飞禽走兽、草木茂林组成的动植物世界是大自然能被我们直接看到的一面，除了它们，大自然中还有一类生物，我们用肉眼很难直接看到它们，但它们的世界丰富多彩。
它们很小，1角钱硬币的直径都比它们的直径大几十倍到几万倍，因此，大多数的时候我们必须借助显微镜才能窥得它们的“真容”。比个头，它们比不过动植物，但比体积的话，它们其实是不输动植物的。碳元素是生物体中含量很大也很重要的一种元素，而它们这个群体所含有的碳元素的总和基本和地球上所有植物所含有的碳元素之和差不多。
它们几乎无处不在，有动植物的地方就有它们的足迹，没有动植物的地方，嘿，那也也有它们的身影，是不是神通广大呢？比如，温度超过100℃的海底火山口附近、低至-12℃的冰湖里、盐度高于20%的盐湖里，甚至压力超过大气压1000倍的深海和地下，等等，这些地方都有它们的足迹。
它们长得可快了，相比于动植物按月和年计算的生长周期，它们快在十几分钟内就可以完成一个生长周期，这样的生长速度导致的一个结果是，它们的数量非常庞大，有科学家曾经估计它们的总数能达到2.5×1030个，这简直是一个天文数字啊！它们的种类也很多，且形状多样，包括但不限于球形、椭圆形、棒状、螺旋状、丝状等。
你是不是很想知道它们到底是“何方神圣”呢？别着急，我们慢慢说。科学家给这一类生物起的名字叫微生物——微小的生物。往细了分，它们还可以被分成原生动物、单细胞藻类、具有细胞核的真菌、不具有细胞核的细菌，还有病毒，等等。
微生物在自然界中的分量很重，和人类的关系也很紧密。比如真菌中的青霉菌，由它所产生的青霉素是一种很重要的抗生素，曾在人类历史上帮助人类抵抗疾病，挽救了无数人的生命。大人们喝的酒，其主要的成分就是由酵母菌发酵而产生的乙醇和其他风味物质构成。我们经常喝的酸奶，日常食用的酱油、醋，以及一些液体燃料的生产都离不开微生物的参与。
章的主题是“中心法则”与“RNA世界学说”。“中心法则”讲的是遗传信息的传递过程，深刻地理解“中心法则”是理解后续章节的基础。在这一章节，我们将带你去了解，作为遗传信息载体的DNA是如何一步步将遗传信息传递下去，并转化成能够赋予微生物各种功能的蛋白质的。
第二章的主题是微生物的“弹药库”。古语有云“工欲善其事，必先利其器”，我们想要改造微生物，首先得拥有好的改造工具。在这个章节，我们将带你了解科学家是如何改造微生物的。
第三章的主题是微生物与环境。在地球的早期，光合微生物的出现改变了地球的大气环境，孕育了更加高等的生物，时至今日，在改造环境方面，它们依然有着巨大的潜力。这一章节将会展现微生物在解决人类当前面临的各种环境问题中所具有的可能性，同时也会介绍微生物是如何适用各种环境的。
第四章的主题是微生物与人类健康。微生物与人类健康的关系可能是人类为关注的一个话题，因为人类与微生物的关系会直接影响人类自身的安危。在这一章节里，你将了解到那些寄生于我们身体的微生物是如何与我们休戚与共的，还会了解到，当我们能够与微生物和谐相处时，庞大的微生物世界将是一个巨大的“宝库”，科学家能从其中找到很多治疗疾病的方案。但是，当我们与有些微生物相处得不好时，它们也能化身为“死神”，无情地夺走我们的生命。
第五章的主题是打破物种的边界。微生物种类众多，它们拥有不同的特性、不同的功能，随着我们对微生物世界持续地探索，以及对微生物改造能力的提升，微生物的功能边界会不断地被拓宽。另外，就功能而言，微生物和其他物种的边界也会逐渐模糊。在这一章节里，你将会了解到科学家在打破物种边界方面的尝试，这些尝试包括让微生物拥有类似于动物、植物和昆虫的某些能力，是不是很有趣呢？
第六章的主题是微生物与人类的未来。现在看来，改造微生物，赋予它们各种各样好玩、新奇的能力是一个很重要、很热门，也很前沿的研究领域。在这一章节里，你将会了解一些跟微生物相关的比较炫酷的技术和应用，这些可是你从来没有听说过的，甚至，你连想都不敢想呢。
知道了这些，你会不会发现，其实，微生物还是人类的好朋友呢。在这本书中，我们将从6个方面带你“穿越微生物的王国”，全面地认识微生物。
微生物的世界非常广阔，目前人类所触及的只是冰山一角。牛顿曾说：“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。”本书的作者来自中国科学院下属的青岛生物能源与过程研究所、深圳先进技术研究院合成生物学研究所、遗传与发育生物学研究所、烟台海岸带研究所、北京大学、上海交通大学、西北农林科技大学，以及一家生物技术公司蓝晶微生物的一线科研人员。书中每篇文章的研究主题大部分是作者所从事或所熟知的领域。
我们希望这本书能让你对这精彩纷呈的微生物世界有更多的了解。虽然我们不是“巨人”，但也希望我们的文字能够让你在未来想象微生物时有一个比较高的起点，也真诚地希望我们和你们在未来探索微生物世界的路上能再次相遇！
李辉
中国科学院青岛生物能源与过程研究所