物理学简史：不同的世界不同的定律

科学仅仅是一种描述自然界、人类和自然界的关系，以及浩瀚宇宙的语言。它仅仅是一种语言；在现代科学诞生前，还有很多其他语言（比如炼金术和灵性）。或许它们不够精确，但它们确实有效。我常常在人们问这句话时感到吃惊，“在科学诞生之前我们会做什么？那时我们对这个世界有何了解？”回答当然是响亮的“是的，当然有了解！”。我对宇宙的了解还真不少。

我们所知的那些东西是如此的有用，它们为理解生命的起源，理解我们为什么会生病又如何康复，以及掌握计算日月星辰的周期等事，提供了整套办法。虽然这些知识并没有以我们今天早已习惯了的技术性语言来展开描述，可它们却为事情是如何发展的，以及为什么会那样发展，补充了一个有价值的故事。事实上，这些故事真的很有帮助，也正因如此，文明才能够不依赖于我们今日所知的科学而持续存在了5 000多年。

科学和科学界通常被认为是始于16世纪。在1687年7月，艾萨克·牛顿似乎用数学诠释了我们所生存的世界，并出版了他的经典著作《自然哲学的数学原理》。

在超过两百年的时间里，牛顿对自然的看法，成为当今科学界“古典物理学”的基石。古典物理学在解释我们可见的、大尺度的事物方面——从星球的运动到苹果从树上掉下来这样的事——取得了巨大的成功，直到18世纪后期出现了麦克斯韦的电磁理论，和19世纪早期出现了爱因斯坦的相对论。古典物理学的适用范围是如此的广泛，让我们可以计算卫星的轨道，甚至可以把人送到月亮上。

然而在20世纪早期，人们在科学的发展过程中发现，在自然界的某个领域牛顿定律并不适用。这个领域就是微小的原子世界。而在此之前，我们的技术还没有能力发展到可以深入亚原子结构，或是观察遥远星系里一颗新星诞生时的粒子运动轨迹。在最微观与最宏观这两个领域里，科学家们都发现了传统物理所无法解释的现象。一种新的物理学需要被发展出来，它的定律要能解释我们已知世界里的那些例外：那些发生在量子物理学领域的例外。