10歲以上中、小學生獨立閱讀，自主學習物理、化學、生物、地理、科學、醫學等科目課程內容的工具書。

科學、生命、人體、物理、宇宙五大主題，包含科學日常、神秘宇宙、複雜人體、前沿科技、生態環境、動物行爲等等板塊內容。

聚焦小、初、高多年級知識點，培養全科學習模式，學習就要先人一步。

這裡有人體系統、動物行爲、夢境變化的奇妙探索檔案；這裡有地球、月球、太陽、火星還有隕石的秘密資料庫；這裡有牛頓、愛因斯坦、霍金的理論討論；這裡還有哈勃太空望遠鏡、國際空間站、一代又一代更迭的衛星和人類創造的太空記錄，在這本書裡，你將找到這些問題以及更多問題的答案！

高能助力家長應對孩子的腦洞提問！既想守護孩子的好奇心，又爲難翻找稀奇古怪的問題的答案？一套5本，科學的奧秘系列叢書來幫你！

炫酷3D拆解圖像，可視化思維導圖，圖表解析，模擬前沿科技實驗室氛圍，將複雜的知識化繁爲簡，有效降低理解難度，輕鬆抓住孩子眼球。

本系列圖書收錄科學趣味網、太空網等網站內容，科技數據、圖片資料詳盡，名家論點交融，讓孩子擁有放眼全球的視野。

書內各章附有知識引文，精準提煉科學要點，定格人類科學探索高光時刻。注重激發讀者對科學探索的興趣，啓發思考，帶領讀者走進科學的世界。

探索脈絡清晰，層級板塊圖注詳盡，理論結合日常，逐步引導理科學習思維。

科學的奧秘系列是一套關於科學、物理、宇宙、人體、生命五大主題的科普圖文書，涵蓋了科學日常、神秘宇宙、複雜人體、前沿科技、生態環境、動物的行爲等內容。全面聚焦中小學生理科學習難點，將科學知識融入日常生活，接觸科普的同時激發對物、化、生等學科的學習興趣。全方位的思維導圖，融合《萬物》同款3D拆解圖像，培養小讀者構建全科學習底層思維，爲日後的學習打下基礎。豐富的數據、圖像資料，拓展眼界，探索世界的奧秘。

作者

英國Future出版公司

出品了全球近400萬讀者，英國本土發行量超27萬冊的青少年科普雜誌《萬物》（How it works）的英國百年科普教育品牌。

譯者

樑乾陽

中國民航大學交通運輸專業學士學位並有湖南師範大學英語專業第二學位，獲得過2023年CATTI杯翻譯大賽一等獎。

曾憲坤

有電子譯作《智障女孩謀殺案》《愛馬傳奇——拯救稀有馬羣》等，紙質版譯作有《蕭伯納傳》等。

《科學的奧秘》

我們身邊的世界

6     如何拯救世界？

12    地球上最小的生命

18    揭秘法證學

24    能源的未來？

34    大自然激發出的科學

40    地球上的神奇棲息地

48    水之神奇

膨脹的宇宙

58    銀河系指南

65    神秘的暗物質

70    火星模擬

76    光速的秘密和宇宙中最快的運動

82    行星撞地球倒計時72小時

90    關於月球的一切

96    超新星

人的身體

102   我們非凡的大腦

110   人的身體

116   情感的科學

122   病毒

128   五感之外

134   我們還在持續進化嗎？

《生命的奧秘》

人體

6    你睡着的時候能學到東西嗎？

8    在室內該不該脫鞋？

10    生鏽的鐵釘真的會讓你感染破傷風嗎？

11    人沒有水能活多久？

12    爲什麼人們那麼討厭Comic Sans字體？

14    爲什麼眨眼的時候視野不會“變黑”？

16    怎樣計算卡路里？

18    爲什麼我們記不住做過的夢？

20    爲什麼小嬰兒在飛機上會哭鬧？

21    你真的需要買不含鋁的除臭劑嗎？

22    爲什麼大笑有時候很恐怖？

24    在有鬧鐘之前人們是怎麼醒過來的？

26    潤脣膏會讓嘴脣乾裂更嚴重嗎？

27    爲什麼開心的時候感覺時間過得飛快？

28    爲什麼刷牙之後感覺橙汁很難喝？

30    爲什麼運動之後感覺身體很痠痛？

33    喝牛奶會產生更多黏液嗎？

動物

36    水熊蟲能活多久？

38    動物會數數嗎？

41    地球上牙齒最多的動物是什麼？

42    動物能預測地震嗎？

43    爲什麼貓咪在突襲之前會扭屁股？

44    爲什麼狗在尿尿之後會抓撓地面？

47    爲什麼澳大利亞有那麼多有袋動物？

48    爲什麼寒武紀生物看起來那麼怪異？

49    爲什麼蚊蚋成羣結隊的？

50    動物會被曬傷嗎？

52    松鼠是怎麼記住它們的堅果儲藏地的？

54    世界上最大的恐龍是什麼？

56    帝企鵝爸爸是怎麼給企鵝蛋保暖的？

58    有不需要睡眠也能存活的動物嗎？

59    野牛(bison)和水牛(buffalo）：有什麼不同？

61    爲什麼城市裏有那麼多鴿子？

62    動物在水下如何呼吸？

周圍世界

66    未來會出現另一個盤古大陸嗎？

68    珠穆朗瑪峯上有多少垃圾？

70    爲什麼有些果蔬能導電？

72    樹是素食主義者嗎？

73    純水存在嗎？

74    野火是怎麼燒起來的？

76    現在還活着的最古老的生物是什麼？

78    爲什麼死海有那麼多鹽？

80    爲什麼地球要自轉？

82    爲什麼冰很滑？

84    有沒有可能預測地震？

86    水會自然往上流嗎？

88    地球上的第一個生命是什麼？

90    颶風能有多厲害？

92    冰期多久發生一次？

科學和技術與宇宙

 96    宇宙中最冷的地方是哪裏？

 98    汽油會變質嗎？

100    太陽能電池板是如何工作的？

101    煙花那些絢麗的色彩是怎麼來的？

102    “興登堡”號空難的真正原因是什麼？

104    其他行星能見到日食嗎？

106    “外星巨型建築”得有多大？

108    世界上最古老的照片是什麼樣的？

110    宇宙中有多少星星？

111    “動力沙”的原理？

112    土星環是什麼？

115    洲際彈道導彈的原理？

116    宇宙的其餘部分是什麼？

118    銀河系[奶路（Milky Way）]的名字是怎麼來的？

119    光年是什麼？

120    黑洞會消亡嗎？

122    航天器能飛向太陽嗎？

《人體的奧秘》

  4    人體

系統和器官

11    骨骼系統

16    爲什麼指關節會發出咔嗒聲？

17    人真的會有“雙關節”嗎？

18    肌肉系統

24    爲什麼肌肉會痠痛？

25    “肌肉記憶”真的存在嗎？

27    循環系統

32    爲什麼有血型差異？

33    我們有多少血液？

34    血壓

36    呼吸系統

43    消化系統

46    關於飢餓的科學發現

54    “肉汗”的真相

57    內分泌系統

62    神經系統

68    爲什麼大腦有褶皺？

69    你的屁股裏可能有 “第二大腦”……

70    人眼的工作原理

73    生殖系統

76    淋巴系統

80    免疫系統

84    皮膚

從頭到腳的瑣事

 88   DNA和染色體

 92   減數分裂和有絲分裂

 96   一個“新”器官：間質

 97   身體真的每七年徹底更新一次嗎？

 98   五大感官及更多……

102   身體中的脂肪有什麼作用？

103   爲什麼我們要睡覺？

104   你的身體如何應對恐懼？

106   “正常”體溫

107   宿醉

108   面部表情

110   7個驚人的健康風險

奇怪的人體

114   人類所做的25件奇怪的事情

122   關於記憶的5個奇怪事實

124   夢話的解釋

125   爲什麼牙齒會變黃？

126   爲什麼嬰兒幾乎不眨眼？

129   政府所掌握的關於你身體的6項數據

132   幻嗅

133   爲什麼我們會發抖？

134   爲什麼我們記不住自己做的夢？

136   關於思維的10個秘密

《物理的奧秘》

日常物理學

 6    重力的原理

10    聲音的力量

14    能量守恆定律

15    解釋加速度

16    磁之力

20    離心力與向心力

22    折射、彩虹與海市蜃樓

24    電學基礎

28    身體擺動背後的科學

宏大的物理理論

32    時空旅行新手指南

40    牛頓運動三定律

41    相對論入門

42    什麼是弦理論？

45    物質與反物質

50    檢驗霍金的理論

高科技應用

54    核能

60    微觀科學

66    爲何超導體如此高效？

69    原子碰撞機的內部

走向“極端”的物理學

 76    量子計算的威力比筆記本電腦強大一億倍

 84    極端溫度

 89    致命輻射

 96    隱藏的宇宙

100    原子的力量

物理與宇宙

108    宇宙法則

114    地球爲何旋轉？

116    光速的秘密和宇宙最快的物質

122    測量星系質量

《宇宙的奧秘》

 4    最驚豔的太空照片

宇宙及其起源

14    大爆炸理論是什麼？

20    大爆炸理論的替代理論

22    宇宙背景輻射

24    第一批恆星

26    平行宇宙：理論和證據

30    關於宇宙的14個數字

太陽系

36    行星

42    月球隕石坑

44    火星

52    隕石能告訴我們什麼？

54    地球

60    太陽

64    關於太陽系的25個怪異事實

宇宙現象

74    銀河系有多重？

76    黑洞的第一張照片

82    最亮的類星體

84    伽馬射線暴

86    8個令人困惑的天文學未解之迷

90    極光

92    地球磁場很快就會翻轉嗎？

94    冥王星上的“鯨魚”是怎麼來的？

太空探索

 98    最極端的人類太空飛行記錄

104    哈勃太空望遠鏡

108    國際空間站

114    太空中的一年

116    怪異的火星

118    詹姆斯·韋布太空望遠鏡

122    系外行星

128    新的太空競賽

132    2019 太空日曆

如何拯救世界？

探索拯救地球的非凡科技

人類只佔地球上生物總數量的萬分之一，對地球的影響卻與這個比例極不相稱。過去的250年中，我們向大氣排放了超過4000億噸的碳，其中大約一半排放於20世紀80年代中期之後。地球有史以來，從來沒有其他生物對環境的改變如此迅速。

問題並不僅僅在於我們造成的污染數量，還在於我們製造了全新的污染類型。在人類合成出聚乙烯、氯氟烴、有機磷酸酯和合成激素之前，環境中本沒有這些物質。類似的，在工業時代發明新的方法來提煉濃縮重金屬和放射性同位素之前，自然界中僅有微量存在。這些污染物都有毒，是因爲它們太“新”了，生物還沒有進化出應對的方法，也就意味着這些污染物無法自然降解。

2020年的一項研究分析了波斯尼亞和黑塞哥維那雜貨店出售的冷凍罐裝魚，結果在包括歐洲鱈魚、大西洋藍鰭金槍魚和大西洋鯖魚在內的所有抽樣魚中均檢測出了重金屬汞和鎘。該研究還在33個樣本中發現了重金屬鉛。鑑於藍鰭金槍魚和鯖魚的含汞量較高，該研究負責人建議這兩種魚應該限量食用。

不過，目前的環境污染還完全在我們控制能力的範圍之內。1952年，倫敦的光化學煙霧在4天內造成了大約4000人死亡，但4年後《清潔空氣法》（Clean Air Act）生效，倫敦空氣質量自此穩步提升。曾經污染最嚴重的國家也成爲最早設立大氣污染物排放標準的一批國家。就在50年前，紐約還整日被濃密的煙霧所困擾，每天約有24人因之喪生，但空氣污染立法和相關措施已經極大幅度地改善了該市的空氣質量。紐約甚至在爭取2030年成爲美國大城市中空氣質量最佳城市。

技術進步能導致污染，也能遏制污染。各國都在研發更清潔的燃料、更高效的發動機、更好的垃圾回收機制和環境清潔技術，以減緩人類污染地球的速度。不管是在海上操作大型垃圾打撈機器，還是遵守小區的回收公約，每個人都能爲減緩地球污染出一分力。

土地污染

藏在我們中毒的星球地表下的有害物質

土地污染不僅僅是垃圾填埋佔用空間的問題。一個邊長56千米的正方形垃圾填埋場，可以裝下紐約這樣的大都市未來1000年產生的所有垃圾。聽着好像很多，但這只是2.5%的美國人制造的垃圾，只埋在該國面積0.03%的國土上。而且這些土地並不會消失——垃圾填埋場最終只會變成一座長滿野草的荒山。

土地污染的真正元兇是所有沒被最終填埋的物質。開採銅礦和鋁礦會留下大堆的礦渣（粉末狀岩石）。礦渣中含有大量的有毒重金屬，比如汞和鎘。每年全球僅鋁礦開採就會產生7700萬噸礦渣。

現代農業也不僅僅需要陽光和雨水。在英國，農民平均每年要在每公頃耕地和草地上施加100千克氮肥。沒有被農作物吸收的化肥都會被衝進地下水，最後進入我們的河流，土地污染又變成了水污染。

土地污染的低技術解決辦法是“3R法”：減量化（reduce），再利用（reuse），再循環（recycle）。這3種途徑的有效性依次遞減。從源頭上減少購買紙板或捲心菜，比僅回收所有剩飯的意義要大得多，後者能節省加工和運輸商品過程中所需要的能源，以及收集和回收這些商品帶來的垃圾所需的能源。

當然，土地污染也有高科技解決方案。生物修復科技就是利用選定的自然生長的有機生物來分解土壤中的污染物。

例如，已有證據表明木生真菌可以分解石油泄漏中的有毒物，也可以分解某些含氯殺蟲劑。像鎘和鉛這樣的重金屬無法被分解，但某些植物能通過它們的根部將這些重金屬吸收並儲存在它們的葉子或莖稈中。這種技術被稱爲植物治理法（phytoremediation），即利用植物從土壤中吸收污染物，使污染更容易被清除。中國一些鳳尾蕨屬植物甚至可以通過這種方式過濾掉砷元素。

單向分流垃圾回收廠內部

省去我們分離可回收垃圾麻煩的機器

1 傾倒場

絡繹不絕的回收車輛抵達垃圾分離設施，並把裝載的混合可回收垃圾卸到傾倒場。司機們會留意其中是否有任何會損害垃圾分離設施的過大物體，比如汽車發動機。

2 裝載

強勁的裝載機將成堆的各種可回收垃圾分流到一個大漏斗中，垃圾會在一個旋轉的滾筒裡不斷翻滾，壓實的垃圾得以鬆動。然後，垃圾會在一個大型傳送帶上向前移動，並被帶入主設備。

3 人工預分揀

人工分揀團隊從快速移動的雜物中挑出不可回收的物品，包括零食包裝、塑料袋、鞋子和尿布，以及像廢棄金屬這種可能會堵塞機器的大件物品。

4 星形齒盤?組分揀

一組裝有星形齒盤的轉軸邊旋轉邊振動，將紙板等大而輕的物品向上提升，把紙張、瓶瓶罐罐等較小的物品留在傳送帶上。

5 人工分揀

第二組人工分揀人員沿着傳送帶每隔一段距離站立，密切留意可能溜進設備的較小垃圾，如電子產品、小飾品、錢包和食物碎塊。

6 第二輪星形齒盤分揀

3個星形齒盤組篩出不同等級的紙張，紙張隨即被引向專門的存儲單元。玻璃、金屬和塑料則再次被齒盤組篩下，繼續在傳送帶上前進。

7 玻璃分揀機

玻璃容器落入星形齒盤組後，被旋轉的齒盤壓碎。碎片落入齒盤組下方的收集箱，並被運到場外按顏色分類，然後被磨成粗砂。

8 磁鐵

剩餘的垃圾繼續移動到一個旋轉着的帶狀強力磁鐵下，磁鐵將鋼製金屬罐吸出，並將其丟入一個存儲倉中。然而，這個階段通常只能去除通過回收工廠的約4%的可回收垃圾。

9 渦流分離器

由於鋁沒有磁性，所以要用一種叫作渦流分離器的強力反向磁鐵將其挑出。該過程利用旋轉的磁鐵在鋁罐中感應出電流，使鋁罐從傳送帶上飛出並進入一個存儲倉中。

10 紅外激光分揀

計算機化的掃描器使用紅外激光，通過物質的光學特性來識別某些塑料。一旦被識別出，塑料垃圾將被定向噴出的空氣推入一個專門的存儲倉中。

11 二次人工分揀

剩餘的塑料垃圾由工人團隊仔細分揀。分揀人員還會對其做最終檢查，挑出並重新投遞所有被機械流程誤判和滯留在傳送帶上的可回收物。

12 打包機

存儲倉被依次打開，倒出被分揀出的塑料、空罐頭、金屬或紙張。打包機將這些東西壓縮成立方塊，準備送到再加工工廠回收利用。這時，所有剩下的垃圾都會被送往填埋場。

空氣污染

空氣污染有可能跨越國界擴散，是一個真正的全球問題

空氣污染是指向大氣層中排放氣體和微粒，而對生物和建成環境產生有害影響的現象。根據世界衛生組織（WHO）的數據，每年有700萬人（相當於全世界死亡人數的1/8）因吸入被污染的空氣而過早死亡。污染物一旦被釋放到大氣中，就再也無法有效控制，而且受當時的天氣狀況影響，甚至可能危害到離污染源幾百甚至幾千千米的居民。

過去的半個世紀裡，這個問題的性質已經發生變化。發達國家由燃料不完全燃燒造成的有害煙霧排放、二氧化硫和污染顆粒，已經被煙氣脫硫系統、煙塵洗滌器和催化轉化器等技術所遏制。對平流層中臭氧層破壞最嚴重的氣體已被更安全的化合物取代。今天，人類最大的威脅是全球變暖。

然而，越來越多的證據表明，像哮喘這樣的呼吸道疾病實際上可能不僅由空氣污染引發，而且是空氣污染直接導致的。一些研究人員甚至初步發現了社區空氣質量和兒童孤獨症發病率之間的關係。

與其他形式的污染一樣，保護環境免受空氣污染危害的最佳方法首先是避免製造這些有毒物質。節約用電、減少開車頻率、步行、騎自行車或乘坐公共交通工具，這些舉手之勞都能讓我們的空氣更加潔淨。

大氣污染

破壞環境的主要元兇

一氧化碳（CO）

這種氣體產生於礦物燃料不完全燃燒時，最主要的來源是馬路上的車輛。

臭氧（O3）

臭氧是多種污染物在陽光照射下發生反應時形成的，能引起肺部過敏和哮喘發作。

氮氧化物（NOx）

氮氧化物形成於礦物燃料燃燒過程，它會導致全球變暖，形成煙霧和地面臭氧。

揮發性有機化合物（VOCs）

當與污染物共同存在時，這些碳基化合物會促進地面臭氧和煙霧的形成。

二氧化硫（SO2）

二氧化硫一般因燃煤發電和壁爐篝火不完全燃燒產生，它會造成煙霧和酸雨。

顆粒物

顆粒物包括空氣中的灰塵、污垢、煙塵和煙霧。顆粒物會導致呼吸系統問題和環境損害，比如湖泊酸化。

海洋污染

石油、廢品、污水和有毒化學品——我們的海洋裡都有

海洋覆蓋了我們星球近71%的表面，棲息着大約150萬個物種，可人類依然把海洋當成一個巨大垃圾桶。英國人都熟悉羽毛被黏稠的黑油粘到一起的悲慘海鳥的形象，但油輪泄漏只是海洋污染的一小部分來源，生活污水、汽車尾氣和工業廢物都在不停地污染着海洋。

事實上，幾乎所有的海洋污染都源於陸地上的人類活動。農場產生的廢物將農藥以及以化肥形式存在的過剩營養物帶入水生食物鏈，導致藻類數量激增，進而耗盡周圍水域的氧氣，使其他海洋生物窒息。人類產生的垃圾在整個海洋中無處不在，垃圾被洋流捲入巨大的漩渦狀“垃圾帶”中。包括漁具、玻璃、金屬、紙張、布匹和橡膠在內的諸多垃圾品類，往往需要幾十年甚至幾個世紀才能分解。

最可怕的污染元兇——塑料，儘管它能被太陽紫外線分解成越來越小的碎片，但能永久存在。塑料垃圾最終的形態是肉眼不可見的“微塑料”，會對攝入它的野生動物構成威脅，並且由於有害化學物質不斷在食物鏈中積累，進而威脅整個食物鏈。

雖然尚不存在簡單的應對辦法，但一系列新技術可能會給海洋污染帶來轉機。在短短的18個月內，一個有自己推特賬號的過濾水輪“垃圾輪先生”，已經在美國巴爾的摩內港清除了超過400噸的垃圾。另外還有多個有關公海過濾系統的項目被提上議程，包括一個名爲“SeaVax”的太陽能“清吸船”，其發明者聲稱該船每年能從海洋中吸出22000噸的垃圾。

塑料瓶、餐具以及咖啡杯蓋都是最常見的衝上海灘的垃圾，這也意味着我們可以通過生活中的小事——比如攜帶可重複使用的水瓶和餐具——來助力環保。

海洋垃圾時間線

常見的幾種垃圾能在海洋留存多長時間？

1—5年  菸頭

菸頭是海灘清理工作中最常見的垃圾，佔所有收集到的垃圾的25%。菸頭含有一種合成纖維，需要多年才能分解。

約200年  鋁製易拉罐

鋁製品易被氧化，表面形成一層氧化鋁塗層，使鋁罐很難被海水溶解。但其實，易拉罐也是最容易回收的垃圾之一。

約450年  塑料瓶

塑料瓶會降解成小塑料片，但不會徹底消失。僅美國人一年就能扔掉超過350億個塑料瓶。

約450年  一次性紙尿褲

紙尿褲由多層材料製成，其中就包括了各種極難分解的塑料，如聚乙烯和聚酯纖維。紙尿褲往往比曾經把它們穿身上的幼兒“活”得更久。