20世纪的科学家在心理上承受了一次次打击,其中最具毁灭性,也是最出人意料的,或许要算如下发现:所谓的“太空”,其实是一个拥挤得不能再拥挤的地方。
亚里士多德说过“大自然厌恶真空”,他说得完全正确。就算把某一方空间中的每个原子全部移走,也还是会剩下一片灼热翻滚的能量之海,它的强烈和巨大都是人类的心灵所无法想象的。“真空”的真相是“超空间”,它是一种致密到极点却又仿佛泡沫状的结构。人类已知的最致密的物质是中子星,它每立方厘米都压缩了千万吨物质,但是和“超空间”相比,它只不过是一缕虚无缥缈的幽灵而已。
宇宙的丰富远远超出了人类直觉的天真估计,这是兰姆和卢瑟福在1947年的经典研究中揭示出来的。这两位科学家以最简单的元素——氢原子——作为研究对象,他们发现,单个电子在围绕原子核转动时发生了一件非常奇怪的事:电子的运行轨道并不平滑,看起来像是有什么微观的波不断冲击着它。两人由此提出了一个难以理解的想法:真空本身就在波动着。
早在古希腊,哲学家就分成了两大学派。一派认为自然的运行是平滑的,另一派则认为平滑只是假象,一切运动都是不连贯的跳跃、**,只是幅度太小,无法在日常的尺度上察觉。原子理论的建立宣告了第二条思路的胜利。后来,普朗克又提出了量子理论,证明连光和能量都不是连续的,而是一小段一小段的。到这时,两个学派的辩论终于画上了句号。
按照最终的理论,自然界是不连续的、颗粒状的。虽然在肉眼看来,一道瀑布和一堵砖墙是截然不同的东西,但实际上,两者没有什么差别,只是构成瀑布的水分子砖块过于渺小,无法凭肉眼识别罢了,一旦有了物理学家的专门仪器,就能轻易看到它们的真面目。