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物理世界的本质 行星系统的形成
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万一太阳系的诸星球使我们失望，依然有数十亿颗星球，我们已经惯于将它们视为统治附属行星的“太阳”。要否定它们具有与我们自身同等级的创造的生命，似乎很是冒昧，差不多到了不敬的境地了。假定在宇宙中无论任何地方，大自然都没有复制它在地球上所实施的不可思议的实验，这实际上很唐突。但是也要考虑，使我们不致过于随意地假定宇宙居住着生物。
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在用望远镜探索星球时，我们很惊异地发现，肉眼看起来好像是单个点的星球，实际上却是紧挨着的两个星球。当望远镜也不能区别它们时，光谱通常显示两个在轨道上互相绕转的星球。至少三分之一星球是双星——一对尺度与太阳相当的自发光的球体。因而单一的、至高无上的太阳并非进化的唯一产物，进化屡见不鲜地采取另外的方向，形成两个紧密相连的“太阳”。我们基本上可以排除双星之内行星的存在，不仅在更复杂的重力场之下赋予它们以永久的轨道存在困难，而且似乎也缺乏双星形成的原因。双星已经满足它的脉冲以其他方式裂变，它已经被分成两个几乎相等的部分，而不会连续抛射出微小的碎片。
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分裂最显明的原因是过度旋转，当气态球体收缩时，它旋转得越来越快，直到它再也不能作为整体保持这一刻的来临，因此必须找到某种消减的方法。依照拉普拉斯的星云假说，太阳通过持续抛掉曾经形成自身的物质环，但是，除了我们所知的这一个星系的例子外，我们从天空中的成千的双星得出的结论却应该如此：过度旋转最常见的结果是把星球分成同等大小的两个星体。
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我们依旧可以说，一个星系抛射物质与分裂形成双星，都是过度旋转所引发的问题中的一个方面，星球以哪种方式演变，取决于所处条件如何。我们知道非常多的双星和唯一的星系，但如果存在其他星系，要探测它们却无论如何都为力所不逮，我们只能求助于有关旋转气体物质的理论研究结果。理论研究非常复杂，其结果也不会是最终的，但是琼斯爵士的研究得到这样的结论，即旋转破碎产生一个双星，绝不产生一个星系。太阳系并不是一个恒星发展的典型产物，甚至并不是恒星发展的普通样式，而是一件无常的怪事。
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在消除一种选择后，可以想见，与太阳系类似的结构，仅有可能在特定的凝聚阶段，由于非同寻常的、偶然事件的发生才会形成。根据琼斯的研究，该偶然事件是一颗星球偶然通过空间运行过程中与太阳系靠得太近造成的。该星球一定在离海王星轨道外侧不远的一个距离内通过，其运行速度不应太快，但它慢慢地追上了太阳或被太阳追上了。因潮汐变形，在太阳表面造成一个巨大的凸起，导致太阳喷射出丝丝缕缕的物质，它们最终都凝聚形成了星球，这发生于数十亿年前。那颗侵入的星球继续自己的路与其他星球会合，留下了一个星系作为遗产，其中就有我们人类所居住的一个星球。
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即使在一个恒星漫长的生命中，碰上这种事也是极其罕见的。星球在空间内的分布密度可以类比为在整个地球内部飘荡的20个网球，太阳系诞生的偶然事件，可以与这些球中的两个球在几码之内的偶然接近相提并论。有关的数据太模糊，无法给出对这一奇异事件发生的确切估计，但是我将判断，即在正确的时期和条件下，可能不足一亿分之一星球能够赶上这个经历，导致行星系统的生成。
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不管这样怀疑关于太阳系如何罕见的这个结论，但对于非常容易被采用的、把每个星球都看作一个好像服务于生命的观点，这都是一个有益的修正。我们知道“自然”的浪费。长成一株橡树需要播撒多少橡子？它需要比对橡子更仔细地照看它的星球吗？果真如此，没有比为它的最伟大的实验——“人类”，提供家园更宏大的目标了，它用自己的方法播撒了数百万星球，其中的一个星球恰好实现了它的目的。
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按照这一方法，在开始时就限制了可能的生命家园的数目，无疑还经过了进一步的种子筛选。在寻找家园的征途上，我们发现有必要抛弃许多细节上显而易见合格的居所。细小的条件可能决定有机体究竟如何起源，更多的条件可以决定生物是否能进化到像我们一样复杂或仍停留在低级形态。但我假定，在种子筛选后，依然会有几个小的竞争地球点缀在宇宙的此处或彼处。
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如果我们特别留意同时代的生命，会引发更进一步的问题。人类在地球上生存的时间，与地球或太阳的年龄相比是极其短暂的。没有明确的物理学上的理由说明为什么一旦来到地球，人类就不应继续在地球上繁衍另外十兆年或其他。呃——很好，你们能够想象它吗？假设高度发达的生命阶段是恒星无机历史中非常小的一部分，那么竞争地球处于通常的位置，具有意识的生命或者在那里已经消亡或者尚未发生。我们并不以为“创造者”的全部目的是把赌注都押在我们居住的这个星球，在漫长的进程中，我们不能认定我们自身是唯一具有或即将具有天赋神奇意识的物种。但我觉得倾向于在现在，我们物种是最为优秀的，在庞大的星群中肯定不止一颗星球俯瞰着能够与阳光下展现的景色媲美的人类景象。
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[1]一个非常巨大的空间的半径（1000亿光年）最近被休白尔提出。但是他的计算基础，虽然与螺旋星云有关但并不相同，于我而言是不可接受的。它是根据爱因斯坦所提出的早期的封闭空间理论，该理论一般认为是要被取代的。上述理论（应归于W·达·舍特）自然是很投机的，但它是我们所有的关于空间维度的唯一的线索。
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[2]这是引自米尔顿《失乐园》第二卷959—961行的诗句。——译者注
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[3]看起来，火星拍摄先锋没有什么适当的摄像显微镜，而不得不配合目视望远镜反而是件幸事——正如所看到的，采用（黄色）可见光对获得好的拍照结果很必要。
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[4]除了在低纬度和高纬度外，即便在有利条件下也看不到火星，不具备这些观测条件的天文学家，不愿意在许多曾经引发过争论的事情上形成一个确定的意见。
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物理世界的本质 第九章 量子理论
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问题的起源
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如今，热心的人们无论何时碰面在一起讨论理论物理，话题迟早都会转到某个特定的方向。你把他们留下来谈论专门问题或者最新发现，过一小时以后再回来，极其怪异的是，他们在讨论一个乱麻一团的话题——他们无知的绝望的状态。这并非故作姿态，甚至不是科学上的谦逊，因为这个态度常常是一个天真幼稚的惊讶，即“自然”应该巧妙地把它的根本的秘密隐藏了起来，居然骗过了我们如此强有力的智慧。简而言之，我们在走向进步的途中转了个弯，我们的无知赫然挺立在我们前面。当代物理学的基础概念从根上是错误的，我们却不知道如何怎样把它纠正过来。
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这一难题的原因是在广泛的实验范围中不断显露出来的叫作h的一个小东西，在某种意义上，我们确实知道h是什么，因为有多种测量它的方法：h是6.55×10-27尔格·秒，那将（正确地）提示你们，h是个非常小的量。但是最重要的信息包含在句末这一词语——尔格·秒之中，尔格是能量的单位，而秒则为时间的单位，由此我们知道，h的性质是时间乘以能量。
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我们在实际生活里面并不经常用时间乘以能量，我们经常以能量除以时间。例如，驾车人用他的引擎的输出能量除以时间就得到了功率，反之，一个供电公司用消费时间数乘以功率或千瓦，依照这个结果寄送账单。但是，如果再乘以时间，这么做似乎就非常奇怪了。
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但当我们在绝对的四维世界中观察时，这看起来又不是很奇怪了。我们认为在瞬间存在的如能量一类的物理量，属于三维空间，要把它们放到四维空间里，必须乘以时间，给它们以厚度。考察空间的一部分，比如大不列颠，我们将把它的人口数量记为4000万。但是又考察空间—时间的一部分，比如1915年及1925年之间的大不列颠。那我们就必须把它的人口数量记为4亿人—年。要从空间—时间观点来描述世界上人口情况，我们必须不仅限定空间单位，而且也必须限定时间单位。类似地，如果空间的某种内容被描述为尔格，那么相应的空间—时间地带的一种内容，就需要描述为多少尔格·秒。
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我们把四维世界中与三维世界中的能量类似或相适应的物理量，采用专业术语“作用”称呼它。这个名称虽不具有任何特殊的适当意义，但是我们不得不接受它。尔格·秒或作用属于一切观察者都认为是共通的闵可夫斯基世界，因而它是绝对的，这是在相对性出现以前的物理学上所认识的很少几个绝对量之一。除了作用和熵（熵属于一类完全不同的物理概念）以外，相对性以前的物理学上所有著名的物理量都与对不同的观察者而不同的三维断面相关联。
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早在相对论指出，作用由于其绝对性，而可能在自然体系中具有特别的重要性以前，早在作用h的特别之处开始出现在实验以前，理论力学研究者们就大量使用作用，尤其是威廉·汉密尔顿爵士的研究把它推到了显著位置，此后，力学在此基础上取得了非常深刻的理论发展。我只需提到你们自己的（爱丁堡）教授[1]有关分析力学的标准论文，那还是有点名声的。要了解主要原理的根本重要和意义并不困难，但是必须承认，对于非专业人士而言，更苦心孤诣的研究发展的重要性不见得很明显——除非像一个精巧的方法把容易的事情变得困难。最终，指向这些研究的本能强化了自身的正当性，大约1917年以来要追随原子的量子理论中的任何进步，就必须相当深入地了解汉密尔顿学派的力学理论。值得注意的是，正如爱因斯坦在需要发展他的伟大的重力理论时找到了已经由数学家准备好的张量微积分，量子物理学家也找到了一个博大的力学作用理论，没有这个理论他们是不可能前进的。
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