可以说世界上有两类人：一类人坚持将世人分成两类而另一类则不这样做。
——罗伯特·本奇利[5]
苏联物理学家乔治·伽莫夫在他的一系列著作中创造了一位令人难忘的虚构的英雄，书中讲述了G·C·H·托普金斯先生的事迹，他是一位银行职员，对现代科学有着抑制不住的兴趣[6]（见图4.1）。
伽莫夫为解释量子物理和相对论的新奇方面所精心设计的办法是创造一个虚构的世界，在其中各种效应被大大地夸大了。实际上，这是通过改变大自然的常数的数值做到这一点的。如果光的速度变为每小时186英里，而不是每秒186 000英里，[7]那么运动对经历的时间和测量的距离之间的比值的特有的作用就会变成日常经验的特征。你不可能驾驶一辆汽车，而没有完全意识到它们。类似的是，如果普朗克常数非常大，那么物质的量子类波的方面就将始终是明显的。当托普金斯先生用他的台球棒打一个台球时，他发现台球同时有许多路径，而不是单一确定的路径，在一个像我们那样的量子效应很小的世界中，所有这些路径联合产生的单一路径。[9]
图4.1 以乔治·伽莫夫的科学幻想作品闻名的英雄，控制不住的G·C·H·托普金斯先生，《托普金斯先生在仙境》。[8]
托普金斯先生的名字的首字母是G. C. H. ，表明了大自然常数的重要特征，G表示引力（G），H表示量子实在性（h），C表示光（c）。我们可以用它们来描绘一幅表明大自然不同定律之间的对应关系的简单的图画。我们只需要认识一个简单的原理。当G被设定为等于0时，我们就切断了引力，并对它忽略不计；当h被设定为等于0时，我们是在忽略宇宙的量子性质。通过这种忽略，能量就可以只取某些特殊的数值，像一部梯子的踏脚。踏脚之间梯级距离的大小由h确定。如h是0就不会有间隙，且一个原子的能量能以任意数值改变，不管改变量多么小。[10]第三，当c被设定为等于无限大时
，那么光信号以无限大的速率传送。这就是牛顿时代世界的图像，地球和太阳之间瞬时具有引力作用。
现在我们通过画出一个立方体来塑造各种可能性的三维图像，[11]这个立体的轴以h、G和
的大小来度量（见图4.2）。我们的立方体有八个角顶，各个角顶代表一种不同的物理学理论。最简单的是图中的原点，这里不包含引力（G=0），也没有量子化（h=0），且忽略相对论
：这就是牛顿力学（NM）。沿
轴垂直向上移动，让h=G=0，，我们就遇到狭义相对论（SR）。沿h轴水平移动，让
，我们就将牛顿力学推广到量子力学（QM）。沿G轴移动加上引力，我们就到达牛顿的引力理论（NG）。朝上移动并让h=0，我们就抵达爱因斯坦的广义相对论（GR），它也可以由狭义相对论加上引力达到。同样，从量子力学朝上移动并结合
的一个有限值我们进入量子场论（QFT）。跨过底层，仍取
=0，我们进至牛顿引力的量子版（NQG）。末了，这最后一个未造访的立方体角顶就是涵盖相对论，引力和量子的理论（TOE）。它是所有其他理论的普遍化理论。它尚待人们寻找。迄今物理学家们已经认定了各种叫作“弦的理论”。它们是一种更广大更深刻的理论，即绰号M（神秘： Mystery）理论的极限情形。但是这个更深的理论形式至今仍是未知的，已知的各种弦理论是它在不同方向投射的影子。
我们刚才制作的这个图揭示了一个有关科学出现进步的方式的深刻的真理。成熟的科学进步不是撕毁旧的理论给新的一种理论开辟空间的一场接一场的革命。如果那是真的，那么有关我们的流行理论可以确信的唯一的一件事是，它们也有不正确之处。它们终将被证明是错误的。可是，这不会是全部情节。那些理论是在数百万次正确预言之上建立起来。我们如何以某种方式考虑它们呢？
图4.2 物理学理论的结构如何由常数G、c和h控制。当G=0时，引力被切断；当h=0时，自然界中不存在能量的量子化；当c等于无限大或
时，传递信息不存在有最大速率。因而相对性可以忽略不计。画出正好代表G、h或
的非零或零值点，我们能判定物理学的愈益普遍的理论的位置。处在普遍性第一级我们有：
NM：牛顿力学
在第二级我们有：
NG：牛顿的引力理论
SR：爱因斯坦的狭义相对论，不包括引力
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QM：量子力学
在第三级我们有：
GR：爱因斯坦的广义相对论，在狭义相对论上加引力
QFT：相对论的量子力学，
NQG：牛顿量子引力，
以及终极的尚待发现的统一的“包罗一切的理论”：
TOE：相对论量子引力理论
。
这个图也说明更新颖更宏大的理论如何包含它们的先驱理论的极限情形，通过取一个适当的极限值：
，h→0或G→0，这些先驱理论就能得以恢复。
有三百年之久的牛顿的运动和引力理论提供了出奇精确的规则来理解和预言当引力很小时物体按远小于光速的速度运动的状况。在20世纪头15年里，爱因斯坦发现了一种更深刻的理论，它能够处理快速运动和强引力的情形，而此时牛顿理论会失效。但是关键性的问题是，当运动缓慢和引力变弱时，爱因斯坦的更宽广又更深刻的理论会变成牛顿的理论。
在20世纪头25年里创立的革命的量子理论也是这样。当我们探索很小的领域时，比起牛顿所描绘的世界运行的方式来，量子理论提供了一种更加完美的描述。它们对非牛顿的微观世界的预言是惊人地精确。但是另一方面，当它们处理大的物体时，它们变得越来越像牛顿对运动的描述。这就是为何某一过时理论的真理核心能作为某个新的更好理论的极限部分。科学革命似乎不会再发生。
如果我们再查看我们的由各种理论构成的立方体，我们就明白旧理论和新理论之间的关系。以我们的这个例子说，量子力学在h趋近于零时就变成牛顿力学。这个极限对应于这样的情况，其中粒子的量子类波方面可以被忽略。而这正是为什么我们完全相信有三百年历史的牛顿的运动和引力理论，在今后一千年的时间里仍将像今天一样被有效地讲授和应用。不管何种有待创立的终极的包罗一切的理论，它必定有一个极限形式描述速率远小于光速在弱引力场中且质量的量子类波特性可忽略的情况下的运动。这个形式应是牛顿所创立的这一种。
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