[此图所示区域的边长约为1千公里，即10的6次方米。低轨道即普通的卫星，以及载人航空器飞行的轨道，距地面约200－300公里。而大气现象主要发生在对流层，即距地面不到10公里的一层大气。从这个尺度往下，是我们日常的各种科学的主要研究领域，其中最重要的可能是物理学。]
100公里 芝加哥的市中心就坐落在密歇根湖的南端。在这样的一天里，街上的行人也许会抬头看看蓝天，但拍照的飞机飞得太高，几乎不可能被发现。在那么多模糊的街道中，我们可以看见一些格子，那些是一英里见方的芝加哥林荫大道网络。 [此图所示区域的边长约为1百公里，即10的5次方米。芝加哥是美国第三大城市，位于伊利诺斯州，市区面积约600平方公里，人口约400万。]
10公里 城市的心脏出现在我们眼前，这里是几百万人工作和居住的地方。照片所展示的城区、公园、港口，对于他们是很熟悉的。被1871年芝加哥大火所烧毁的木制房屋，原先就处于本图所包括的区域里。图中所示的绝大部分细节都是后来的建筑物，不过街道和铁路在大火中幸存了下来，它们也将比大部分私人建筑使用寿命更长。 [此图所示区域的边长约为10公里，即10的4次方米。1871年10月8日晚开始燃烧的芝加哥大火，是美国历史上最令人恐怖的灾难之一。大火整整燃烧了30个小时，造成约300人死亡，10万人无家可归，全城2/3的房屋被烧毁，最后扑灭这场大火的是一场迟来的大雨。]
1千米 现在我们看到的可不是地图上的那些个符号。这里是城市里很平常的一副场景：湖边的快车道、士兵的驻地、一段飞机跑道、泊船的码头以及博物馆。 [此图所示区域的边长约为1公里，即1000米。从这个尺度往下是我们日常生活的尺度。]
100米 公园中的野餐距离喧嚣的高速公路和码头上的游艇都不太远。野餐的人尽可以自得其乐，因为附近没有什么人。如果地球上的所有人全部平均分布到所有陆地上的话，这两位能分到的大约是本图所示土地的6倍。而要为他们提供谷物的话，他们只需耕种图中的草地部分就行了。 [此图所示区域的边长约为100米。]
10米 一男一女正在公园中野餐。这场野餐是以上从外太空开始的所有照片的中心。 [此图所示区域的边长约为10米。从这里往下是生物学的主要研究领域。]
1米 这就是人类交往、谈话、接触的尺度。一个男人在10月里的温暖一天中小睡。他周围是满足其身心需要和愉悦的生活用品。在这一张照片和下一张照片之间，照片本身的尺度和它们拍摄对象的尺度唯一一次大小相当。“人是万物的尺度”，智者普罗泰戈拉如是写到。 [此图所示区域的边长约为1米。普罗泰戈拉（Protagoras）是古希腊哲学中“智者派”的代表人物之一，生活的年代大约在481 BC到411 BC之间。]
1分米 现在这个尺度就有点个人化了。这是你的手背的照片，有点放大。手，这个生机勃勃的结构，在大脑和眼睛的指导下，时不时还得到人体其他部分的帮助，创造了我们在这个世界上所有代表性的成就，包括这张拍摄它自己的照片。 [此图所示区域的边长约为1分米，即1/10米。从这个尺度开始，生物学（包括医学）是最重要的科学。]
1厘米 如同透过一个大号的放大镜，我们来对皮肤做一次细致观察。这些褶皱既表明皮肤是有弹性的，也说明了为什么会如此。 [此图所示区域的边长约为1厘米，即1/100米。]
1毫米 这里，我们进入了那些揭开许多自然之迷的显微镜使用者们的世界。对于比这张照片更逼近终点的后面每张照片来说，我们向着内部的旅程已走过了9/10。我们的终点在这人的皮肤之下，是在一根毛细血管中流通的细胞内部。 [此图所示区域的边长约为1毫米，即1/1000米。]
100微米 出人意料的细节出现了，我们几乎认不出来了。在那更深的地方，我们将进入一个人体内部的世界，我们对于它和对遥远的恒星一样陌生。 [此图所示区域的边长约为100微米（micron，μm），即10-4次方米。]
10微米 穿过表皮，我们进入了一根有血液进出的毛细血管。大多数血红细胞都是小小的、不完整的、短命的饼状结构，血液的颜色其实是它们的颜色。这个白色的细胞叫淋巴细胞，它的寿命较长，而且是免疫系统——抵御细菌感染的一种细胞及化学策略——的一份子。 [此图所示区域的边长约为10微米，即10-5次方米。生物体内大多数细胞的大小都在10微米上下。当然也有例外。人体内部个头最大的单个细胞是女性的卵子，直径约0.1毫米，即100微米。而世界上最大的单个细胞是鸵鸟的蛋，直径是分米量级的。]
1微米 我们现在位于多褶的淋巴细胞内部，却发现了另一个表面，这是在细胞内部包裹着细胞核的一层膜，起保护作用的。这些微小的孔隙允许里面的物质流到外面更大的细胞内部空间。每一个完整的细胞都有这样一个细胞核，它发出的分子指令控制着细胞的一生。一个人体内的细胞数目，比一个星系内的恒星数目要多一百倍。 [此图所示区域的边长约为1微米，即10-6次方米。]
100纳米 在细胞核内部被紧紧地包裹起来的，是大量的长链状分子，这些绕在一起的DNA卷，在细胞核内狭窄的空间内巧妙地绞缠、折叠在一起。每次细胞分裂时这些至关重要的指令都会被精确地复制。人体中每个细胞的细胞核内都有46个（23对）染色体，每个染色体都由这样一大段DNA卷折叠而成，如果全部伸开的话，该DNA分子链将有几厘米长。 [此图所示区域的边长约为0.1微米，也可以说是1000埃（Angstrom），即10-7次方米。一条DNA分子链的直径约为20埃，而它自己绕在一起形成的一段DNA卷，直径约100埃。]
10纳米 仔细看DNA卷，我们看到的是扭曲的、长长的分子梯，即双螺旋结构。各个器官的特性都储存在不同位置的连续分子段中。那些化学信息是用4个字母的分子语言连篇累牍地写出来的。一套语言，使用终身；但在各人身体内的细胞里被复述的故事，彼此又不完全相同。分子梯的双链在细胞复制时分开，作为复制全新的分子梯时的模板。 [此图所示区域的边长约为100埃，即10-8次方米。DNA内的生命信息是用4种核苷酸来记录的：腺嘌呤（deoxyAdenosine monophosphate，A）、胸腺嘧啶（deoxyThymidine monophosphate，T）、鸟嘌呤（deoxyGuanosine monophosphate，G）和胞嘧啶（deoxyCytidine monophosphate，C）。核苷酸的配对规则是A－T，G－C。在指导细胞的活动时，DNA先将需要表达的信息转给一种“信使RNA”，而“信使RNA”上每3个核苷酸代表一种蛋白质。蛋白质共有20种，而4种核苷酸，3个一起就有43，共64种可能性，足以代表所有种类的蛋白质。]
1纳米 这些“砖块”是分子“印刷版”，书写基因信息的字母。那卷帙浩繁的信息就是由它们之间的特定顺序来决定的。这些形式是化学结构，普通的、稳定的原子，它们对于生命现象一无所知。中间的那个是碳原子，和它相连的是旁边的3个氢原子（底下还有1个，被挡住了）。与此相似的碳原子和氢原子的连接，在外太空冰冷的星系间分子云中也能找到。 [此图所示区域的边长约为10埃，也可以说是1纳米（nanometer，nm），即10-9次方米。图中间的应该是一个甲基，即－CH3，有机化学中最常见的分子团之一。从这里往下，是化学的主要研究领域。]
100皮米 原子尺度上的量子定律所描述的电子运动，和日常经验中运动的粒子相比，要更为精细，也更不连续。相应来说，图中所示的那些点并不代表单个的电子；实际上，那表示的是电子云：电子在进行对称的，然而不可追踪的量子运动时留下的痕迹。靠外面的电子云是由结合在一起的原子共享的。 [此图所示区域的边长约为1埃，即10-10次方米。很明显这不是真实的照片，因为电子云是拍不到的。]
10皮米 现在我们和碳原子最内层的2个电子在一起。它们的运动留下了球形电子云。外面的4个电子时来时去，要看这个碳原子是在火焰中，是在钻石中，还是是在DNA中而定。但里面的这2个电子对于一般的外在影响无动于衷，它们只听命于内部的原子核。 [此图所示区域的边长约为0.1埃，也可以说是10皮米（picometer，pm，合10-12米），即10-11次方米。原子的能级理论指出碳的6个核外电子是分层排布的。2个在里面，4个在外面。碳的主要化学反应都是外面的4个电子和其他原子相互作用的结果。]
1皮米 原子紧密的核开始出现了。原子间的力量平衡就是由原子核决定的，它的强烈电磁吸引力还影响着电子的运动。要拉住6个带负电的电子，核里面就需要不多不少6个带正点的质子。6这个数字（即原子序数）决定了这是碳元素。我们现在已经知道百来种彼此不同的象这样微小的质子团，就是说元素。分子的种类就多了去了，它们决定着这个物质的宇宙。 [此图所示区域的边长约为1皮米，即10-12次方米。从这里往下是原子物理、核物理的主要研究领域。碳的同位素共3种：碳12、碳13、碳14。其中碳14会稳定地衰变成氮14，半衰期约5700年，可以用来测定文物的年代。]
100飞米 我们能清楚地看到这个渺小然而结实的核，这一个碳原子的原子核。其紧密的组成部分正在做剧烈的量子运动，然而这里的运动受到了严格的限制，看上去好像是流体。核子之间的非电磁力（即所谓核力、“强相互作用”）强度大得可怕，然而作用的距离却很短。6个中子和6个质子好像紧贴在一起了。由于有12个核子，这种原子核就被称为碳12。这是最常见的碳同位素，也是原子量的标准。 [此图所示区域的边长约为100飞米（femtometer，fm，合10-15米），即10-13次方米。“强相互作用”是4种基本相互作用之一，另外3种是万有引力、电磁力、“弱相互作用”。宇宙中已知的各种力都可以被归纳到这4种基本相互作用中。其中万有引力和电磁力的作用距离都是无穷大，强相互作用在1飞米的距离上才起作用，弱相互作用要到1/1000飞米的距离上才起作用。在力的强度上，如果以强相互作用的强度为1，则电磁力的强度为1/10，弱相互作用的强度为10-4，万有引力的强度为10-37。如何将这4种基本相互作用统一到一个理论（即所谓“统一场理论”）里，是现代物理学的前沿课题之一。]
10飞米 永不停止运动但又十分稳定的碳12原子核的一张快照。中子和质子结合的方式在全宇宙都是通用的。单个的质子存在于自然界的氢中。单个的中子可以在铀裂变时的剧烈原子反应中被释放出来。对这些***的核子的研究揭示了它们和化学相似的另一面：在以足够高的能量运动时，它们如果相撞将产生一些新的粒子，通常是极不稳定的粒子。 [此图所示区域的边长约为10飞米，即10-14次方米。这里提到的各种高能粒子相互间的碰撞，其实就是高能粒子对撞机的工作原理。核物理的很多重要发现都是在对撞机上实现的。]
1飞米 即使质子也有内部结构：对称、移动迅速、仍然不可追踪。在这里“强相互作用”依然在更短的距离上起作用。这让那些快速运动的夸克彼此间产生了强烈的相互影响。这些有颜色的点并不是光，而是一些抽象的物理符号，对于它们的意义我们现在才刚刚开始了解。 [此图所示区域的边长约为1飞米，即10-15次方米。现在已知的夸克有6种：上夸克、下夸克、魅夸克、奇夸克、顶夸克、底夸克。最后一个被发现的是顶夸克（1994年）。理论上夸克被赋予了“色”的特性，并不是说夸克有颜色，只是用“色”来表示它们的某种物理特性而已。夸克的“色”有3种：红、绿、蓝。]
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