这听起来像算命先生的禅语。然而，结果表明这是伟大的洞见，伽利略绝非徒有虚名。为说明伽利略工作的重要意义，我们首先建立一套能判断物体是否处于绝对运动状态的亚里士多德网格系统，进一步看它是不是一套有效的科学理论。**有效的科学理论可以预测可观察的结果，能够通过实验测量得到验证。**在这里，​“实验”指的是对事物的测量，如，测量钟摆的摆动，测量燃烧的蜡烛火焰发出的光的颜色，或者测量欧洲核子研究中心大型强子对撞机中的亚原子粒子的碰撞 ( 我们稍后再讨论这个实验 )。如果从一个科学观点不能得出可观察的结果，那么无论它多么迷人，都不是理解宇宙运作的必要理论。

科学理论必须可测，能预判。

在一个充斥着各种各样想法和观点的世界里，这种方法行之有效，它可以把正确的观点选出来，就像把小麦从麦壳里拣出来一样。哲学家伯特兰·罗素 ( Bertrand Russell ) 曾用中国茶壶打比方来说明，坚持那些没有可观测效果的概念是徒劳的。罗素声称，他相信在地球和火星之间有一个中国茶壶在运行，它太小了，无法被现有最强大的望远镜发现。如果人们建造了一个更大的望远镜，并对整个天空进行了长时间的仔细观察，仍没有发现茶壶存在的证据，罗素会说茶壶比预想的要小一些，但仍然存在。这是我们通常所说的“移动的球门门柱 ( moving the goalposts ) ”。但罗素接着说道：​“尽管茶壶可能永远不会被观察到，对于怀疑它存在的人来说，‘存在一个茶壶’仍然是一个‘无法容忍的假设’。​”事实上，无论多么荒谬，其他人应该尊重罗素的立场。罗素并不是主张他有权独自妄想，而是说，一个无法通过观察来证明或反驳的理论是毫无意义的，因为无论你对它多么的深信不疑，它却什么也教不了你。，**现实中很多人都做着无法评估无法衡量的事情。为了理解宇宙，你可以发明任何自己喜欢的理论，但如果这些理论无法被观测或者导致可以被观测的结果，那么它们就是非科学的。**依据这样的逻辑，如果能够设计出一个实验来验证绝对运动的观念，那么绝对运动的概念将具有科学意义。例如，我们可以在一架飞机上建立物理实验室，通过对所能想到的物理现象进行高精度的测量，进而再一次挑战有关运动的问题。架设一个钟摆，测量它摆动的时间，利用电池、发电机和电动机进行电学实验，或者观察核反应并对核辐射进行测量。如果空间足够大，我们可以在飞机上进行人类历史上所有的实验。本书的一个核心观点是如果飞机没有加速或减速，无论在上面做任何实验，结果都不能告知我们的运动状态。即使往窗外看也没有用，因为可以这样说，我们站在窗前静止不动，而地面却从身边以 600 英里每小时的速度飞过。能得到的结论是“相对于飞机我们是静止的”​，或者“相对于地面我们是运动的”​。**绝对运动并不存在，因为它不能被实验测量。**这就是伽利略的相对性原理，现代物理学基石之一。对我们来说，这事并不为奇，因为我们已有了相对运动的直观经验，例如，如果你坐在静止的火车上，旁边站台的火车缓缓驶出车站，也许一瞬间，你会感觉到好像自己在移动。我们很难检测到绝对运动，因为它并不存在。

这种相当哲学的思考得出了一个有关空间性质的深刻结论，我们向爱因斯坦相对论迈出了第一步。从伽利略的论证可以得出关于空间的什么结论呢？这个结论是：如果不能检测到绝对运动，那么用来定义“静止”的特殊网格就没有价值，因此，绝对空间也没有意义。

让我们更进一步研究这一重要认识。我们已经确定，如果可以定义一个覆盖整个宇宙的亚里士多德特殊网格，那么相对于该网格的运动即是绝对运动。我们认识到，特殊网格的想法应该被抛弃，因为不可能设计出一个实验能来确定我们是否在运动，也无法确定网格应该被固定在什么位置。如果没有亚里士多德的特殊网格，那么我们应该如何定义一个物体的绝对位置？我们在宇宙中的什么地方？这些问题就毫无科学意义。唯一能确定的是物体的相对位置。也就是说，无法在空间中确定物体的绝对位置，促使我们认定绝对空间没有意义。把宇宙想象成一个包含运动物体的巨大盒子，是无法被实验所证实的。以上分析非常重要，值得一再强调。伟大的物理学家理查德·费曼 ( Richard Feynman ) 曾经说过，无论你的理论多么美丽，你多么聪明，还有你是谁，只要它们与实验不符，那就是错误的。这是科学的关键。反过来说，如果一个概念不能通过实验来检验，那么它的对错就无从判断，也没有意义。当然，我们仍然可以假设这个不可测试的想法是正确的。这样做带有偏见，具有阻碍未来进步的风险。所以，既然没有办法来确定亚里士多德网格，我们不如从绝对空间和绝对运动中解放出来。那又会怎样？接下来我们会发现，从绝对空间的重担中解放出来对下一个世界的爱因斯坦发展他的空间和时间理论起到了至关重要的作用。现在，我们已经从绝对空间中获得自由，但我们还没行动起来。这里提前透露一下，如果没有绝对空间，两个观察者就没有依据就一个物体的大小达成一致。如果我说随着绝对空间的消失，​“一个球的直径是 4 厘米”这么板上钉钉的事情，也变得不确定了，你一定会惊掉下巴。

至此，我们已经详细讨论了空间和运动的联系。那么，时间呢？事实上，时间已经进入我们的思维。用来描述运动的速度可以用英里每小时来衡量，或者用在特定的时间间隔内运动的距离来定义。那么有什么关于时间的说法吗？我们是否可以做实验来证明时间是绝对的，或者是否应该抛弃时间这个更加根深蒂固的概念？伽利略摒弃了绝对空间的概念，但他的理论根本没有触及绝对时间的观念。**他仍认为时间是绝对的，绝对时间是指完美的时钟可以在宇宙的任意角落嘀嗒嘀嗒地同步运作。**飞机上的时钟、地面上的时钟、太阳表面上的时钟 ( 需要足够坚固 )，还有一遥远星系的轨道上的时钟，若能正常计时，它们将永远显示相同的时间。令人惊讶的是，这个看似显而易见的假设与伽利略所说的——没有任何实验可以告诉我们是否处于绝对运动状态的说法，是直接矛盾的。更难以置信的是最终摧毁绝对时间的证据，竟然来自中学物理课上，与电池、电线、电机和发电机有关的实验。为了摈弃绝对时间这一概念，我们必须要进入 19 世纪——发现电和磁的黄金时代。

1791 年，迈克尔·法拉第 ( Michael Faraday ) 出生于伦敦南部，他的父亲是个铁匠，来自约克郡。他 14 岁便离开学校成为一名装订工学徒，因此，他全靠自学成才。1811 年，来自康沃尔的科学家汉弗莱·戴维爵士 ( Sir Humphry Davy ) 在伦敦做了一次演讲，法拉第把讲座笔记寄给了戴维，戴维对法拉第的勤奋印象深刻，于是任命他为科学助理，法拉第因此获得了进入科学领域的机会。后来法拉第成为 19 世纪的科学巨人，并被公认为有史以来最伟大的实验物理学家。据说，戴维曾宣称法拉第是他最伟大的科学发现。

21 世纪的科学家时常用羡慕的眼光回顾 19 世纪初的科学。那时，法拉第不需要与欧洲核子研究中心的其他 1 万名科学家和工程师合作，也不需要将一台双层巴士大小的太空望远镜发射到地球高轨道，就可以获得重大的发现。帮助他直接瓦解绝对时间的“欧洲核子研究中心”​，小到可以被安放在长凳上。几个世纪以来，那些不需要先进仪器测量的自然科学领域已经被细致地研究过了，这使得科学规模发生了彻底的变化。今日，尽管仍有重要的科学发现由简易的实验装置做出，然而前沿研究的突破则更多地依赖复杂的仪器设备。在维多利亚时代早期，法拉第打破时间假象所使用的无非是线圈、磁铁和指南针，这些仪器可就地取材，也不昂贵。像其他科学家一样，一旦认定自己喜欢做的事情，他便开展工作，收集实验证据。实验室内，煤气灯昏暗，把线圈斑驳的影子投到漆黑的长凳上，他在一堆装置中仔细观察着，四处忙碌着。那时，托马斯·爱迪生还没改良电灯泡，还没有实用的电灯，让观众眼花缭乱的电灯演示，戴维本人也仅仅在 1802 年皇家研究所做过。在 19 世纪早期，电学还是物理和工程的前沿科技。

法拉第发现，当移动磁铁穿过闭合电线圈时，线圈内会产生电流。他还观察到当电线通有电流时，电线附近的罗盘指针会发生偏转。由于指南针是一种由磁铁做的探测设备，通常情况下，它沿着地磁场方向指向北极。因此，电流会产生类似地磁场的场，当导线通有电流时，周围磁场变强，使罗盘指针瞬间发生偏转。法拉第认识到电和磁虽然表面上完全不相关，但是实际上有某种深层次的联系。这种联系并不明显。打开客厅墙上的开关，灯泡中有电流流过，这与把磁性冰箱贴粘在冰箱上的力有什么联系呢？但通过对大自然的仔细观察，法拉第最终发现电流产生磁，移动的磁铁产生电流。现在我们把这两个简单的现象称为电磁感应（电生磁，磁生电），它是发电机和电动机的物理基础。从冰箱原理到 DVD 播放机光碟“弹出”的原理，生活中我们到处应用到了它。法拉第对工业世界的发展做出了无法估量的贡献。我觉得电磁感应翻译得一点都不好。英文原文是electromagnetic induction。就是电和磁的互相激发。
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总结：

从一个科学观点不能得出可观察的结果，那么无论它多么迷人，都不是理解宇宙运作的必要理论。
如果理论无法被观测或者导致可以被观测的结果，那么它们就是非科学的。
绝对运动并不存在，因为它不能被实验测量。