在1842的《積極哲學》壹書中，法國哲學家奧古斯特·孔德曾這樣描述恒星:“我們永遠無法理解它們的內部結構，對於其中的壹些，我們永遠無法理解它們的大氣層是如何吸收熱量的。”談到行星，這位哲學家也持同樣的觀點。他寫道:“我們永遠不會知道它們的化學或礦物學結構，更不用說生活在它們表面的有組織的生物了。”其實孔德的結論是基於恒星和行星與地球的距離太遠，已經超過了我們的視覺和幾何極限。他指出，雖然我們可以計算它們的距離、運動和質量，但我們不會知道其他任何東西；我們沒有任何方法對恒星和行星進行化學分析。
具有諷刺意味的是，這位偉大的哲學家所說的話結果是大錯特錯的。19世紀初，威廉·海德·沃勒斯頓和約瑟夫·馮·弗蘭霍夫都發現太陽光譜中含有大量黑線。到1859年底，黑線的秘密被進壹步揭開，它的名字變成了“原子吸收線”。通過分析這種類型的線，我們可以確定太陽上存在的每壹種化學元素，這使得發現恒星的組成成為可能。
2.確定隕石的存在
在文藝復興和現代科學的早期發展過程中，天文學家拒絕承認隕石的存在。這些石頭來自太空的說法壹度被貼上“迷信”和“異教”的標簽。反對者指出，上帝怎麽可能創造出如此混亂的宇宙？當時法國科學院做出了“天上掉不下東西”這樣壹個著名的論斷。火球和石頭砸到地面的報道壹直被認為是謠言和傳說，這些石頭壹度被解釋為“雷石”，即雷擊的產物。
直到1794，否認隕石存在的說法才告壹段落。當時，以振動和聲學方面的著作而聞名的物理學家恩斯特·克拉德尼(Ernst Kladni)在壹本書中指出，隕石應該來自外太空。1790年，法國巴爾博坦地區發生了壹場“石雨”(石頭從天而降)，當時有300人目睹了這壹過程。正是這場“石雨”促使克拉德尼出版了他的書。
然而，克拉德尼的傑作《論帕拉斯鐵和其他類似鐵的起源，以及與之相關的壹些自然現象》卻沒能逃脫被嘲笑和奚落的命運。直到1803，他的冤案才得以洗清。當時，讓·巴普蒂斯特·迪斯特·比奧分析了另壹場在萊格爾上演的“石頭雨”，發現了確鑿的證據證明這些石頭真的來自太空。
3.比空氣重的飛機
大量的科學家和工程師已經自信地指出，不可能飛得比空氣重。對於萊特兄弟的試飛來說，這個論斷無疑是壹個不吉利的前奏。反對者認為兄弟倆的飛天夢是不可能實現的。在所有持這種觀點的人當中，開爾文勛爵可能是最著名的壹個。早在1895，他就聲稱“不可能制造出比空氣還重的飛行器”。然而，僅僅8年後，萊特兄弟就用鐵壹般的事實證明了他的論點是多麽可笑。
更令人難以置信的是，在開爾文做出這壹臭名昭著的斷言的同時，科學家和工程師們很快就接近了飛行超過空氣的目標。自18世紀晚期，人類開始乘氣球飛行，到19世紀晚期，氣球已經被人類控制。而包括Felix Du Temple的單翼機在內的幾款設計也順利飛上藍天，但飛行時間較短。說到這裏，我們不可避免的會有這樣的疑問——為什麽有些人對飛得比空氣重有疑慮？這個問題可以追溯到1716，當時科學家和神學家Emmanuel Sviden Berg在壹篇文章中描述了壹種飛機的設計。他寫道:“這種飛機似乎說起來容易做起來難。與人體相比，它需要更大的功率和更輕的重量。”
像許多其他設計壹樣，斯維登·伯格的飛機是基於撲翼機理建造的。換句話說，在重於空氣的飛行成為可能之前，我們必須設計出兩個真正有效的機翼。首先，兩個撲翼必須由滑動機構代替。其次，工程師必須有能力實現更理想的能源供給——內燃機。諷刺的是，尼古拉·奧托早在1877就申請了內燃機專利。
去太空
從大氣層飛行到太空飛行，無疑是壹個質的飛躍，但整個過程遠比我們想象的復雜。長期以來，把任何東西送上太空，把人類送上軌道的想法都被認為是無稽之談。懷疑者是有根據的，因為那時候畢竟沒有相關技術可以做到這壹點。為了實現太空旅行，飛船必須達到逃逸速度——每秒鐘的速度大於11.2公裏，才能沖出地球。如果考慮音障，飛船的速度只有每小時1238公裏。直到1947年，人類才首次成功突破音障。在儒勒·凡爾納的小說《從地球到月球》中，這位科幻作家建議使用巨型大炮。然而，像這樣的突然加速會立即殺死所有的乘客。此外，計算結果還表明，炮的強度不足以讓飛船達到逃逸速度。
20世紀初，兩位火箭研究人員——康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基和羅伯特·戈達德——終於解決了這個問題。齊奧爾科夫斯基的研究工作被蘇聯以外的國家所忽視；在他的想法受到嚴厲批評後，戈達德逐漸淡出了公眾的視線。但無論如何，科學的進步是不可阻擋的。1957年，第壹顆人造衛星“人造地球衛星1”發射升空，4年後，第壹艘載人飛船成功進入太空。遺憾的是，由於英年早逝，齊奧爾科夫斯基和戈達德未能親身感受這些激動人心的時刻。
5.使用核能
2月29日，1934 1934，《匹茲堡郵報》援引阿爾伯特·愛因斯坦的話說:“沒有跡象表明人類能夠獲取和使用核能。使用核能意味著自由，意味著必須將原子撕成碎片。”同年，在這份報告發表之前，恩利克·費密發現，如果用中子轟擊鈾，鈾原子會分裂成較輕的元素，並釋放出大量能量。
愛因斯坦的懷疑最終被事實擊敗。到了1939年底，人們對核裂變的認識更加深入，研究人員意識到壹個連鎖反應——壹旦開始，速度不斷增加——就可能產生巨大的爆炸。後來在1942，研究人員在實驗中上演了類似的連鎖反應。1945年8月6日，第壹顆原子彈在廣島上空爆炸。具有諷刺意味的是，五星上將威廉·萊希(William Leahy)曾對時任總統的杜魯門(Truman)說:“我自己就是壹個爆破專家。在我看來，這是我們做過的最愚蠢的事情，因為這顆炸彈永遠不會爆炸。”1954年，蘇聯憑借奧布寧斯克核電站成為第壹個利用核能發電的國家。
6.發現高溫超導體
高溫超導體無疑是壹個奇怪的家夥——它的超導現象是可以觀察和測量的，但這種現象本不應該發生。根據完美的超導理論，30開爾文以上不可能出現超導。有趣的是，有些超導體在77開爾文時導電性最好。超導體——當電流通過它們時沒有電阻——最早發現於1911年。為了理解超導性，通常將導電材料冷卻到接近絕對零度的某個溫度。
在接下來的50年裏，科學家們發現了許多超導材料，並進行了研究。1957年，約翰·巴丁、萊昂·庫珀和約翰·施裏弗提出了壹個關於超導材料的完整理論——“BCS”理論，詳細解釋了標準超導體的特性。根據BCS理論，超導材料中的電子以所謂的庫珀對的形式運動。如果壹個“庫珀對”牢固地結合在壹起，就可以承受材料中原子的任何影響，進而實現零電阻。但是這個理論也指出零電阻現象只能在極低的溫度下產生，此時原子只是輕微振動。
在1986發表的壹篇著名論文中，約翰內斯·格奧爾格·貝德諾爾茨和卡爾·亞歷山大·米爾報告說，他們發現了壹種在35開爾文的最高溫度下具有超導性的材料。這種材料的發現改變了超導體家族的面貌，他們在第二年獲得了諾貝爾物理學獎。之後，Bednorz和Mill發現了在更高溫度下可以具有超導性的材料。到目前為止，觀測到的最高溫度(在壓力下)是164開爾文。但在科學研究飛速發展的今天，這個記錄可能維持不了多久。
7.發現黑洞的存在
那些認為黑洞屬於未來主義或現代主義的人可能會驚訝地得知，基本黑洞理論最早是在1783年提出的。當時，地質學家約翰·米切爾在給皇家學會的壹封信中提到了黑洞。他指出，如果壹顆恒星有足夠的質量，那麽壹個從無限高下落的天體將獲得更大的表面速度——甚至比光速還快，這樣壹個天體發出的所有光線都會靠自身引力返回。
然而，在整個19世紀，黑洞的存在壹度被認為是壹個荒謬可笑的想法，因為物理學家認為，光是壹種以“以太”為介質的波，可以假設為無質量，因此對引力“免疫”。直到愛因斯坦在1915年提出了著名的廣義相對論，科學家們才不得不認真對待黑洞理論。根據愛因斯坦相對論的壹個重要預言，光在引力的影響下會發生彎曲。從那以後，亞瑟·愛丁頓在日食期間測量了恒星的位置。測量結果表明，它們發出的光由於太陽的引力而發生了彎曲，但由於當時所用設備的限制，觀測到的彎曲效應太小，因此並不可靠——關於黑洞存在的理論是後來才被正式認可的。
相對論建立後，黑洞成為壹個嚴肅的話題，subrahmanyan chandrasekhar等理論家詳細闡述了其特征。之後，天文學家開始尋找黑洞。越來越多的證據證明，黑洞類似於宇宙中許多星系(包括銀河系)中心的天體，是產生高能宇宙射線的最大天體。2019 4月10日，人類歷史上首批黑洞照片在中國上海、臺北、布魯塞爾、智利聖地亞哥、日本東京和美國華盛頓同時發布。這是人類第壹次通過圖像直觀地看到黑洞。
8.創造壹個力場
創造力場是科幻小說中的經典段落。由於“等離子窗”的發明，創造力場終於在1995年成為現實。“等離子窗口”是由布克黑文國家實驗室的阿迪·赫什科維奇設計的。它可以通過磁場用等離子體或電離氣體填充壹個小空間。Hershkovich和Acceleron共同開發的“等離子窗口”用於降低電子束焊接的能耗。
“等離子體窗口”具有與力場相關的大多數特征。它可以有效地阻擋物質，充當真空和大氣之間的屏障。此外，它允許激光和電子束不受阻礙地通過；如果用氬氣作為等離子體的工作氣體，甚至可以發出藍光。唯壹的缺點是產生壹個任意大小的“等離子窗口”需要耗費大量的能量——目前的樣本都是小人。理論上，開發更大的“等離子窗口”是可能的。
9.創造隱形技術
隱形是另壹種科幻技術。從理查德·瓦格納的歌劇《萊茵河的黃金》到赫爾·喬·威爾斯的《空心人》再到《哈利·波特》魔法系列，隱形技術可以說是無處不在。事實上，沒有任何物理定律規定隱形是不可能的，最近的進展意味著某些特定類型的屏蔽設備已經成為可能。在過去的幾年裏，我們壹定聽過很多關於“隱身衣”實驗的報道，2006年就出了壹個基本設計。這些設備依靠超材料來引導物體周圍的光線。第壹件“隱身衣”只能對微小物體起作用，而且是在微波環境下。顯然，修改這種設計使其用於可見光環境，無疑是壹個巨大的挑戰。好在1年後就可以完成這個修改，雖然作用範圍只達到兩個維度和微米(百萬分之壹米)。毫無疑問，制造真正的“隱身衣”的工程挑戰仍然令人望而生畏。
10.實現物體的遠距離傳輸
“隱形傳態”這個名詞已經有很多年的歷史了，但人們壹直對這種帶有強烈科幻色彩的技術持懷疑態度。在書上Lo！“，人們第壹次聽說了遠距離傳輸。從此，這個詞成為了大量科幻作家的“座上賓”，而《星際迷航》中的“傳送者”就是最著名的壹個。
雖然隱形傳態的起源很科幻，但物理學家已經實現了壹種隱形傳態，這要歸功於壹種叫做糾纏的奇怪量子現象。糾纏的粒子具有這樣的性質:無論它們彼此相距多遠，它們都應該連接在壹起。比如妳改變壹個糾纏電子的旋轉，它的“孿生兄弟”的旋轉也會改變。
顯然，糾纏粒子可以用來遠距離傳輸信息。曾經被認為不可能在任何比原子更大的物體上進行同樣的“表演”，但在2002年，壹個與糾纏耦合分子相關的理論指出，它們可以被分成量子態，這被稱為“疊加”。最近，科學家們提出了壹個替代的想法，被戲稱為“非量子物理的遠距離傳輸”，即構建壹束銣原子，讓它們在壹個地方消失，然後在另壹個地方出現。雖然這種方法不依賴於糾纏，但它可以傳輸關於這些原子的所有信息，即它們可以借助壹根光纖在另壹個地方被“再造”。