10 大爆炸理論

阿諾•彭齊亞斯和羅伯特•威爾遜在1965年發現宇宙微波背景輻射後，大爆炸理論得到了科學界的廣泛支援。兩位天文學家利用射電望遠鏡探測到了宇宙噪音，而這些噪音不會隨時間消散。他們與普林斯頓大學的研究員羅伯特·迪克合作，證實了迪克的假設，即最初的大爆炸留下了可以在整個宇宙中檢測到的低水平輻射。

9 哈勃宇宙膨脹定律

哈勃常數是根據不同時間的數值計算出來的，但目前公認的數值是每百萬秒70公里/秒。最重要的是，哈勃定律為測量星系相對於我們星系的速度提供了一種簡潔的方法。此外，這個定律確定了宇宙是由許多星系組成的，其運動可以追溯到大爆炸。

8 開普勒行星運動定律

開普勒的行星運動三定律，形成於17世紀早期，描述了行星是如何圍繞太陽執行的。第一定律，被稱為軌道定律，指出行星圍繞太陽的軌道是橢圓的。第二定律為面積定律，指出一條連線行星和太陽的線，在相同的時間內，覆蓋相同的面積。換句話說，如果你測量從地球到太陽的直線所形成的面積，並追蹤30天內地球的運動，那麼無論測量開始時地球在其軌道上的什麼位置，面積都是相同的。第三個是週期定律，它使我們能夠在行星的軌道週期和它到太陽的距離之間建立一個清晰的關係。由於這一定律，我們知道一顆相對靠近太陽的行星，如金星，其公轉週期比一顆遙遠的行星，如海王星，要短得多。

7 萬有引力定律

現在可能認為這是理所當然的，但300多年前，牛頓的這個想法仍是十分革命性的：任何兩個物體，無論其品質如何，都會相互施加引力。這一定律可以用許多中學物理課上遇到的一個方程來表示。

萬有引力定律的好處是它允許我們計算任何兩個物體之間的引力。這種能力在科學家計劃將衛星送入軌道或繪製月球軌道時特別有用。

6 牛頓運動定律

第一定律，一個運動中的物體除非受到外力的作用，否則它將保持運動狀態。

第二定律建立了物體的品質(m)和加速度(a)之間的聯絡，其形式為方程F = m×a。

牛頓第三定律極為簡練,應該也很熟悉:對每一個行動都有一個大小相等、方向相反的反作用力。

5 熱力學定律

熱力學是一門研究能量如何在一個系統中工作的學科，不管它是一個發動機還是地核。它可以歸結為幾個基本定律，查爾斯·珀西·斯諾巧妙地總結如下:

你不可能贏

你不可能不賺不賠

你不能退出遊戲

解釋一下：當你說你贏不了的時候，意思是，因為物質和能量是守恆的，你不可能在不放棄其中一些的情況下得到一個。這也意味著，為了讓發動機做功，你必須提供熱量，儘管在一個完全封閉的系統之外的任何地方，一些熱量不可避免地會損失給外界，這就引出了第二定律。

第二種說法：你不能保本，意味著由於熵的不斷增加，你不能回到同樣的能量狀態。集中在一個地方的能量總是會流向濃度較低的地方。

最後，第三定律：你不能退出遊戲，指絕對零度，最低的理論溫度 (負273.15攝氏度和負459.67華氏度)。

當一個系統達到絕對零度時，分子停止所有運動，意味著沒有動能，熵達到可能的最低值。但在現實世界中，即使在宇宙深處，達到絕對零度也是不可能的——你只能非常接近它。

4 阿基米德浮力原理

根據阿基米德的浮力原理，作用在水下或部分水下物體上的力等於該物體所排開的液體的重量。這種原理有著廣泛的應用範圍，對於密度的計算，以及潛艇和其他遠洋船舶的設計都是必不可少的。

3 進化與自然選擇

達爾文在19世紀做出的最基本、最具開創性的發現:通過自然選擇進行的進化解釋了地球上生物的巨大多樣性。

2 廣義相對論

愛因斯坦的理論對天體物理學和宇宙學的未來有著巨大的影響。它解釋了水星軌道上一個微小的、意想不到的異常，展示了星光如何彎曲，併為黑洞的形成奠定了理論基礎。

1 海森堡不確定性原理

愛因斯坦廣義相對論告訴我們更多關於宇宙是如何運作的，並幫助奠定了量子物理學的基礎，但它也給理論科學帶來了更多的困惑。1927年，這種對宇宙法則在某些情況下具有靈活性的認識，德國科學家維爾納·海森堡(Werner Heisenberg)從而獲得突破性發現。

在假定他的不確定性原理的過程中，海森堡意識到不可能同時高精度地知道一個粒子的兩個性質。換句話說，你可以很確定地知道一個電子的位置，但不能確定它的動量，反之亦然。尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）後來的一項發現有助於解釋海森堡原理。玻爾發現電子同時具有粒子和波的性質，這一概念被稱為波粒二象性，它已成為量子物理學的基石。所以當我們測量一個電子的位置時，我們是把它當作一個粒子，在空間的特定點上，具有不確定的波長。當我們測量它的動量時，我們把它當作一個波，這意味著我們可以知道它的波長的振幅，但不能知道它的位置。