太阳每天升起落下。人们看到这个现象。人们思考这个现象的原因。古代的人认为太阳在转动。古代的人认为大地不动。这种看法持续了很多年。后来人的想法改变了。人们开始观察更多东西。人们用眼睛看星星。人们记录星星的位置。人们发现星星的移动有规律。人们发现行星的走动很特别。有的星星会反向行走。这用旧的看法解释不通。

有人提出新的看法。新的看法认为太阳是不动的中心。地球绕着太阳转动。这个看法一开始很少人接受。这个看法和人们的感觉不一样。人们感觉大地很稳固。人们感觉太阳在动。新看法需要证明。证明需要观察和计算。一个人仔细观测了星星。他记录了很长时间。他积累了大量的数字。这些数字非常精确。他朋友用这些数字进行计算。朋友的计算很困难。朋友没有计算机。朋友用手工计算。计算用了很多年。计算的结果支持新看法。行星的运行规律被算出来了。新看法预测了星星的位置。预测和观察对上了。这是一个重要的胜利。

但这个胜利不是全部。人们还要理解为什么物体会落地。苹果从树上掉下来。石头扔出去会落到地上。太阳和地球之间有距离。它们之间有什么力量。这种力量看不见。这种力量需要想象。一个人坐在果园里思考。他看到一个苹果掉落。他想到了月亮。月亮为什么不会掉下来。月亮一直在绕地球转动。这里一定有力在起作用。这个力让苹果下落。这个力也让月亮围着地球转。这个力可能存在于所有物体之间。这个想法很大胆。这个想法需要数学表达。

他发明了新的数学工具。他用工具计算月球的运动。计算的结果符合观察。于是规律被总结出来。两个物体之间存在吸引力。吸引力的大小和物体质量有关。质量越大吸引力越大。吸引力的大小和距离有关。距离越远吸引力越小。这个规律可以计算。计算需要知道质量和距离。这个规律解释了许多现象。潮汐的涨落和月亮有关。行星的轨道是椭圆形的。彗星的运动也能预测。天空和地面的规律统一了。这是一个巨大的进步。人们认识世界的方式变了。

规律需要更多验证。人们预测了新的行星。人们用望远镜在天空寻找。果然找到了那颗星。人们的信心增强了。规律被认为是正确的。后来人们发现了规律的限制。物体的速度很快时。这个规律需要修正。光的速度非常快。光的运动有特殊性质。新的思考又开始了。一个人想象自己坐在光线上。他会看到什么。这个思考引出了新的理论。时间和空间不是绝对的。时间和空间是相对的。速度会影响时间。速度会影响长度。质量也是能量。能量也是质量。这个理论改变了根本看法。

理论需要实验证明。人们观测了日食。星光经过太阳时会弯曲。观测结果和理论一致。理论又一次胜利了。再后来人们研究很小的东西。原子内部有更小的粒子。粒子的行为很奇怪。它们似乎不遵守日常规则。它们同时出现在多处。它们的运动无法精确预测。只能知道出现的可能性。这形成了另一套理论。这套理论描述微观世界。这套理论和相对论不融洽。人们还在寻找更基础的理论。

理论的建立很缓慢。理论的建立依靠观察。观察得到事实。事实需要解释。解释形成假说。假说需要检验。检验通过实践。实践包括实验和计算。实践结果支持假说。假说成为理论。理论解释已知现象。理论预测未知现象。预测被证实。理论就牢固。预测被否定。理论就修改或放弃。知识就是这样增长的。每一步都不容易。每一步都推翻旧想法。旧想法常常根深蒂固。新想法常常受到抵制。证据最终说服人们。人们接受更合理的画面。

基础理论是世界的骨架。它隐藏在现象背后。它简单而统一。它用很少的规则解释很多。寻找基础理论是长期工作。它需要好奇心。它需要耐心。它需要勇气。它挑战常识。它最终扩展常识。今天的常识是昨天的革命。明天的常识是今天的革命。这个过程没有终点。人们不断追问为什么。问题引向更深的问题。答案带来新的画面。世界因此被理解。生活因此被照亮。工具因此被发明。社会因此发生变化。这一切始于仰望天空。这一切始于思考平常事物。思考是人类的特质。思考推动我们向前。