考古学家发现由空心骨头制成的哨子可能是人类最早的乐器之一。最原始的号角和管乐器出现在史前时期，是由天然物质，例如骨头、犄角、木头或芦苇制成的。鼓也出现在同一时期，人们最早敲击的可能是空心的木墩。弦乐器大约出现在公元前2500 年。音乐似乎一直是人们生活的一部分。但是原始的乐器，例如哨子和鼓，是如何发出不同的声响的呢？
当你敲打瓶子或者用嘴巴对着瓶口吹气时，会发出不同的声响。声音的相对高低被称为音高。当你敲击一个装有少量水的瓶子时，发出的声音音高较高；相反，装有较多水的瓶子发出的声音音高较低。当你对着装有少量水的瓶子吹气时， 发出的声音音高较低；相反，装有较多水的瓶子发出的声音较高。
所有的声音都是通过物体的振动产生的。当物体振动时，会带动周围的空气一同振动。当振动的空气触及你的鼓膜时，你便感知到了声音。在刚才的实验中，声音音高的差别取决于是哪种物体在振动，即取决于当你敲击瓶子或向瓶内吹气时，是水在振动还是水面上方
的空气在振动。
打击乐器是一种因敲击而产生声响的乐器，例如鼓、木琴、三角铁和铙钹。敲击这些乐器会使其发生振动， 这些振动以声波的形式传入你的耳朵。不同材质、不同大小、不同形状的打击乐器能够发出不同的声音。在刚才的实验中，你敲击玻璃瓶，就如同敲击打击乐器一样。敲击使得瓶子和其中的水都发生振动。如果瓶内的水少，那么振动就快一些，音调就会更高。反之，当瓶内的水多一些，那么振动就慢，音调就会变低。
管乐器是一种你向其内部吹气会发出声响的乐器，例如长笛、喇叭、号角和单簧管。吹奏这些乐器会带动其内部的空气振动。在刚才的实验中，当你向瓶中吹气时，瓶内的空气发生振动。在管乐器中，空气柱越短，发出的音高越高；空气柱越长，发出的音高越低。当你向装有很多水的瓶子吹气时，其内的空气很少，所以能发出高音调。当你向装有少量水的瓶子吹气时，其内的空气柱很长，因此就发出了低沉的声音。
当你在明朗的夜空下观察北方星空时，你应该能够找到北极星。多加练习后，你还能找到很多星座。
由于地球绕轴自转，北极星永远指向同一个方向。北极星之所以叫北极星，是因为它恰好位于北极的上方。多年来，人们在航行中都依靠北极星和其他星座来导航。
如果你连续几个晚上观察这些星星，你会发现整个苍穹似乎在自东向西移动。事实上，苍穹并没有真的移动，是地轴自转使得星星看起来发生了位移。星星离我们非常遥远，所以它们看起来成群结队地移动，而且保持相对位置不变。事实上，它们会发生相对位移，但是速度非常缓慢，如果想用肉眼看出它们彼此位置的变化，要历经数千年的时间。
使用足尺或腕尺，你可以轻易地测量不同物体的长度。在“其乐无穷”中，你可以制造一根步尺，用它来测量更长的距离。
古埃及人用法老足部的长度作为足尺的标准长度，用法老肘部到中指指尖的长度作为腕尺的标准长度。
这种测量方法，有一个问题，就是每个国家所使用的标准不同，而这些均取决于每个国家的统治者。如今，我们有很详细的国际度量衡标准。例如，原来我们把通过巴黎的子午线从地球赤道到北极点的距离的1/10000000定义为1米的长度，现在1米的距离也被认定为光在1/299792458秒内的传播距离。
公元前500年左右，在爱琴海和地中海地区的很多小城邦中出现了璀璨的文化。城邦指的是以一个独立、自主、单独的城镇为中心的政治实体。这种文化的优越性为后期欧洲文明在科学、政治、体育及其他方面的发展奠定了基础。古希腊人在各个领域，包括体育、音乐、医药及数学等方面，都取得了杰出的成就，影响深远。
古希腊人在医学领域的发现尤为值得我们注意，医学是研究诊断、治疗、预防疾病以及保健的科学。古希腊人最早开始借助简单的科学调查方法来研究疾病。他们对周围的世界非常好奇，并在诸多领域尤其是物理学和天文学领域有了许多重大的发现。
古希腊人同时也引入了民主的概念。在古希腊，很多人有机会表达自己的观点，这不再是国王的特权。这种自由讨论使得哲学、推理、逻辑和科学方法得以产生。由此开创了一个人才辈出的时代，例如大哲学家亚里士多德就诞生于这一时代。
亚里士多德将科学分为生物学和物理学等门类，并对它们进行了研究。古希腊人尤为重视推理和探究事物的能力，他们认为，增长智力和挑战大脑是很有价值的。之后的罗马人和欧洲人改进了许多古希腊人的发明，例如水车和蒸汽机。
当两支铅笔之间的钓鱼线长度发生改变后，拨动所产生的声音也会改变。两支铅笔之间的线长会影响发出声音的音高。音高取决于振动的频率。振动频率越快，音高越高。长度较短的弦可以产生较高的声音，而长度较长的弦发出的声音较为低沉。如果一条弦的长度是
另一条的一半，那么它的振动频率会是长琴弦的两倍，发出的声音会比长琴弦高八度（8个音符构成一个音阶）。在这个实验中，拨动长度为10厘米的钓鱼线比拨动长度为20厘米的钓鱼线发出的声音高八度。
出生在公元前580年左右的古希腊数学家毕达哥拉斯相信，世界万物都遵循一定的规律，且在许多我们习以为常的事物中均隐含着某种数学上的天然联系。他和他的学生研习音乐，并研究弦长对声音的影响。他们发现如果琴弦按照比例依次缩短，那么就能演奏出悦耳
的音乐。他们确定的琴弦的长度被广泛使用，最终成为了我们今天所使用的八个音符的音阶。如果没有这位古希腊数学家，我们听到的音乐或许会有所不同。
镜面至图钉中心的距离与两直线交点至镜面的距离相等。
光学研究的是光的性质。当光线照射到物体表面时，会发生反射。当你看向镜子时，你看到了图钉在镜子中的成像。光线从图钉上弹开，然后沿直线向镜面传播。这束光被称为入射光线。入射光随即被镜面反射，然后沿着另一条直线传播，即反射光线，最终进入了你的眼睛。
横跨书堆的纸板并不能承担很多重物，我们只放了几个塑料玩偶，梁式桥便坍塌了。但是若下方有一个拱形结构，这种桥便能够承载更大的重量。
梁柱结构是跨越开放空间的最重要的建筑发明。梁柱结构以竖直向上的两根柱子支撑水平的横梁。这与梁桥十分相似，只不过梁桥是以地面来支撑桥面。在压力(挤压)作用下，石质和木质桥面更结实，但若受到拉力作用则较为脆弱。如果用石头或者原木做桥梁，在拉力作用下，它们极易受损。
古罗马人用拱形结构解决了这个难题。当我们将重物放在拱桥上时，石拱桥受到的是压力，而不是拉力，这样石质结构就变得更加坚固。
当我们向瓶中加入弹珠时，海绵会弯曲。在海绵顶部的直线会因为受到压力的作用而略微变短，而底部的直线则在拉力的作用下变长。当我们在海绵中插入竹签后，海绵的弯曲程度减小，所以线条并没有什么变化。
这个实验向我们展示了一种增强建筑材料强度的方法，我们把它称之为钢筋混凝土。承重结构需要将所负载的力（承重力或风力之类的作用力）传递至地面而让其消失。通常有两种方法：推和拉。物体通常受到拉力被拉伸，或者受到压力被挤压。例如，当你拉一条橡皮筋的时候，它会受拉力的作用而伸长。当你挤压一块海绵时，它会受压力的作用而缩短。由于建筑材料比橡皮筋或者海绵都坚固很多，当其受到拉力而伸长，或受到压力而缩短时，发生的形变虽不足以被肉眼察觉，但却是存在的。
因为所有的建筑作用力都包括拉力和压力，因此所有的建筑材料都必须足够牢固以经受这两种力的考验。不同的材料承受压力或拉力的能力不同。混凝土能够承受较大的压力。青铜和其他金属材料能够承受较强的拉力。如果将混凝土的抗压性与青铜（或现代的钢铁）的抗拉性相结合，便能够得到异常牢固的钢筋混凝土结构，它在实际应用中非常实用。
虽然很多人将混凝土、水泥、灰浆混为一谈，但事实上水泥是混凝土的一种配料。水泥通常由石灰粉、粉状黏土混合，然后放入窑炉中加热，以此产生灰色细粉末。混凝土是由水泥、沙子和水混合而成的。加入岩石碎片后，混凝土的强度进一步提升。待混凝土凝固后，
它会变得和石头一样坚硬。灰浆是由水泥、沙子、石灰和水混合而成的。灰浆不如混凝土那么坚固，但是石灰可以增加混合物的黏性，进而将其他的石材更好地黏合在一起。
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——美国《学校图书馆杂志》
“语言简单而直接，又不失趣味性……这种朴实无华的叙述未来可能会赢得一些研究人员的支持!”
——《科学美国人》