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本书结合天文、地理、地质、遥感等知识，介绍月球上的地形地貌和月球起源理论。本书以精美的插图和详细的解释，为读者提供真实的信息，展示了人类几个世纪以来如何揭开月球的神秘面纱，并期待建立永久性的载人月球基地。这将作为人类进军太空的序幕。
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作者：Chris & Van
翻译：
审查：
如果你和正在准备科学考试的高中生交谈，他们会说他们更害怕物理菲利普物理学家，更容易接受生物学。但研究人员往往持相反的观点。他们普遍认为物理学很简单，因为有可能提出非常完整、预测能力很强的理论。这些理论可以涵盖从微观粒子的存在到恒星对光线的弯曲等一切。然而，对于生物学来说，想出如此优美的理论和数学公式却很困难。因此，一些著名的思想家认为，细胞和丛林比遥远而不可观测的黑洞更难理解。
但也许没有简单或困难的学科，只有简单或困难的问题。生物学之所以如此困难，是因为它是由一系列非常困难的问题组成的。物理学之所以如此简单，是因为物理学中的问题已被大量杰出思想家的努力简化为一系列可回答的问题。
有趣的是，正是我们与生物学的密切联系使得生物学如此具有挑战性。问问自己：谁更容易理解，你的恋人还是你的同事？我们与生物学以及心理学和社会科学的密切关系使我们能够利用我们已有的深厚知识来处理这些现象。因此，我们会提出非常详细的问题，并对一些看似神秘或矛盾的答案感到惊讶。
在森林中漫步时，我们可以看到形状奇特的枫叶。这也许会让我们好奇，枫叶为什么有裂片，为什么它们在秋天会变红，落叶里生活着什么昆虫，它们如何分解以及如何滋养土壤。虽然问这些问题对我们来说很自然，但它们却很复杂。相比之下，浩瀚的寒冷太空真空和肉眼无法看见的微小夸克对我们来说是如此陌生，以至于一开始，仅仅证明它们的存在就足以让我们感到自豪。
熟悉有时会妨碍我们对物理学的理解。行星如何运动是人类最古老的痴迷之一，这个问题出现在许多不同的神话中。然而，由于人类的坚持，本轮错误地将地球置于宇宙的中心——这个错误持续了大约 2000 年。只有当这个问题在牛顿理论中被抽象为力、质量和引力的问题时菲利普物理学家，行星的运动才变得容易预测和理解。
仍有许多问题难以解答物理学家们的疑问。如果物理学专注于预测下一次可能影响地球通信的太阳耀斑何时发生，那么它将被视为一门更为复杂和困难的学科。为什么？因为模拟太阳表面的动力学——包括所有引力、电磁、热和核过程——是极其棘手的。至于行星的运动，我们可以通过忽略其他天体的影响来对行星的轨道做出足够好的描述。但如果我们真的想研究细节，我们很快就会发现，我们甚至无法准确预测三个质量相等的物体的运动。同样，在混沌理论中，我们知道我们只能粗略地估计两个摆锤耦合在一起时的位置，但我们不能确切地说出每个摆锤的位置。
也许我们向生物学提出的问题太难了。我们如何才能拯救一个人的生命？为什么这只蓝色罐子里的鸟比另一只稍微暗一些？但是，仅仅因为我们对生物学提出的问题更多，并不意味着我们不能提出稍微简单一些的问题。事实上，使用“简单”的物理学可以帮助我们找到这些问题的答案。物理学家特别擅长发现发生在各种系统中并可以用相同机制解释的普遍、大规模现象。
以生物缩放概念为例。这一概念源自早期的观察，即哺乳动物的代谢率与身体尺寸呈非线性关系，并且可以通过幂律预测。幂律是一种数学关系，它告诉我们，当系统尺寸增加时（即增加某个数字的倍数，通常是 10），我们关心的特征会发生多大的变化。因此，当生物体的体重增加 1,000 倍时，生物缩放原理可以准确预测其代谢率将增加 100 倍。
但是，同样的数学原理如何能适用于两个物体之间的引力这样简单的情况，以及不同栖息地物种形成的复杂过程呢？在物理学中，幂律指的是在所有尺度上起作用的相同机制和对称性。在生物学中，我们自己的研究——以及韦斯特、布朗和恩奎斯特的研究——表明，起作用的基本机制是血管网络的结构和流动。事实证明，血管往往能有效地覆盖全身，为生物体的所有细胞提供资源，同时减少心脏的压力。这一简单的见解催生了越来越多成功的理论物理资源网，这些理论利用最佳生物结构的概念来预测诸如大树在森林中的分布情况、我们需要多少睡眠、肿瘤生长的速度、细菌的最大和最小尺寸以及树的最大高度等现象。
然而，生物学也提出了自己独特的问题。例如，正如我们在圣菲研究所的同事弗莱克和克拉考尔所表明的那样，灵长类动物、神经元和黏菌等智能体的信息处理和决策能力导致了不同于纯物理系统的独特反馈、适应性和因果关系。生物系统的额外复杂性是否可以用信息论等受物理学启发的思想来解释，还有待观察。也许生物学和复杂系统的研究有一天会遇到难以克服的困难——或者也许巧妙地重新构建这些难题将解决当前的挑战。这可能为更简单的答案提供一条道路，就像查尔斯·达尔文在自然选择和变异方面重新构建生命起源和多样性的问题时所做的那样。
系统的复杂性表现在两个方面：
1）科学描述需要详细、精确；2）一个给定的现象中混杂着大量的机制。
物理学家菲利普·安德森（ ）在 1972 年的文章《更多是》中强调了试图将一切简化到微观层面的局限性。相反，他专注于不同尺度的自然现象的复杂性——例如从量子力学到化学的转变。然而，读者经常忽视他关于有效理论的观点，他认为有效理论应该建立在可以解释系统的基本原理的基础上，无论该基础描述的是大规模还是中尺度现象。
根据后一种观点，我们不知道黑洞是否比森林简单。除非我们有一个普遍有效的理论来解释森林的存在，或者除非我们能够观察到黑洞坍缩和消失的最详细动态，否则我们无法知道答案。如果不彻底定义不同系统中不同问题的类型，就不可能得出任何关于相对复杂性的结论。可能存在某些类型的问题的答案超出了我们的理解范围，但这更多地说明了我们提出的问题，而不是系统本身。
因此，物理学可能很难，而生物学可能很容易。难度更多地取决于所提出的问题，而不是领域本身。在复杂系统科学中，通常使用两种方法：一种是先解决简单问题，然后使用我们的结果寻找一些基本原理，这些原理在涉及更详细的问题和理论时通常很有用。从简单的问题开始积累答案，然后慢慢转向难题。或者，在相反的方向上，研究不同学科现象之间的奇怪相似性可能会让我们发现全新的机制和原理。我们的同事约翰·米勒引用了诺贝尔物理学奖获得者默里·盖尔曼在他的书《粗略观察整体》中的话。这些粗略的表象——被物理学的陌生性所掩盖，被生物学的熟悉性所掩盖——应该会在未来几年为科学带来更多的见解和简化。
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