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广义相对论和量子力学。前者是宇宙学、天体物理学、引力波、黑洞以及其他许多研究的起源；后者则是原子物理、核物理、基本粒子物理、凝聚态物理等学科的基础。这两个理论带来了丰富的成果，奠定了当代科技的基石，彻底改变了我们的生活方式。但这两个理论不可能同时正确。至少依照目前的形式，它们是相互矛盾的。

这就是量子力学和粒子理论描述的世界。这同牛顿和拉普拉斯（Laplace）的世界相去甚远：在那里，冰冷的小石子在不变的几何空间里沿着精确而漫长的轨迹永恒不变地运动着。量子力学和粒子实验告诉我们，世界是物体连续的、永不停歇的涌动，是稍纵即逝的实体不断地出现和消失，是一系列的振荡，就像20世纪60年代时髦的嬉皮世界，一个由事件而非物体构成的世界。

海森堡想象电子并非一直存在，只在有人看到它们时，或者更确切地说，只有和其他东西相互作用时它们才会存在。当它们与其他东西相撞时，就会以一个可计算的概率在某个地方出现。从一个轨道到另一个轨道的“量子跃迁”是它们现身的唯一方式：一个电子就是相互作用下的一连串跳跃。如果没有受到打扰，电子就没有固定的栖身之所，它甚至不会存在于一个所谓的“地方”。似乎上帝设计现实时没有重重地画上一笔，而只是用点隐约描出了轮廓一样。

玻尔兹曼发现其中的原因惊人地简单：这完全是随机的。玻尔兹曼的解释非常精妙，用到了概率的概念。热量从热的物体跑到冷的物体上并非遵循什么绝对的定律，只是这种情况发生的概率比较大而已。原因在于：从统计学的角度看，一个快速运动的热物体的原子更有可能撞上一个冷物体的原子，传递给它一部分能量；而相反过程发生的概率则很小。在碰撞的过程中能量是守恒的，但当发生大量偶然碰撞时，能量倾向于平均分布。

狭义相对论：这个理论说明了对每个人来说，时间的流逝速度可以不一样——如果一对双胞胎中的一个人以高速运动，那么两人的年龄将不再相同。

在20世纪的进程中，热力学（研究热的科学）和统计力学（研究各种运动的概率的科学）都延伸到了电磁场和量子现象的领域。

茶匙和气球的运动遵从物理规律，具有必然性，与我们知道与否毫不相干；它们行为的可预测性或不可预测性，与它们的具体状态无关，只与它们和我们相互作用的那一部分属性（如温度、压力）有关。具体是哪些属性，取决于我们与茶匙、气球相互作用的方式。因此，概率同物体自身的演化无关，只与物体跟我们相互作用的特定属性的变化有关。这又一次表明，我们用以组织这个世界的概念之间有着深刻的关联。

黑洞的热如同物理学中的罗塞塔石碑，它用量子、引力和热力学三种语言写就，仍在等待解读，以告诉我们时间的本质。

直觉建立在我们有限的经验之上。当我们能够看得更远时，我们会发现世界并不是原先看上去那样：地球是圆的，开普敦的人是头朝下、脚在上的。相信直觉而罔顾科学家们理性、严谨、智慧的集体验证，是不明智的。这就像那种老头子的偏见：他不相信外面的大千世界跟自己住的小村庄有什么差别，不相信那里生活着他从未见过的人。

十万年前，或许正是出于这种好奇心，我们这个物种从非洲出发，学着眺望远方。夜晚，我在飞越非洲大陆时浮想联翩，假如在我们这些遥远的祖先中，有一个站立起来，朝着北方的旷野行进，他仰头看天时，会不会想到在遥远的未来，他的一个子孙正在这片天空中飞行，思考着事物的本质，而起因正是与他一样的好奇心。

这是先祖穆公留下的生死剑，请老叔持此剑西行。”