给青少年讲物质科学"
《给青少年讲物质科学》讲述了一段始于物质什么，终于物质是什么的物质世界探索之旅。清华大学孙亚飞博士从宇宙大爆炸讲起，从原子开始，用中学物理和化学的底层基础知识，一点一滴带领读者体验物质世界被搭建的过程，理解其中知识和原理，理顺物质、能量和生命的关系，让我们在重新认识物质世界的同时，也重新认识自己。
给青少年的物质科学
小的时候，我生活在农村。那时的农村没有煤
气灶，也舍不得用太多电，做饭最常用的锅就是土灶
台，烧柴火给铁锅供热。灶台操作起来可是麻烦得
很，光是生火就能生出各种意外。所以，家里大人做
饭免不了还需要我打下手，别的忙我也帮不上，拉一
拉风箱还是可以的。
曾记得，坐在灶边望着炉火，我拉动风箱，火苗
就会猛地蹿一蹿，一不小心还会冲出灶膛，燎到额前
的头发。每当这时，我都会感到脸上一热，但是习惯
之后，倒也不觉得有什么危险，只是有些好奇。
我好奇的是，吹蜡烛的时候，一点小风就能把烛
火吹灭，可是风箱施展出那么大的风以后，为什么火
焰却会越吹越大？
给青少年讲物质科学
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外婆跟我说，这是因为屋里供了灶王爷——他是一位管灶火的神
仙。有了灶王爷的保佑，炉灶里的三昧真火才会旺盛，而且还不会因此
失火。
后来，看到《西游记》中孙悟空借来假芭蕉扇挥舞时，火焰山上的
火越烧越大，我对三昧真火的这个说法深信不疑。可是，看到《三国演
义》里赤壁之战东风助阵的场面，我又有些将信将疑了。
多年以后，我读到了拉瓦锡反驳“燃素”论的故事，对于这个问题
的好奇总算告一段落。燃烧是一种氧化现象，通常需要氧气的参与，因
此，当风箱给炉灶送风时，加大了空气压力，更多的氧气被一同送入了
灶膛。于是，有了氧气的加持，火焰也会更旺盛。不过，风在刮来新鲜
氧气的同时，却也带走了热量，若是火焰的温度因此而降低到燃点以
下，火就可能会被吹灭。由此也就很容易明白，为什么风能吹灭小火，
却会扬起大火。
对于童年时期的不解，用这样物质的思维去解释，或许有些许的无
趣，不像“三昧真火”那么引人入胜，但它却是好奇的最佳伙伴。它不
会让童心泯灭，只会带着这种“不安分”走向新的空间。
所以，青少年知道多一点物质科学，应该是件好事。
《给青少年讲物质科学》，是我第一次系统性地创作“大科学”的
作品。这倒不是我妄自托大，实属物质科学自身的属性。任何一门自然
科学都是研究物质的科学，只是研究的角度不同：物理学研究物质之间
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的作用力与能量；化学研究物质的组成、结构、反应与功能；生物学研
究的是物质如何能够“活”起来；天文学研究物质诞生的“老家”……
很多时候，关于物质的种种，并不只是单纯的科学命题，更是人类反复
思索的哲学命题。
将这些命题完整地解答出来，是古往今来所有人共同的使命。哪怕
已经觍着脸站到了巨人的肩膀上，我也只能记录其中亿万分之一二。
在物质世界形成的时空中，翻开这本由物质构成的小书，如果能够
因此引发我们对物质的思考，那么物质世界也一定会因为我们的思考而
改变。
1 物质是什么 / 1
2 世界万物的基石
——原子的概念是怎样被提出来的 / 8
被分割的物质 / 8
古希腊先哲们在思考 / 12
给原子排排队 / 18
永不停息的融合 / 23
3 让原子组合起来
——物质世界是如何组装的 / 30
宇宙分子 / 30
从太空到地球 / 35
分子的游戏 / 41
不变的规则 / 46
4 无处不在的相互作用力
——物质为何能结合在一起 / 51
电子的巨大魔力 / 51
原子的结构 / 58
给青少年讲物质科学
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原子之间的电磁吸引力 / 63
同性因何不相斥？ / 67
5 永不消失——物质和能量是怎样转化的 / 73
奇妙的等式 / 73
被激发的电子 / 80
看清物质 / 86
物质的状态 / 89
6 万物争辉——物质是怎样为我们所用的 / 95
并不只是简单地混合——金属与合金 / 95
从石器到陶瓷 / 103
无穷无尽的有机物 / 107
结构决定性质 / 113
7 活着的奇迹——赋予生命的物质 / 117
从简单到复杂 / 117
低熵系统 / 123
物质的自组织形式 / 127
遗传密码 / 132
8 冲突与重生——物质世界会终结吗 / 138
谁杀死了恐龙？ / 138
生物链的物质流动 / 143
被浪费的物质 / 148
天地间，人为贵 / 152
9 物质是什么 / 158
主要参考文献 / 163
院士推荐，绝佳的中小学生课外扩展阅读图书
从130+亿年前宇宙大爆炸的起点，带你一起用元素原子分子一点一点搭建我们今天的物质世界
物质科学是一门交叉学科，青少年学习物质科学就是在学习物理化学的底层知识
让青少年在维持好奇心探索物质世界的同时学习科学知识
如果你对这个世界充满了好奇，那就用物质科学的方法去琢磨这个美丽的世界吧
芥子须弥，乾坤万象，徐徐清风，白云苍狗。物质世界是一篇乐章，让清华大学孙亚飞博士带你聆听它的旋律。
延伸阅读：“基础前沿科学史丛书”包括《给青少年讲宇宙科学》《给青少年讲物质科学》《给青少年讲生命科学》《给青少年讲脑科学》《给青少年讲量子科学》
孙亚飞，中国科学院自然科学史研究所特别研究助理，青年科普作家，从事科学传播及新能源领域的研究与产业化工作。高中参加化学竞赛保送进入北京大学化学学院，后于清华大学化学系获得博士学位。2010年开始从事科普工作，在得到开通的《化学通识30讲》课程广受好评，同时在知乎、《博物》杂志等媒体平台发表《你好，门捷列夫》《读懂食品安全》等各类作品逾百万字，已出版著作《元素与人类文明》《原子王国历险记》及译作《诗意的原子》《迷人的液体》（以上两部为“文津图书奖”推荐书目）《锈蚀》《13次时空穿梭之旅》《给孩子的食物实验室》《纳米与生命》等。
