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【点睛】
第二次科学革命让人类的理性几乎覆盖了整个宇宙，同时也让我们开始面对此前根本无法想象的未知。详情请见今日[封面故事]。（封面图：1905年，爱因斯坦在瑞士伯尔尼专利局）
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三联生活周刊手机报
2022年3月3日
星期四
农历二月初一
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【本期导读】
封面故事：
[理性所及之处（下）]
>>从量子理论到相对论
>>从原子核到星辰
>>令人迷惑的量子与活跃的时空
>>战争与科学的纠缠
>>更广阔的未知
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【封面故事】
[理性所及之处（下）]
◎苗千
>>从量子理论到相对论
回顾第二次科学革命的第一个十年，会发现它绝算不上轰轰烈烈。一些关键性的突破在当时并没有引起太多人的重视。而在这十年之中的两位主角，其中最初提出量子概念的普朗克终生都对这个概念持有保守谨慎的态度，不愿向前走得太远，注定无法成为这场激进革命的领袖人物。爱因斯坦也没有在量子革命中走得太远，他虽然对量子革命有着开创性的贡献，但在内心里，他又对由量子理念所得出的一整套数学概念和世界观有深深的抵触。他由此留下了一句名言：“上帝不是在掷骰子。”另一方面，爱因斯坦的天才和注意力很快就离开量子领域而转向了另一个人迹罕至，却更加深邃且重要的领域：广义相对论。
相对论的发表并没有让爱因斯坦在伯尔尼专利局获得升职，“文章发表之后是一片寂静”。少有的知音来自柏林。普朗克深深地意识到这篇论文的价值，并且由此和爱因斯坦产生了维持一生的深厚友谊。1907年，普朗克在给爱因斯坦的信中说，他们或许可以用一种广泛的理论“统一所有的自然力量”。虽然当时他们只了解到四种基本相互作用之中的两种（引力和电磁力），但是已经萌发出了建立一种大统一理论的想法，这种想法至今仍然在指导物理学的进步。
当时学术界的“一片寂静”，很可能也是因为在当时，物理学界只包含很少一部分人，远没有现代学术界的拥挤和热闹。根据估计，在1900年，大约只有1500名物理学家。当时德国物理学会只有350名成员，美国物理学会只有不到100人。90年之后，这两个数字分别变为2.5万人和4万人。虽然人数尚少，我们也要注意到，从19世纪最后十年开始，利用一种特殊的方式进行研究的物理学家已经出现，这就是理论物理学家。
从研究方法上来看，理论物理学可以算是对牛顿时代以来科学家们一直使用的研究方法的一种“反向操作”。在牛顿所处的17世纪，测量时间和距离的误差都很大，想要进行精密观测，最好的研究对象就是天空中天体的运行轨迹。可以说，牛顿万有引力学说的建立在很大程度上依靠的是多年来天文学观测所积累的数据。
牛顿本人也是一个英国经验主义的践行者：科学家进行实验，记录实验结果，寻找其中的数学规律，而后做进一步的实验，形成理论，然后发展出更为复杂的实验对其进行验证……这种把数学作为表达方式，以实验和理论猜想相结合的科学研究方法，200多年来已经成为科学发展的一个范式。问题在于，当科学发展已经超出了实验所能验证的范围，或是理论本身超出了科学家自身对于实验的想象力，又该如何是好？理论物理学正是为了应对这种情况而产生的。
所谓理论物理学家，指的是主要通过数学本身作为研究工具，对物理学进行拓展的物理学家。理论物理学家以数学本身为指引，在工作中可以最大限度地摆脱对实验的依赖，依靠数学和想象力进行工作。在这种情况下，数学自身的规律，甚至是它的“美感”，都可能成为理论物理学家灵感的来源。当然，在这个基础上得出的任何结果，仍然需要实验验证作为最终的裁决。
爱因斯坦正是理论物理学家中最杰出的代表。在1905年发表了相对论之后，他马上意识到了这个理论虽然在根本上推翻了牛顿所创造的“绝对时间”和“绝对空间”的概念，揭示了时空的一些特性，但是仍然有明显的局限性。尽管当时量子理论充满诱惑，但是爱因斯坦仍然对自己从少年时期就苦苦思索的有关时空本质的问题更加感兴趣。他需要的是一个思想上的契机，对自己的时空理论进行完善。
灵感出现在1907年11月。爱因斯坦后来回忆道：“我坐在伯尔尼专利局的椅子上，忽然产生了一个想法，人在自由下落时是感觉不到自己的重量的。”这个令他感到震惊的想法“迫使他走向一种引力理论”。后来，爱因斯坦将其称为“自己一生中最幸福的思想”。
这种想法之所以成为拓展相对论的一个契机，让爱因斯坦感到震惊，究其根本是因为它揭示了一个深刻的现象：引力效应和加速效应是等价的。也就是说，有可能找到一种数学方法来描述这种等价，从而形成一个完善的理论把引力效应囊括其中。灵感与成果之间的距离仍然遥远。爱因斯坦还要经历漫长的学习过程，历经错误、遗憾以及巧合，最终才能得出理想结果。
>>从原子核到星辰

让我们来到20世纪的第二个十年。两位物理学家的相遇，两个场景的转换，标志着这场物理学革命到达了一个高潮。人类分别在极小和极大尺度上理解了自然界更深刻的规律，一套更为广阔的物理学体系即将被建立起来——它不仅将为人类揭示出一个前所未有、光怪陆离的宇宙，还将为人类展示更多的未知。
1911年，在剑桥大学的足球场上，一个司职守门员位置的年轻人高接低挡，身手不凡，却显得并不开心。这个名叫尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）的青年来自丹麦，他刚刚获得了博士学位，拿到了一笔奖学金，渡海来到英国，想要跟随剑桥大学卡文迪许实验室大名鼎鼎的物理学家约瑟夫·汤姆孙（J.J.Thomson）进行博士后研究。但是为人冷淡的汤姆孙对这个来自丹麦的年轻人并不太欣赏，两人一直没有太多交流。出身学术世家，颇有足球和物理学天赋的玻尔在学术上并没有得到发挥的机会，只能在球场上大展身手。剑桥大学是学术重镇，他一时舍不得离开，也不知道一旦决定离开又该去往哪里。
1913年夏天，两位大名鼎鼎的物理学家——普朗克与沃尔特·能斯特（Walther Nernst）乘着火车，风尘仆仆地从柏林赶到了苏黎世。他们要和34岁的爱因斯坦见面，为他提供一份诱人的工作机会。他们为爱因斯坦在柏林设置了一个职位，无需承担任何教学工作，唯一的职责就是进行自己的研究，年薪为1.2万德国马克，是柏林所有教授中最高的。
作为德国物理学界的旗帜，普朗克再也无法忽视爱因斯坦的天才。尽管在他发表了狭义相对论之后，一时并没有太多回应，爱因斯坦仍然留在伯尔尼专利局工作，但是到了1909年，爱因斯坦还是接受了第一份来自学术界的职位，成为了苏黎世大学的副教授，随后他转赴布拉格查理大学任职，在1912年转而又回到苏黎世。此时爱因斯坦已经深深陷入自己关于引力和时空关系的想法之中，迫切需要一个安静的环境全力以赴。普朗克和能斯特专程为他而来，提出的工作机会也不可谓不诱人。但爱因斯坦或许是因为对德国的沉闷气氛有一种本能的抗拒，或许是早年间求职时屡遭学术界拒绝的经历反而让他有些迟疑。他没有直接回应普朗克和能斯特的邀请，而是请这两人偕妻子在苏黎世游览，还特别提到请他们乘缆车游览山景，他会在缆车站台上迎接他们并给予答复。爱因斯坦说那时他手里会拿着一朵玫瑰花，若花是白色的，意味着答案是“不”，若花是红色的，就表示接受。
到了1911年底，玻尔终于决定离开剑桥，转投在曼彻斯特进行原子核研究的欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）。从原子结构研究的历程来看，汤姆孙和卢瑟福之间恰好形成了一种承上启下的关系。这次从剑桥到曼彻斯特的转移，对于玻尔的一生起到了决定性的作用，也令他最终成为揭示原子内部结构，将量子力学革命推向高潮的一位宗师级人物。

图1：1931年，德国柏林施特格利茨中学的学生们在上物理课
汤姆孙早在1897年就发现了一种带有负电荷的亚原子粒子——电子。考虑到原子整体不带电，电子的质量又相对很小，因此汤姆孙构想了一种被称为“梅子布丁模型”的原子结构。在他的构想中，带负电荷的电子就像是小颗葡萄干一样散落在整体带正电荷的圆球形的原子中。这种想法很快就被身在曼彻斯特的卢瑟福打破了。在指导学生做一个著名的“散射实验”时，卢瑟福观察到了一个令他意想不到的结果，用他自己的描述就是：“这是我一生中最难以置信的事件……如同你用15英寸巨炮朝着一张卫生纸射击，而炮弹却被反弹回来而打到你自己一般难以置信。”在实验的基础上，卢瑟福提出了一个全新的原子模型：在原子的中心有一个带正电荷的原子核，在原子核的周围则是带负电荷运行的电子——人们很容易就能发现，这样的结构与当时人们所熟悉的太阳系中以太阳为中心，众行星围绕太阳运转的天体结构非常类似。
问题依然存在。在研究引力问题时，牛顿曾经担心，因为天体之间的相互吸引，行星可能会最终在太阳的表面坠毁，而之所以没有发生这样可怕的事情，是因为其中有上帝的神力进行了干预，不断加快行星运行的速度。科学家们通过将近一个世纪的计算，才发现整个太阳系是一个稳定的系统，它的运转并不需要借助外力干预。这样一个天体系统的稳定性问题终于被解决了。
令人无法想象的是，在200多年之后，科学家们又不得不开始面对一个与之非常类似的问题：人们发现原子的结构与太阳系非常类似——在人们的想象中，一个个电子围绕着原子核高速运转，它们之间通过电磁力联系，而电子之间则会相互排斥。根据电磁学原理，这会导致原子结构非常不稳定，电子一方面会向外发出辐射，另一方面则会因为损失能量而不可避免地向原子核坠落……
见证了前人探索原子核结构过程的玻尔取得了决定性的进步。1913年，玻尔相继在《哲学杂志》上发表了三篇论文，后人将之称为“三部曲”。在这三篇论文中，玻尔将普朗克的量子概念结合到卢瑟福提出的类似于星系结构的原子模型中，用一种革命性的进步方法解决了当时困扰物理学家的难题。人类对于自然界的理解，终于进入到原子的内部结构。原子时代开始了。
1913年的爱因斯坦，最终手持一朵红色玫瑰在缆车站台上迎接普朗克和能斯特夫妇。他最终选择去柏林继续研究引力和时空的问题。研究也有了进展，爱因斯坦得出了一个结果，这个结果预言了光线在经过大质量天体时会发生偏转。想要验证这样的预测，爱因斯坦需要一次日食。
第一次机会出现在1914年的克里米亚地区，然而由于“一战”爆发，这次对日食的观测未能如愿。爱因斯坦派去进行观测的三个人背着望远镜和照相机，结果被俄国士兵当作间谍逮捕，错过了日食——实际上这对爱因斯坦来说是一件好事，因为他当时得出的结果是错误的。
>>令人迷惑的量子与活跃的时空
一个新的时代，一群新的物理学革命者即将登上舞台，将这场物理学革命进行下去。
将量子概念应用到解释原子内部结构的想法最终大获成功，也让玻尔接替普朗克，成为这次物理学革命量子领域的又一位代表性人物。通过“三部曲”论文，玻尔不仅分析了氢原子的结构，解释了氢原子光谱，还论述了其他原子的结构以及元素周期表。1917年，玻尔回到了祖国丹麦，开始筹建理论物理研究所。这个机构迅速汇集了一大批既有想象力又有天赋的青年人，他们希望在玻尔的基础之上进一步发展量子力学——后世把这些人，以及受其影响的人统称为“哥本哈根学派”。
这些成长在新时代的年轻人丝毫没有上个世纪在经典力学影响下产生的陈旧思想，把量子思想、数学和想象力结合在了一起。正是在这样数百年一遇的时机中，出现了一些类似于“神启”一样的时刻。1925年初，哥本哈根学派的代表性人物，当时只有23岁的维尔纳·海森堡（Werner Heisenberg）因为患有严重的花粉热，远赴寸草不生的位于北海上的黑尔戈兰岛休养。他一边休养一边思考解决原子结构内在诸多问题的方法。多年后他回忆道：“在黑尔戈兰岛，有那么一刻，灵感忽然闪现……已经是黑夜了。我费力演算，他们做了验算。后来我走出去，躺在一块岩石上，面朝大海。看到太阳升起，我很幸福。”
海森堡的发现被称为“矩阵力学”，他用矩阵的形式来表达量子力学。这种方式在当时大多数人看来还太过新鲜，感到不习惯。一年之后，1926年，时年38岁的奥地利物理学家埃尔温·薛定谔（Erwin Schr?dinger）用人们更习惯的方式来表达量子力学——“薛定谔方程”由此出现。薛定谔随后证明，海森堡和他自己所使用的两种方式在数学上等价。

量子力学的出现是如此突兀，与经典力学是如此地格格不入，因此格外适合想象力丰富的年轻人参与，年长者反而容易显得思想陈旧，跟不上时代的脚步。到了1926年初，四篇关于量子力学的重量级论文出现，来自当时的四个无名小卒：沃尔夫冈·泡利（Wolfgang Pauli）、恩里科·费米（Enrico Fermi）、海森堡和保罗·狄拉克（Paul Dirac），其中最年长的泡利当时也才25岁——这四个年轻人日后都成为了学术大师，但当时德国人将量子力学形容为“小男孩物理学”。
量子理论显得如此怪诞，又是如此地有力量。有些科学家因为无法接受量子思想的内在逻辑而逐渐与之分道扬镳，其中最为著名的就是薛定谔和爱因斯坦。薛定谔虽然发现了量子力学最基础的方程“薛定谔方程”，却对自己的工作并不满意，认为自己不应该提出一个莫名其妙的“波函数”概念。爱因斯坦更是坚信在量子力学光怪陆离的表象之下，必定还有更为坚实的物理学基础，他坚称“上帝不是在掷骰子”。
正是在爱因斯坦和薛定谔讨论量子力学的内在缺点时，两人把量子力学中“同时处于两种状态”的所谓“量子叠加态”与现实生活中宏观物体的生命状态联系在一起，创造了著名的“薛定谔的猫”悖论。关于一只猫究竟是否能像一个微观粒子一样同时呈现出又死又活的两种状态的叠加，至今人们仍然争论不已，这也显示出人们仍然对量子力学以及生命的本质缺乏理解。
尽管有年老的科学家退出，但量子力学却仍然突飞猛进。正像普朗克所说：“新的科学真理的取胜，不是靠说服对手，令他们看到光明，而是因为它的反对者最终都将死去，而熟悉它的新一代随之成长起来。”这句话如今被称为“普朗克法则”（Planck’s Principle）。
年长的挚友普朗克曾经劝告爱因斯坦不要进行广义相对论的研究，因为“第一，你不会成功；第二，即使你成功了，人们也不会相信你”。爱因斯坦却不顾普朗克的好言相劝，埋头于他“终生最伟大的研究”。经过8年的卓绝奋斗，爱因斯坦最终取得了成功。从一个思想实验开始，在好友格罗斯曼的帮助下，爱因斯坦通过几何语言得出了描述整个时空运动规律的相对论。人们习惯于把之前只能应用于惯性系的相对论称为狭义相对论，而把后来有着更广泛应用的版本称为广义相对论。
1915年11月，爱因斯坦在普鲁士科学院做演讲，报告了自己的成果。这标志着人类文明史上最优美，也最深刻的思想成果之一——广义相对论的诞生。爱因斯坦和他的理论在社会意义上的成功则要等到1919年。在第一次世界大战刚刚结束之后，英国数学家和物理学家亚瑟·爱丁顿（Arthur Eddington）为了通过观测又一次日食现象来验证广义相对论，率队前往西非普林西比岛。为了确保观测成功，同时还有另外一支队伍前往巴西。
根据广义相对论，光线在经过一些大质量的天体，例如太阳时，会发生些微偏转；实际上，根据经典的牛顿力学计算，光线在经过太阳时同样会发生偏转——但是两个理论计算所得出的偏转角度并不相同。爱丁顿正是要借助日食现象，确定哪一种理论的预测才是正确的。时至今日，如果我们分析爱丁顿当年取得的观测结果，会发现考虑到误差，他的观测结果实际上是在牛顿理论和爱因斯坦的理论之间。但是因为爱丁顿早已在心里确信广义相对论的正确性，因此他当时毫不犹豫地向全世界宣布了广义相对论的胜利。
1919年，第一次世界大战结束不久，一个英国人不辞劳苦去验证一个德国人的科学理论，这件事本身就有着重要的象征意义。而广义相对论在经过了第一次的验证之后，它的力量才开始逐渐显露出来。可以说，人类历史上没有哪一种理论可以如此深刻地改变人类对于整个宇宙的认知，也没有哪一种理论成为了人类探索整个宇宙形态的基础工具。宇宙以一种前所未有的神秘、怪诞且未知的形象展示在人类面前。在广义相对论的描述中，时空本身生动了起来。就像物理学家约翰·惠勒（John Wheeler）所说的，“时空告诉物质如何运动，物质告诉时空如何弯曲”。
没有广义相对论，就没有宇宙学的诞生。从此之后，黑洞、星系、宇宙大爆炸、引力波等宇宙学概念，逐渐成为了人们司空见惯的名词。要知道，在广义相对论诞生之前，人类对此还一无所知。人类可能永远无法离开太阳系，但是人类的理性已经借助广义相对论的力量，回溯到了宇宙诞生之初，也到达了百亿光年之外。
>>战争与科学的纠缠
这次起始于20世纪初期，以德国为中心的第二次科学革命，一个鲜明的特点就是其发源的时间和地点，都与20世纪两次惨绝人寰的世界大战有很大的重合之处。战争与科学前所未有地紧密结合在一起。科学技术成为了战争中强有力的助燃剂，科学的发展对战争的走势也起着决定性作用。而无数心怀理想的科学青年和科学家们，则不幸地以各种形式被卷入战争之中。他们有的沦为战争的牺牲品，有的抛弃家园逃离战争中心，有的则成为了罪恶的帮凶。

让我们看看战争对科学和科学家们都做了些什么：量子力学的开创者和领军人物普朗克，其长子于1916年死于战争，次子则在战俘营中度过了两年——活过了第一次世界大战的次子埃尔温·普朗克最终因为被卷入刺杀希特勒的密谋而在1945年被杀害。
作为一名爱国者，直到“二战”末期，英国皇家空军的轰炸已经摧毁了他在柏林旺根海姆街21号的家园，普朗克依然坚持向公众做科学演讲，希望为后纳粹时代的德国保留科学的种子。这位品德正直的科学家不得不在很长一段时间里屈从于纳粹：他做过赞扬希特勒的演讲，行过纳粹礼，也曾经对驱逐犹太学生、解雇他的犹太裔同事的命令一一照办；另一方面，普朗克也曾尽力帮助犹太裔同事逃离纳粹的魔爪……这位在政治上软弱的科学家，崇高的名誉最终被他的祖国所玷污。
犹太裔德国科学家弗里茨·哈珀（Fritz Haber）在第一次世界大战期间发明了毒气，造成了近百万人的死亡。哈珀的妻子克拉拉·伊梅瓦尔博士因为不忍眼见丈夫作恶，在他面前手持他的手枪饮弹自尽。最终哈珀也因为自己犹太裔的身份受到迫害，不得不逃离德国。
在第一次世界大战的战场上，当时年龄已过40岁的德国物理学家卡尔·史瓦西（Karl Schwarzschild）自愿参军。在战场前线，他一边计算炮弹轨迹，一边对爱因斯坦刚刚发表的广义相对论感到激动不已，得出了爱因斯坦方程第一个，也是最重要的一个精确解。而他因为在战场上感染病毒，于1916年病逝。
以爱因斯坦为首的众多犹太裔物理学家逃离德国，随后这个第二次科学革命的中心随着纳粹的覆灭而被彻底摧毁。曾经的天才少年、量子力学的创始人之一维尔纳·海森堡一度投身纳粹。1941年，海森堡曾以纳粹占领军的身份前往哥本哈根会见自己的恩师玻尔。身份已经完全转变的两个人究竟都谈了些什么？是否涉及开发原子弹？海森堡在内心里是否真的支持纳粹？这些问题不会再有明确的答案，而后世根据这个事件，基于想象创作的话剧《哥本哈根》则已成经典。虽然在战后，海森堡声称自己是故意做错了计算，让纳粹无法开发出原子弹，但这样的声明却无法令人信服，他最终锒铛入狱。
做出某个重大科学发现、促进科学进步的步伐也与战争的进程有着千丝万缕的联系。被称为最后一个全才的意大利物理学家恩里科·费米，一生做出了众多发现，也曾经是意大利物理学研究的一面旗帜。但在进行原子核实验时，因为实验设计等因素，费米居然没能发现原子核裂变这样重要的自然现象。最终，从德国逃到瑞典的犹太裔科学家莉泽·迈特纳（Lise Meitner）和奥托·弗里施（Otto Frisch）通过分析同事的实验结果，在1938年发现了核裂变现象。事后得知此事的费米懊恼不已，引为自己一生中最大的遗憾。但是站在历史的高度，我们不禁会想，如果费米在1935年就在意大利发现了核裂变现象，那么纳粹很可能在开发原子弹的进程中领先盟国，战争完全可能会出现另一种结局。
>>更广阔的未知
现代人可能难以想象的是，在100多年前，量子理论、狭义相对论这些基础科学理论都是在连电灯都没有普及的情况下被发现的。如今我们只需要拿起一部智能手机，就能够发现这次科学革命对现代生活的决定性影响：手机的设计和制造依赖计算机和半导体科学技术的发展，就连人们离不开的定位系统也需要根据接收到的卫星数据，利用广义相对论进行计算才能得出正确位置。如今以马克斯·普朗克命名的卫星正在宇宙空间中探测宇宙刚刚诞生时留下的信息，绘制最为精密的宇宙地图……
谈及开始于20世纪初的第二次科学革命，它对现代生活的塑造固然重要，但是更为深远的影响则在于，它向人类展示了更广阔的未知——这些未知，正是人类理性至今所未及之处。
20世纪70年代，在美国加州大学伯克利分校的一间教室里，两个物理学专业的研究生伊丽莎白·劳瑟（Elizabeth Rauscher）和乔治·韦斯曼（George Weismann）常常展开激烈的辩论。久而久之，越来越多的人加入到这场辩论中来。从1975年5月开始，每周五下午4点，这群人通常会在伯克利理论物理研究所的一间教室里辩论到深夜。而他们所辩论的，都是涉及物理学基础的一些问题——量子力学的哲学基础是什么？它究竟能不能代表客观实际？究竟该如何理解“薛定谔的猫”？人类意识的本质是什么？……后来人们习惯于把这群人称为“基础物理学小组”（Fundamental Fysiks Group）。
想象基础物理学小组在当时展开辩论的场景，与70年之前的物理学革命中的前辈人物进行辩论的场景可能非常相似——几个满怀研究物理学热情的年轻人聚在一起，激烈表达着自己的思想。真理越辩越明。他们也结成好友，相互支持，最终成就彼此的科学事业……这样的场景，在20世纪初的伯尔尼、柏林、哥廷根、哥本哈根、剑桥、曼彻斯特都曾经发生过。

遗憾的是，伯克利的这群年轻人最终并没有取得令人瞩目的科学成就。但这个小组的存在本身就意味着一个事实：第二次科学革命并没有完结，它还留下了更多的难题和未知。探索仍然在继续，只不过人类进行科研的主要方式已经从科学家们的辩论变为“大科学”项目。
深埋地下、周长27公里的大型强子对撞机在2013年发现了希格斯玻色子，最终完成了科学家在20世纪60年代提出的标准模型；臂长达到4公里的激光干涉引力波天文台在广义相对论诞生百年之际，终于在2015年首次探测到了引力波信号，验证了相对论最为缥缈的预测。
更深刻的问题依然存在。现代物理学的两个支柱——量子力学和广义相对论，至今在理念和数学形式上都无法统一，这就形成了一个看似荒唐的事实：物理学家如果需要研究极小尺度的问题，就会使用量子力学；而如果问题涉及星系、宇宙等大尺度，又要自动换成广义相对论；如果问题的尺度与我们日常生活的物体相似，那么可以近似使用牛顿力学……自然界的规律理应是统一的，怎么会因为尺度问题而彼此不相容？这就意味着还需要进行更多的工作，取得一个统一性的理论。
量子力学自身也远非完美。在极小尺度下，物质的运动规律乃至存在的方式都完全发生了变化，那么所谓物理实际的意义又在哪里？生命的本质又是什么？在一个机械化的世界里，人可以完全作为旁观者或者实验者出现，通过记录实验数据总结自然界的规律。但是在量子力学的描述中，人本身不可避免地成为了量子系统的一部分。而且在进行实验观测时，人的意识也不可避免地被卷入物理学之中。那么，意识的本质又是什么？
在宇宙中，星系、黑洞，以及各种神奇的天体的名字都已经成为了人们日常生活的一部分，但是通过观测和计算，人们发现所有这些可见的物质其实只占到整个宇宙中极小的一部分。而更为重要的物质和能量，我们目前对其一无所知，只能将其命名为“暗物质”（dark matter）和“暗能量”（dark energy）。
如果说17世纪开始的第一次科学革命让人类第一次认识到了理性的力量，那么从20世纪初开始的第二次科学革命则让人类的理性几乎覆盖了整个宇宙，同时也让我们开始面对此前根本无法想象的未知。■（三联生活周刊）
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