这位法国小说家的其他重要作品包括《从地球到月球》《绕月飞行》。显然，这些小说描绘了人类登上我们的卫星—月球的故事。作品的独特之处在于：它们创作于阿波罗11号第一次登月和尼尔·阿姆斯特朗1969年踏上月球表面的一个世纪以前。在凡尔纳的小说和未来的现实间存在着惊人的相似之处：飞船都是从美国佛罗里达起飞，并且在太平洋的某处降落。凡尔纳飞船的一些参数，如墙壁的厚度或价格，与阿波罗号的特性非常相似。凡尔纳的飞船耗时83小时，而美国宇航局的飞船花了97小时。同样，两艘飞船上都有三名宇航员。很难想象凡尔纳对于月球之旅的某些描述竟然能够如此精确，正因为如此，他才格外伟大。顺便提一下，凡尔纳关于月球的作品也被认为是历史上第一部科幻电影《月球旅行记》的灵感来源，该片由乔治·梅里爱编导。
然而，最不可思议的是凡尔纳在很久以前就预言过互联网这项改变人类历史的伟大发明。在这本创作于1863年的《二十世纪的巴黎》（1994年首次在法国出版，而那时我已经不再是孩子了）中，凡尔纳畅想了一百年后被科学和金融主导的法国社会—有摩天大楼和高速列车，不再教授拉丁语和希腊语，不再有人关注人文社科和文学知识，也没有人记得伟大的作家……有趣的是，作者在这里已经设想了一个全球通信网络，也就是现在的互联网，只是这个网络不是电子性质的，而是一种全球电报。直到一个世纪后，才真正出现类似的发明，也就是我们如今熟知的互联网。凡尔纳的文字预见到了很多进步，包括各种各样的发明，如视频会议、新闻广播、太阳帆船或写在天空中的广告信息，这样的预言能力甚至让人觉得恐惧。
很多时候，创造力、想象力同艺术相关，而科学则被归入最冰冷的技术和机械的层面。这并不完全正确。许多伟大的科学家，如爱因斯坦、特斯拉、费曼等，总是需要伟大的想象力和创造力来推动他们完成革命性的发现。凡尔纳不是一位科学家，而是一位小说家，但他的想象力构造出了未来所拥有的许多奇迹。如果他是一名科学家的话，说不定已经改变了世界……所以，我建议你把你的手机扔到别的房间，去读读凡尔纳、阿西莫夫、赫胥黎、菲利普·K.迪克或者威尔斯等科幻小说家的作品，这些书至今仍然启发着许多科学家，它们将允许你畅游在未知的世界（我没有说互联网），而有一天我们可能会达到。嘿，我自己现在已经开始这么做了。
.26.把一个足球送上太空要花多少钱？
这里是汤姆指挥官 呼叫地面指挥
我正飘浮在船舱周围
远在月球之上
地球这般蔚蓝 自由自在
—《太空怪谈》
也许你曾经听过很多人抱怨，既然我们有其他更为紧迫的问题要解决，为什么人类还要在太空探索或粒子加速器上花费如此多的金钱？为什么我们不能让科学变得更实用呢？为什么我们要去火星，要发射探索太阳系的太空探测器，收集冥王星的数据并拍摄高分辨率照片？这些信息显然对我们在地球上的生活没有帮助。可以肯定的是，这是一个必须解决的矛盾点，即如何平衡基础科学与应用科学。追根究底，这并不是做选择题那么简单。
因为基础科学与应用科学的界限并不总是非常清晰。有观点认为：倘若没有基础科学，那么就没有了应用科学。举个例子，爱因斯坦、普朗克、波尔、薛定谔或海森堡等量子力学的奠基人靠着对知识的纯洁的爱、对科学的好奇心，研究了现实中最不为人知的细节。多亏了量子力学，半导体物理学才得以发展起来。晶体管就是从半导体发展起来的，先是制造出了计算机，后来又制造出了智能手机……科学的道路，如生活的道路，是不可预测的。唯一清楚的是，如果无所事事，你将一事无成。谁可以告诉那些20世纪早期的科学家们，他们的研究最终会引发如此大规模的科学革命呢？请设想一下你要向爱因斯坦解释社交媒体“脸书”是什么……
近年来，“衍生”这个术语十分流行。例如：在电视剧中，当某个角色拥有了超高的人气和个人魅力时，制作方就会专门为这个角色打造新系列的作品，如《绝命毒师》中的律师索尔·古德曼，又或者西班牙喜剧《七种人生》中的阿依达。同样，在商业世界中，当一个小型科技公司在大学里被创办并逐步脱离大学时，也可以用“衍生”这个词来形容。但让我们感兴趣的是第三种“衍生”，它描述了科学技术的进步，这些进步是在研究其他原则上无关紧要的事情时出现的。
美国国家航空航天局（NASA）每年都会制作一份关于其衍生产品的出版物，通过这种方式，NASA证明了其投资是合理的，也可以在一定程度上平息反对者的不满。看吧，多亏了太空探索，我们享受到了各种神奇的发明，如微波、烟雾探测器、卫星通信、灵感来源于登月鞋的运动鞋鞋底、滤水器以及目前高吸水性的一次性尿布。
科学逸事：20世纪80年代，航天局开始思考如何处理宇航员的生理需求—在起飞、着陆或太空行走等不能“上厕所”的时候。为此，他们使用了一种叫作聚丙烯酸钠的材料，它能吸收300倍于自身重量的水，也就是说，1公斤的聚丙烯酸钠能吸收300公斤重的水。当聚丙烯酸钠吸收水分或尿液时，会变成一种明胶，但它会比之前的棉花和纤维素尿布更为干燥。1983年挑战者号机组人员首次使用了它们。我们如今所使用的纸尿裤成了它们的衍生品，在某种程度上可以说，纸尿裤是从外太空来的。现在，我们不得不去解决这种化合物所产生的污染。
自从1976年NASA关于衍生科技的出版物《美国航天局技术衍生概况》问世以来，已经有了2000多个由太空计划衍生出来的科技产品。在最新一期的报告中，该机构着重介绍一些最近的先进技术应用。一开始为了验证火星上的雪而发明的激光成像系统现在被用于考古学，以确定新的考古发掘目标，如失落的城市或史前狩猎区。而在火箭发射期间用来稳定火箭的技术，现在可以保护摩天大楼不受风和地震的影响。此外，用来监测猎户座飞船降落伞的高分辨率相机，现在已用于车辆碰撞测试。而GPS系统的改进，已经被应用到可以自主操作的农业拖拉机上了。我们目前使用的无绳螺丝刀、钻头和真空吸尘器，其技术基于月球样本采集工具。用于检测肿瘤的计算机轴向断层扫描技术（CT），最初是检查太空飞船的损耗和机身的缺陷。还有高尔夫球杆的创新、新肥料……这份名单令人惊讶。
流行小知识：我们现在的个人电脑以及电脑中的微型芯片和微处理器都是集成电路的产物，这些集成电路曾被用于辅助阿波罗飞船的飞行。这些产物的出现归因于人们对重量的担忧，这句话说得再好不过了：有必要让电脑尽可能小而轻，因为对航天器来说，每重一公斤就可能多耗费100万欧元。携带一个450克重的足球到国际空间站将花费大约50万美元。无论如何，他们应该和塞尔吉奥·拉莫斯谈谈，他是西班牙国家队的队长，也是世界上最好的防守队员之一。但如果你是个足球迷的话，你肯定很清楚，如果我们让拉莫斯罚点球的话，他能免费把球踢到太空去（原谅我的玩笑，尤其是如果你是皇马球迷的话)[ 此处为调侃拉莫斯曾在欧冠半决赛中踢飞了点球。]。
就连美国通用食品公司在1957年开发出的那些五彩缤纷的菓珍饮料也是衍生品。1962年，宇航员约翰·格伦在轨道上进行喂食实验时，NASA使用了这些可溶于水的水果味粉末。另一种由于NASA的使用而越来越受欢迎的产品是尼龙搭扣，宇航员在执行阿波罗任务时使用尼龙搭扣，可以在失重状态下移动。1938年，杜邦公司发明的聚四氟乙烯，后来被用于隔热罩和宇航服。请注意：这些发明有时被归功于NASA，但事实是，这些物件只是被宇航局偶尔使用过，但是却为我们的日常生活带来了便利。
简而言之，基础科学与应用科学必须共存。通常情况下，基础科学是在大学或公共机构（如高等科学研究委员会，CSIC）中发展的，并作用于不同的政治、社会和经济的结合点。还有一些实力雄厚、有远见卓识的公司，如美国的部分公司，已经着手对基础科学进行投资。应用科学的短周期性质决定了它是由公共和私人资金资助的。
如今，在我们生活的快节奏世界里，似乎每件事都要在短时间内产生效用或即时的经济回报，抑或在短时间内产生影响。但是，正如我们所看到的，基础科学不仅有利于人类的发展，而且很多时候，意想不到的副产品可以改善许多人的生活，甚至改变人类。
尽管如此，我们不应该只从这个角度看问题。正如科普作家菲利普·鲍尔在他的著作《好奇心》中解释的那样，好奇心恰恰是人类本性的一个基本部分（很多人都试图压制这种天性），它不仅是为了发财，更是促进了科学的进步或衍生品的发展。
有时候，只要知道三个夸克形成一个质子，或者知道在许多星系的中心有超大质量的黑洞，就足够了。了解宇宙的所有规模，并着迷于它的神秘，本身就足够有趣。当然，那些梦想远大的科学家们，一直探索并发展科技，这将进一步改变我们的生活。他们几十年如一日地坚持着自己的工作，或许只是因为，人类的好奇心没有极限。
.27.晶体管不（只）等于收音机
我读电信专业的头一年，就在六门课程中挂科了两门—物理学和电子元器件。我没办法升入大二， 一度很消沉，甚至想要放弃自己的职业选择。最让我头疼的就是物理学中的半导体和电子学中的晶体管—当然，当时的我并不清楚它们在我的职业领域中会有多么重要。
你不觉得智能手机、电脑、游戏机这些电子产品很神奇吗？科幻小说作家阿瑟·C.克拉克也提到，一项足够先进的技术同魔法没有什么区别。如今，我们的技术已经非常先进，就像魔法一样，尽管它们并不是真正的魔法。
哲学家、社会家布鲁诺·拉图尔把这些科技进步形容成“黑匣子”，他认为虽然我们从中受益，但其中的奥秘太过复杂，我们难以理解。它们确实就像黑匣子一样，很多时候，我们并不在乎里面装的是什么，比如说，不会有很多人想要知道智能手机或电脑是如何运作的。不过，很明显，作为工程师，我必须要知道这些科技的原理，虽然你可能并不需要它，但我认为让每个人都知道一些技术发展的基本原理是有好处的。这能让我们的孩子或学生理解学习物理和数学的重要性，也能让我们理解黑匣子的内部构造，而不会认为这是神奇的法术或者外星人的杰作。毕竟，它们只不过是电路、电子和电流罢了。
在人类对技术的追求过程中，晶体管技术是改变世界的关键性发明。在生活中，老年人口中的晶体管往往指的是无线电晶体管，通常是那种便携式的无线电设备，可以用来听足球比赛或时事新闻。但是，我们也应该看到，晶体管也是电脑中的基本电子元件，并且随着科技革命的推动，晶体管的体积也在逐渐缩小，就像电影《不可思议的收缩人》或《蚁人》那样。
让我们从头开始探索。电脑是一种能够高速执行千百万次数学运算的计算机器。在西班牙语中，computadora和ordenaor两个单词都带有“电脑”的含义，而前者显然比后者更忠实地表达出它的计算功能。人类历史上最早出现的计算工具是算盘，早在2500年前的古巴比伦，人们就已经用算盘进行简单的算术计算了。
许多个世纪之后，机械计算器开始出现。例如：1642年，哲学家布莱斯·帕斯卡发明了计算机器；1837年，查尔斯·巴贝奇设计了更为先进的分析机—这台机器可以进行多种数学运算，并且可以用穿孔卡编程，这也是为什么他被认为是计算机科学的先驱之一。20世纪，数学家艾伦·图灵成功破译了二战期间纳粹用于交流的恩尼格玛密码，使战争提前了两年结束，从而挽救了成千上万人的生命。然而，图灵对计算机科学的发展所做的巨大贡献并不是物理机器，而是一种心理机器—图灵机。
图灵机并不是那种我们能在博物馆里摸到或者看到的实物，它更像一个代表了计算机的理论概念或假想装置，这帮助科学家理解了机械计算的极限。在概念上，它表现为能够按照一组规则进行连续操作的一条长纸带。这是计算机和算法的心理表征—算法这个词现在被用得很多，但不是每个人都知道怎么定义。准确地说，算法是一组有限的系统操作，通过这些操作可以得到一个结果。我们可以认为菜谱在某种程度上就是一个算法，能够将原料转换成做好的菜，而电脑就像厨师一样，他们首先需要特定的原料（输入），然后要进行某些操作（通常需要数百万次），最后便能给顾客提供烹饪好了的食物（输出）。
让我们继续讲下去。1946年，世界上第一台通用计算机—电子数值积分计算机（ENIAC）公布于世。这台机器最初是为美国陆军计算火炮的轨迹而设计的，此后，它被用来计算圆周率的小数位，或者进行与原子弹有关的计算。ENIAC体型庞大，占地面积167平方米，重达27吨，除了随处可见的电灯和电缆，还包含了6000多个开关—在20世纪50年代的科幻电影中，这些开关往往被用来代表电脑。如此浩大的阵势或许会让我们觉得这台机器的计算能力十分高超，而事实上，任何一部手掌大小的手机都比它要快上几千倍，比它产热更少—要知道，运转中的ENIAC能让房间温度升高至50摄氏度。尽管如此，它已经是一台可以被重新编程的计算机，能够快速执行不同的计算任务，而这些计算对人类的大脑来说过于烦琐、过于费力。ENIAC有着17500个类似于灯泡的真空管，不仅占用了大量空间，还十分容易熔化，必须要经常更换。这就有了晶体管的用武之地。
凡人亦英雄：ENIAC主要是由约翰·普雷斯帕·埃克特和约翰·威廉·莫奇利两位工程师构思设计的，但编写程序的却是六位女性科学家。我很抱歉，为了公平，我必须要占用篇幅写下她们的名字：贝蒂·斯奈德·霍尔伯顿、让·詹宁斯·巴蒂克、凯瑟琳·麦克纳尔蒂·莫奇利·安东内利、马林·韦斯科夫·梅尔泽、露丝·利特曼·泰特尔鲍姆和弗朗西斯·比拉斯·斯宾塞。
几年后，1951年，埃克特和莫奇利两人又设计出第一台商用电子计算机—通用自动计算机（UNIVAC）。这台计算机可要比它的上一代轻多了，重约7吨，并且能够每秒进行1000次计算。我来解释下“商用”的含义，在当时，每台UNIVAC的售价为100多万美元（换算到今天相当于600万到900万美元）。幸运的是，这两位工程师不仅天赋异禀，还十分无私，他们将UNIVAC捐赠给了哈佛大学和宾夕法尼亚大学。
不过，真空管到底有什么用？基本说来，它在计算逻辑中引入了真和假的概念，因为计算机使用二进制代码，只计算1和0。虽然现在计算机也用十六进制语言进行运算，但我们所知道的每一个数字都能被转换成二进制，这样我们就可以把它们表示成一系列的0和1。例如，从0到10的二进制数字是：
可以这样一直表示到无穷。
为什么这很有趣呢？因为这样计算机就不需要知道所有的数字，只需要知道两个就足够了。0和1可以很容易地描述物理世界，比如，当电路中没有电流时，处理器就会演示为0，而电流到达时，可以用1表示。这就是关键，这就是计算机的工作原理，它能够在解释电流的二进制代码中全速运行。
为此，人们使用了真空管（比如，当你在房间里关灯或开灯时）：这是一个很简单的系统，通过它能够控制电流的流动。有了这些电流，有了这些0和1，就可以进行更复杂的数学运算。这是一切的基础。
科学逸事：1835年，约瑟夫·亨利发明了继电器。继电器是一种电子控制软件，在这种电路中，一个或多个触点可以在一个电路中工作，而这个电路又允许打开或关闭(如断路器)其他独立的电路。继电器有几十种工业应用，你一定能在家里发现其中的一些，它们构成了配电盘上的所有开关，当家里停电时，你应该去找找这些开关。
据说，1947年时，海军少将格蕾丝·霍珀在哈佛大学马克二世电脑—历史上最早的可编程电脑之一—上发现了一个由继电器故障导致的错误。这个故障是由于一只飞蛾被意外困在了计算机内部的继电器上，导致计算机无法正常运转。她将飞蛾取了出来，并且将它粘在日记本里。好玩的是，从这以后，任何计算机程序隐错都被称为“bug”，而调试程序以识别和纠正编程错误的过程则被称为“debug”。霍珀不只是因为把当初那只虫子粘在自己的日记本上而出名，她还是耶鲁大学数学博士学位设立233年间的首位女性学生，也是编程语言FLOW-MATIC的开发者—编程语言COBOL的前身。这种语言能够使计算机间相互用英语对话，革命性地改变了当时的计算机领域。
随着晶体管的出现，科技发生了革命性的变化。晶体管比真空管和继电器都更小，也不那么容易发生故障。第二代电子计算机便是采用晶体管制造出来的。这种计算机是半导体物理的产物，而半导体物理又是量子物理的产物，是由巴丁、布拉顿和肖克利在1943年发明的。这一成就为他们赢得了1956年的诺贝尔物理学奖。
从那时起，技术的发展已经有些令人眼花缭乱了，因为越来越小的晶体管被制造出来，计算机也逐渐有了更广泛的用途。
晶体管是一种有发射极、基极和集电极这三极的半导体器件，也是我大学考试中最头痛的知识点。这种器件由二氧化硅（二氧化硅氧化物）制成，通过“窃取”其中的两个氧分子，可以将其精炼为地球上最纯净的材料之一—硅。当前的微处理器要求使用高纯度硅。在大学课堂上，要想解释清楚晶体管是如何运作的，以及应用在哪些方面，需要整整花费一学年的课时。简单说来，它就像一种障碍路径。这种电阻变换特性使科学家将它命名为“转换电阻”—transfer resistor，后来缩写为transistor，中文译名就是晶体管。
来自伦敦大学学院的安德里亚·塞拉曾向我解释过，基本上，晶体管是一个通过添加杂质来控制硅的行为的器件。通过打开、关闭晶体管，这些杂质会形成某些阻碍，从而让电子避开它们。经大量的测量和正确的安排，我们得以在晶体管中模拟所有与二进制语言相关的逻辑功能。这就是晶体管，人类历史上最重要的发明之一。
有些元素的行为像导体(1)或绝缘体(0)，这取决于一系列诸如电场、磁场、压力、影响它们的辐射，以及环境温度等因素。这些元素包括硅、锗、镓，甚至是硫。在所有这些材料中，被使用最多的是硅。人类几百年来一直使用它，如古代美索不达米亚制造的箭头，或者在我们的大教堂中用来锻造琉璃窗的玻璃。这并不是出于其硬度或电稳定性的考量，而是因为相较于其他元素而言，硅最容易获取：它几乎无处不在，约占地壳总质量的25％，此外，海滩上的沙子的主要成分就是含硅化合物。
科学逸事：这也是为什么在1971年时，人们会将世界上最强大的电子产业集聚区命名为“硅谷”。位于加利福尼亚旧金山附近的硅谷显然受到了嬉皮士文化的熏陶，大多数科技企业和创业公司都具备一种创造性资本主义的特质，十分无拘无束，同纽约等美国东部海岸城市中的刚性与严肃截然不同。这就是所谓的“谷歌精神”，也是Facebook创始人马克·扎克伯格常年不打领带、只穿运动鞋和运动衫的原因。如今，苹果的总部设在库比蒂诺，Facebook的总部设在门洛帕克，而谷歌的总部设在山景城，几乎所有你能想到的科技公司都在这里了。当你下次去海滩时，除了想着喝点莫吉托，也看看沙子吧！它不仅仅能建造城堡，其中所含的硅也正是世界经济的基础。
20世纪60年代，晶体管已经能够应用于集成电路内部，我们来到了所谓的“第三代”。当我在大学里学习电信专业时，我们曾戏称晶体管为“蟑螂”—瞧瞧，昆虫与计算机又一次携手并进了。有了晶体管，我们得以成功控制各种各样的电路,而这也是我在这个行业中最喜欢的事情。微观电路中所有的电子元件，比如电容器、电阻和晶体管都是由相同的材料制成的，这也使越来越多的电路能够在较小的空间中使用，同时它们的制造工艺也在不断优化。近几十年的科技发展历程便是这样：更小的尺寸、更低的成本、更强大的计算能力……
这种日益微型化的计算能力使我们能够发明可随身携带的平板电脑和笔记本电脑，它们甚至已经成为我们身体的一部分。
20世纪60年代，国际商业机器公司（IBM）创造出来IBM 7070，而在1968年，罗伯特·诺伊斯和戈登·E.摩尔共同创建了英特尔(Intel)，该公司目前仍在生产著名的奔腾处理器。其中，摩尔所提出的摩尔定律解释了晶体管技术的迅猛发展。英特尔一直致力于生产微芯片和集成电路，而集成电路是由德州仪器公司的杰克·基尔比发明的，他还因此在2000年获得了诺贝尔物理学奖。
2017年，英特尔公布了将于2020年前后问世的最新的晶体管。这种晶体管只有7纳米大小—想象一下吧，氦原子的直径是0.1纳米，而细胞内的核糖体就已经有20纳米大了。这已经接近物理学所允许的极限，即近似原子的大小（众所周知，我们不可能创造出比原子更小的东西）。在这种极小的尺寸上，芯片有可能会非常热，并出现量子效应，破坏原本的用途。也就是说，大自然本身将阻止摩尔定律和科技产品的持续小型化发展。那么，这个几十年来一直建立在持续创新基础上的行业将如何应对呢？这还有待观察，但除晶体管技术以外，其他领域的研究也已经在进行，因此进展不会放缓。
每当提起晶体管技术，我都会觉得它是如此奇妙，并且感慨人类竟已努力实现了这样伟大的成就，真是令人敬佩啊！尽管有人依旧坚信是外星人向我们提供了如晶体管一般的先进技术，但我更愿意相信，是我们自己的好奇心与科学探究精神，为人类送上了这份礼物。
现在，每当打开笔记本电脑或手机，又或者使用电视或车库的遥控器时，你也许不会再将它们看作魔法或者难以捉摸的黑匣子，而是明白，它是一种包含了数以百万计的数学运算以及能在极短时间内通过微弱电流的设备。
.28.为了进行重力实验，伽利略摔坏了多少苹果？
这就是太空，它不会迁就谁的。有些时候，一切都会变得越来越糟。面对这种情况，你可能会想：“一切都结束了，我要完蛋了。这时候，你要么等死，要么想办法解决，就是这样。你只要能开始想办法，解决第一个难题，然后接着解决下一个问题，循环往复，等你解决完足够多的问题时，你就能回家了。”
—《火星救援》
在我们日常生活的每一天里，我们都会收到无数的信息，尤其是我们现在生活在与互联网永久连接的环境中，所以离不开智能手机或平板电脑等设备的帮助。政客的演讲、算命师的预测、经济学家的诊断、街头受访者的回答、电视观众的意见，还有来自大学、实验室和其他科研机构的科学信息……我们怎样才能判断哪些知识是可靠的？科学的方法是什么？它的目的又是什么？
科学方法千变万化，科学家们并不总是按部就班地只遵循着某一种方法来做研究，直觉或运气也同样起着很大的作用。但我们能够大致了解一下科学方法的基本特征。科学方法普遍的步骤是：观察自然现象并提出问题，制定假说来解释问题，预测结果，设计实验来验证假说。如果假说失败了，就必须重复上述过程，直到我们找到一个有效的假说，使它可以被总结成为自然规律。
如你所见，科学方法，最基本的一点是它严谨地解释自然，而不是基于草率的观点、意识形态或某些书本上的思想。科学实验是检验我们知识的一个严格的考核，考官则是事物的本质。
古希腊人已经开始通过观察现实来获取知识了。然而，16世纪以来，弗兰西斯·培根、伽利略、开普勒、哥白尼和牛顿所引领的科学革命，才带来今天我们所知道的现代科学。在那个年代，其他形式的知识很流行。例如：通过阅读《圣经》或哲学权威，如柏拉图和亚里士多德的著作，来解决问题和解释现象。
伽利略是最早进行物理实验的人之一。根据人们所说，他通过在斜面或比萨斜塔的顶端扔球来研究物体的运动。他通过自己的实验获得知识，质疑现实，而非偏信希腊圣贤所说的。伽利略也是最早倡导将数学与实验研究相结合的人，自此，数学成为科学的语言。正如伽利略所说：“自然之书是用数学语言写的。”
英国历史学家弗朗西斯·A.耶茨研究发现：在科学革命期间，类似魔法、炼金术或占星术的秘术也十分重要，也就是所谓的“赫尔墨斯传统”。尽管这些秘术并没有受到过多关注，但开普勒和牛顿确实在这方面耗费了一定精力，这些学科在当时和真正的科学一样有前途，一些属于科学的幻象与由秘术带来的幻象共存于科学界。
流行小知识：据说牛顿曾努力寻找过魔法石。炼金术士认为魔法石是一种神奇的物质，能够将铅之类的普通金属变成黄金或白银，还能制成灵丹妙药，让人永葆青春，长生不老。文学和漫画领域也反映了人类对魔法石的探索。例如：大家都知道的比利时艺术家贝约所创作的蓝精灵，他们的对手格格巫十分渴望发现魔法石，并且认为从蓝精灵身上能够提炼出魔法石，可不管是他，还是他的手下阿兹猫，都没能抓住这些蓝色的小东西。
这些学科的好处是，它们直接与自然产生交集，相信人类可以对自然进行操控（尽管是以一种非常“魔幻”的方式）。因此，耶茨的解释是：从炼金术中发展出了化学，从占星术中发展出了天文学，而从魔法中发展出了普遍意义上的科学，因为人们发现，这些秘术虽然在当时短暂地起过作用，却不能永远有效。
至今，仍有人在提供占星或塔罗牌服务，但你或许应该知道，这些把戏早在几个世纪前就被科学抛弃了—即使它们继续在深夜档电视节目出现，或者神秘商店和集市上出售。这其实跟大多数所谓的替代疗法（顺势疗法、灵气疗法、芳香疗法等）或伪科学理论（幽浮学、寻水术、超心理学）差不多，这些知识不是用科学的方法产生的，也不是建立在证据的基础上的。在美国，没有人花费心思将其与现实进行对比。不过必须承认，在很多时候，这是一个有着巨大利润的行业。
但这并不意味着科学家是唯一掌握有用知识的人。事实上，还有其他一些非常受人尊敬的学科，如法律或音乐，它们原则上并不需要科学的参与。科学在探索物质世界时是有用的，鉴于科学方法在诸如物理或化学等学科中所取得的成功（尽管只取得了部分成果），人们已经开始尝试将科学方法应用到社会科学中去。然而，人类和社会比原子或星系的世界要复杂得多，也更难研究和预测。这就是为什么社会科学从未准确地应用科学方法或获得十分严谨的预测。
许多人并不相信科学，他们认为科学家在某种意义上类似于独裁者—坚信自己是正确的，并将自己的观点强加于别人。没有比这样的想法更脱离现实的了，这样想的人显然并不了解科学方法，因为科学家是自然规律的囚徒，不可能把自己的观点强加于人。当自然规律没有被澄清时，当不同的科学家所做的实验相互矛盾时，他们之间就有了无限的争论空间。科学家也是人，而有些人会为了自我而动摇，有些人会对新思想采取十分保守的态度，有些人甚至会为了得到他人的认可而对研究结果进行造假。
然而，科学有一个强大的筛选系统：世界上任何一个地方的科学家都可以重复你的实验（这被称为“重现性”)，评判你的工作，甚至直接摧毁那些错误的结论。此外，科学也是一个全球系统，在这个系统中，所有的研究人员都能通过专门的科学出版物，比如《自然》《科学》杂志分享自己的发现，并且审核他们同行的研究结果。
另一方面，科学知识是不断积累的。牛顿说，他之所以能看到更远的地方，是因为他“站在巨人的肩膀上”。他的意思是，科学领域中，在扩展或修正上一代科学家的知识上，每一代人都有自己的优势。科学是一种流动于祖父母、父母和孙辈之间的序列，这种流动不可停止，这一点很重要。
科学知识流动的这种方式是科学取得巨大成功的原因之一。科学发明了飞机、电脑，治愈了多种疾病，延长了我们的寿命，但也污染了大自然，创造了可怕到能够毁灭人类的原子弹和各种化学武器。原子弹之父罗伯特·奥本海默悲伤地说：“我成了死神，世界的毁灭者。”值得讨论的是，无论核武器是用于哪些场所，它都是一个非常强大的工具，它就像一把菜刀，可以用来切菜，也可以杀死别人。
所以，尽管有时有些科学家会犯错，会固守己见，甚至会厚颜无耻，但科学总是倾向于纠正他们的错误。事实上，这种不断的自我批评是科学另一个引人注目的特质。如果你认真观察的话，神秘学和宗教的教义千百年间都在重复着同样的事情，而科学知识却每天都在改变和纠正自我。例如：牛顿的物理学被更全球化、更精确的理论—比如爱因斯坦的广义相对论—取代了。牛顿的物理学虽然在其作用范围，也就是我们的日常生活中是正确的，但却不能解释宇宙中发生的所有现象。又如，我们从中世纪认为地球是宇宙的中心的结论过渡到了现在的日心说。所以科学知识总是试探性的，像科学真理这样的东西很难被界定，但这是我们对自然界最好的解释。也许有一天，那些被广泛接受、解释我们世界的理论，如相对论和量子力学，也会让位于其他更有用和更完美的理论。谁知道呢？
简而言之，你要永远保持批判性思维。不要过分相信YouTube所传达给你的信息，也不要过于相信我的视频或者我的这本书。唯一不变且绝对正确的只有听妈妈的话。除此之外，别人都像是算命先生一样，因为他们对你说：“你要摔跤了，你要摔跤……”等到你真的摔倒了，就会认为他们说的话非常具有预见性。
.29.宇宙中哪里最冷，哪里最热？
地球上的天气总是不错。当然了，如果你住在西班牙布尔戈斯或者索里亚，你大可不必认同我的说法。不过，让我们乐观点吧，总会有人比你更惨，比如说，生活在世界最南端的阿根廷乌斯怀亚人，或者最北端的加拿大阿勒特人。我所说的“好天气”并不是指可以躺在沙滩上晒太阳的意思，而是指地球有着适宜生命存在的平均温度。
人体的温度往往在35到37摄氏度之间。如果体温超过了37摄氏度，说明我们发烧了；如果低于35摄氏度则是体温过低。尽管我们还没有成功，但在寻找地球以外的生命时，适宜的温度是最重要的参数之一。有时，生活的烦琐往往让我们忘记了人类是多么的稀有，又是多么的孤独与脆弱。
墨菲定律永远是正确的，因为事情永远都能变得更糟。如果我们被扔出地球，会立马在平均温度低至零下270摄氏度的太空中冻死。宇宙可真是太冷了！如果我们“幸运地”落在一颗星星上，就会迅速被几千度的高温烤熟。在我们的地球上，也存在着人类难以生存的极端温度，比如寒冷的极地、炎热的沙漠，以及8月15日那天的塞维利亚……不过，有一种极端微生物（更具体点说，是超嗜热生物）的细菌能够在70 摄氏度以上的高温中存活，如海底火山或是滚烫的水域。
极端微生物是一种微生物，它能够生存在温度高于100摄氏度的液体环境中，如间歇泉中，能适应马里亚纳海沟的高压环境，也能在电池内的酸性环境中活下来，甚至，它还能去外太空逛逛！但这还不是最令人惊讶的特质。这种微生物能够通过化学合成，将硫、硅和其他无机物—甚至某些剧毒物质—转化为可以供其他生物进行生命活动的有机化合物。此外，由于它们可以将有毒有害的物质降解到自然环境中去，医学界已经耗费数十年来研究如何成功提取这种生物的DNA。
这种微生物的存在还带来了更多思考。如果它们能够在如此极端的环境中生存并且进行化学合成，那谁还会仅仅因为其他行星非常冷、非常热或存在有毒物质就打包票说那里不存在生命呢？事实上，在对印度的喀拉拉红雨样本进行分析时，人们在常温下分离出一种惰性细胞，它没有DNA，能够在121摄氏度的条件下繁殖，有人猜测这种细胞可能来自外星生物。它们有可能是地球上生命的起源，并在几千年前到过这里。要找到所有的答案可能需要时间，但与此同时，我们可以再进一步思考一下地球上不同环境中的微生物问题，比如说，在黄石国家公园里的大棱镜温泉中，明亮鲜艳的水体颜色会随着其中微生物的变化而变化……
那么，宇宙所存在的温度范围又是多少呢？为了解答这个问题，我们最好重新回忆一下第2章的内容：“温度”实质上是组成物质的分子的振动频率，热水中的分子要比冷水中的分子振动得更厉害。如果它们的振动频率过高，分子就会摆脱水的形态，从而以水蒸气的形式进入空气；如果它们的振动频率很低，就会形成固态的冰。因此，我们的感官所体会到的冷或热，不过是这些微观实体的振动。
现在，我们可以来探讨是否存在一个最低温度，而它又会是怎样的。既然我们已经知道温度与振动有关，我们应该可以理解，可能达到的最低温度应该是分子静止时的温度。这个温度确实存在，被称为“绝对零度”—零下273.15摄氏度（或0 开氏度）。科学家们通过观测微波背景辐射（一种类似于宇宙背景探测者卫星所记录的原始大爆炸的遗迹）而计算出，宇宙的平均温度是3 开氏度，仅仅比绝对零度高了3摄氏度。
当然，并不是宇宙中的每一处都处于如此低的温度。那么，存在的最高温度是多少？这很难计算，因为分子需要达到最高振动频率。这里便出现了一种新的物质状态，当气体分子剧烈振动时，它们会分解成原子，原子又会分解成质子、中子和电子等基本粒子，而这种原子分解形成的一团物质被称为“等离子体”，将会是最热的状态。因此，物质现在有四种状态：固态、液态、气态和等离子态。
不过，特别要指出的是，在已知的宇宙中，哪里最冷、哪里最热呢？我们通常认为回飞棒星云是宇宙中温度最低的地方（这个名称的由来是因为首批发现它的天文学家觉得它看上去像回飞棒）。它位于人马座上，距离地球约5000光年。1995年，经欧洲南方天文台位于智利的次微米波望远镜测量，回飞棒星云的温度只有1开氏度，或者说大约零下272摄氏度。这是在实验室外自然观测到的最低的温度，也是唯一一个温度低于宇宙微波辐射的物体。
为什么回飞棒星云会如此寒冷？这是因为它是由一团正在膨胀的气体组成，这些气体是从一颗正在死亡的恒星中喷溅出来的，而且，根据简单的热力学定律，气体膨胀时冷却，压缩时升温。可能有一天，当太阳死亡后，它也会变得如此寒冷，但这一天还有很久很久才会到来。
实验室里的最低温度就不一样了。目前，离绝对零度最近的一次发生在麻省理工学院的一间实验室里。2003年，诺贝尔奖得主沃尔夫冈·凯特尔成功达到了八百一十万亿分之一开氏度。在这样的温度下，大多数物质都会被冻结，但它们也像在液氦中一样出现了所谓的超流体现象，这是一种以没有黏性为特征的物质状态。
科学逸事：在后面的章节中，我们会看到，超流体的量子性质使它们有着奇怪的特点。比如说，从玻璃杯中向上流动而逃逸，或者渗进一面坚实的墙壁。
最高温度则来自围绕着RX J1347.5-1145星系团的一团气体，它距离地球约50亿光年，位于处女座上，经日本X射线天文卫星朱雀卫星的测量，它有着3亿摄氏度的高温。科学家至今还不清楚为什么它会有如此高的温度，据推测这可能是该区域内的星系高速碰撞造成的。但可以肯定的是，这是自从发生大爆炸后所探测到的最高温度。为了让你们有个参照，我告诉你们，太阳的中心也只不过是1500万摄氏度。这样一比，我们简直可以说，地球可真是凉快呢！
我把“宇宙中哪里最冷？（可别说索里亚）”这个问题发表在了各大社交网站上。
这里有一些充满智慧的评论：
@paulavives12: 当我躺进一点也不暖和的被窝时，我的床是全宇宙最冷的地方了。
@aranchimpum: 我男朋友说是我们上床睡觉时，我踩在他背上的光脚。
@pieropippo3: 我前任的心。
@ttrisrf: 洗完澡后从我浴室到卧室的那段路。
@Juan Sebastián López: 好人卡吧。
@Pedro Villarías: 我岳母的拥抱。简直是绝对零度，没什么比这拥抱更冷冰冰的了。
.30. “意外发现”和致幻剂有什么联系？
不知你是否有过这样一种经历—没有刻意要求而纯粹出于运气就能得到一些东西。科学家们也会经历这样的事情。在前面的章节中，我们解释了科学方法的基本步骤，即提出假设并设计实验来证实或否定它（如果假设被否定，那么要重新设计实验，继续研究）。但科学方法并没有严格的界定，而且许多新发现纯粹是出于偶然。科学家和其他人一样都是普通人，他们也会依赖运气，并且运气会带给他们新的发现，只有在他们以前储备的知识和辛勤工作的基础上，才能在许多情况下注意或偶然发现被其他人忽视的细节。
“意外发现”这个词便是用来形容上述情况的。它是由18世纪的英国作家霍勒斯·沃波尔根据一个古老的波斯童话《锡兰的三位王子》创造的。锡兰是斯里兰卡的旧名，故事的主角们正是在不可思议的巧合的帮助下，解决了问题。1955年，享有盛誉的美国杂志《科学美国人》[ 该杂志的西班牙文版名为Investigación y Ciencia，即《研究与科学》。]重新使用了这个词来指代我们关注的领域，西班牙皇家语言学院将其定义为“一个意外的或偶然的有价值的发现”。在科学领域， 当一个科学家或一群科学家在研究一件东西，结果却发现了另一件意想不到的东西时，就会被称为“意外发现”。它也有它的优点，因为通常这些内容是不容易被发现的，你必须时刻注意眼前可能出现的事物。而这有很多的例子可以说明问题。
凡人亦英雄：最著名的案例之一是英国微生物学家亚历山大·弗莱明对青霉素的发现。1928年，弗莱明结束了三周的休假，回到了实验室，却发现自己忘记丢弃的金黄色葡萄球菌的培养皿中意外地长出了一种霉菌，似乎可以阻止细菌的增殖，因为这种霉菌周围的病原细菌全部被杀死了。这种真菌属于青霉菌，所以弗莱明把它产生的物质命名为“青霉素”。从此，开启了抗生素的时代。
这一发现虽然偶然，但并非微不足道，事实上，它足以改变医学史。二战期间，美国化学家恩斯特·鲍里斯·钱恩和霍华德·沃尔特·弗洛里成功提纯了青霉素，使其可以用于人类，随后投入市场。因此，1945年，弗莱明与这两位科学家共同分享了诺贝尔奖。正是因为发现了抗生素，我们才有可能战胜大量攻击人体的微生物，挽救了数百万人的生命，从而提高全人类的预期寿命和福祉。运气是多么重要啊！没错，青霉素的发现确实带有很大的运气成分，但是如果弗莱明不是一位一流的科学家，如果他没有发现并深入研究这种异常现象，那么青霉素的秘密也就不会被公之于世。
