世界的本源是什么？这是人类一直在追问的问题。目前来说，夸克是人类认识的尺度最小的构成物质的基本粒子。
夸克→质子或中子→原子核 电子→原子（原子核电荷（核电荷）数相同的一类原子称为一种元素）->元素多样化(轻元素高温高压聚变产生重元素)→分子→病毒或细胞，单细胞细菌->多细胞生物->陆生植物->陆生动物->爬行动物->哺乳动物->鸟类->花类植物->灵长类动物->智人→地球→太阳系→银河系→宇宙
（→表示组成，->表示时间先后）
公元前5世纪古希腊智者普罗泰戈拉说："人是万物的尺度，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。"从物质内部的微观尺度，到宇宙的宏观尺度，人的物理尺度也处于中间的层次。
物质可以由分子（分子单质，分子或离子化合物）构成，也可以直接由原子构成，如金属单质。
单质是由同种元素组成的纯净物。与单质相对，由多种元素组成的纯净物叫做化合物。单质有的是由分子构成的，例如：氢气、氯气、氧气等等。也有的单质是由原子构成的，例如：铁、铜、钠等等。事实上，所有的金属单质都是由原子直接构成的，大部分的非金属单质都是由分子直接构成的。
导体通电时会发热，把这种现象叫做电流热效应。例如：比较熟悉的焦耳定律：是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。（焦耳定律，能够解释白炽灯泡中为什么会发光。）
奥斯特发现：任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应。（毕奥-萨法尔定律，用于电机、电感器和发电机。）
电的化学效应主要是电流中的带电粒子（电子或离子）参与而使得物质发生了化学变化。化学中的电解水或电镀等都是电流的化学效应。（法拉第电解定律）
电由于其移动电荷的能力，由此也是一种能量。因此电能也可以被转化为其他形式的能量。例如，当电流通过一段导线的时候，导线会被加热。导线的电阻越高，其会变得越热。当导线足够热的时候便会达到白炽，从而发光。电热器和电灯里面都有导线圈。利用这种方式产生热或光。
大的电流需要厚重的导体，否则它们会变热和熔化。为了避免在主要传输线路中使用沉重的电缆，所供给的电流被转化为高电压低强度的电流（电压在30万伏特或40万伏特之间）。
在电池中，化学能被被转化为电能－通过化学反应产生电流。反过来，电也可以被用来引发化学反应。这就是电解的原理。
电解是电在提供动力和照明之后的最重要的商业应用之一。
电子与辐射在中性原子中，电子因能级的不同占据着不同的轨道：距原子核最近的轨道能量低，而更靠外的轨道能量较高。例如，通过加热可提供给原子额外的能量，电子通过吸引额外的能量“跃迁”到更高能级。但是，它们在这种受激状态下是不稳定的，会很快跃迁回原来的轨道上。出现这种情况时，它们所吸收的额外能量就以光的形式散发出来，散发出的光的波长（颜色）因受激元素的不同而异。
光能够以不同的方式被产生出来。主要区别在于提供给原子额外能量的方式。蜡烛或油灯的火焰中，来自蜡或油中的碳氢化合物中被加热的碳发出光。在煤气灯中（火焰外有一层罩），热也是光的能量源。外罩中钍金属的原子发出强烈的白光。
在普通的电灯泡中，当电流通过细钨丝做成的灯丝时，就产生了热；钨原子发出了光。在弧光灯中，强光来自于两个碳电极间产生的白热火花。
在荧光灯中，加热阴极发出的电子和汞原子碰撞。来自汞的紫外光激活了灯管中的磷原子，使它们发出可见光。
被激发的磷原子返回到原来的稳定状态时，它们就放出可见光。
激光器是一种采取标准光源刺激原子产生相干光（所有的光波同步）的一种仪器。
激光可以产生连贯的单色光，并且所有的光波相互之间都精确地保持步调一致。这种激光束能量有有效集中可以被用来精确地切割成堆的布料或厚金属，甚至还可以被用来切割钻石。
各种电磁辐射FM叫做调频，AM叫做调幅。
amplitude modulation 振幅调制;调幅(广播);信号高低调变度以(%)百分比表示
fequency modulation 调频调制;调频(广播);信号频率调变度以(khz or mhz)表示
I FM是短波，AM是中波，分别代表不同的波长；
II FM是调频立体声,音质最好，但是只能接收到本地信号。
III AM是中波,音质次之，能接收到中远程信号。
长距离无线电通信依赖无线电在电离层（地球大气上层的离化气体层）的反射。20世纪30年代末期，英国和德国科学家分别发现大的固体物体，如轮船和飞机，也反射微波段的无线电波。从这些物体上反射的回波能够反映物体的方向和远近。
与无线电波和X射线一样，光也是一种由于原子中的电子活动而产生的电磁辐射。当原子中的一些电子能量化然后能量又丧失后，便产生了光。当电子从一个能量级跃迁到一个更低能级的时候，能量差就能辐射的形式散发出来，这种辐射形式可能被看到（可见光），也可能超出可见光谱，如红外线、紫外线、无线电波和X射线。
另外，和其他电磁辐射一样，光可以用频率和波长来描述。频率是指每秒种产生的波的数量。波长则指两个连续波峰（或者波谷）之间的距离。
对于人类的眼睛，不同的波长呈现不同的颜色。短波长呈现出紫色或者蓝色；长波长则呈现出红色。可见光波长的整个范围可以在光谱中看到。
水循环与物质循环地球的一个重要特征就是水循环，即水会不停地从一个容器转移到另一个容器。海洋中的水分会蒸发变成气态，并在天空中形成云层，然后再以雨水的形式到海洋或地面。如果温度下降，水就会结冰，变成雪或者冰。但冰雪也会融化，变回地表或地下的液态水。在这个变化过程中，一个水分子既能改变了其物理状态（气态、固态、液态），又改变了其地理位置（海洋、大气、冰川、河流
地球对于物质而言是一个封闭的系统，物质循环在周而复始地进行着。
对于物质而言，地球是一个封闭的系统，物质既不会凭空产生，也不会凭空消失。对于能量而言，地球是一个开放的系统，能量以太阳光的形式进入地球的同时，也以热辐射的形式逃离地球。
自然界中能量的许多形式都属于电磁波，是因为它们同时具有电和磁的特性。传播速度都为光速，并且在传输过程中能量不会损失，且都以波的形式进行传播。
生物网络系统地球上几乎所有的生物都依赖于光合作用而生存。它们不仅把糖分作为养料，形成身体的各个部分，而且还需要光合作用生成的氧气进行呼吸。同样，进行光合作用的生物也需要依赖其他生物把碳以二氧化碳的形式排放到空气中，用于下一轮的光合作用。而且，植物也信赖动物进行授粉或传播种子，甚至还依靠地面上小型生物的排泄物来肥沃土壤。
地球上的各种生物就是通过类似于上述关系的多种方式相互联系形成了一个巨大的网络。其中，每一种生物都依赖于其他生物而生存，或是对其他生物产生影响。地球生物不仅形成了生物之间的依赖关系，还活跃地参与到地球的物质与能量的循环中去。从系统的角度来看，我们认为地球是一个生物的网状系统。
六种元素形成的化合物构成了细胞99%的干重：碳、氢、氮、氧、磷、硫。水是大多数细胞的化学反应发生的介质，大约占了活细胞重量的70%。其余大部分化合物都含有碳元素，属于有机物。
有四个主要的小有机分子组：糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸
糖：主要的能量来源，但也存在于细胞的遗传物质中；
脂肪酸：能量储存；
氨基酸：蛋白质的主要成分，形成细胞的主要结构，控制细胞内的化学过程。
核苷酸：组成所有生物的遗传物质，重复出现的核苷酸单元模式形成新的生物结构、修复老化的生物体，以及控制生物体的生长和发育的机体过程。
很多人的疾病是遗传了有缺陷的基因。
地球生物体都是利用蛋白质实现生命功能，并利用核酸存储信息。
有机物与有机物构成的原子类别（元素）是差不多的，但有机物为什么会有生命呢？秘密在于构成元素奇妙的组合。正像一串文字，组合得好就是一篇经典文章，没有巧妙的组合就只是一串字符而已。
力我们用三种力就可以解释宇宙中能量物质的行为方式。万有引力引起能量物质聚集成巨大的结构体，例如星系、恒星或行星。电磁作用力把物质变成我们熟悉的形式，例如原子、分子、液体和固体。而强大的核力则把质子聚焦在一直，让90多种不同元素的诞生成为可能。
力可以改变运动状态，这是定性描述（牛顿第一运行定律）。用定量描述的话，就是物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且与物体质量的倒数成正比；加速度的方向跟作用力的方向相同（牛顿第二运行定律）。
其它大气上层的臭氧层可以保护生命体不受太阳紫外线辐射的伤害。是氧原子和紫外线反应的自然产物。
在最早的计算机中，安装各种元件并把它们用导线连接起来是一件非常耗时的工作。在印制电路板发明之后，连接导线的问题就得到了解决。印制电路板是在塑料板上粘贴许多带状铜箔。元件被排列在穿过铜箔和塑料的钻孔中。（制作过程：1.全块PCB电镀；2.在表面要保留的地方加上阻绝层（resist，防以被蚀刻，一般通过菲林印制）；3.蚀刻（把线路以外的铜去掉）；4.去除阻绝层；如果是多块叠在一起则还需要钻孔，以保证连通。）
什么是科学科学的特点：
I 科学观点可以通过实验来验证，通常科学家会设计实验并控制各种变因来保证实验的准确性及解释理论的能力。
II 科学的结果是可以精确复制的。也就是说，任何人只要严格按照相同的流程就会得到完全相同的结果。
III 科学对于事物如何发生具有合理的解释，由此可以用科学规律进行预测。
科学的本质：刨根问底，一而再再而三地追问“为什么”；
科学的目的：发现规律，而不是追求眼前的实用；
科学精神：质疑、独立、唯一的精神；
科学的方法：建立起逻辑化、定量化、实证化的方法，包括归纳法、演绎法、抽象法。
科学理论也是有一个适用范围的，也就是说可以不是放之四海皆准的绝对真理。例如：广义相对论在微观世界失效，量子理论在宏观世界失效。不过科学家们仍然努力寻找与探索是否有某种理论可以囊括所有自然现象（至少在物理界，将相对论与量子力学合并是一至少延续数十年的野心）。
科学是一种通过寻找信息来解决问题的方法，故科学只能解决有客观现实基础的问题。而诸如道德、价值判断、社会取向、个人态度这些问题是无法用科学方法加以解决的，可为了追求精神世界而无视科学也是万万不能的。同时，科学也受到人们从自然现象中探寻本质的能力的限制。人会犯错，同时，由于信息的缺乏或者误解，人们有时候也会得出错误的结论。科学本身是具有自我纠错能力的，当我们获取了新的知识，即必须改变或者抛弃原本错误的想法。因此，看起来， 地心说 等是一种错误的结论，在当时，它是通过科学方法构建起来的，只是受限于人的观察能力。
宇宙在时间上表现为多个从左至右移动的圆盘状的切片
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