在粒子研究方面，作者进行过非加速器粒子物理实验，还曾参加丁肇中教授领导的马克·杰实验和L3实验的国际合作，马克·杰组在实验上发现传递强相互作用的基本粒子——胶子，L3组在实验上证实自然界存在三代中微子。在空间研究方面，进行过我国卫星空间辐射测量，后来又参加阿尔法磁谱仪（AMS）国际合作实验，探寻空间反物质和暗物质，在细胞研究方面，进行过细胞运动和细胞分裂的实验，曾经总结活细胞内部的运动定律，还提出活细胞内部分子涨落的概念。在大脑研究方面，进行过工作记忆的实验以及脑功能成像的研究，曾经总结脑区激活与相互作用的定律，还提出脑内信息加工量子化的概念，在实验技术方面，作者曾经对多种核探测器进行研究。本书是从作者的以及和同事们合作的、在国内外学术刊物上发表过的460多篇科学论文中，选择有代表性、与上述五个方面有关的一部分科学论文汇编而成。读者可以从中了解作者在粒子、空间、细胞、大脑和技术方面进行实验探索的情况，并且得到有关领域的一些科学知识。
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