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科学研究的过程通常不为人知。物理学家、化学家、地质学家、生物学家的工作都不会处在聚光灯下，当某位科学家钻研几十年后终于获得诺贝尔奖时，大多数人都是第一次听到这个名字。我们听说的只有顺利的实验、成功的故事，却不了解取得科学发现之前那些有关失败、挣扎、怀疑和挫折的故事。时间旅行者有机会在科学家们变得出名且无趣之前拜访他们，亲眼看着他们写公式、收集动物的尸体、建立档案、混合液体或者进行思想实验。与诺贝尔奖颁奖典礼的照片相比，此时的他们往往看起来会年轻、漂亮得多。以下是一些针对科学史之旅的建议。
有些人将伽利略·伽利雷视为“现代科学之父”。然而世界的运行规则并没有那么简单，不是每个抽象的事物都有着自己的父亲和母亲。伽利略之所以闻名于世，原因之一是他在1609/1610年冬天用望远镜进行了首次天文观测，这个冬天拜访伽利略你将不虚此行。其中有三个实际原因。首先，他的天文学发现是在一段相对较短的时间内产生的，大约有几个月的时间，因此你不需要像第谷·布拉赫
那样在丹麦的某个小岛上枯坐好几年。其次，伽利略工作的地点位于阳光明媚的帕多瓦，这是个风景怡人的旅行目的地。为了与埃奇沃思·戴维
一同踏上南磁极而愿意在1909年跟随他前往南极洲的人毕竟是少数。最后，在夜色的掩护下到伽利略家门外看上一眼，这完全是有可能办到的。
在17世纪初，帕多瓦是威尼斯共和国的一部分。从当地乘坐马车和贡多拉小船抵达国际大都市威尼斯只需要几个小时，这段行程伽利略十分熟悉。在那里，伽利略第一次从荷兰商人口中听说了望远镜的发明，于是他决定自己造一架望远镜。此时威尼斯共和国最繁荣的时期已经过去，威尼斯陷入了与土耳其人的争端中，似乎看不到尽头。尽管如此，这座城市仍然是一座大都市，并且向全世界开放。时间旅行者的装扮虽然奇怪，却会与许多古怪的外来者混杂在一起。当时的战争都在别处发生，自1576年以来，瘟疫在当地也已经平息。
据伽利略本人的说法，在帕多瓦的那些年，也就是1592年至1610年，是他一生中最快乐的时光。总体来说当时的他仍然不为公众所知，与天主教会之间的不愉快的争端也尚未发生。伽利略与几名学生共同生活在一座宽敞的房子里，靠在当地大学教数学和天文学来谋生。业余时间里，他与一个住在离他家几条街外的女人共同育有三个孩子。抚养孩子的花销不小，因此伽利略想找一份更好的工作，或许他也想在瘟疫再次暴发之前出人头地。
伽利略自制的望远镜性能并不优越。手工制作的折射望远镜放大率可达到3至30倍。这个倍数并不算高。如今花100欧元就可以买到放大率相似，但光学效果更好的双筒望远镜。可以预见的是，如果你通过伽利略的望远镜观察星星，星星周围会有模糊的光晕，月球也会明显地扭曲变形。不过只要能用它看到前所未见的东西就够了，换言之这也是伽利略的预期。1609年8月，他首次向世人展示他的望远镜是在一个白天。不久的将来望远镜将征服世界，出现在船上、堡垒中和将军们的手里。
拜访伽利略的最佳时间是1610年1月。他在两个月后出版的那部日后闻名于世的著作《星际信使》中记录道，他发现了四个与木星同在夜空中移动的小光点，在几周的时间内，它们沿着一条线来回移动，这就是木星著名的“伽利略卫星”，如今人们分别称之为欧罗巴（木卫二）、加尼美得（木卫三）、艾奥（木卫一）和卡里斯托（木卫四）。人类无法用肉眼观测到这四颗卫星。此外，伽利略还绘制了月球的表面，并辨识出了与地球上相似的立体结构、山岭与山谷。透过望远镜观察到天空中布满了星星，由于镜片不够完美，这些星星看上去固然很丑，但是远比没有辅助工具的情况下看到的东西多得多。
在这个时期，伽利略并不是唯一用望远镜观察天空的天文学家。1609年夏天，英国人托马斯·哈里奥特
先于伽利略观察到了月球环形山，而在伽利略发现后不久，德国弗兰肯地区的西蒙·马里乌斯
在1610年1月也观测到了木星的卫星。在罗马，耶稣会的修士也在用自己的望远镜观察天空。望远镜自1608年被发明出来以后，迅速出现在欧洲的各个角落。将这样一种装置对准木星或月球的想法算不上别出心裁，也谈不上有开创性。这种做法显而易见，第一批科学发现的成果就像低悬在枝头的果实。谁第一个抓住它，第一个将自己的发现公之于众，谁就是赢家。
伽利略很清楚这一点，因此他抓紧时间出版了《星际信使》。在17世纪的自然科学界，“不出版就灭亡”的道理已经适用。他以曾经的学生、托斯卡纳大公科西莫二世·德·美第奇的名字来命名自己的发现，几个月后，科西莫二世在佛罗伦萨的美第奇宫廷为他提供了一个待遇极优渥的新职位：没有教学任务，终身雇佣，永远有稳定的收入。伽利略实现了所有科学家的梦想。木星卫星的发现不仅是天文学上惊人的进步，也向人们展示了科学家为了保障自己的生计做出了哪些努力。
1610年在天文学史上可谓是个激动人心的年代。当时的大多数天文学家仍然相信行星和太阳都围绕着地球旋转。只有约翰内斯·开普勒、伽利略等少数天文学家分别支持着只有六十年历史的一项理论的几种不同版本，这一理论就是所有的行星都围绕着太阳旋转。还有一些人倾向于中立——太阳和月亮围绕着地球旋转，其他行星则围绕着太阳旋转。科学家们针对不同理论体系的优缺点进行了深入辩论。一条十分有效的经验法则是“不寻常的想法需要不寻常的证据”，而此时还没有真正的证据能够证明在我们生活的这个世界，地球和所有行星都围绕着太阳运行。如果你对这个话题感兴趣，你肯定有机会在帕多瓦大学参与关于正确宇宙观的讨论，前提是你听得懂并且会讲拉丁语。
发现木星的卫星并没有为不同宇宙观之间的辩论带来多大改变。木星拥有卫星这一事实并不能证明太阳是否围绕着地球运行。要想证明这一点，首先必须让另一颗行星发挥作用，那就是金星。人们从地球观测金星，当它位于太阳的左侧或右侧时，它看起来就像一弯小月牙儿，这是因为金星只能从一侧被照亮。在环绕太阳运行的过程中，金星会显示出与月球相同的相位。如果相反地，金星是在太阳运行轨迹的内侧绕着地球运转，那么这颗行星应该只能呈现出月牙似的相位。伽利略、哈里奥特、马里乌斯和其他天文学家通过望远镜跟踪观察金星的运行，大约在1610年底，金星呈现出了与人们预期完全相符的相位，也就是围绕着太阳旋转形成的相位。这个发现切实撼动了古老的地心说。这至少可以证明金星不是在围绕着地球运行。但此时的伽利略已经身在佛罗伦萨，举世闻名，想要拜访他已经很困难了。
我们要给时间旅行者提个醒：你肯定觉得伽利略是个富有魅力、风趣幽默的人，或许你还会想细细询问有关他的仪器、想法和理论的问题。但与此同时，伽利略又是个雄心勃勃、行事隐秘、性格多疑的人。他不会随便与别人谈论木星的卫星，至少在他的著作于1610年3月出版前不会。在与被他视为竞争对手的天文学家交往时，他的做法颇具传奇色彩。他在写给开普勒的信中把金星相位的发现用易位构词的方式隐藏其中，只是为了及时确立这一发现归自己所有。多年以来，伽利略一直与德国英戈尔施塔特的耶稣会士克里斯多夫·沙伊纳就谁第一个发现了太阳黑子而争论不休。从历史角度来看这场争论毫无意义，因为最先观测到太阳黑子的很可能是我们之前提到的托马斯·哈里奥特。
总之，伽利略投入了很大精力来守护自己的名声。他不会向你透露太多，因为他害怕暴露太多信息。你若是不打算在帕多瓦大学入学听课，就只能远远地观察他，偷偷地观察。也许你会在街上遇见他。也许夜晚你会看见他出现在阳台上，面前架着望远镜。我们建议你谨慎行事：已经有太多的时间旅行者被当地人怀疑是间谍了。请不要用隐藏的相机拍照，不要跟踪当地人，也不要在伽利略家门口长时间地徘徊。既然你已经置身于书写科学史的现场，那就请认真去体验吧。
玛丽亚·库尼茨
的研究对象也是行星，但她生活的时期比伽利略晚了几十年。1650年，她出版了著作《和蔼可亲的乌拉尼亚》。这本书最大的成就是确定了行星的位置，为人们探究太阳系如何运行提供了必需的数据支撑。库尼茨修正了由开普勒创作的旧版表格中的错误，并大大简化了表格的使用方式。即使是在有计算机帮助的今天，计算行星的位置也不是一件易事，在当时这更是一项惊人的数学成就。
玛丽亚·库尼茨生活在皮琴（Pitschen），这座城市现属于波兰，名为贝奇纳（Byczyna）。三十年战争
期间，皮琴惨遭多个国家的军队蹂躏摧毁。库尼茨和她的丈夫埃利亚斯·冯·洛温在外逃亡数年，在战争结束时得以返回了家乡。请你务必避开最严重的动荡时期、鼠疫暴发时期和苦难的战争年代（更多内容请参考《战争的阴暗面》一章），在1648年之后到访皮琴。玛丽亚·库尼茨能流利地使用好几种语言，而且兴趣爱好广泛，这可能会使你更易于与她交谈。
为什么你之前没有听说过玛丽亚·库尼茨呢？一方面是因为在17世纪的欧洲，女性关注数学和天文学被视为不得体的行为，因此她与同事之间的信件往来都是通过她的丈夫埃利亚斯·冯·洛温进行，而她的丈夫在《和蔼可亲的乌拉尼亚》的序言中也明确表示了自己并非作者。另一方面，一场大火在1656年5月烧毁了半座城市，玛丽亚·库尼茨的作品有很大一部分化为了灰烬。至于她还是否进行过其他方面的科学探索，我们不得而知。也许你在旅行中会发现更多关于她的信息。
詹姆斯·赫顿
是改行后才加入科学界的，他也是最早倡导“地球表面正在不断地经历重塑”这一观点的人物之一。此观点有着多重意义，其中之一就是人们可以通过观察如今仍在发生的改变——比如风的侵蚀、沉积物的沉淀、火山的爆发等——来了解地球的历史。如今，板块构造也被算作这些改变之一（请参考《小修小补》一章）。现在听来显而易见的事情在赫顿时代却是全新的理论。当时流行的是另一种理论：所有岩石都是在一次大型岩石形成事件中形成的。
18世纪的爱丁堡是苏格兰启蒙运动的中心之一。假如你在18世纪70年代到访这座城市，幸运的话，你可能会遇到一大批著名科学家。这里指的只是男性科学家——这也是启蒙运动不太“启蒙”的一个方面。赫顿与经济学家亚当·斯密以及化学家约瑟夫·布莱克共同创立了“牡蛎俱乐部”，每周会面一次，举办聚餐、饮酒、辩论等活动。大卫·休谟、詹姆斯·瓦特和本杰明·富兰克林都参加过。牡蛎俱乐部的聚会地点遍及爱丁堡老城区的各个场所。跟当时所有俱乐部一样——妇女是不允许成为会员的。如果你不喜欢吃牡蛎，这也会是一个问题。
你一定要去索尔兹伯里峭壁逛逛，这是一道位于亚瑟王座山西侧的岩石结构，鸟瞰整座城市。一方面你能在这里俯瞰爱丁堡的美景——一边是北海，另一边是地平线上的山峦。你能看到19世纪以前的峭壁的风貌，那时当地的岩石尚未被开采、加工或用来铺设道路。另一方面，你可以毫不费力地看到赫顿开展研究所用的岩石。这些岩石中既含有沉积物，又有源自火山的物质。赫顿由此意识到这两种石头肯定是以不同方式在不同时间形成的。地质学家需要暴露在地面的石头，而詹姆斯·赫顿的家门口恰好就有这种石头。运气好的话，你也许会在山上遇见他——一位没蓄胡子、头发稀疏的老先生，一边观察石头一边若有所思。你可以问问他最喜欢哪种石头。说不定他会带你去看悬崖底下山坡上的一块山体，如今它被称为“赫顿石”（Hutton’s Rock）。这些岩石能够让你在原本的时间旅行中额外体验一场略有不同的时间之旅，也就是再回溯三亿年——那时的“亚瑟王座”是一座火山，而苏格兰是个位于赤道附近的热带国家。
埃米·诺特
是数学界最了不起的人物之一。如今所有学物理的人刚入门不久就会接触到诺特定理，这条定理反映了对宇宙规律的深刻洞察。该定理指出，在自然界中对称性和守恒定律之间存在直接的联系，二者都是自然规律的基本特征。比方说，假如有这样一项物理实验，无论你在宇宙中的任何时间、任何地点进行，实验结果都是完全相同的，那么它就具备“平移对称”的特征，动量和能量的守恒也遵循诺特定理。也就是说只要你知道一个条件，无论是对称性还是守恒定律，就可以推导出另一个条件。诺特定理为人们提供了一种探索自然规律的方式。
诺特在德国的埃朗根完成了学业，她的父亲是当地的一位数学教授。她是德国第二位获得数学博士学位的女性。在很长一段时间里，她都以助手的身份为父亲工作。1915年她搬到了哥廷根，在那里研究数学问题。起初她依然被聘为研究助理，直到1919年，经过好一番波折她才得到了一个编外讲师的职位。20世纪20年代，她在数学界已经很有名气，然而她的许多作品都是以男人的名义出版的。即便是在20世纪，女性靠数学谋生也不是一件易事。
埃米·诺特对研究和教学都充满激情。她说起话来语速快、声音大，外行人也许很难听懂她讲的数学题目。有的学生抱怨她的课程分类不清、组织混乱，而也有一些学生对她的课堂采取开放式、启发性的讨论赞叹不已。有时人们会看见埃米·诺特与学生在公园、咖啡馆或者街上谈话。从1922年至1932年，诺特住在哥廷根东南方距离市中心只有几百米远的弗里德兰德路57号，这幢房子归“图林根”学生联谊会所有。自1929年起，数学研究所迁到了位于本森街的一栋新楼里，两个地方离得很近。
哥廷根这座城市以卡尔·弗里德里希·高斯
而闻名，时间旅行的研究也正是在这里取得了巨大进展。第一次世界大战前，赫尔曼·闵可夫斯基和卡尔·史瓦西都曾在这里工作，两位科学家对于空间和时间的理解都远远领先于他们的同事。20世纪20年代，哥廷根成为数学界的中心。大卫·希尔伯特不仅把诺特带到了哥廷根，也把赫尔曼·魏尔（第一次待到1913年，离开后又于1930年返回哥廷根）和约翰·冯·诺伊曼（1927/1928）带到了哥廷根。工程师路德维希·普朗特则是流体力学研究所的负责人。物理学研究所里更是充满了日后的诺贝尔奖获得者：马克斯·玻恩和詹姆斯·弗兰克分别担任哥廷根两家物理研究所的主任。1930年玛丽亚·戈珀特-迈尔在这里完成了她的博士学位。沃尔夫冈·泡利在1921/1922年担任玻恩的助手。1925—1926年，维尔纳·海森堡与玻恩以及帕斯库尔·约尔当一同在哥廷根研究他的矩阵力学。如果你对时间旅行这门科学感兴趣，光是读到这些名字大概就足以感到欣喜若狂了。
1933年春天，希特勒上台后颁布了一项新的法律，允许纳粹将他们看不顺眼的人从大学里赶出去，首当其冲的便是犹太人和被纳粹视为政治对手的人。哥廷根数学界的黄金时代由此画上了句号。埃米·诺特和她的许多同事不得不放弃了教职。她是犹太人，还曾经短暂地活跃在左翼政治组织中，而且几年前她曾在莫斯科进行客座讲座（时间是1928/1929年的冬天；如果你想去哥廷根拜访诺特，请避开这个时间段）。就这样，纳粹随随便便就找到了三个解雇埃米·诺特的理由。诺特最终移居到美国，并于1935年因癌症手术而去世，年仅53岁。