趣味科学史-40科学的三个前沿
这一讲，咱们总结起来说一说现代科学的前沿发展。根据老师的理解，现代科学一共有三个主要的前沿方向，极大、极小、生命科学和前沿技术。如果你将来想当一位科学家，可以参考一下。
首先是第一个极大和极小。极大就是天文宇宙。20世纪以前人类研究太空的方法非常有限，只有光学望远镜和光谱两种。靠着这两种手段我们知道了恒星的元素组成，知道了宇宙在持续的膨胀。但是宇宙里有很多的奥秘却无法获得。
进入20世纪中叶，人类又增加了一种研究宇宙的大杀器，就是射电望远镜。射电望远镜观察的不是红橙黄绿绿这些可见光，而是类似手机信号那样的无线电波。靠着射电望远镜，人类拥有了四大发现。第一个是微波背景辐射，这个咱们已经知道了。第二、第三个是发现了类星体、脉冲星两种新型的天体。最后是星际分子，也就是宇宙里存在着的一些与生命有关的分子。通过星际分子我们可以预测宇宙里生命的起源，甚至是外星人存在的踪迹。
到了21世纪，人类又增加了一种研究宇宙的大杀器，叫做引力波。引力波不仅再次验证了爱因斯坦坦的广义相对论，还探测出来了黑洞合并带来的时空扰动，在未来甚至有希望探测出宇宙大爆炸开始时发出的第一束引力波。而光学望远镜在20世纪以来也有了很大的进步，像是人类发射到太空的哈勃太空望远镜、韦布太空望远镜都拍下来无数精美的宇宙图片，堪称是天文学家的一场盛宴。
好，上面说的这是极大，靠着崭新的实验装备，人类对宇宙看得更远更清楚了。那极小？当然也离不开实验装备。
咱们说了光学显微镜只能放大差不多2000倍，最多能看清楚细胞，像是分子、原子，但是根本看不到了。为了看得更清楚，人类发明了电子显微镜。为什么是电子显微镜呢？这得从显微镜的放大原理说起。光学显微镜利用了光来放大微小的物体，可问题是通过光学的公式，人类能计算出来。光学显微镜存在一个放大极限，差不多相当于光的波长。人类能看到的可见光波长是400纳米到700纳米。使用可见光的显微镜最大能看清的物体是200纳米左右，而分子的大小差不多在一纳米，原子的大小是0.1纳米，靠光学显微镜那是看不到的。
好光是不够用了，那怎么办呢？可能有同学说用波长更短的光呗，像是紫外线、X射线，说不定他们能行，这也是一个方法。不过波长越短的光就越难操纵，而且穿透力也越强，这就很难把它做成显微镜。波长更短的光不行，人们就受到了波粒二象性的启发……
