DNA와 유전공학, 지구 온난화 등 현대 과학 분야의 기초가 되는 18가지 핵심 원리를 설명하고 있는 과학 교양서. 누구나 책을 읽으면서 쉽게 과학적 교양을 쌓을 수 있도록 친근한 사례와 재미있는 비유를 통해 과학 현상과 원리를 소개하고 있다.

책 속 18가지 과학의 열쇠는 '모든 것은 원자로 되어 있다, 원자핵의 질량이 변하는 에너지가 발생한다, 지구의 모든 것은 순환하고 있다' 등 물리학에서 지구과학, 생물학, 천문학, 화학 등 모든 과학 분야를 다루고 있다. 따라서 이들 열쇠들을 모두 읽고 나면 어렵게만 느껴지던 과학을 자기 자신의 힘으로 바라볼 수 있는 눈을 키우게 될 것이다.

인류 최초의 과학인 천문학의 탄생부터 초전도 입자가속기, 아인슈타인의 상대성 이론, 쿼크와 렙톤에 이르기까지 기초적인 과학의 역사와 현대 과학의 중요한 연구성과들이 모두 담겨 있는 것도 이 책의 큰 장점이다.

머리말 - 과학 문맹에서 탈출하기
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열쇠 1 힘의 법칙 우주는 시계처럼 움직인다. 그러므로 예측이 가능하다.
앎에 이르는 방법 | 규칙적으로 움직이는 우주 | 운동에 대한 모든 것 | 중력 | 과학적 방법 | 새로운 분야-카오스 이론
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열쇠 2 에너지 에너지는 사라지지 않는다. 다만 쓸모 있는 상태에서 덜 쓸모 있는 상태로 바뀔 뿐이다.
일, 에너지, 힘 | 에너지의 형태 | 좋은 소식-열 역학 제1법칙 | 열 | 나쁜 소식-열 역학 제2법칙 | 새로운 분야-새로운 에너지원
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열쇠 3 전기와 자기 전기와 자기는 같은 힘의 두 측면이다.
맥스웰의 방정식 | 전기 회로 | 전자기 방사 | 새로운 분야
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열쇠 4 원자 모든 것은 원자로 되어 있다
 원자의 존재를 어떻게 알 수 있을까? | 원자의 구조 | 보어의 원자 | 주기율표 | 새로운 분야
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열쇠 5 양자의 세계 원자와 그 구성 요소들은 '양자'의 형태로 나타나며, 변화를 가하지 않고는 결코 측정할 수 없다.
아주 작은 세계 | 불확정성 원리 | 파동 함수 | 파동인가, 입자인가 | 양자 역학과 원자의 관계 | 새로운 분야
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열쇠 6 화학 결합 원자는 전자를 접착제 삼아 결합한다.
접착제 역할을 하는 전자 | 전기 전도성과 화학 결합 | 새로운 분야
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열쇠 7 원자의 구조 물질의 특성은 원자가 어떻게 배열되어 있는가에 따라 결정된다.
물질의 상태 | 물리적 성질 | 기계적 성질 | 자기 특성 | 광학적 특성 | 새로운 분야
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열쇠 8 핵 물리학 원자핵의 질량이 변하면 에너지가 발생한다.
핵이란 무엇인가? | 핵 에너지 | 방사능 | 새로운 분야
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열쇠 9 소립자 물리학 모든 것은 쿼크와 렙톤으로 이루어져 있다.
핵과 핵 이하의 입자들 | 네 가지의 힘 | 통일장 이론 | 새로운 분야
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열쇠 10 천문학 다른 모든 것들과 마찬가지로 별도 태어나고 죽는다.
별의 삶과 죽음 | 태양계 | 태양계 일주 | 은하 | 새로운 분야
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열쇠 11 우주 우주는 과거 특정 시점에 탄생했고, 그 이후로 계속 팽창하고 있다.
우주의 팽창 | 대폭발 | 대폭발의 증거 | 우주의 구조 | 새로운 분야
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열쇠 12 상대성 원리 모든 관측자는 똑같은 자연의 법칙을 본다.
기준들 | 특수 상대성 원리 | 일반 상대성 원리 | 일반 상대성 이론에 대한 실험 | 새로운 분야
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열쇠 13 움직이는 지구 지구의 표면은 끊임없이 변하고 있으며, 영원한 지구란 존재하지 않는다.
판 구조론 | 판 구조의 발견 | 지구 내부로 향한 창 | 새로운 분야
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열쇠 14 지구의 순환 지구의 모든 것은 순환하고 있다.
변화의 주기 | 암석의 순환 | 물의 순환 | 대기의 순환 | 새로운 분야
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열쇠 15 생명의 사다리 모든 생명체는 생명의 화학공장인 세포에서 만들어진다.
생명의 분자 | 생명의 화학공장 | 새로운 분야
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열쇠 16 생명의 코드 모든 생명은 유전정보에 기초하고 있다.
멘델의 완두콩 | DNA와 RNA-부호의 전달자 | 두 개의 성-좋은 아이디어 | 새로운 분야
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열쇠 17 진화 모든 생명체는 자연 선택에 의해 진화한다.
화학적 진화 | 생물학적 진화 | 진화의 증거 | 진화 이야기 | 멸종 | 새로운 분야
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열쇠 18 생태계 모든 생명체는 서로 연관되어 있다.
생명의 집 | 에너지와 먹이 그물 | 영양분과 탄소 순환 과정 | 인간과 환경
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맺음말 - 과학, 인간의 위대한 모험
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