第22章 1700～1900年牛顿世界观的发展
与亚里士多德世界观一样，牛顿世界观也不是一系列静态的观点。在17世纪以后的几个世纪里，牛顿世界观得到了发展和修正，但尽管如此，这个世界观的核心元素仍然保持不变。在本章，我们的目标就是对发生在大约1700年到1900年之间的某些发展进行说明。
总的来说，我们的切入点将是试图展现牛顿世界观在这一时期的发展是多么让人欢欣鼓舞，以至于到了1900年，似乎大多数有关这个世界的主要问题都已经在牛顿科学体系中得到了解答。我们将具体探讨一下科学的几个主要分支在这一时期里的发展，最后会对某些在20世纪之初仍未解决的问题进行一下讨论。
｜对科学主要分支发展的评述，1700～1900年｜
我们的第一个任务将是对科学的某些主要分支进行简要评述，比如化学和生物学，并探讨这些科学主要分支在1700～1900年之间是如何发展的。这些评述将有助于说明科学的不同分支是如何“牛顿化的”，也就是，它们在范围广阔的牛顿科学体系中是如何发展的。我们将从现代化学的发展开始。
化学
现代化学的起源通常追溯到18世纪晚期，以安东尼·拉瓦锡（1743—1794）的研究为标志。要理解为什么这是现代化学的起源，首先了解一下17世纪以前的化学研究将很有帮助。
今天，当我们谈到化学时，通常所想到的，很大程度上说是一个以定量研究为主的学科。如果你在高中或大学上过包括实验的化学课，那么你无疑对化学的定量研究有过一些体会。今天的实验室工作通常都涉及对重量、体积、温度等因素的精确测量。简言之，今天的化学基本上是一门定量学科。
而在17世纪以前，情况并非如此。相比之下，当时的化学更多地被认为是一门定性科学。也就是说，化学家所关心的主要是定性的变化，比如颜色的变化。炼金师将铅变成黄金的目标众所周知，可以作为范例来说明这一点。定性地说，铅和黄金相当相似。两者都是密度很高、具有高度延展性的金属。事实上，铅和黄金主要质的区别在于颜色，铅是暗灰色，而黄金是闪亮的淡黄色。
如果你可以让铅发生一个相对较小的质变，具体来说，就是将黄金的淡黄色性质引入铅中，那么所得结果应该就是黄金（至少按照当时已有的观点是如此）。由于有合理的理由认为与燃烧有关的元素都和淡黄色性质有关联（比如，火本身就是淡黄色的），因此出现了用火把黄色性质传递给铅的想法。
以上是对炼金师所进行的部分活动的简化描述，不过，请注意其中对定性的强调。顺带提一下，炼金师的方法从化学的角度看来可能相当原始，至少按照现代标准是如此。但是，如果考虑到化学在当时的发展情况，他们的工作就合理了（牛顿也是炼金术的研究人员之一，他在这一领域做了相当多的研究）。我们现在最前沿的科学如果放到500年以后，按照那时的标准，可能看起来也很原始。也就是，你只能利用自己所处时代的全部知识来尽自己之所能。
不管怎样，化学的定性研究方法在18世纪晚期发生了巨大变化。安东尼·拉瓦锡开始以天平作为主要实验工具来进行大量化学研究。通过这种做法，拉瓦锡提出了新的观点，这些观点的解释和预言能力要优于当时现有理论，很快，他的定量研究方法就开始成为化学研究的主流。
到了19世纪早期，化学家已经可以明确阐述许多定量规律。举个例子，此时，约翰·道尔顿（1766—1844）构建了他的原子理论，这是一个基本都在牛顿科学体系内的理论。道尔顿认为理解气体运动模式最好的方法是把它们看作是粒子因互斥力而相互作用的结果。请注意这种研究方法与牛顿研究方法之间的相似之处。比如，牛顿认为行星的运动是天体受外力影响的结果。类似地，道尔顿认为气体的运动从根本上说，所涉及的就是物体和作用于物体上的力。
这些相互作用可以用（过去确实也是用）定量的规律来描述，最终，这些规律都通过数学表达出来。在这里，我们看到化学被纳入了特色鲜明的牛顿科学方法，也就是把物体受外力影响的思路运用到化学中，并且用数学对其中的外力进行了描述。最终，在整个19世纪以及20世纪初，通过运用牛顿方法，化学研究取得了卓著成果，化学的某些分支甚至逐渐变成了物理学的分支，从而使物理学和化学不再是两个完全分离的学科，而是在不同层级来研究这个世界的方法。不管是化学还是物理学，它们所研究的世界基本上都被构建为一个可用牛顿科学体系来探究的世界，也就是在这个世界中，物体都受到外力影响，而这些外力都可以通过数学法则来精确描述。
生物学
在这段时期，生物学同样转变成了现代生物学。生物学是一门范围颇广的学科，值得注意的是，生物学中很多非常重要的著作都完成于16世纪和17世纪。但是，直到18世纪和19世纪，“生物现象并没有脱离牛顿宇宙观”的认识才变得清晰起来。
要简明地说明这一点，可以简要探讨一下生物活力论者与生物机械论者所争论的命题。活力论者的观点是，有生命的物质和无生命的物质是不同的，因此适用于无生命物体的规律（比如牛顿定律）并不一定也适用于有生命的物体。凭直觉来看，活力论者的观点很容易理解。比如，看看你的胳膊，然后把你的胳膊跟一块石头来对比一下。表面上看起来，两者似乎全然不同。总的来说，有生命的物体看起来跟无生命的物体非常不同，所以，用来解释无生命物体的规律是否同样可以解释生命，这一点还远不明确。
然而，从18世纪开始，一直延续到19世纪和20世纪，生物学领域内的研究都清楚地表明，活力论者的观点是错误的。这些研究涉及许多领域，有许多研究人员参与其中。接下来，我们将只选取其中两个领域进行探讨，但这已足以让你很好地体会一下，究竟是什么样的研究结果可以让人们意识到生物现象与生物学以外的现象都是同类型的。
首先，让我们思考一下有关神经结构和功能的某些发现。对神经的研究，包括对神经纤维的解剖研究，以及对运动神经元和感觉神经元之间区别的认识，可以至少追溯到公元前500年。神经纤维长期以来一直被认为是维持生命所需的液体或生命力的通路或管道，而关于神经纤维的这种观点可以与活力论者的主张拼合到一起。在18世纪晚期，路易吉·伽伐尼（1737—1798）进行了一系列实验，实验结果表明电流会使青蛙腿部肌肉收缩。不久以后，亚历山德罗·伏特（1745—1827）延续了伽伐尼的研究工作，并有所扩展。随着伽伐尼和伏特（还有其他许多人）研究的深入，“神经传导是一种电学现象”的观点很快就建立起来了，这与过去关于“神经是维持生命所需的液体或生命力的通路或管道”的观点相比相当不同。
随着相关研究在19世纪不断深入，与神经相关联的电学活动的物理、化学基础都将得到很好的理解。我们讨论中的关键点是，这些现象最初被认为是纯粹的生物现象，而且可以与活力论者观点拼合在一起，但此时已开始被认为是一种电学现象，而且引起这种现象的物理、化学过程与生物学之外的物理、化学过程都是相同种类的。事实上，人们普遍认为生物学的这个领域可以与牛顿世界观对物理、化学过程的机械论理解拼合在一起。
第二个简要例子是早期有机化学。在19世纪初期以前，标准观点是通常所说的“有机”化合物只能由活的有机体产生。除此之外，有机化学最初被认为与活力论紧密相连，因为通常认为产生有机化合物需要维持生命所必需的液体或生命力。在一段时间内，这个观点似乎很有道理，事实上，没有人曾经利用活的有机体之外的物质成功产出有机化合物，这在很大程度上也支持了这个观点。
然而，1828年，弗里德里希·维勒（1800—1882）成功用一种非有机化合物合成了尿素，也就是一种很明确的有机化合物。不久之后，化学家们就具备了用非有机化合物合成其他有机化合物的能力，所能合成的有机物也变得越来越复杂了。到了19世纪50年代中期，这项技艺成了日常工作，也严重动摇了活力论者关于“有生命和无生命物体之间存在显著差异”的观点。
最后一个例子涉及演化论研究，主要在19世纪早期到中期开展。最终结果是广义的生命，比如物种的多样性，开始被视为依据自然法则展开的自然过程所产生的结果。这一点在本书第三部分中将会继续详细讨论，因此，在这里，我们的讨论将就此告一段落。
以上是对这些发展的一个简要概括，但已可以说明在1700～1900年间，生物学领域内出现的主要发展。重点是，这些例子说明了人们是如何逐渐认识到生物现象与非生物现象实际上并无差异的。尽管甚至到了20世纪初期，仍然有一小部分人坚持为活力论辩护，但此时，已经很明显的是，机械论观点才是正确的。20世纪的发现（比如在遗传学领域的发现），使这一点成为定论，并让人们很好地理解了生命活动是如何从分子层面产生出来的。总的来说，到20世纪初，生物、化学和物理出现了融合，并开始被视为是在不同层面对同一个处于牛顿科学体系内的世界所进行的研究。
电磁理论
最后再举一个例子，这个例子将足以说明多种现象是如何融入牛顿科学体系的。对与电和磁相关现象的研究，至少从古希腊时期就已经出现了。然而，我们对这些现象的理解最为引人注目的进展则是出现在18和19世纪。
在18世纪中期，本杰明·富兰克林（1706—1790）证明了闪电是一种电学现象，同时还证明了电学现象和磁现象之间存在一系列有趣的联系。然后，在18世纪晚期和19世纪初期，研究人员，包括查尔斯·库仑（1736—1806）和迈克尔·法拉第（1791—1867），当然还有其他很多人，让我们对电和磁的认识发生了重要飞跃。举个例子，库伦发现磁和电的斥力和引力遵循平方反比的规律，也就是说两个物体之间的电引力/斥力或磁引力/斥力与两个物体之间距离的平方成反比。
值得注意的是，库伦定律平方反比的性质与牛顿重力概念的平方反比性质相当类似。回忆一下，根据牛顿对重力的描述，两个物体之间重力吸引作用的大小与两个物体间距离的平方成反比。库伦定律也是如此，因此，库伦定律与牛顿世界观的本质精神非常一致。更概括地说，请注意此时研究电磁现象的方法出现了变化。在人类大多数历史中，至少追溯到古希腊时期，对电磁现象都是进行定性描述。然而，此时这些现象开始被认为是遵循精确的数学规律，从本质上说与牛顿世界观的方法是一致的。
在19世纪上半叶，法拉第发现了电现象和磁现象之间更多的联系。到目前为止，从实际生活的角度来看，法拉第最有影响力的发现是磁场可以通过感应产生电流。这个原理至今仍然是发电的基本原理，也就是说，在我们每天使用的电力中，实际上有很大一部分都来源于法拉第的发现。
尽管这可能是法拉第对实际生活最有影响力的发现，但是从理论角度来看，法拉第最具影响力的观点是“电力、磁力和光可能是同一个根本源头的不同侧面”（尽管这个观点其实也很快就广泛应用于实际生活了）。法拉第的这个观点，也就是电力、磁力和光从某个意义上来说是同一个根本现象的不同方面，很快得到了发展，成了由詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（1831—1879）在19世纪中期提出的电磁理论。法拉第的发现主要是定性描述，但是麦克斯韦则发现了光、电力和磁力现象背后的基本数学方程式。这些方程式通常被称为“麦克斯韦方程式”，它们将光、电力和磁力现象统一了起来，被广泛认为是这一时期最重要的发现。
再强调一下，以上对有关电力、磁力和光的部分关键研究发展的概述是非常简短且有所选择的。但是，请再次注意一下其中大致相同的模式：在这段时期，这些领域都出现了超乎寻常的发展，许多现象过去都曾经被认为是独特的，而且要用定性的方法进行研究，此时却逐渐统一了起来，而且都可以用牛顿科学体系中的基础数学定量方法来进行研究。
概括评述
尽管我们只是具体研究了三个科学领域，但也应该已经足以让我们体会到在1700～1900年间，科学的诸多领域是如何被纳入牛顿科学体系中的。值得注意的是，这一时期长达200年，其间许多不同的科学领域都出现了令人印象深刻的成果和发现。总的来说，到了1900年，科学的多个分支都在快速发展。牛顿科学体系内具有普遍性的方法被证明极为富有成效。到了大约1900年，有一种感觉是我们已经几乎完全了解了自然，只剩下几个相当无足轻重的问题还有待解决。接下来，让我们对其中几个问题进行一下探讨。
｜几块小乌云｜
英国著名物理学家之一开尔文爵士在1900年发表了一段经常被引用的谈话，在谈话中他指出，在现代科学本应晴朗的天空里，现在只有几块“小乌云”了。开尔文所指的“小乌云”中，有两块比较重要，分别是迈克尔逊-莫雷实验结果和对黑体辐射理解上的某些问题。下面我们将对这两个问题分别进行讨论，同时还会对在1900年左右时仍有问题的某些其他领域进行简要探讨。
事实上，对迈克尔逊-莫雷实验结果的理解有赖于爱因斯坦相对论的确立，而对与黑体辐射相关命题的理解，以及对下面要讨论的其他命题的理解，都有赖于量子理论的创立。这些理论是现代物理学最重要的两个分支，两者都对牛顿科学和牛顿世界观的某些方面产生了举足轻重的影响。考虑到以上几点，开尔文所说的小乌云实际上一点都不小。在本章剩余的篇幅中，我们将简要了解迈克尔逊-莫雷实验、与黑体辐射相关的命题，以及其他看起来无足轻重的命题。在后续的章节中，我们将探讨相对论和量子理论，以及这些理论对牛顿世界观的影响。
迈克尔逊-莫雷实验
迈克尔逊-莫雷实验涉及光速和光传播的方式。阿尔伯特·迈克尔逊（1852—1931）和爱德华·莫雷（1838—1923）进行了大量有关这些命题的实验，最重要的几个发生于19世纪80年代末期。一些背景信息将有所帮助。
思考一下水波的运动。波是介质之间机械干涉的结果，而正是通过这种介质，波才得以运动，这种介质就是水。当然，在没有基础介质也就是没有水的情况下，就不可能有水波的运动。
声波与此相似。声波也是介质之间机械干涉的结果，也是通过介质才可以传播。空气是典型的介质，尽管声波也可以通过其他多种介质进行传播。同样地，基础介质对声波传播也是必需的，没有基础介质，也就没有波。
总的来说，为了与整体牛顿科学体系保持一致，任何波的运动都被认为是需要某种基础介质的机械干涉。由于我们有很好的理由来认为光是波，所以，在牛顿科学体系内，光的传播就需要依赖于某种基础介质。下面这段话摘自德沙内尔所著的《自然哲学》，对光的传播进行了精准总结。这本书在19世纪80年代末期是物理学的标准教科书。（在“科学”这个单词成为标准之前，“自然哲学”就用来指代我们所说的科学。顺带提一下，德沙内尔的书出版于迈克尔逊-莫雷实验之前，后来，这个实验给书中牛顿科学体系内关于光传播的观点带来了大量问题。）
跟声音一样，光被认为是来源于震动的；但是，跟声音一样，它也不需要空气或其他有形物质的存在来使其震动从源头传播到周边。……似乎需要假设存在一种远比普通物质更为稀薄的介质……【这种介质】可以用远远超过声速的速度来传播震动。……这种假设存在的介质被称为“以太”。（德沙内尔，1885，p.947）
“以太”（ether）这个名字源于过去的“以太”概念，也就是在亚里士多德世界观里被认为可以在月上区域中找到的元素以太。然而，除了名字，亚里士多德世界观里的以太和被当作是光传播所需基础介质的以太并没有什么相似点。
请注意，这个关于光传播的观点是如何与牛顿科学体系内机械论的宇宙拼合在一起的。与声波和水波等现象一样，光传播被认为需要某个基础介质的机械干涉。迈克尔逊-莫雷实验的目的是找出更多直接证据来证明以太的存在。实验的核心设想是，从一个点发射出两道光，夹角为90度，随后（通过镜子反射）使两道光从两个方向反射回来。如果光通过以太这样的介质来传播，那么由于地球很有可能像船在水面上划过那样在介质以太中运动，预计将看到的两道光反射回来时有微小的时间差。举个与这个实验核心想法相似的例子，假设让两个人从运动着的船上出发去游泳。思考一下图22-1所展示的关于船和游泳者的类比。假设三条船都以同样的速度在水中运动，船B1与船B3之间的距离和船B2与船B3之间的距离相等。其中一人（也就是图中的S1）的任务是游到位于图示上方的船B1，然后回到他最初出发的船上（也就是B3）。由于船在水中运动，因此这个人需要以一定的角度游向船B1，然后同样以一定的角度游回船B3。另一个人（图中的S2）的任务是追上位于他出发的船B3前面的船B2，然后回到船B3。
图22-1 船和游泳者的类比
相对于最初的船B3，两个人往返的距离相等。但是，请注意，相对于两个人所游过的介质（也就是水），两人游过的距离就不相等了。具体来说，相对于水，S1游过的距离比S2稍微短一些。（如果你感兴趣，可以运用勾股定理和一些代数算法算出每个人所游的确切距离。）由于相对于他们运动所在的介质，两个人游过的距离不同，因此他们将在不同时间点回到最初的船上，如图22-2所示。
图22-2 在不同时间点返回的人
迈克尔逊-莫雷实验的核心想法完全可以与这个船和游泳者的例子进行类比。在实验中，迈克尔逊和莫雷从一个定点发射出两道光，这个定点就相当于类比中两个人出发的船B3。两道光发出时夹角为直角，而这两道光就相当于类比中的两个人S1和S2。两道光分别通过与光源距离相等的两面镜子反射回来，这两面镜子就相当于船B1和船B2。
如果牛顿科学体系内关于光传播的机械论观点是正确的，也就是光通过介质以太来传播，那么光源和镜子应该在以太中运动。这是因为光源和镜子本身在地球上，而地球在围绕太阳运转的时候就将在以太中运动。那么，以太就相当于船与游泳者类比中的水。尽管相对于光源，两道光传播的距离相等，但是由于光源和镜子同时在以太中运动，那么对于以太，两道光传播的距离将是不相等的（造成这种情况的确切原因，与两个人相对于其所在介质游过的距离不同是一样的）。因此，我们预计可以看到两道光回到光源处时有微小的时间差。
然而，与大家所预期的相反，两道光总是在相同时间点回到光源处。这个结果非常出人意料，在这种情况下，应该反复进行这个实验，不断验证。事实也正是如此。但是每次实验结果都相同，也就是两道光总是同时回到光源处。
请注意，这一点符合第4章讨论过的不证实推理模式：如果牛顿科学体系内关于光传播的机械论描述是正确的，那么光应该在不同的时间点回到光源处。然而，它们并非如此，所以，一定是哪里有问题。
由于牛顿科学体系非常成功，因此科学家如果因为这个实验结果而放弃牛顿科学体系内的观点，将是非常不明智的。但是，一定有哪里不太对，正如开尔文爵士提到过的，迈克尔逊-莫雷实验的结果似乎是本应晴朗的天空中为数不多的几块乌云之一。后来证明，这些有关光的命题根本不是小问题，事实上，到了爱因斯坦相对论问世，这些问题才最终得以解决。后面我们将看到，相对论本身对我们通常关于宇宙的观点将会有某些有趣的影响。我们将会在下一章对此进行研究，在那之前，我们先简要讨论一下其他几块看起来无足轻重的小乌云。
黑体辐射
在不讨论具体细节的情况下，让我来粗略介绍一下黑体辐射有关的问题。“黑体”是物理学里的一个技术术语，指的是一个理想化的物体，可以吸收所有指向它的电磁辐射。举个例子，光是电磁辐射的一种形式，所以，如果我们向一个黑体投射光线，黑体将吸收所有光线，因而表现出黑暗的性质（因此才被称为“黑体”）。在日常生活中，我们不会遇到这样理想化的物体，但是我们确实会对某些黑体有所体会，尽管它们与物理学中理想化的黑体有些不同，但会有助于解释某些问题。
举个例子，思考一下电炉上的黑色线圈炉头。这样的一个物体吸收了大部分投向它的光线，因此，它看起来（大多数情况下）是黑色的。除此之外，加热的时候，这个物体将会对外进行辐射。比如，电炉上的线圈炉头可以同时以热和光的形式对外进行辐射（举个例子，当足够热时，炉头会发出红光）。当然，我们可以测量线圈对外进行辐射的模式。
一个理想化的黑体在受热时应该对外进行辐射。根据牛顿科学体系，也就是在18世纪和19世纪间牛顿世界观的发展，一个受热的黑体预计将以某种特定模式对外进行辐射。事实上，关于受热黑体对外进行辐射的模式，存在已经明确且与牛顿世界观定量计算传统保持一致的方程式，应可以进行相当准确的预言。到了19世纪末期和20世纪初期，物理学家已经构建出能够对外进行辐射的设备，其对外辐射的模式应该与受热黑体对外进行辐射的模式相同。然而，实际观察到的辐射模式与根据牛顿科学体系预言的辐射模式却有显著差异。简单来说，情形是这样的：当仅观察波长较长的辐射时，所观察到的辐射模式与预言的模式十分相近。但是，到了短波时，观察到的辐射模式则与预言模式大相径庭。（顺带提一下，这些有问题的短波位于电磁波谱的紫外线一端，因此这个问题有时被称为“紫外灾难”。）
这个情形与迈克尔逊-莫雷实验的情形有些类似，同样也是一个不证实证据的例子：根据当时存在的有关辐射的观点（也就是符合牛顿科学体系的观点），人们预期看到某些实验结果。但是，在黑体辐射上，那些预期可以看到的结果实际上都没有出现。所以，在这里，与迈克尔逊-莫雷实验的情形一样，牛顿科学体系似乎哪里有些不对。
同样，人们当然不会因为少数几个问题就轻易放弃一个本来很成功的理论，更不要说是一个已经非常成功的牛顿科学体系。尽管如此，黑体辐射问题确实似乎是另一小块小乌云。
最终，量子理论的出现才解释了黑体辐射。我们在后续章节中将会看到，量子理论对我们有关这个世界的许多假设都产生了非常深远的影响，具体来说，它对牛顿世界观的多个重要内容都产生了巨大影响。所以，与迈克尔逊-莫雷实验的情形一样，黑体辐射的问题后来被证明并不只是一小块乌云。
其他问题
尽管迈克尔逊-莫雷实验结果和黑体辐射问题是开尔文爵士所谈到的小乌云中最为突出的两个，但在20世纪开始的时候，仍然有其他几个令人困惑的命题。在结束本章之前，我将对其中几个命题依次进行简要探讨。
在20世纪开始的时候，物理学家意识到某些元素受热后发出的光都有出人意料的模式。举个例子，假设我们加热一块钠样本。我们会注意到样本发出淡黄色光线（餐桌上的食盐包含钠元素，你只要加热一小撮盐，就会对这个效果有所体会了）。这个现象本身并没有问题，某些物质受热后会散发出特有光线是人们早已知道的事实。在20世纪早期，令人惊讶的是物理学家发现某些元素比如钠受热后发出的光，其中仅有某些特定波长的光线。（后来证明，每个元素发出的光的波长模式都是这个元素所特有的，而在确定未知元素的组成时，这个特点被证明有十分重要的作用。）受热元素所发出光线具有特定波长模式，以及这些光仅由特定波长的光线组成，都是令人惊讶的事实。根据牛顿科学体系的观点，元素发出的光应该是由大量连续波长的光线组成，而不是仅由几种离散波长的光线组成。
因此，我们又遇到了一个关于牛顿科学体系的不证实证据，尽管在当时，这看起来同样是相对不重要的问题，然而，这个问题后来也被证明只能靠量子理论来解决。
同样是在这一时期，也就是19世纪末期和20世纪初期，一系列研究的结果都无法直接与当时已有理论相符合。这些结果并不一定是已有理论所直接面临的问题，但是当时也没有一个完整体系来容纳这些研究结果。接下来的几个例子可以说明这一类命题。
在这一时期，很多物理学家，包括很多著名的物理学家，都在对现在通常所说的“阴极射线”进行研究。现在，我们知道阴极射线实际上是一个电子束，但在那时，这些研究人员的实验结果通常都不一致，而且正如在前面提到过的，当时不存在一个完整体系来容纳这些实验结果。因此，同样地，尽管这些结果并没有直接与当时通常的观点相矛盾，但它们多少令人感到困惑。
大约在同一时期，现在所说的X射线被发现了。现在人们认为X射线是一种电磁辐射，与可见光相似，但波长更短。与阴极射线相同，关于X射线的许多早期研究结果都让人很困惑。简单举一个例子，有些实验表明X射线应该是粒子，但另一些实验则同样有力地表明X射线不可能是粒子，而应该是波。所以，在那个时候，尽管X射线的许多性质都被发现了，但对X射线是什么仍没有很好的理解，像阴极射线一样，这些实验结果都无法被纳入一个完整的体系中。
再举一个例子，放射性也是在这一时期被发现的，相关研究中包括玛丽·居里（1867—1935）和皮埃尔·居里（1859—1906）的研究和重要发现。（玛丽·居里是第一位获得诺贝尔科学领域奖项的女性，同时也是第一位两次获得诺贝尔奖的人。）同样，放射性元素的性质也被证明令人困惑。与前面提到的例子一样，尽管放射性没有与已广为接受的牛顿科学体系的观点产生直接矛盾，但是与放射性相关的发现不能被简单地纳入牛顿科学体系内。
前面讨论的几个命题，既没有涵盖20世纪初期物理学全部的活跃研究领域，也不是对研究结果仍存在困惑的领域的完整描述。但是，这些例子应该已经足够让我们体会到那些“尽管并没有与通常的牛顿科学体系观点发生直接冲突，但也无法轻易与这些观点拼合在一起”的结果究竟是怎样的。
｜结语｜
1700～1900年间，出现了大量科学研究成果，它们都融入了17世纪的科学家们所提出的架构体系，其中最值得注意的就是牛顿提出的科学体系。新研究成果的融入，使这些架构体系看起来前景无限。所有内容似乎都完美地拼合在一起，结果就是得到了牛顿体系的宇宙观，它看起来几乎可以解释一切，或至少人们希望如此。
在结语之前的小节里，我们讨论了19世纪末两个最突出的问题，也就是迈克尔逊-莫雷实验问题和黑体辐射问题。我们随后又简要讨论了在这一时期其他几个同样令人困惑的研究结果。当时，人们都期望在通常的牛顿科学体系内解决迈克尔逊-莫雷实验结果和黑体辐射问题。而对前一个小节结尾部分讨论的那些令人困惑的其他研究结果，情况也是如此。
然而，后来事实证明，这些结果对牛顿世界观来说并不只是无足轻重的小问题。在剩下的几章中，我们将探讨新近的一些发展，大部分都出现在20世纪以后。相对论和量子理论是其中两个主要发展，它们最终对迈克尔逊-莫雷实验和黑体辐射的有趣结果进行了解释。另一个新近主要发展是演化论，我们在本书的下一部分也会对这个理论进行探讨。我们将看到，所有这些新近发展都对我们的观点，至少是对我们自牛顿时代开启以来所秉持的观点，产生了重要影响。