2.苹果皮上的宇宙空间站

牛顿创立的经典力学，并不适用于之后被发现的基本粒子的“微观世界”。现代物理学的研究，正是旨在全力阐明支配微观世界的基本法则。

由此看来，经典力学支配的宏观世界与经典力学无法适用的微观世界，似乎是两个不同的世界。但是，用同一个理论统一两者，是我们物理学家的梦想。就像牛顿曾用一个理论统一了“天上世界”和“地上世界”一样，物理学的最大目标，就是找到支配从“极小世界”到“极大世界”的基本法则。

这部分内容我会在后文中再详细介绍。在此，我先介绍第一个主题，即“物质（也就是宇宙）是由什么构成的”。

想了解宇宙的实际情况，关键在于“观察”宇宙。人类宇宙观从地心说到日心说的转变，也是始于伽利略用望远镜观察宇宙。

对于研究来说，“前往”现场远比从远方“观察”更理想，但当研究对象是宇宙时，前往现场就难以实现了。从20世纪60年代“阿波罗号”和“联盟号”上的宇航员，到现在宇宙空间站中长期停留并完成重要使命的宇航员，虽然人类在航天探索上不断突破，让越来越多的地球人进入了宇宙空间中，但从宇宙的整体规模来看，我们人类宇航员的移动距离不值一提。

例如，国际空间站距离地表的高度为375千米。地球的直径约为12 000千米，因此人类前往国际空间站，不过是在宇宙空间中移动了极其微小的距离。如果把地球看作一个苹果，那么我们前往国际空间站，就相当于从苹果皮上探出了头。

阿姆斯特朗在乘坐“阿波罗11号”完成登月任务时，留下了“人类迈出一大步”的名言，其实那一步的“步幅”也是很微小的。

地球到月球的距离约为38万千米，相当于阿波罗号宇宙飞船单向绕地球10圈。从常识来看，这个距离确实很远，但将其换算为光速（3亿米每秒）的话，却只不过是光传播1.3秒的距离（1.3光秒）。而宇宙中的距离是用“光年”（光在宇宙空间中传播1年所走过的距离）这个单位来衡量的，所以距离仅用“光秒”便能表示的月球，只不过是我们地球家园的门口。

与地球距离最近的恒星太阳，与地球之间的距离为1.5亿千米。这一距离要用“光分”这个单位来表示，约相当于“8.3光分”。也就是说，我们看到的太阳，其实是它8.3分钟前的样子。如果现在太阳瞬间消失，那么我们在8.3分钟内是察觉不到什么的。