1912年，英国剑桥大学。一个22岁的研究生威廉·劳伦斯·布拉格，正在读一篇刚发表的德国论文。论文作者是慕尼黑的马克斯·冯·劳厄，内容是关于伦琴射线穿过晶体时产生的衍射斑点。劳厄的实验很漂亮，但解释很模糊。他证明了晶体能让伦琴射线衍射，却说不清衍射图案和晶体结构之间的精确关系。小布拉格把论文拿给父亲亨利·布拉格看。老布拉格是利兹大学的物理学教授，研究放射性出身，对伦琴射线也很熟悉。父子俩盯着那张底片上的斑点图案，看了很久。小布拉格突然说：这不像劳厄想的那样复杂。衍射斑点的位置，应该可以用简单的反射定律来计算。老布拉格眼睛一亮。父子俩开始动手，一个推导公式，一个设计实验。三年后，他们站上了诺贝尔奖的领奖台。这是科学史上唯一一次父子共同获奖。
劳厄的贡献是开创性的。他第一个证明了晶体能让伦琴射线衍射，第一个拍到了衍射图案，第一个把物理学和晶体学连在了一起。但劳厄的解释停留在定性层面。他说衍射是因为晶体里的原子像光栅一样排列，但具体怎么排、怎么算，他没搞清楚。布拉格父子接过了这一棒。小布拉格提出了一个天才的简化：把晶体里的原子层想象成一面面镜子，伦琴射线照上去，像光一样反射。但这不是普通反射，只有特定角度才能满足干涉条件，形成亮斑。这个角度和射线波长、原子层间距之间，有一个简单的数学关系。小布拉格写出了那个著名的公式，后人叫它布拉格方程。
布拉格父子合作时，年龄差二十五岁。老布拉格五十二，小布拉格二十二。但两人的角色不是传统的"师父带徒弟"，而是平等分工。老布拉格擅长实验设计和仪器搭建。他在利兹大学建了一个简陋但有效的伦琴射线装置，用电离室测量衍射强度，而不是用感光底片。这种方法更定量，更精确。小布拉格擅长数学推导和理论简化。他把复杂的衍射问题，归结为几个关键变量之间的关系。他的公式简洁到可以在信封背面写出来，但威力足以预测任何晶体的衍射图案。父子俩还经常通信讨论。小布拉格在剑桥，老布拉格在利兹，两人每周交换信件，争论、修正、互相启发。这种合作模式，在科学史上并不多见。大多数父子要么不共事，要么一方依附另一方。布拉格父子是真正的搭档，各自独立又彼此成就。
从盐粒到蛋白质，晶体学的大爆发布拉格方程看起来简单，但它打开了通往原子世界的大门。一九一三年，父子俩测出了氯化钠和氯化钾的晶体结构。这是人类历史上第一次知道盐粒子里原子的精确位置。不是猜测，不是模型，是数学推导加实验验证的硬结果。一战打断了他们的研究，但晶体学的种子已经播下。战后，小布拉格回到剑桥，建立了卡文迪许实验室的晶体学研究组。他培养了一大批学生，把伦琴射线晶体学推广到更复杂的材料。二十世纪五十年代，他的学生沃森和克里克，用衍射数据解开了DNA的双螺旋结构。这是二十世纪最伟大的科学发现之一。后来，晶体学又解开了血红蛋白、胰岛素、病毒蛋白的结构。今天，从新药研发到疫苗设计，从半导体材料到超导陶瓷，晶体衍射都是最基本的工具。而这一切，始于马克斯·冯·劳厄的那篇论文和底片。
氯化钠的原子坐标氯化钠就是食盐。以前化学家知道它由钠和氯组成，但不知道原子怎么排列。是一堆钠原子挨着一堆氯原子？还是钠和氯交替排列？布拉格父子用伦琴射线照射氯化钠晶体，测出了一系列衍射角度。小布拉格把这些角度代入他的公式，算出了原子层间距。老布拉格对比化学数据，确认了排列方式。
一九一五年，布拉格父子共同获得诺贝尔物理学奖。小布拉格二十五岁，至今仍是史上最年轻的诺贝尔物理学奖得主。劳厄在一九一四年也拿了诺贝尔奖。三个人的奖项，串起了一段完整的科学史：德国人发现现象，英国人建立理论，全世界共同受益。劳厄和布拉格后来成了朋友。他们通信讨论学术，在会议上碰面交流。一战期间两国是敌国，但他们的科学合作没有中断。这就是科学的本质。国界可以划分领土，但划分不了真理。劳厄的底片从慕尼黑寄到剑桥，布拉格的论文从剑桥传回慕尼黑，知识在战火中依然流动。从劳厄的晶体衍射，到布拉格父子的方程，再到后来DNA双螺旋的解开——这是一条跨越国界的科学长河。德国人、英国人、美国人，都在这条河里留下了自己的航迹。如果没有劳厄那颗德意志之星的光芒，布拉格的英国之光可能根本不会被点燃。科学是接力赛。每一棒都重要，但比单棒速度更重要的，是传棒的默契。