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十九世紀末年許多新的物理發現給當時近完美的物理世界摻進了許多沙子，一八六四年天才物理學家馬克斯威爾提出他的第一篇解釋電磁現象的論文，一八七二年他的經典名著「Treatise on Electricity and Magnetism」出版，這標示了另一個新浪潮的興起，一八八八年赫茲發現了電磁波，從馬克斯威爾的方程式給赫茲的提示，使他拋棄了機械式的觀念，他認為定律本身只要可以描述物理現象就够了。它並不一定非得和人類心靈有什麼特殊的關係。這種看法是對牛頓力學大一統觀念的一種反動，我們隨後就可以看到這種反動觀念引起的影響有多麼深遠。

波蘭人哥白尼首先對這個古老的宇宙架構發難，提出太陽中心的學說，隨後伽利略更用一個簡單的實驗給亞里斯多德的物理學以致命的一擊。事實上對於這麼一個古老的神秘主義重重籠罩的世界。這就像是鼓足了氣的一只大氣球，驀地給穿了個洞似的，牛頓在這個偉大的過渡時代所擔當的角色就是重新補上這個漏氣孔，讓整個氣球再次慢慢地鼓脹起來。所不同的是充塞在氣球中的不再是亞里斯多德式的經院哲學，而是牛頓的機械式的力學。

「理性如果用它那永無休止的工作來量度的話，誠然是弱小的，如果再和人類的愚笨及熱情比較的話，就更顯得渺茫了，我們不得不承認這兩者不管在大事或小事上都主宰著人類的命運，但是在喧鬧忙亂的年代裡，卻只有理性的成品可以流傳下來。這點安慰，使身在這個不平靜的年代裡的我們，不禁回憶起牛頓來，正是三百年前，上帝特地派遣他來到人間。

在近代物理學中另一支和相對論相互輝映的成就，也同時在本世紀初得到關鍵性的突破。十九世紀的牛頓力學本是解釋宇宙的巨觀現象世界的利器，隨後由於工藝的發展，人類對於微觀世界觀察的能力日益增加，牛頓力學的缺陷遂也日益明顯。新的微觀理論就日益重要。一八八八年赫茲發現電磁波的同時也發現了光電現象，一八八五年光譜學家巴耳末得出氫原子光譜的實驗式，這些都不是古典牛頓力學可以解答的問題，同時固體的比熱及黑體輻射等問題也無法解決。公元一九〇〇年木訥寡言的普魯士物理學家普朗克提出了「量子」的概念，解決了黑體輻射的問題，同時也可以解釋固體的比熱。一九一三年波耳提出解釋巴耳末譜線的氫原子結構模型，是為「舊量子理論」的濫觴，這時波耳仍然把次原子質點當成是古典牛頓力學中的物質質點看待，因此其理論仍然是不完全的。直到一九二四年德．布洛易提出次原子粒子和巨觀粒子具有完全不同的性質——即波動與粒子二重性，一個較完整的微觀理論才逐漸建立，這就是量子力學。hｔtｐs://ｍ.ｈetｕｂooｋ•ｃoｍ•ｃom

科學的大一統的信念根植人心已久，中古亞里斯多德的角色不旋踵即由牛頓取而代之，牛頓推翻了舊的宇宙架構，自己搭起了一座新的宇宙，在他這個宇宙裡萬物都依循著力學定律而各有定位，運動定律用「慣性系統」來和「絕對空間」及「絕對時間」等關係相聯，為了要有一個絕對的參考系統，一個新的絕對坐標就得重新引入，在亞里斯多德的哲學裡，這種絕對坐標就是神靈，無所不在的萬能上帝；而在牛頓力學中，機械式的坐標必須代替這種形上學的坐標，於是「以太」這種物質化了的絕對坐標便被引進了，「以太」是無所不在，充滿了宇宙每一個角落的一種物質，由於它的這種無所不在的性質和圖書（和神靈相當），它就代替了上帝成為宇宙架構的骨幹。如果我們仔細地考查一下「以太」在牛頓力學中擔當的角色，我們就會發現它和亞里斯多德哲學中形上學的神靈是毫無分别的。這種根本上對於理性的完美性而提出的形上學概念是無法避免的。

中世紀大一統的哲學觀點表現在對哥白尼的迫害上，當牛頓繼承伽利略對運動物體的研究，接收了刻卜勒的研究結果，重新整理出一套新的力學體系時，反動的勢力就再也支撑不住了，如堤決似的整個傾圮。牛頓的力學體系對於許多自然現象的解釋，以及在應用科學上的廣泛使用，很快地形成氣候，整個中世紀的亞里斯多德的哲學觀至此全部被牛頓的力學觀代替。天體運行是遵循簡單力學運動的結果，力學模型被應用到電磁學、熱力學、化學等方面，甚至於牛頓本人都過分高估了自己的天才，企圖用力學來解釋光的現象，雖然結果並未成功，但是他相信原則上是沒有困難，大概只是細節問題了。我們可以很清楚地看見，這種信念的產生，一方面固然是由於他的理論的驚人成就，根本上卻仍然是中世紀流傳下來的那種理性對於科學、哲學的大一統性的信心在作祟。十九世紀末，牛頓的信徒們完整地建立了整套力學的形式體系，拉格郞基（Lagrange）、迪阿倫伯（D' Alembert）、漢彌頓（Hamilton）、潘伽略（Poincare）等對於牛頓力學最後形式的完成似乎都深信不疑，這時不但科學家們在牛頓力學下大做文章，哲學家們也因牛頓力學的衝激展開了劃時代的新頁。

用愛因斯坦自己的口吻，我們可以說百年前上帝派遣他來到了人間。

由此，我們可以深深地體會出愛因斯坦在人類心目中的地位，而這段話，恰巧也能拿來作為他自己的註腳。

一九一六年，愛因斯坦hｔｔｐs://ｗｗｗ•heｔubｏok.ｃoｍ•ｃｏｍ挾其不世的才華，將牛頓的萬有引力理論重新考慮，提出了新的萬有引力理論，也就是通常所謂的廣義相對論，愛因斯坦的偉大天才在此表露無遺，廣義相對論雖然這許多年來，因為它處理的是宇宙之間的廣大空間與物質分佈的問題，在人類實際的應用上沒有什麼用途，但是近年由於天文物理學及太空探險的發展，使得宇宙的探討日漸可能，廣義相對論遂演變成為今日的物理宇宙論（Physical Cosmology）的中心。

薛丁格、海森堡、狄拉克、鮑利都是這個新理論的先驅者。這個理論在次原子中偉大的成就成為近代科學史上最重要的事件之一。愛因斯坦對於這個理論的發展雖然也有不可抹殺的貢獻，但是他個人自始至終對於這些理論抱著懷疑的態度，這時期圍繞著他的問題是如何建立一個可以統一萬有引力場與電磁場的新理論，無庸置疑地，我們仍然可以由此看到中世紀以及牛頓時代那種對於理性的過多信心的觀念在愛因斯坦心中隱現，終其一生他沒有完成這件工作，也許比起牛頓來這要算是遺憾之處吧。一九二七年狄拉克提出一篇題為：「輻射之吸收與發射的量子理論」，開量子場論之先河，五十年代新一代的優秀物理學家，費恩曼、吉爾曼（M. Gellman），朝永振一郎、施溫格（Schwinger）等人更給場論奠下了今日的基礎，成為現代物理學的先鋒論題。

恩斯特．馬赫是這一個新時代的先驅者，他給牛頓的絕對空間的概念換了一件新的外衣，他以為一切運動都以無窮遠處的「恆星」做為絕對靜止的坐標，這一個概念至少在物理意義上比「以太」要來得實際些，一九〇五年愛因斯坦提出狹義相對論，及一九一六年提出的廣義相對論裡都把這個「馬赫假設」做為前提，因此我們也可以看到，在馬赫——愛因斯坦的宇宙裡，由於這個假設的結果，宇宙就不可能是有限的。在馬赫的眼中，牛頓力學只不過是對經驗事實觀察而得到的綜合，ｈｔｔｐs://wｗw.heｔｕboｏｋ.ｃｏｍ•ｃｏｍ並不就是物理現實本身。另一方面由法國數學家潘伽略所提出的批評以為科學定律（牛頓力學）只是對於「力」、「運動」、「物質」、「電荷」等名詞的定義而已，由這些定義組成一套可以由經驗證實的命題系統。這兩種似乎背道而馳的看法。事實上只是十九世紀實證主義的兩面罷了。

以上是愛因斯坦於一九四二年的聖誕節，在曼徹斯特衛報上（Manchester Guardian）為紀念牛頓所寫的文章開頭的第一段話。

在牛頓的先驅者哥白尼及伽利略的時代，宗教的神秘主義統御著整個西方世界，亞里斯多德的哲學成為官方經院哲學的主要內容，在思想上統一著整個學術的範疇，二千年來這一套哲學成為一切理性及信心的典範，於是人人相信兩塊大小重量不等的東西由等高處落下，重量大者先著地。人人相信天體是一種神靈物體，人人也相信地球是宇宙的中心。這種大一統思想造成的結果就是人類思想模式的劃一，對於理論完整性（如亞里斯多德哲學）的求全也因此深植人心，以為宇宙的一切現象若不能統籌地以一個完整理論來加以解釋就不能算是得到圓滿的解釋；在牛頓以前的思想界裡，亞里斯多德哲學擔當的就是這個完善無缺的角色。

「想到他就會聯想到他的成就，對這個人，我們只能透過他和永恆真理奮鬥的鏡頭才能瞭解他。」

早在一九〇四年，勞倫茲提出用一組新的轉換式來解決馬克斯威爾方程式的不變性問題，這個轉換式只是為了解決這個困難而提出的數學表式，當時沒有人認出它其中的物理意義，一九〇五年，偉大的天才物理學家愛因斯坦以他那過人的洞察力，賦予這組轉換式以https://www.hetubook.com.com新的意義，並且重新由他的狹義相對論中導出這組轉換式。這個理論提出之後舉世嘩然。牛頓力學成為相對論力學在運動速度遠小於光速時的特例。獨斷的牛頓力學時代從此遂告終了，嶄新的物理世界頓時重新開展。相對論的意義不但在於它本身所預言的許多驚人結果，在物理學上也成為一切基本定理形式化的規範，馬克斯威爾方程式，在相對論表象之下獲得驚人的約化，相對論的轉換不變性取代了牛頓力學的轉換不變性成為宇宙最基本的原則之一。

二十世紀是人類史上科學最輝煌的時代，如果我們曉得人類有史以來百分之八十的物理學家都是在二十世紀才開始他們的創作生涯，倘如我們還知道這百分之八十中的百分之八十的物理學家今天仍然健在，其中許多仍然處在創作的巔峰狀態，一旦我們知道這些事實，我們就可以毫不猶豫地說愛因斯坦是人類有史以來最偉大的物理學家。

我們可以看到在亞里斯多德、牛頓及愛因斯坦心中徘徊不去的那種理性的陰影，是否仍然存在呢？當代物理學家J.J. Sakurai在他的名著「高等量子力學」一書中說：「可以肯定的是，今天在量子場論中的大部分元素，至少可以繼續存在一百年。」，且看這是何等的豪語，當代由G．F．丘（G.F. Chew）等人領導的一派物理學家，相信基本粒子已經是不可再分的最基本質點，一切物質的特性都可以由探討基本粒子的可析性（Analyticity）而得，這可以說完全是十九世紀末牛頓信徒的翻版，此外韋恩柏格（Weinberger）及班澤民．李（Ben Lee）等所領導的一群人正從事於用規矩（Gange）理論來把電磁場和弱交互作用場（一種支配貝他（β）粒子裡衰變作用的力場）統一起來，在日本則有板田昌一等人所倡的以哲學方法論為指導原則來解決基本粒子的所謂「三階段論」，這許多分歧的研究方向不外再度告訴我們理性在科學舞台上所佔的角色。這種角色的重要性，還是有待於觀眾的歷史眼光來評價的。