隨著19世紀漸漸遠去，科學家們可以滿意地回想，他們已經(jīng)解開物理學的大部分謎團。

我們略舉數(shù)例：電學、磁學、氣體學、光學、聲學、動力學及統(tǒng)計力學，都已經(jīng)在他們的面前俯首稱臣。他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了X射線、陰極射線、電子和放射現(xiàn)象，發(fā)明了計量單位歐姆、瓦特、開爾文、焦耳、安培和小小的爾格。

凡是能被振蕩的，能被加速的，能被干擾的，能被蒸餾的，能被化合的，能被稱質(zhì)量的，或能被變成氣體的，他們都做到了；在此過程中，他們提出了一大堆普遍定律。這些定律非常重要，非常神氣，直到今天我們還往往以大寫來書寫："光的電磁場理論"、"里氏互比定律"、"查理氣體定律"、"體積結(jié)合定律"、"第零定律"、"原子價概念"、"質(zhì)量作用定律"等等，多得數(shù)也數(shù)不清。整個世界丁丁當當、喀嚓喀嚓地回響著他們發(fā)明創(chuàng)造出來的機器和儀器的聲音。許多聰明人認為，科學家們已經(jīng)沒有多少事可干了。

1875年，德國基爾有一位名叫馬克斯·普朗克的年輕人猶豫不決，不知道這輩子究竟是該從事數(shù)學還是該從事物理學。人們由衷地勸他不要選擇物理學，因為物理學的重大問題都已得到解決。他們斬釘截鐵地告訴他，下個世紀將是個鞏固和提高的世紀，不是個革命的世紀。普朗克不聽，他鉆研理論物理學，潛心投入了熱力學的核心問題--熵的研究工作。

在一個雄心勃勃的年輕人看來，研究這個問題似乎很有前途。1891年，他做出了成果，卻吃驚地發(fā)現(xiàn)，關(guān)于熵的這項重要工作實際上已經(jīng)有人做過。他是耶魯大學一位離群索居的學者，名叫J.威拉德·吉布斯。

吉布斯是個很杰出的人物，但大多數(shù)人也許沒有聽說過。他行為檢束，很少拋頭露面。

除了去歐洲搞了三年研究以外，他的一輩子差不多都是在一個三個街區(qū)的范圍之內(nèi)度過的：一邊是他的家，一邊是耶魯大學在康涅狄格州紐黑文的校園。在耶魯大學的最初十年里，他連工資都懶得去領(lǐng)。（他有另外的收入。）從1871年起，他成為該大學的一名教授，直到1903年去世。在此期間，每學期選他的課的學生平均只有一名。他寫的東西晦澀難懂，經(jīng)常使用自己發(fā)明的符號，許多人覺得簡直是天書。但是，在那些神秘的公式深處，隱藏著最英明、最深刻的見解。

1875-1878年期間，吉布斯寫出了一系列論文，編成了《論多相物質(zhì)的平衡》的集子。

該書出色地闡述了近乎一切熱力學原理--用威廉·H.庫珀的話來說，包括"氣體、混合物、平面、固體、相移......化學反應(yīng)、電化電池、沉淀以及滲透"。歸根結(jié)底，吉布斯想要表明，熱力學不僅適用于蒸汽機這樣的龐大而又嘈雜的范圍里的熱量和能量，而且在化學反應(yīng)的原子層面上也同樣存在，而且影響很大。吉布斯的《平衡》一直被稱為"熱力學原理"，但出于無法猜測的原因，吉布斯情愿將這些具有劃時代意義的見解發(fā)表在《康涅狄格州藝術(shù)與科學院學報》上，那是一份即使在康涅狄格州也毫無名氣的雜志。這就是為什么普朗克直到很晚的時候才聽說他的名字的原因。

普朗克沒有泄氣--哎呀，也許稍稍有點膽怯，開始把注意力轉(zhuǎn)向別的問題。1這方面的事，我們等一會兒再說，先稍稍地（而又恰當?shù)兀Q個方向，前往俄亥俄州的克利夫蘭，去一家當時被稱為凱斯實用科學學校的機構(gòu)。19世紀80年代，那里有一位剛到中年的物理學家，名叫阿爾伯特·邁克爾遜。他在他的朋友化學家愛德華·莫雷的協(xié)助之下，進行了一系列試驗。那些試驗得出了很有意思而又令人吃驚的結(jié)果，將對以后的許多事情產(chǎn)生重大的影響。

邁克爾遜和莫雷所做的--實際上是在無意之中所做的--破壞了長期以來人們對一種所謂光以太的東西的信念。那是一種穩(wěn)定、看不見、沒有重量、沒有摩擦力、不幸又完全是想像出來的媒質(zhì)。據(jù)認為，這種媒質(zhì)充滿宇宙。以太是笛卡兒假設(shè)的，牛頓加以接受，之后差不多人人都對它懷有崇敬之情，在19世紀物理學中占有絕對的中心地位，用來解釋為什么光能夠在空蕩蕩的太空里傳播。它在19世紀初尤其必不可少，因為光和電磁在這時候被看成是波，也就是說某種振動。振動必須在什么東西里面才能發(fā)生，因此，就需要一種以太，并長期認為存在一種以太。直到1909年，偉大的英國物理學家湯姆森仍堅持說："以太不是哪位愛好思索的哲學家的憑空想像，它對我們來說就像我們呼吸的空氣那樣不可缺少。"--他說這番話4年多以后，就無可爭議地確定以太并不存在?？偠灾?，人們確實離不開以太。

如果你需要說明19世紀的美國是個機會之鄉(xiāng)的理念，那么你很難再找到像阿爾伯特·邁克爾遜這樣的例子。他1852年生于德國和波蘭邊境地區(qū)的一個貧苦的猶太商人家庭，小時候隨家人來到美國，在加利福尼亞州一個淘金熱地區(qū)的礦工村里長大。他的父親在那里做干貨生意。家里太窮，他上不起大學，便來到首都華盛頓，在白宮的正門口游來晃去，希望能在尤利塞斯·S.格蘭特每天出來散步時碰上這位總統(tǒng)。（那顯然是個比較樸實的年代。）在這樣散步的過程中，邁克爾遜深深博得了總統(tǒng)的歡心，格蘭特竟然答應(yīng)免費送他去美國海軍學院學習。就是在那里，邁克爾遜攻讀了物理學。