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好了，谈到宇宙，能量守恒原理同样能够为我们服务。宇宙也是机器，这台机器比工业中的所有机器要复杂得多，它的几乎所有的部分都对我们深深地隐藏着。但是，通过观察我们能够看见的那些部分的运动，借助于这个原理，我们就能够得出依然是真实的结论，而不管使它们运转的不可见的机械装置的细节可能是什么。
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能量守恒原理，或迈尔（Mayer）原理肯定是最重要的原理，但它并不是惟一的原理；还有其他原理，我们能够从中得到同样的利益。这些原理是：
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卡诺（Camot）原理或能量退降原理。
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牛顿原理或作用与反作用相等原理。
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相对性原理，根据该原理，对于静止的观察者就像对于做匀速运动的观察者一样，物理现象的定律必然是相同的；因此，我们没有而且也不可能有任何办法辨别我们是否作匀速运动。
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质量守恒原理或拉瓦锡（Lavoisier）原理。
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我想加上最小作用原理。
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把这五六个普遍原理应用于不同的物理现象，就足以使我们从它们那里获悉，我们有理由期望了解的一切。这种新数学物理学的最显著的例子无疑是麦克斯韦的光的电磁理论。
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以太是什么，它的分子如何排列，这些分子相互吸引还是相互排斥，我们对此一无所知；可是我们知道，这种媒质同时传播光振动和电振动；我们知道，这种传播的发生方式与力学的普遍原理一致，并且足以使我们建立电磁场方程。
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这些原理都是大胆概括的实验的结果；但是它们似乎是从它们的真正的普遍性得到高度的确定性。事实上，原理愈普遍，检验它们的机会就愈频繁，证实的次数愈增加，采取的形式最多样、最意外，结果就不再留有怀疑的余地。
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旧物理学的效用。这是数学物理学历史的第二个阶段，我们还没有从中摆脱出来。我们能说第一阶段毫无用处了吗？我们能说科学在50年间误入歧途了吗？除非我们忘记往昔的千辛万苦——邪恶的思想预先宣告它们要失败——我们能说一切都付之东流了吗？世界上绝没有这样的事。没有第一阶段，你能设想第二阶段出现吗？有心力的假设包含了所有原理；它把它们作为必然的结果而包括进去；它包括能量守恒和质量守恒这两个原理，也包括作用与反作用相等原理以及最小作用原理，这些原理确实不像实验的真理，而是定理；同时，这些原理的表述在它们目前的形式下比较精确，但却不大普遍。
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正是我们祖先的数学物理学，使我们逐渐熟悉了这些不同的原理；使我们习惯于透过它们伪装它们自己的各种外衣而辨认它们。人们把它们与经验材料加以比较，从而看到，修正它们的表述以使它们适应于这些材料是多么必要；因此，它们得以扩展和加强。这样一来，它们终归被视为实验的真理；有心力的概念从而变成无用的支座，或者确切地说，变成一种障碍，因为它使原理带有假设的特征。
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于是，框架没有打破，因为它们是弹性的；不过它们扩大了；我们的祖先建造它们并非劳而无功，在今日的科学中，我们辨认出他们探索的梗概的一般特性。
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科学的价值 第八章 数学物理学当前的危机
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新危机。我们现在正要进入第三个时期吗？我们处在第二次危机的前夜吗？我们赖以建设一切的这些原理本身也要崩溃吗？这在一段时间已是中肯的疑问。
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当我这样说时，你无疑会想起镭这个当代伟大的革命家，事实上，我将马上回过头来谈论它；可是，还有其他一些东西。不仅能量守恒定律成问题，而且所有其他的原理也同样遭到危险，正如在它们相继接受审查时我们将要看到的那样。
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卡诺原理。让我们从卡诺原理开始。这是惟一不以有心力假设的直接结果而出现在眼前的原理；不仅如此，情况似乎是这样：即使它与那个假设不直接发生矛盾，但是若不做出某种努力，它至少不与那个假设一致。假如物理现象毫无例外地起因于原子的运动，而原子的相互引力仅仅依赖于距离，那么所有这些现象看来应当是可逆的；假如所有的初速度反向，这些总是受到同样的力的原子应当反方向沿着它们的轨道运行，就像地球运动的初始条件被颠倒，它在逆行方向上描绘出的椭圆轨道与在顺行方向上描绘出的相同一样。为此缘故，倘若一种物理现象是可能的，那么相反的现象同样应该是可能的，人们当然能够追溯时间的进程。可是，在自然界中并非如此，这恰恰是卡诺原理教导我们的；热能够从热的物体传到冷的物体；此后却不可能使它采取相反的路线而建立起已被消除的温度差。运动能够因摩擦全部耗散而转化为热；相反的转化却只能部分地进行。
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我们力求调和这个表面上的矛盾。假使世界趋向于一致，这并不是因为它的乍看起来不相似的终极要素倾向于变得越来越没有多大差别；而是因为这些要素杂乱无章地移动，最后混为一体。对于能够区分一切要素的慧眼而言，变化依然是很大的；这个粉末的每一个颗粒都保持它的独特性，而不模仿它的近邻；但是，当混合变得越来越充分时，我们粗糙的感官只能察觉到一致。例如，这就是温度趋于平均水平而没有返回的可能性的原因。
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一滴葡萄酒滴入盛水的玻璃杯；不管液体的内在运动规律如何，我们马上将会看到，水染成了均匀的玫瑰色，从这时起，人们无论如何把玻璃杯摇动多么长的时间，葡萄酒和水恐怕也不能再次分开。在这里，我们有不可逆物理现象的典型例子：把一粒大麦藏在一堆小麦之中，这是很容易的；其后，要找到它、取出它，这实际上是不可能的。麦克斯韦和玻耳兹曼（Boltzmann）已经说明了这一切；但是，只是吉布斯（Gibbs）在他的《统计力学基本原理》一书中最清楚地理解了它，因为该书多少有点深奥难解，读它的人寥寥无几。
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在采纳这种观点的人看来，卡诺原理只不过是一个不完善的原理，是对我们感官弱点的一种承认；正因为我们的双眼不敏锐，以至于我们无法区分混合的要素；正因为我们的双手不灵巧，以至于我们不能迫使它们分开；能够一个一个地拣选分子的虚构的麦克斯韦妖完全可以强使世界返回到原处。世界能够逆行吗？这并非不可能，只不过是无限不可几而已。机遇就是我们应当长时间地等待会容许逆行的境遇的汇合；但是，机遇或早或迟将出现，不过要在多年之后，其数目要用数百万个数字才能书写出来。无论如何，所有这些保留完全是理论上的；它们不会使我们焦虑不安，卡诺原理依然保持它的全部实际价值。然而，在这里，舞台有所变化。很久以前，生物学家借助于他的显微镜观察到，在他制备的悬浮液中，有小粒子无规则地运动着；这就是布朗运动。布朗（Brown）起初认为这是生命现象，但不久他看到，无生命体的活跃之状并不亚于有生命体；于是他把这个问题移交给物理学家。不幸的是，物理学家长期以来对这个问题不感兴趣；他们猜想，问题集中在光照射显微镜下的悬浮液；由光生热；从而引起温度不均和液体中的内部液流，液流产生了所提到的运动。古伊（Gouy）先生想到比较周密地进行观察，他看到或者据说他看到，这种说明是站不住脚的，粒子越小，运动变得越活跃，可是它们不受光照方式的影响。于是，如果这些运动永不停止，或者更确切地说，如果这些运动在不从外部能源获得任何能量的情况下不断地再生，那么我们应当相信什么呢？诚然，我们不应该为此缘故而拒绝相信能量守恒，但是我们亲眼看到，运动时而因摩擦转化为热，热时而反过来又变为运动，而且这种转化毫无损失，因为运动永远持续进行着。这与卡诺原理针锋相对。如果情况如此，为了观察世界逆行，我们不再需要麦克斯韦妖的无限敏锐的眼睛；我们的显微镜就足够了。过大的物体，例如十分之一毫米的物体，从四面八方受到运动着的原子的碰撞，但是物体并不轻微移动，因为这些撞击为数极多，偶然性法则使得它们相互抵消；粒子较小，受到的撞击过少，这种抵消肯定不会发生，它们便可以持续不断地漫游。眼看我们的原理之一已处于危险之中。
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相对性原理。让我们转向相对性原理：这不仅被日常经验所确认，不仅是有心力假设的必然结果，而且它不可抗拒地强加于我们健全的感觉中，可是它也受到攻击。考虑两个带电体；在我们看来，尽管它们表面上是静止的，但是它们二者却随地球一起运动；罗兰（Rowland）告诉我们，运动着的电荷等价于电流；因此，这两个带电体等价于同方向上的两个平行电流，而且这两个电流应该相互吸引。通过量度这种引力，我们将会量度出地球的速度；这不是相对于太阳或固定恒星的速度，而是它的绝对速度。
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我完全知道所说的意思：所量度的不是地球的绝对速度，而是它相对于以太的速度。这是多么不能令人满意的事啊！从这样理解的相对性原理出发，我们不再能推断出任何结论，情况难道不明显吗？相对性原理不再能够告诉我们任何东西，恰恰是因为它不再害怕任何矛盾。如果我们成功地量度了一切，我们总可以自由地说，这不是绝对速度，即使它不是相对于以太的速度，但总可以是相对于我们用来充满空间的某种未知的新流体的速度。
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实际上，实验已经担当起摧毁相对性原理的这种诠释的任务；量度地球相对于以太的速度的尝试导致了否定的结果。这一次，实验物理学比数学物理学对该原理更有信心；理论家为了与他们的其他普遍观点相一致，不想宽恕它；但是实验却顽强地固守它。实验手段几经改变；迈克耳孙（Michelson）终于把精确度推进到它的最后极限；从中依然得到否定的结果，今天，数学家不得不使用他们的全部智谋，来准确地说明这个难题。
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