Le cours de « sciences » préparé pour les étudiants de premier cycle en « sciences humaines et sociales » de l'Université Harvard a vu le jour sous le nom de « Cours de sciences pour les étudiants en arts libéraux de Harvard ».
Conçu comme un cours d'introduction destiné aux étudiants qui ne se spécialisent pas en sciences, cet ouvrage examine de manière générale le processus par lequel les humains ont exploré le monde naturel depuis l'Antiquité jusqu'à nos jours, selon trois grands thèmes : l'espace, la Terre et la vie.
Le fait que la Terre tourne autour du Soleil, que les continents se déplacent et que la vie ait évolué peut sembler évident au premier abord, compte tenu des connaissances actuelles, mais lors de sa découverte, il s'agissait d'une intuition profonde qui a bouleversé le monde.
Le processus de découverte n'a pas été sans embûches non plus, et les scientifiques qui se sont lancés à corps perdu dans la résolution des énigmes de la nature ont parfois fini par s'égarer dans la mauvaise direction ou par faire les mauvais choix, laissant derrière eux une histoire sombre d'impasses.
« Cours de sciences pour les étudiants en arts libéraux de Harvard » suit ce parcours d’investigation, montrant que la science n’est pas un savoir complet mais un processus d’observation, de questionnement et de démonstration continus.
De plus, l'importance de poser des questions est soulignée tout au long du cours.
Car la science commence par une question, mène à l'exploration, aboutit à la compréhension, puis se poursuit par une autre question.
On ne peut pas tout apprendre sur les sciences en un seul semestre de cours d'introduction.
Mais à mesure que nous suivons la démarche scientifique qui consiste à observer les phénomènes naturels, à nous interroger sur leur fonctionnement et à raisonner en nous basant sur des preuves, notre compréhension non seulement de la science, mais aussi du monde, s'élargit.

La science semble souvent ressembler à de la magie, mais il existe une grande différence entre la science et la magie, et entre les scientifiques et les magiciens.
Les scientifiques sont toujours disposés et désireux de parler en détail de leurs recherches et de leurs découvertes.
Alors peut-être vais-je m'emporter sans cesse, comme je le fais dans ce livre.
Mais le magicien est tout le contraire.
Le magicien fait également des démonstrations comme je le fais dans ce livre.
Maintenant, je viens de mettre dans ma poche trois morceaux de tissu coloré, noués ensemble devant vous.
Puis il récita la formule magique appropriée et sortit un autre morceau de tissu de sa poche.
Et voilà ! Tous les tissus qui étaient noués ensemble sont maintenant dénoués.
Mais je n'explique rien.
Le magicien n'utilise sa voix que pour réciter rapidement des incantations.
Ils jurent de ne jamais révéler les tours qu'ils ont utilisés à quiconque, sauf à leurs confrères magiciens.
Ils emporteront ce secret dans leurs tombes, et c'est ainsi que nous finirons par revenir à la science.
--- Extrait des « Remarques introductives »

Le but premier de la science n'est pas de découvrir le pourquoi, mais d'étudier le comportement de la nature et de construire des modèles appropriés.
Dans quel but, et pour quelle raison ? Au-delà de la satisfaction de la curiosité innée de l'humanité, il y avait un objectif bien plus pratique.
Le plus important de tous, c'est la nourriture.
Quand est le meilleur moment pour semer les cultures ? Quand est le meilleur moment pour aller chasser ? Et à quel moment précis avez-vous besoin de connaître les réponses à ces questions ? --- Chapitre 1.
Extrait de « La lumière qui se déplace dans le ciel »

À proprement parler, les lois de Kepler ne sont pas des lois au sens où elles ne peuvent être enfreintes.
Cependant, elle offrait une approximation assez fidèle du comportement de la nature, surtout compte tenu du niveau d'observation disponible au début du XVIIe siècle.
En particulier, les prédictions concordent assez bien avec les observations de Tycho sur les positions des planètes.
Un exemple important est que, lorsqu'elle a été appliquée simultanément à la Terre et à Mars, les erreurs de prédiction du mouvement rétrograde qui avaient affecté les modèles précédents ont disparu sans laisser de trace.
Les innovations de Kepler ont marqué une étape importante dans le développement de la science moderne.
Sa loi était proposée indépendamment et ne suivait aucun autre principe simple, mais elle constituait un grand pas en avant.
D'un point de vue moderne, cette loi peut sembler un modèle rudimentaire et improvisé, mais comme mentionné précédemment, elle a constitué un progrès remarquable en élevant le niveau de modélisation au niveau des mesures disponibles à l'époque, la première avancée en 1 500 ans d'efforts humains pour créer un modèle quantitatif du mouvement planétaire.
--- Chapitre 2.
Extrait de « Modèles du mouvement céleste »

Revenant à Edwin Hubble, il estima sa distance à des millions d'années-lumière en se basant sur des observations de variables céphéides dans des galaxies lointaines.
Cela a été possible grâce à l'utilisation de télescopes beaucoup plus puissants qu'auparavant.
Les résultats de Hubble ont montré que l'univers insulaire était plus éloigné que ce que l'on croyait alors être la limite de notre galaxie, et ont conduit à la conclusion qu'il s'agissait d'une galaxie distincte de la nôtre, changeant ainsi le cours de l'astronomie.
Ainsi, notre sentiment de supériorité quant à notre position privilégiée dans l'univers s'est encore amoindri, et il a été confirmé que nous étions très éloignés même du centre d'une seule galaxie.
Trouver des preuves définitives de l'existence d'une vie intelligente quelque part dans l'univers serait la prochaine et dernière étape pour démanteler la vieille croyance selon laquelle nous occupons une place privilégiée dans l'univers.
--- Chapitre 5.
Extrait de « L'échelle des distances spatiales »

La découverte du CMB (fond diffus cosmologique) est précieuse en ce qu'elle fournit une base observationnelle solide au domaine de la cosmologie, qui était auparavant purement spéculatif.
En fait, la cosmologie est le domaine qui étudie l'origine et le développement ultérieur de l'univers aux plus grandes échelles spatiales et temporelles, dressant ainsi un tableau d'ensemble.
De plus, de nombreuses observations et études théoriques ultérieures du CMB ont transformé la cosmologie en un domaine de pointe de l'astronomie, fondé sur les données, et qui nous permet en effet de réfléchir à nos origines à la plus grande échelle possible.
--- Chapitre 6.
Extrait de « Rayonnement de fond cosmique micro-ondes »

La question importante ici.
Le processus de fracturation hydraulique provoque-t-il lui-même des séismes ? Ou est-ce le processus de réinjection des eaux usées dans le sol qui en est la cause directe ? (...) La réponse à cette question revêt une importance pratique considérable.
Si la fracturation hydraulique est la cause elle-même, alors elle devrait être interdite.
À l'inverse, si les eaux usées sont en cause, une solution peut être trouvée en modifiant la méthode de traitement.
(…) Une chose est sûre : la fracturation hydraulique démontre clairement que les activités humaines peuvent avoir un impact direct sur l’environnement terrestre.
Ce numéro illustre également comment la voix des citoyens peut se refléter dans les politiques publiques, soulignant l'importance d'avoir même une compréhension minimale des enjeux sociaux liés à la science.
Bien sûr, ce n'est pas toujours le cas, mais quelques connaissances de base vous aideront à faire des choix plus judicieux.
--- Chapitre 9.
Extrait de « Exploration de l'intérieur de la Terre et des tremblements de terre »

Sur la base de ces calculs, et en tenant compte de certaines incertitudes inhérentes à ces hypothèses, Kelvin conclut au début des années 1860 que la Terre avait entre 40 et 100 millions d'années environ.
Les géologues, quant à eux, pensaient que la Terre était bien plus ancienne, mais n'avaient aucun moyen de le vérifier ; ils étaient donc paralysés par l'approche quantitative de Kelvin.
Bien sûr, il existe des sceptiques qui s'opposent avec éloquence à ces affirmations, mais il est important de se rappeler que les différends scientifiques doivent être résolus par des preuves, et non par des mots.
--- « Chapitre 12.
Extrait de « L'Âge de la Terre »

Ainsi, la longueur totale d'ADN d'une personne est le produit de la longueur d'ADN dans une cellule et du nombre total de cellules, soit environ 10 puissance 14 mètres carrés, et si cette valeur est convertie en unités astronomiques, cela représente 700 UA.
Cette longueur est équivalente au diamètre de l'ensemble du système solaire.
Allant plus loin, si l'on calcule la longueur totale de l'ADN des 8 milliards d'êtres humains vivant sur Terre, elle serait d'environ 75 millions d'années-lumière, soit plus de 1 000 fois le diamètre de notre galaxie.

--- « Chapitre 19.
Extrait de « L’information génétique et le principe central de la vie »