2.蘋果皮上的宇宙空間站

牛頓創立的經典力學，并不適用于之后被發現的基本粒子的“微觀世界”。現代物理學的研究，正是旨在全力闡明支配微觀世界的基本法則。

由此看來，經典力學支配的宏觀世界與經典力學無法適用的微觀世界，似乎是兩個不同的世界。但是，用同一個理論統一兩者，是我們物理學家的夢想。就像牛頓曾用一個理論統一了“天上世界”和“地上世界”一樣，物理學的最大目標，就是找到支配從“極小世界”到“極大世界”的基本法則。

這部分內容我會在后文中再詳細介紹。在此，我先介紹第一個主題，即“物質（也就是宇宙）是由什么構成的”。

想了解宇宙的實際情況，關鍵在于“觀察”宇宙。人類宇宙觀從地心說到日心說的轉變，也是始于伽利略用望遠鏡觀察宇宙。

對于研究來說，“前往”現場遠比從遠方“觀察”更理想，但當研究對象是宇宙時，前往現場就難以實現了。從20世紀60年代“阿波羅號”和“聯盟號”上的宇航員，到現在宇宙空間站中長期停留并完成重要使命的宇航員，雖然人類在航天探索上不斷突破，讓越來越多的地球人進入了宇宙空間中，但從宇宙的整體規模來看，我們人類宇航員的移動距離不值一提。

例如，國際空間站距離地表的高度為375千米。地球的直徑約為12 000千米，因此人類前往國際空間站，不過是在宇宙空間中移動了極其微小的距離。如果把地球看作一個蘋果，那么我們前往國際空間站，就相當于從蘋果皮上探出了頭。

阿姆斯特朗在乘坐“阿波羅11號”完成登月任務時，留下了“人類邁出一大步”的名言，其實那一步的“步幅”也是很微小的。

地球到月球的距離約為38萬千米，相當于阿波羅號宇宙飛船單向繞地球10圈。從常識來看，這個距離確實很遠，但將其換算為光速（3億米每秒）的話，卻只不過是光傳播1.3秒的距離（1.3光秒）。而宇宙中的距離是用“光年”（光在宇宙空間中傳播1年所走過的距離）這個單位來衡量的，所以距離僅用“光秒”便能表示的月球，只不過是我們地球家園的門口。

與地球距離最近的恒星太陽，與地球之間的距離為1.5億千米。這一距離要用“光分”這個單位來表示，約相當于“8.3光分”。也就是說，我們看到的太陽，其實是它8.3分鐘前的樣子。如果現在太陽瞬間消失，那么我們在8.3分鐘內是察覺不到什么的。