後能量又喪失後，便産生了光。當電子從一個能量級躍遷到一個更低能級的時候，能量差就能輻射的形式散發出來，這種輻射形式可能被看到（可見光），也可能超出可見光譜，如紅外線、紫外線、無線電波和X射線。

另外，和其他電磁輻射一樣，光可以用頻率和波長來描述。頻率是指每秒種産生的波的數量。波長則指兩個連續波峰（或者波谷）之間的距離。

對于人類的眼睛，不同的波長呈現不同的顔色。短波長呈現出紫色或者藍色；長波長則呈現出紅色。可見光波長的整個範圍可以在光譜中看到。

地球的一個重要特征就是水循環，即水會不停地從一個容器轉移到另一個容器。海洋中的水分會蒸發變成氣态，并在天空中形成雲層，然後再以雨水的形式到海洋或地面。如果溫度下降，水就會結冰，變成雪或者冰。但冰雪也會融化，變回地表或地下的液态水。在這個變化過程中，一個水分子既能改變了其物理狀态（氣态、固态、液态），又改變了其地理位置（海洋、大氣、冰川、河流

地球對于物質而言是一個封閉的系統，物質循環在周而複始地進行着。

對于物質而言，地球是一個封閉的系統，物質既不會憑空産生，也不會憑空消失。對于能量而言，地球是一個開放的系統，能量以太陽光的形式進入地球的同時，也以熱輻射的形式逃離地球。

自然界中能量的許多形式都屬于電磁波，是因為它們同時具有電和磁的特性。傳播速度都為光速，并且在傳輸過程中能量不會損失，且都以波的形式進行傳播。

地球上幾乎所有的生物都依賴于光合作用而生存。它們不僅把糖分作為養料，形成身體的各個部分，而且還需要光合作用生成的氧氣進行呼吸。同樣，進行光合作用的生物也需要依賴其他生物把碳以二氧化碳的形式排放到空氣中，用于下一輪的光合作用。而且，植物也信賴動物進行授粉或傳播種子，甚至還依靠地面上小型生物的排洩物來肥沃土壤。

地球上的各種生物就是通過類似于上述關系的多種方式相互聯系形成了一個巨大的網絡。其中，每一種生物都依賴于其他生物而生存，或是對其他生物産生影響。地球生物不僅形成了生物之間的依賴關系，還活躍地參與到地球的物質與能量的循環中去。從系統的角度來看，我們認為地球是一個生物的網狀系統。

六種元素形成的化合物構成了細胞99%的幹重：碳、氫、氮、氧、磷、硫。水是大多數細胞的化學反應發生的介質，大約占了活細胞重量的70%。其餘大部分化合物都含有碳元素，屬于有機物。

有四個主要的小有機分子組：糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸

糖：主要的能量來源，但也存在于細胞的遺傳物質中；

脂肪酸：能量儲存；

氨基酸：蛋白質的主要成分，形成細胞的主要結構，控制細胞内的化學過程。

核苷酸：組成所有生物的遺傳物質，重複出現的核苷酸單元模式形成新的生物結構、修複老化的生物體，以及控制生物體的生長和發育的機體過程。

很多人的疾病是遺傳了有缺陷的基因。

地球生物體都是利用蛋白質實現生命功能，并利用核酸存儲信息。

有機物與有機物構成的原子類别（元素）是差不多的，但有機物為什麼會有生命呢？秘密在于構成元素奇妙的組合。正像一串文字，組合得好就是一篇經典文章，沒有巧妙的組合就隻是一串字符而已。

我們用三種力就可以解釋宇宙中能量物質的行為方式。萬有引力引起能量物質聚集成巨大的結構體，例如星系、恒星或行星。電磁作用力把物質變成我們熟悉的形式，例如原子、分子、液體和固體。而強大的核力則把質子聚焦在一直，讓90多種不同元素的誕生成為可能。

力可以改變運動狀态，這是定性描述（牛頓第一運行定律）。用定量描述的話，就是物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質量成反比，且與物體質量的倒數成正比；加速度的方向跟作用力的方向相同（牛頓第二運行定律）。

大氣上層的臭氧層可以保護生命體不受太陽紫外線輻射的傷害。是氧原子和紫外線反應的自然産物。

在最早的計算機中，安裝各種元件并把它們用導線連接起來是一件非常耗時的工作。在印制電路闆發明之後，連接導線的問題就得到了解決。印制電路闆是在塑料闆上粘貼許多帶狀銅箔。元件被排列在穿過銅箔和塑料的鑽孔中。（制作過程：1.全塊PCB電鍍；2.在表面要保留的地方加上阻絕層（resist，防以被蝕刻，一般通過菲林印制）；3.蝕刻（把線路以外的銅去掉）；4.去除阻絕層；如果是多塊疊在一起則還需要鑽孔，以保證連通。）

科學的特點：

I 科學觀點可以通過實驗來驗證，通常科學家會設計實驗并控制各種變因來保證實驗的準确性及解釋理論的能力。

II 科學的結果是可以精确複制的。也就是說，任何人隻要嚴格按照相同的流程就會得到完全相同的結果。

III 科學對于事物如何發生具有合理的解釋，由此可以用科學規律進行預測。

科學的本質：刨根問底，一而再再而三地追問“為什麼”；

科學的目的：發現規律，而不是追求眼前的實用；

科學精神：質疑、獨立、唯一的精神；

科學的方法：建立起邏輯化、定量化、實證化的方法，包括歸納法、演繹法、抽象法。

科學理論也是有一個适用範圍的，也就是說可以不是放之四海皆準的絕對真理。例如：廣義相對論在微觀世界失效，量子理論在宏觀世界失效。不過科學家們仍然努力尋找與探索是否有某種理論可以囊括所有自然現象（至少在物理界，将相對論與量子力學合并是一至少延續數十年的野心）。

科學是一種通過尋找信息來解決問題的方法，故科學隻能解決有客觀現實基礎的問題。而諸如道德、價值判斷、社會取向、個人态度這些問題是無法用科學方法加以解決的，可為了追求精神世界而無視科學也是萬萬不能的。同時，科學也受到人們從自然現象中探尋本質的能力的限制。人會犯錯，同時，由于信息的缺乏或者誤解，人們有時候也會得出錯誤的結論。科學本身是具有自我糾錯能力的，當我們獲取了新的知識，即必須改變或者抛棄原本錯誤的想法。因此，看起來， 地心說 等是一種錯誤的結論，在當時，它是通過科學方法構建起來的，隻是受限于人的觀察能力。

宇宙在時間上表現為多個從左至右移動的圓盤狀的切片

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