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自然和自然法则在夜间隐去。上帝说，让牛顿来！于是一切都变得明亮起来。
——亚历山大·波普尔
量子理论与我们的直觉冲突得厉害。然而，物理学家却毫不犹豫地将量子理论作为一切物理学——从而也是所有科学——的根本基础来看待。要问为什么会这样，还得从历史谈起。
在17世纪，立场大胆的伽利略创立了现代意义上的科学。在随后的几十年里，艾萨克·牛顿对运动普遍规律的发现为一切事物的运动提供了合理的解释模式。牛顿物理学导致了影响今天我们每个人的思想的世界观。量子力学既依赖于这种思维又对其构成了挑战。
伽利略坚持认为，一种理论是否科学唯有在实验检验的基础上方可被接受或拒绝。理论与人的直觉是否相符必定是不相关的两回事。这一断言否决了文艺复兴时期——事实上，是古希腊——的科学发展观。让我们来看看伽利略在意大利文艺复兴时期所面临的问题：古希腊的科学遗产。
应当感谢古希腊的哲学家，他们认为大自然是可以理解的，从而为科学活动搭建了舞台。随着亚里士多德的著作在13世纪被重新发现，人们将古希腊人的成就尊称为“黄金时代”的智慧。
亚里士多德指出，自然界发生的一切事物本质上都是物质运动。他甚至举例说，橡子发芽便长成橡树。因此他从处理简单对象的运动开始研究，这样他可以从少数的基本原理起步。这也正是我们今天做物理研究的方式。我们探索基本原理。然而，亚里士多德选定基本原理的方法使得研究要取得进展变得没有可能，因为他假设这些原理必须是直观上可感知的自明的真理。
下面是其中的几条：物质客体都趋于停留在宇宙中心，这个中心“显然”是地球。物体下落是因为它们有趋向宇宙中心的本能。因此重的物体——也就是那种本能较强的物体——毫无疑问会比轻的物体下落得快。另一方面，在完美的天堂里，各种天体都是以最完美的形状——圆形——运动的。这些圆都位于以宇宙中心——地球——为球心的球面上。
古希腊科学有一个致命缺陷：它没有任何机制来推动达成共识。古希腊人对科学结论的实验检验无外乎从政治或审美的立场出发，因此矛盾的观点引来无休止的争论。
黄金时代的思想家们为科学进步付出了很大努力。然而，没有一种用以达成某种共识的方法，要想取得进展是不可能的。虽然亚里士多德在他自己所处的时代没有取得共识，但到了中世纪晚期，他的观点却成为教会的官方教条，这主要拜赐托马斯·阿奎那的努力。
阿奎那将亚里士多德的宇宙学和物理学与教会的道德和精神学说加以配对，创建了一种引人注目的综合体系。地球，万物坠落之所在，也是道德“堕落”之人的活动场所；天堂，完美天体运行之所在，是上帝及其天使的境界；在宇宙中的最低点，也就是地球的中心，是地狱。那时，即文艺复兴之初，但丁在他的《神曲》中就采用了这种宇宙图像，可见这种认识已成为深刻影响西方思想的一种观点。
天上星星的位置一直被用来预言季节的变化。那么，游荡在繁星背景下的5颗亮星
的意义是什么呢？结论“显然”是，这些行星的运动（“Planet”本意指流浪者）是对人世间飘忽不定的事务的预言。因此，行星值得密切关注。天文学的根扎在占星术里。
在公元2世纪，亚历山大城的托勒密通过数学描述的天上的运动是如此完美，以至于在他的模型基础上制定的历法和导航非常有效。占星家的预言——至少是关于行星的位置——同样很准确。托勒密的天文学以静止不动的地球作为宇宙中心，要求行星在“本轮”上滚动，而这个本轮又是在某个更大圆圈内的圆上运动，由此形成一条复杂的不断循环的曲线。据信卡斯蒂利亚王国的国王阿方索十世
，在听人向他解释了托勒密体系之后，曾这样说道：“如果全能的主在开始创世纪之前征询我的意见，我会建议他创制得简单点。”然而尽管如此，亚里士多德物理学与托勒密天文学的结合还是被当作实用的真理和宗教教义接受下来，并由罗马教廷宗教裁判所加以强化。
后来到了16世纪，教会内部出现的一种深邃思想搅乱了整个苹果园。波兰神父和天文学家尼古拉·哥白尼认为，大自然要比托勒密的宇宙论简单，他认为，地球和其他5颗行星是围绕中心不动的太阳做轨道运动的。我们之所以观察到行星相对于繁星背景来回地徘徊，是因为我们所在的地球也在做轨道运动。地球只是太阳的第三颗行星。这是一种简单得多的图像。
简单很难被当作一个令人信服的理由。地球“显然”停在那里。人们感觉不到它在动。如果地球在运动，那么下落的石块应当落在原位置的后面才对。由于空气被认为充满所有空间，因此如果地球运动，风应该很大。不仅如此，运动的地球还与黄金时代的智慧相冲突。这些论点很难反驳。最令人不安的是，哥白尼体系被视为违背“圣经”，而怀疑“圣经”则威胁到救赎。
哥白尼的著作在他去世前不久才出版。出版时编辑加了一个前言，声称它的描述只是出于数学上的方便。它没有要描述实际的天体运动。教会教义的任何矛盾都不应由它担责。
几十年后，约翰内斯·开普勒的精辟分析表明，如果他假定行星是在椭圆轨道上运动，而太阳处于这个椭圆的一个焦点上，那么关于行星运动的新的精确观测数据将与计算结果符合得非常好。他还发现了一个简单法则，用来算出每个行星围绕太阳旋转一周的准确时间，这一时间周期取决于该行星到太阳的距离。开普勒无法解释他的法则，他也不喜欢椭圆，因为那是一种“不完美的圆”，但他能超越偏见，相信他所看到的事实。
开普勒在天文学方面做了很多工作，但起初引导他的世界观的却并非科学，他认为行星是由天使沿着轨道推动的。作为业余爱好，他画过星相图，他可能真的相信这些。他还曾从天文研究中抽出时间来捍卫他母亲遭受的巫术指控。
1591年，只有27岁的伽利略成为帕多瓦大学的教授，但他不久便离开去了佛罗伦萨。今天的大学教师会明白其中的缘由，研究上花的时间多，教学上的时间就必然少。伽利略的才能表现在音乐、艺术和科学研究上。他阳光帅气、诙谐幽默而且迷人；他也爱夸夸其谈，表现得傲慢且小气。关于他的才气不是一两句话能说清楚的。他喜欢女人，她们也喜欢他。
伽利略是一个忠实的哥白尼信徒。他也认为较简单的系统更有意义。但是与哥白尼不同，伽利略并不仅仅看重计算上的新技术，他主张新的世界观。卑躬屈膝的做法不是他的风格。
图3.1 伽利略。
教会不得不停止伽利略的独立思考的主张。教会的目标是拯救灵魂，而不是科学上的有效性。罗马教廷的宗教裁判所发现他的理论属于异端邪说，便让他参观了刑讯室，逼得伽利略宣布放弃了他的地球在太阳轨道上运动的学说。在他生命的最后几年里，伽利略过着软禁的生活，这要比另一个哥白尼信徒布鲁诺强多了，后者被烧死在火刑柱上。
尽管宣布不再坚持日心说，但伽利略知道，地球的确在运动。此外，他意识到，亚里士多德对运动的解释在运动的地球上不再成立。是摩擦力，而不是停在宇宙中心的本能使得滑块停下来；是空气阻力，而不是宇宙中心的本能使得羽毛的下降速度比石头的慢。
与亚里士多德的说法相左，伽利略声称：“在没有摩擦力或其他影响力的情形下，物体将以恒定的速度沿水平面持续地运动下去。”“在没有空气阻力的情形下，重物和轻物会以同样的速度降落。”
伽利略的思想是显而易见的——对他自己而言。他怎么说服别人呢？反驳亚里士多德关于物质运动的教导可不是一个小问题。亚里士多德的哲学是一个全方位的、教堂供奉的世界观。你能驳斥其中的一部分，就能驳倒它的全部。
为了让人接受他的想法，伽利略需要有与亚里士多德的力学相冲突的例证，而且这个例证要符合自己的想法。他环顾四周，发现这样的例证很少。他的解决之道：自己创建！
伽利略想出了特别鲜明的情形：“实验。”用实验来检验理论预言。这似乎是一个显而易见的方法，但在当时，这却是一种原创而深刻的思想。
他的最著名的实验，可能是从比萨斜塔上同时抛下铅球和木球。木球和铅球同时发出的撞击声表明，轻的木球和重的铅球下落得一样快。他认为，这种演示表明有足够的理由放弃亚里士多德理论并接受他自己的理论。
有些人对伽利略的实验方法不以为然。虽然显示的事实不能否认，但伽利略的演示“都是发生在精心设计的情况下”。这些情形可以忽略不计，因为它们与直观上明显的物质属性相冲突。此外，伽利略的想法肯定是错误的，因为它们与亚里士多德的哲学相冲突。
伽利略给出了意义深远的答案：科学只应该处理那些可以被证实的事情。直觉和权威在科学上没有位置。科学上唯一判断标准是实验演示。
在随后的几十年里，伽利略的做法被彻底接受下来。科学取得了前所未有的进步。
我们先就接受一种理论为可靠的科学理论这一点的证据规则取得一致。这样，在我们考虑接受违反直觉的量子理论时，它们会使我们处于有利地位。
但首先声明一点，这里的“理论”一词指的是量子理论，而非牛顿定律。“理论”是现代用语。让人不禁想到20世纪或21世纪的物理学“定律”。虽然“理论”有时被用于指称某种思辨性的设想，但它未必就意味着不确定性。就目前来说，量子理论是完全正确的，而牛顿定律则是一种近似正确的理论。
作为一种谋求共识的理论，它首先必须给出可检验的预言，其结果应能够客观地显示出来。它必须经得住那些具有挑战性的可能的反驳。
“如果你是好人，你会去天堂。”这类预言可以是正确的，但它不是客观可检验的。宗教、政治立场或一般意义上的哲学都不是科学理论。亚里士多德的可检验的落体理论，即预言一个2磅（1磅=0.4536千克）重的石头其下降速度是一个1磅重石头的2倍的那种理论，是科学理论，虽然它是一种错误的理论。
一个理论，只要能给出可检验的预言结果，就是可靠科学的候选者。它的预言必须接受实验的检验，这些实验可能是设计来试图反驳这一预言结果以挑战该理论，而且实验必须具有说服力，以打消人们的怀疑态度。例如，暗示存在超感官知觉（ESP）的理论作出过各种预言，但到目前为止，检验还不能令质疑者信服。
一个理论要成为可靠的科学理论，就必须使其多项预言被证实，并且没有一项是不成立的。只要有一项预言不正确，就将迫使理论被修正或放弃。科学方法对于理论是很硬的。一个不对你就出局了！其实没有一种科学理论是完全可靠的。它始终存在着在将来某个时候被证伪的可能性。科学的理论充其量是暂定可靠的。
设置高标准实验验证的科学方法不仅对于理论是一种硬尺度，对我们来说也是一种考验。如果一个理论满足了这些高标准，我们就有责任将它作为可靠的科学接受下来，不管它与我们的直觉冲突是如何剧烈。量子理论就将是我们面临的这样一个重点。
艾萨克·牛顿出生于1642年，即伽利略去世的那一年。随着实验方法被广泛接受，科学取得了明显进步，尽管亚里士多德的错误物理学还经常被教导。位于伦敦的英国皇家学会，今天主要的科学组织，成立于1660年。它的座右铭——Nullis in verba——翻译过来大致是“任何人的话都别当真”。伽利略听到会很高兴。
牛顿是一位很利索的人，据说他接管了家里的农场。但他对读书比对犁耙更感兴趣，他设法去了剑桥大学，通过做点零活儿来支付学费。作为一名学生，他不是十分出色，但科学——那时叫“自然哲学”——令他着迷。大瘟疫来临，大学被迫关闭，牛顿回到农场待了一年半。
图3.2 艾萨克·牛顿
年轻的牛顿了解到伽利略的教诲：在完全光滑的水平面上，滑块一旦滑动移动，就将永远滑下去，需要克服的只有摩擦力。如果有更大的力作用，滑块的运动将加快，它将做加速运动。
然而，伽利略接受了亚里士多德的物体降落是“自然的”，无须任何力的作用的观念。他还认为行星可以“自然地”、在没有外力的作用下做着圆周运动。伽利略恰恰忽略了他的同时代人开普勒发现的椭圆轨道。由于牛顿提出了普适的运动定律和重力，因此他必然超越伽利略所接受的亚里士多德的“自然性”的思想而走得更远。
牛顿说，他的灵感来自于他看到的苹果落地。他可能会问自己：既然水平加速度需要力，那么为什么垂直加速度就不需要力了呢？如果有一个向下的力作用在苹果上，为什么就不能作用在月球上呢？如果答案是肯定的，那为什么月球不会像苹果那样掉到地球上来呢？
图3.3 牛顿画的山上的大炮图
月亮之所以不会撞向地球只是因为它有垂直于地球半径方向的速度，就像打出去的快速炮弹。牛顿意识到了前人所不曾注意到的问题：月亮在降落。
伽利略认为，没有力作用的匀速运动只适用于平行于地球表面的运动，即围绕地心的圆周运动。牛顿纠正了这一点，认为使物体偏离直线上的恒定速度需要力。
需要多大的力呢？物体的质量越大，需要加速的力应该更大。牛顿推测，所需的力应等于物体的质量乘以力所产生的加速度，即F=Ma。这就是牛顿的运动普适定律。
但是在牛顿所处的时代，似乎有一个反例：下落呈加速过程，但却看不见产生影响的力。年轻的牛顿曾同时设想出两个思想深刻的概念：以他名字命名的运动定律和万有引力。
当瘟疫消退，牛顿回到剑桥。当时的卢卡斯数学教授艾萨克·巴罗很快就对他的这位曾经的学生留下深刻印象，他决定辞去卢卡斯讲席教职，让牛顿来当。于是这个安静的男孩变成了一个深居简出的单身汉（独身是剑桥大学对教师的要求）。牛顿是个沉默寡言和郁郁寡欢的人，往往对善意的批评感到愤怒。他宁愿花整晚的时间阅读伽利略的著作。
牛顿的想法需要检验。然而在地球上，可以移动的物体之间的万有引力太小，使他无法测量，于是他将视线移向天空。他用他的运动方程和万有引力定律推导出一个简单的公式。但当他看着这个公式时，一股寒意不经意间流过脊背——他的这个公式正是开普勒在几十年前给出的每个行星绕日运动的确切时间的那个未经解释的公式。
牛顿用这个公式还可以计算出月球轨道周期是27天，这与你让一个自由落体获得每秒10米的加速度时所得到的期望值是一样的，伽利略已通过实验证明了自由落体的这种加速度。也就是说，牛顿的运动公式和支配苹果落地的万有引力同样适用于月球。这些公式是在地球上得到的，但它们适用于天体。牛顿的方程是普适的。
牛顿意识到他的发现的意义，但他写的第一篇论文所引起的争议令他心烦，因此现在提出要将这套理论出版，这简直让他恐惧。
大约在他回到农场的二十年后，有一天，年轻的天文学家埃德蒙·哈雷访问了牛顿。哈雷知道当时其他人也正在猜测产生开普勒的行星椭圆轨道的引力公式的形式，便问牛顿，他的万有引力定律所预言的是什么轨道。牛顿立即回答说：“椭圆。”这种快速反应令哈雷印象深刻，于是他要求看看牛顿的计算。但牛顿找不到他的论文。一位历史学家指出：“当其他人还在寻求万有引力定律的具体形式时，牛顿已经弄丢了它。”
哈雷提醒牛顿，别人可能抢在他前面发表这一结果，于是牛顿赶忙花了18个月的时间一口气写成了《自然哲学的数学原理》一书。我们现在读到的《原理》是在哈雷的资助下于1687年出版的。牛顿对批评的恐惧变得现实起来——有人甚至声称，他偷了他们的成果。
虽然人们广泛认识到，《原理》揭示了自然规律的深刻性质，具有数学上的严谨性，但也正是这种数学上的特点和拉丁文叙述，使得这部著作很少有人能够读懂。但普及版很快面世，《女士版牛顿原理》更是畅销书。伏尔泰在比他更具科学素养的情侣夏特莱侯爵夫人的帮助下写了一本《牛顿理论精要》，在书中他声称“已经将这部巨著简化到让你我这样的普通人读得懂的程度”。
揭示自然的理性的做法是革命性的。它意味着，世界至少在原则上，应该像钟表机械那样是可以理解的。这种时钟特征在后来的哈雷对彗星回归的准确预测上得到了充分体现。直到那时，在古代人们的心目中，一直普遍认为彗星的出现预示着国王的死亡。
《原理》引发了称为启蒙运动的崇尚知识热潮。整个社会不再到古希腊的黄金时代去寻求智慧。亚历山大·波普尔准确描绘了这种心态：“自然和自然法在夜间隐去。上帝说：让牛顿来！于是一切都变得明亮起来。”
当时他需要更好的数学方法，为此牛顿发明了微积分。他对光的研究改变了光学领域的面貌。他获得了议会的席位，并作为剑桥大学的代表留在议会里。他成了造币厂主管，并认真履行职责。在他的晚年，艾萨克爵士——被授予爵位的第一位科学家——成为也许是当时西方世界中最受尊敬的人。奇怪的是，牛顿还是一个神秘主义者，曾沉溺于超自然的炼金术和对《圣经》预言的解释。
牛顿世界观的最直接的影响是打破了中世纪后期的物质世界与精神世界合一的世界观。虽然哥白尼也许是无意识地通过否定地球为宇宙中心最先打破了教会赖以统治的这种关系，但牛顿通过证明尘世和天堂均受到相同的物理规律的支配这一结论从而完成了对这种关系的彻底否定。在这一灵感的鼓舞下，地质学家通过假设牛顿定律同样适用于整个地质年代，由此发现地球的年龄大大超过《圣经》所述的6000年。这一结论直接导致了达尔文提出进化论，这一理论也是近代科学中最具社会争议的思想。
虽然牛顿遗产的方方面面将永远存在下去，但牛顿的机械论世界观和我们今天称之为“经典物理学”的那部分内容正受到当代物理学的挑战。当然，机械论世界观这一牛顿遗产，今天仍然是我们对物理世界的常识性观点，并且影响着我们对每一种知识领域的思考。
我们现在重点要谈的是牛顿立场的5种“常识性”见解。量子力学对其中的每一种都发起了挑战。
理想化台球是物理学家们非常爱用的确定性模型。如果你知道一对将要发生碰撞的球的位置和速度，那么按照牛顿物理学，你就可以预言它们在任意遥远未来时刻的位置和速度。计算机甚至可以计算出众多碰撞小球的未来位置。
原则上，对于一盒气体周围的原子碰撞，上述法则同样适用。你可以将这种思想推广到所有情形：对于那双能看到宇宙中每个原子在某一时刻的位置和速度的“眼睛”，整个宇宙的未来显而易见是确定的。原则上，在牛顿世界观看来，宇宙的未来是确定的，不论人们知不知道其未来都一样。确定性的牛顿宇宙就是一部大机器，其精准的齿轮使它按预定的方式运行着。
于是上帝就成了主宰这部机器运行的大师，一个伟大的工程师。有些人则走得更远：造完这部确定性的机器后，上帝就没事可干了。他是一名退休的工程师。而从退休到否定上帝存在，只是一小步。
决定论的思想也渗透到对个人行为的理解：你看似自由的选择实际上是否是预先确定的呢？按照艾萨克·巴什维斯·辛格的理解，“你一定要相信自由意志，你别无选择”。这里有一个悖论：我们的自由意识与牛顿物理学的决定论相冲突。
在牛顿之前，自由是指什么呢？不存在这个问题。在亚里士多德的物理学里，甚至连一块石头从山上滚下都是遵循其个体的倾向，以自己的特殊方式进行的。正是牛顿物理学的决定论造成了悖论。
然而，这是一个良性的悖论。虽然我们通过我们有意识的自由意志来影响物质世界，但自由意志对物理世界的外部可观察的影响是通过移动物体的身体肌肉间接得来的。意识本身可以被看作是密闭于我们身体内的。
因此，经典物理学默认，意识及其相关的自由意志不在物理学家关注的范围之内。先有意识，后有物质。
物理学处理的是物质。有了这个分裂的宇宙，前量子物理学家就可以在逻辑上避开这个悖论。决定论或自由意志悖论可以避免，是因为它只有通过确定性理论产生，而不是通过实验验证来确立的。因此，通过将理论的范围限定为排除观察者，物理学家便可将自由意志和其余的意识问题交给心理学、哲学和神学去考虑。这是他们的偏好取向所在。
在量子力学诞生以后，即当马克斯·普朗克给出了电子随机行为的解释之后，决定论遇到了挑战。后来，观察者在量子实验中的介入又带来了更深刻的挑战。物理学再也不能简单地通过限定理论范围来将自由意志问题排除出去了。它在实验演示中必然存在。而且在量子力学里，有意识的自由意志的矛盾也不再是良性的了。
在牛顿之前，对自然现象的解释显得神秘，而且在很大程度上是没用的。既然行星是由天使推着走的，石头下落是因为它们先天就具有趋向宇宙中心的欲望；既然种子发芽是对成熟植物生长的效仿，那谁又能否定其他神秘力量的影响呢？谁能说月相或咒语就一定不相关呢？流感的全名叫“influenza”，该词的本义就来源于最初的超自然影响力的解释。
相比之下，在牛顿世界观里，自然是一台机器，它的运行虽然我们还不完全了解，但其运行机制一点也不神秘，与时钟并无二致，只是我们看不见其内部的齿轮。接受这样一种物理上实在的世界已经成为我们的传统智慧。虽然我们会说这辆车“不想跑了”，其实我们的意思是想让机师给个物理上的解释。
我们提出“实在论”的问题，是因为量子力学挑战这种古典观点。为了避免语义上的误解，我们先不谈主观上的实在性，因为这种实在性因人而异。例如，我们可能会说，“你的实在感是由你自己创造的”，这里“实在”的意思是指你的心理上的实在性。而我们这里所说的实在是客观实在，是一种大家都认同的实在概念，譬如石头的位置，就是这样一种实在概念。
几千年来，哲学家对于实在的性质有过广泛多样的观点。一种称为“实在论”的传统哲学观点认为，物质世界是一个独立于对其观察的存在。一种更激进的实在论则干脆认为，除了物理客体，任何东西都不存在。例如，在这种“唯物论”的观点下，意识，至少在原则上，最终应能够依据大脑的电化学性质而得到理解。人们对这种唯物论观点的默认，甚至对它的明确辩护，在今天并不鲜见。
与牛顿的实在论或唯物论观点不同，哲学上还有一种称为“唯心论”的观点，它认为我们感知的世界不是实际的世界，不过，我们可以通过心灵来把握实际世界。
一种极端的唯心主义立场是“唯我论”。其实质是：我经历的一切都是我自己的感觉。例如，我可以知道存在这支铅笔，那是因为它将光线反射到了我的视网膜上，它的重量对我的手指造成压力感。除了我的经验感觉，我不能证明存在什么“真正的”铅笔或其他任何东西。（请注意这段话是用第一人称单数叙述的，对唯我论者来说，你的存在只是我精神世界的感觉而已。）
“如果森林里倒下一棵树，但没有人听见，那是不是就不发出声响了呢？”实在论者的答案是：“不是，即使气压变化即我们能够感知的声音没有被人听到，它们依然是一种真实存在的物理现象。”而唯我论者则回答：“是的，除非我感知到它，否则存不存在一棵树都未可知。要说它存在，那也只有我的意识感觉到它是实际存在的。”对于这一点，我们不妨引用哲学家伍迪·艾伦的原话：“如果一切都是幻觉，没有什么是存在的，那又该如何呢？那样的话，我肯定我的地毯买贵了。”
我们将看到，有意识的观察者对量子实验的介入，使牛顿世界观发生了如此剧烈的颠覆，以至于实在论、唯物论、唯心论，甚至是唯我论等派别的哲学问题都变得有讨论的必要。
建立在亚里士多德理论基础上的文艺复兴时期的科学充满了神秘的心物关联性。譬如石头就具有奔向宇宙中心的强烈愿望。
橡子总想着效仿附近的橡树。炼金术士相信他们的个人纯洁性能够影响烧瓶里的化学反应。相比之下，在牛顿世界观里，不论是大块物质，还是一颗行星或一个人，只有通过其他物体施加在它们身上的物理上真实的力，它们才与世界上其他物体发生作用。换句话说，这些物体是可以与宇宙的其余部分分开的。这种观点认为，除非施加物理力，否则一个物体与宇宙中的其他物体没有“关联性”。
物理力可以非常微弱。例如，当一个人看到朋友后，会调整身体运动姿态来与之见面，这里影响力由他的朋友反射的光所传递，并施加在他的视网膜的视紫红质分子上。违背可分性的一个例子是伏都教巫师将一枚钉子钉在一个道具娃娃上，从而可以不借助物理力而引起你的痛苦。
量子力学违反了我们的古典直觉，它认为存在违反可分性的瞬时影响力。爱因斯坦嘲笑这些行为是“幽灵行动”。然而，现在实际的实验证明这些行为确实存在。
人们的世界观里通常隐含着还原论假说，这个假说认为，复杂系统至少原则上可以用更简单的要素来解释，或者说被“还原”成较简单的要素。例如，汽车发动机的工作原理可以用燃油产生的气压推动活塞来解释。
依据生物学基础来解释心理现象有可能将心理学的某个方面还原成生物学。（“对你来说，世上的肉汁要比坟头多。”斯克罗吉对马利的鬼魂说，因为他把他的梦想还原成了消化问题。
）
化学家可以依据所涉原子的物理性质来解释化学反应，如今这对于一些简单情形是可行的。它意味着可以将化学现象还原到物理学。
我们可以认为存在一种还原论金字塔（图3.4），从层级最高的心理学还原到物理学，而物理学则是牢牢扎根于经验事实。科学的解释一般都是还原性的，总是转向更基本的原理来寻求原因。虽然人们在向这个方向努力，但通常只能迈出一小步。具体到每个层级，我们始终需要一般性原理。
图3.4 科学解释的层级结构
违反还原论的典型例子是曾经为解释生命过程而提出的“活力”概念。在这种观点看来，出现在生物层面上的生命现象是不能到化学或物理学里去寻找起源的。显然，这样一种生命哲学思想在今天的生物学里是站不住脚的。
在意识研究领域，还原论在今天引起很大争议。有些人认为，一旦意识的电化学神经关联变得可以理解，那么就没有什么需要解释的了。而另一些人则坚持认为，我们的意识经验的“内在之光”不可能由还原论来把握，意识是第一性的，新的“心理学原理”仍将是需要的。量子力学就被宣称为支持这种非还原论观点的证据之一。
牛顿对万有引力的解释受到挑战。引力是这样一种力，它可以不借助任何物体，通过虚空传播，对此特性当然需要给予说明。
牛顿的简明回答是：“我不作假设。”因此他声称，理论需要做的就是提供前后一致的正确预言。不作假设的态度在量子力学问题上再度出现。然而，量子理论对简单物理实在的否定是一个比力通过虚空传递问题更有必要说明的问题。
在牛顿之后的几十年里，工程师们学会了制造机器，由此带来了工业革命。化学超越了神秘的炼丹术，后者在几个世纪的时间里几乎没取得什么成就。随着理解取代了民间传说，农业成为一门科学。虽然早期的技术工人几乎用不到物理学，但他们取得的飞速进步需要用牛顿的观点来认识支配物理世界的各种法则。
牛顿的物理学成为所有知识研究的范例。比照物理学来建立新的知识体系成了一种艰巨大胆的事业。奥古斯特·孔德提出了“社会学”概念，他称它为“社会物理学”，在这门学科里，人便是由各种力驱动的“社会原子”。以前社会研究从来没有被视为一门科学。
也正是通过类比牛顿物理学，亚当·斯密提出了自由放任的资本主义主张。他声称，如果人们被允许去追求自己的利益，那么一只“看不见的手”——政治经济学的基本法则——便会向总体趋好的方向来调节社会。
这种类比是灵活的。卡尔·马克思认为，是他而不是亚当·斯密发现了正确的经济学法则。马克思宣称“道破了经济运动的法则”，并且运用这一法则预言了共产主义的未来。通过与机械系统的类比，他只需要知道初始条件。他认为，这个初始条件就是他所处的那个时代的资本主义。因此，马克思的巨著《资本论》研究的就是资本主义。
这种类比也出现在心理学领域。西格蒙德·弗洛伊德写道：“这个项目的目的是提供一种具有自然科学性质的心理学，其目的是要用定量测定具体物质粒子状态的方法来表达心灵过程……”那么牛顿理论就充分了吗？作为例子，我们不妨看看B. F. 斯金纳是怎么说的：“作为科学方法在人类行为研究方面的应用，‘人不是自由的’这个假说是必不可少的。”他明确否定了自由意志，采取了一种唯物论和牛顿决定论的论战姿态。
在社会科学领域，这种类比推理的吸引力已有所降温。今天，工作在如此复杂领域的研究者更关注那些在简单物理局面下有效方法的局限性。但更广泛意义上的牛顿力学观点，即寻求经得起实证检验的一般性原理的做法，已成为探究知识的公认模式。
牛顿力学观点是我们宝贵的知识遗产。我们很难逃避它。它是我们日常生活的常识基础，甚至是我们的科学常识的基础。明确这一点可以帮助我们更好地看清量子力学对古典世界观构成的挑战。