牛顿与爱因斯坦作为科学史上的两大巨擘，分别以经典力学和相对论/量子论为人类认知宇宙奠定了截然不同却互为补充的范式。以下从科学贡献、方法论差异及思想遗产三方面展开分析：
一、牛顿：经典力学的奠基者与“自然法则”的书写者
0.牛顿物理研究受到的启示
牛顿继承并发展了伽利略关于运动学的研究，尤其是惯性定律的雏形，并将其纳入自己的力学体系。
开普勒的行星运动定律为牛顿提出万有引力定律提供了关键启示，特别是关于天体运动规律与数学关系的思考。
笛卡尔的解析几何和自然哲学思想影响了牛顿对数学与物理结合的研究路径，尤其是微积分的创立。
1. 经典力学体系的构建
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中系统提出三大运动定律和万有引力定律，将天体运动与地面物体的力学规律统一为数学化的框架，确立了“确定性”和“普适性”的科学范式。例如，万有引力定律通过质量与距离的数学关系解释了行星轨道，使人类首次用公式描绘宇宙秩序。
2. 数学工具的革命性贡献
牛顿与莱布尼茨共同发展的微积分，为物理学提供了动态分析的数学语言。例如，《流数术》中提出的变量流动概念，使得复杂运动（如行星轨迹）的定量研究成为可能。
3. 超越物理学的社会影响
牛顿的理论不仅成为启蒙时代科学发展的基石，还推动了工程学、航天学等应用领域的突破。其晚年担任皇家铸币厂厂长时打击伪币的实践，亦体现了科学理性与社会责任的结合。
二、爱因斯坦：时空与量子的颠覆者
0.爱因斯坦物理研究受到的启示
麦克斯韦的电磁理论启发了爱因斯坦对光速不变性的思考，成为狭义相对论的重要前提。
马赫对牛顿绝对时空观的批判影响了爱因斯坦对时空相对性的重新定义。
洛伦兹变换和庞加莱的时空观为爱因斯坦构建狭义相对论提供了数学和理论基础。
普朗克提出的能量子概念和数学关系式E=hυ，给爱因斯坦的光量子概念以启示，成为光量子概念的直接来源和数学关系式。
1. 相对论对宇宙认知的重构
狭义相对论（1905年）：打破绝对时空观，提出光速不变原理和质能方（E=mc^2），揭示时间与空间的相对性。
广义相对论（1915年）：将引力解释为时空弯曲的几何效应，预言了黑洞、引力波等现象，彻底革新了宇宙学理论。
2. 量子力学的开创性探索
爱因斯坦的光量子假说（1905年）通过光的粒子性，成功解释光电效应，为量子力学奠定基石。尽管他因这一成就获得1921年诺贝尔奖，却对量子力学的概率本质持保留态度，称量子纠缠为“鬼魅般的超距作用”，引发科学哲学的深刻讨论。
3. 人文主义与科学伦理的倡导者
爱因斯坦不仅是科学巨匠，还积极参与反战与和平运动。例如，他在1927年签署反法西斯宣言，将科学精神与社会关怀紧密结合。
三、科学范式与思想遗产的对比
1. 方法论差异
牛顿以实验归纳与数学演绎为核心，构建了系统化的经典力学体系，强调“确定性法则”。
爱因斯坦则通过思想实验和理论创新突破既有框架，例如用“电梯实验”推演等效原理，展现直觉与逻辑的融合。
2. 宇宙观的演变
牛顿的绝对时空观为工业革命提供了理论支撑，而爱因斯坦的相对论揭示了时空的动态性和宇宙的膨胀，量子力学则引入概率性和不确定性，共同构成现代物理学的两大支柱。
3. 跨时代的科学遗产
1)牛顿的影响：从蒸汽机到航天器，经典力学至今仍是工程技术的基石；其“站在巨人肩上”的谦逊态度，亦成为科学传承的象征，也是实际的写照。
2)爱因斯坦的延续：广义相对论指导着引力波探测和宇宙学研究，量子理论催生了半导体、量子计算等革命性技术。两者共同推动人类从微观粒子到浩瀚星空的探索。
四、牛顿经典力学对热力学与电磁学等的促进作用
1. 热力学的基础框架构建
牛顿经典力学通过质点运动定律和数学工具（如微积分）为热力学提供了理论框架。例如，牛顿的质点模型启发了热力学中对分子运动的微观解释，尤其是气体动理论的发展。牛顿运动定律被用于推导热现象中的能量守恒定律，并为热力学第二定律（如熵增原理）的数学表述奠定了基础。此外，牛顿对流体力学的研究（如黏性流动）直接影响了热力学中能量传递和扩散现象的建模。
2. 电磁学的早期发展路径
牛顿的超距作用思想（如万有引力定律）启发了早期电磁学理论的发展。尤其是库伦定律，在实验误差有30％情况下，就确信如同像万有引力定律的形式。尽管后来法拉第和麦克斯韦通过场论取代了超距作用，但牛顿的力学体系为电磁学提供了数学工具和分析方法。例如，麦克斯韦方程组最初仍采用牛顿的动力学语言描述电磁场变化，而牛顿的微积分工具也被广泛应用于电磁波方程的推导。
五、爱因斯坦相对论对量子力学、量子场论与宇宙学的推动作用
1. 量子力学的奠基性启发
狭义相对论（1905年）通过质能方程（E=mc^2）揭示了质量与能量的等价性，为量子力学提供了关键思想。例如，爱因斯坦对光电效应的解释（光量子假说）直接挑战了经典电磁理论，成为量子力学中波粒二象性的实验基础。德布罗意以光的波粒二象性作为类比，提出物质粒子具有内在的周期性因素和实物粒子也具有波粒二象性，薛定谔在此基础上提出量子力学薛定谔方程。此外，相对论对时空观的革新（如时间膨胀效应）促使量子力学重新审视微观粒子的运动规律，推动了不确定性原理的提出。
2. 量子场论的理论融合
狭义相对论与量子力学的结合催生了量子场论。例如，狄拉克方程（结合相对论性波动方程）预言了反物质的存在；而量子电动力学（QED）则通过相对论协变性实现了电磁相互作用的量子化描述。广义相对论中的时空弯曲概念也为引力场量子化研究（如弦理论）提供了方向。
3. 宇宙学的革命性突破
广义相对论（1915年）通过时空几何化重新定义了引力理论，成为现代宇宙学的基石。其预言的黑洞、引力波和宇宙膨胀现象均被观测证实。例如，德西特宇宙时空，尤其是弗里德曼方程基于广义相对论推导出动态宇宙模型，为宇宙膨胀理论提供了数学支持；而暗物质与暗能量的研究也依赖于广义相对论对时空结构的解释。
牛顿经典力学通过数学工具和动力学模型为热力学和电磁学奠定了分析基础，而爱因斯坦的相对论则通过时空观革新和能量-质量关系的重构，推动了量子理论与宇宙学的深度融合。两者虽分属经典与近代物理，但其理论框架的延展性始终是科学发展的核心动力。
结语：真理征途的双子星
牛顿与爱因斯坦的科学成就，如同坐标系的两轴：前者以定理构建秩序，后者以相对性拓展边界。牛顿的虔敬理性与爱因斯坦的人文关怀，不仅塑造了科学方法论，更启示后人——对真理的追求需兼具严谨与勇气，敬畏与创新。正如爱因斯坦所言：“想象力比知识更重要”，而牛顿的体系则证明，知识的系统化同样能照亮未知的黑暗。他们的思想余晖，将继续指引人类在“确定”与“不确定”的辩证中前行。
牛顿和爱因斯坦的理论如何影响了各自的时代？
牛顿与爱因斯坦的理论在各自所处的时代引发了科学范式的根本性变革，并对社会、技术与哲学产生了深远影响。以下从科学体系构建、技术应用、思想启蒙三个维度分析二者的时代影响：
一、牛顿经典力学：启蒙时代的理性灯塔
1. 科学体系的整合与确定性范式的确立
牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出三大运动定律和万有引力定律，首次将天体运动（如行星轨道）与地面物体（如苹果下落）的力学规律统一为数学公式，建立了“确定性宇宙”的图景。
2. 工业革命的技术奠基
牛顿力学为18-19世纪的机械发明提供了理论支撑。蒸汽机、钟表精密机械的设计均依赖于牛顿定律的确定性计算，推动了工业文明的爆发式发展。牛顿的微积分工具（与莱布尼茨共同创立）更成为工程学动态分析的基石。
3. 思想启蒙与社会秩序重构
牛顿的“上帝钟表匠”隐喻（宇宙如精密的钟表运行）深刻影响了启蒙运动。伏尔泰等人将牛顿的理性主义推广至社会领域，主张用科学法则取代宗教教条，催生了现代法治与民主制度的萌芽。
二、爱因斯坦相对论：现代物理与技术的颠覆性突破
1. 时空观的革命与宇宙认知的拓展
狭义相对论（1905年）：打破牛顿的绝对时空观，提出时空的相对性和质能方程 ，为核能开发奠定理论基础。 广义相对论（1915年）：将引力解释为时空弯曲，预言了黑洞、引力波等现象，彻底革新了宇宙学。2016年引力波的实验探测验证了这一预言。
2. 技术应用的跨时代突破
核能开发：质能方程直接指导了原子弹与核电站的研发，重塑了20世纪的能源格局与地缘政治。
现代导航系统：GPS卫星需根据相对论修正时间误差。
量子技术先声：爱因斯坦的光量子假说（解释光电效应）启发了激光、半导体等技术的诞生。
3. 哲学思维的范式转型
相对论颠覆了“绝对真理”的认知，强调观察者视角的局限性。这种相对性思维渗透至哲学、艺术等领域。此外，爱因斯坦对量子力学概率本质的质疑（“上帝不掷骰子”）引发了科学确定性与随机性的哲学辩论。
结语：科学革命的接力与互补
牛顿与爱因斯坦的理论分别锚定了人类认知宇宙的两个坐标轴：牛顿以数学化的确定性法则构建了可预测的宇宙模型，其影响贯穿工业文明三百年；爱因斯坦则用相对性思维撕开了经典物理的边界，为量子力学与宇宙学开辟新路径。二者并非对立，而是科学认知的阶梯——正如爱因斯坦所言：“牛顿啊，请原谅我；你所发现的道路，在你那个时代是唯一能走的。”他们的理论共同证明：科学进步既需要继承前人的理性框架，更需要敢于颠覆常识的勇气。
牛顿的科学探索动机与方法论体系
牛顿的科学探索动机与方法论体系，深刻体现了宗教信念、哲学思考与实证科学的交织。以下从研究动机、方法论特征及其哲学内涵三方面展开分析，结合历史语境与理论实践进行综合阐释：
一、宗教信念与科学使命的辩证统一
1. 神学驱动的宇宙秩序探索
牛顿的科学研究始终以揭示“上帝创造的宇宙秩序”为终极目标。他将自然神论与新柏拉图主义融合，认为时空与物质是上帝意志的具象化表达，科学研究即是对“上帝法则”的解码过程。例如，他在《自然哲学的数学原理》中强调万有引力定律是“上帝维持宇宙运行”的数学体现，科学发现不仅满足求知欲，更是一种宗教实践。
2. 自然哲学与宗教认知的互补性
牛顿反对将科学与宗教对立，认为二者共同构成理解世界的完整框架。他晚年撰写的150万字神学手稿显示，其《圣经》预言研究与物理学探索共享同一逻辑：通过理性破译上帝设计的宇宙密码。这种思想推动了自然神论发展，即上帝作为“第一推动者”后，宇宙依自然法则自主运行。
二、经验主义与数学演绎的方法论革命
1. 实验归纳与公理演绎的协同
牛顿开创了“现象→归纳→公理→演绎”的科学研究范式。他在《自然哲学的数学原理》中从开普勒行星运动定律等有限观测出发，通过数学演绎推导出万有引力定律，再以该定律反推潮汐、彗星轨道等复杂现象，形成闭环验证。这种“实验-数学-预测”三位一体方法，成为实证主义科学观的奠基性实践。
2. 数学作为自然哲学的语言
牛顿将数学视为揭示自然本质的核心工具。其棱镜实验不仅验证光的色散现象，更通过数学量化不同颜色光线的折射率，实现光学现象的精确描述。他在《原理》中以几何公理形式构建力学体系，将复杂的行星运动简化为的普适公式，彰显“数学优美即自然真理”的哲学追求。
3. 理论建构的实证边界
牛顿虽重视数学演绎，但严格限定理论需以实验为锚点。例如他最初提出光的粒子说解释反射现象，后又根据薄膜干涉实验承认光具有波动性，体现理论必须随新证据修正。
三、哲学内涵与科学范式的双重遗产
1. 机械论宇宙观的启蒙意义
牛顿构建的“钟表宇宙”模型（宇宙如精密机械遵循数学法则）深刻影响启蒙运动。伏尔泰等思想家将其确定性范式引入社会领域，主张用科学理性取代宗教权威，推动现代法治与民主制度萌芽。这种思想也催生拉普拉斯的机械决定论：“给定宇宙初始条件，便可推算全部未来”。
2. 科学认知论的范式创新
牛顿的方法论突破中世纪经院哲学桎梏：
认知路径：从神秘主义转向实证理性，主张真理需通过观察与数学推导获得；
知识标准：提出科学定律应具备简单性（如三大运动定律的表述）与普适性（万有引力涵盖天体与地面物体）；
学科融合：打破数学、物理、哲学的学科壁垒，开创数理实证主义传统。
3. 现代科学精神的矛盾性启示
牛顿体系既确立科学客观性原则，又因其神学底色埋下争议：一方面，他证明自然规律可脱离神迹独立运作；另一方面，其“上帝作为立法者”的设定暗示科学存在不可知领域。这种张力持续影响着科学哲学中实在论与工具主义的辩论。
结语：真理追寻者的双重面孔
牛顿的科学实践揭示了一个深刻的悖论：他以数学理性解构中世纪神秘主义，却又在宇宙秩序中为上帝保留终极解释权；他开创实证科学范式，却从未放弃通过炼金术探索自然奥秘。这种矛盾性恰恰映射了科学革命时代的思想激荡——正如其墓碑铭文所述：“他以近乎神性的思维，首次证明了行星的运动与形状、彗星的轨迹与潮汐的韵律。”牛顿的遗产不仅是物理定律的集合，更是人类理性与信仰、经验与直觉永恒对话的见证。
爱因斯坦的物理学研究与哲学思想深刻交织
爱因斯坦的物理学研究与哲学思想深刻交织，其方法论与真理观不仅颠覆了传统科学范式，更塑造了现代物理学与哲学的互动框架。以下从理论建构逻辑、哲学内核及科学遗产三方面解析其独特路径：
一、理论建构逻辑：原理性思维与数学美学的统一
1. “纯思维创造”的方法论革命
爱因斯坦突破经验归纳传统，开创“原理性理论构建模式”：从少数核心公理（如光速不变原理、等效原理）出发，通过逻辑演绎构建理论体系。例如，狭义相对论仅基于相对性原理与光速不变两大假设，便推导出时空相对性、质能方程等颠覆性结论。这种“自上而下”的思维方式，被其称为“定律中的定律”（Law of Laws），即通过抽象公理俯瞰全局，而非从现象碎片拼凑规律。
2. 数学美学的驱动作用
爱因斯坦将数学视为理论结构的灵魂，认为“数学的简洁性即自然真理的映射”。广义相对论的成功源于其大胆采用黎曼几何与张量分析——这些当时被视为纯数学工具的理论完美契合时空弯曲的物理图景。他晚年感慨：“数学在物理学中的有效性近乎神秘”，正是这种数学与物理的深度共鸣，推动其追求统一场论的终极美学。
3. 逻辑自洽与实验验证的双重标准
尽管强调“思想实验”的先导性，爱因斯坦始终坚持理论需经实验检验。例如，广义相对论通过水星近日点进动、光线偏折等观测获得实证支持，而引力波的百年验证（2016年）更彰显其理论预言的前瞻性。这种“大胆假设，严谨求证”的范式，成为现代理论物理研究的黄金准则。
二、哲学内核：理性宇宙观与真理相对性的辩证
1. “上帝”隐喻与宇宙理性本质
爱因斯坦谈及的上帝即是宇宙的自然规律，他以“上帝”指代自然规律的客观性与内在和谐，其名言“上帝不掷骰子”反映对决定论的坚持。这种哲学立场源于休谟经验主义的影响——休谟对因果律的怀疑促使爱因斯坦重新定义“上帝”为自然法则的终极理性，而非人格化实体。他在《物理学与实在》中强调：“宇宙最不可理解之处，在于它居然可以被理解”，体现对自然可知性的深层信仰。
2. 真理的近似性与科学实在论
爱因斯坦坚信存在独立于认知的客观真理，但科学理论仅是真理的“渐近线”。例如，他虽创立相对论，却始终认为其是更宏大统一理论的局部表达，晚年倾力探索引力与电磁力的统一场论（虽未成功）。这种“动态真理观”促使他不断自我否定：曾试图用宇宙常数修正广义相对论，后又承认这是“最大错误”。
3. 定域实在论与量子力学的哲学交锋
爱因斯坦与玻尔的世纪争论本质是哲学立场的碰撞。他坚持“定域性原则”（物理作用需通过局域传递，反对超距作用），认为量子力学的不确定性仅是理论不完备的体现。这一思想激励后续研究，如贝尔不等式实验虽证伪定域隐变量理论，却推动量子信息科学的诞生。
三、科学遗产：范式转型与跨学科启示
1. 物理学与形而上学的重新融合
爱因斯坦将理论物理视为“形而上学问题的科学回答”。广义相对论中时空几何与物质分布的互动，模糊了物理实体与数学结构的边界，促使哲学家重新探讨“实在”的本质。其工作证明：物理理论的突破往往伴随本体论的重构。
2. 统一性追求的未竟之路
尽管统一场论未竟全功，爱因斯坦的尝试为后世奠定方法论基础。例如，弦理论试图通过高维几何统一四种基本力，其数学工具（如卡拉比-丘流形）延续了爱因斯坦的几何化路径。当前暗物质、暗光子研究仍受其“理论先于观测”思想启发。
3. 科学人文主义的典范
爱因斯坦将科学探索与人类命运紧密结合，反对技术异化与战争滥用。其参与起草的《罗素-爱因斯坦宣言》（1955年）呼吁核能和平利用，成为科技伦理的里程碑。他强调：“科学没有道德是盲目的，道德没有科学是虚弱的”，这一理念至今指引着AI伦理、基因编辑等前沿领域的讨论。
结语：在确定与不确定之间永恒探索
爱因斯坦的科学哲学如同一座桥梁：一端锚定经典物理的理性根基，另一端伸向未知的量子深渊。他既相信“宇宙是完美的数学方程”，又承认“人类只能无限逼近真理”；既以公理构建确定性大厦，又用思想实验撬动认知边界。正如其晚年所言：“重要的是永远不要停止提问”，这种对矛盾性的包容与对统一性的执着，构成科学精神的永恒内核。他的遗产不仅是相对论方程，更是一种超越学科的思维范式——在逻辑与直觉、美学与实证、个体创造与宇宙秩序之间，寻找动态平衡的智慧。
对质能关系的认识
1. 质量与能量的等价性
方程 ( E=mc^2 ) 表明：质量是能量的凝聚形式；能量具有惯性：任何能量形式（如电磁场、热能）都会贡献惯性质量。
2. 静止质量与动质量的区分
静止质量：物体在静止参考系中的质量，对应固有能量。动质量 ：运动物体的总能量对应的等效质量。
3. 核能与粒子物理的应用
核反应质量亏损：铀-235裂变时约0.1%的质量转化为能量，1千克铀释放能量相当于2万吨煤。
正反物质湮灭：电子与正电子湮灭时，全部静止质量转化为光子能量。
质能关系实验验证与精度
1. 核反应验证
原子弹与核电站通过测量质量亏损与能量释放，验证方程精度达 10^-3量级。
2. 粒子加速器实验
高能电子速度接近光速时，其动能与质量增加与公式符合，实验误差小于 0.0001% 。
3. 质能守恒的宇宙学证据
宇宙微波背景辐射的各向异性测量表明，早期宇宙中质能转化过程遵循 E=mc^2。
质能关系重大意义：颠覆经典世界观
1. 打破质量与能量的二元对立：揭示物质与能量的本质统一。
2. 宇宙演化的能量视角：恒星发光、黑洞辐射、宇宙膨胀均可用质能转化解释。
3. 技术伦理的警示：核武器与核能的开发凸显科学发现的双刃剑效应。
质能关系——永恒的科学丰碑
爱因斯坦仅用三个符号（E 、m 、 c）便揭示了宇宙最深层的对称性。从核电站的涡轮机到深空探测器的能源系统，从PET医学成像到粒子对撞机，质能方程不仅是理论物理的基石，更是人类技术文明的底层密码。正如费曼所言：“这方程告诉我们，每一粒沙子都蕴藏着点燃城市的能量。”其简洁形式下的物理深度，将持续指引人类探索宇宙的终极奥秘。
探索解决物理学重大的基本的疑难问题
自从哥白尼、开普勒、伽利略艰难开启认识宇宙真理新的时代以来，物理学的发展使人类对自然规律的认识取得了一次次的进步和飞跃，逐渐揭示出大自然的和谐与统一，映衬着宇宙的庄严、神圣，闪耀着一代代科学家智慧的光芒，谱写着人类追求自然真理宏大的交响乐章。
物理学一直是自然科学的领军者。以牛顿力学和麦克斯韦电磁理论为标志，人类相继进入了以蒸汽机为动力的机械时代和电气动力时代。20 世纪初相对论和量子论诞生，以此为基础，人类实现了人工控制核能的伟大梦想以及激光技术、微电子技术、电子信息技术、纳米技术、超导技术、空间探测技术和航天技术与正在兴起的量子信息技术等一系列新技术革命，开创了人类文明和社会生产力大发展一个全新时代，不断增强着人们向微观世界和宇宙空间深处进军的信心。
然而，以往一直未完全解决的那些重大的基本的物理学疑难问题，例如，物质粒子为何具有波动性、惯性起源和引力的机制、时间和空间的本质、究竟是什么驱动宇宙膨胀等，似乎与观测遇到的“星系旋转曲线疑难”和“宇宙加速膨胀动力疑难”纠缠在一起，显得更加扑朔迷离，让人深感疑惑不解。
虽然有牛顿、爱因斯坦和一代又一代物理学家不断奋力探索开拓和艰辛努力地加以完善，但是作为描述自然和宇宙基本规律的物理学，一方面，各种基本理论自身作为逻辑体系至今仍都没有完成，理论之间还存在着不协调；另一方面，对一些基本的实验和观测事实，理论上还无法作出合理解释。例如，经典力学、电磁理论、相对论、量子力学，没有一个理论体系对时间的本质给予深刻的揭示，以致基本物理方程中的时间反演不变性和热力学现象的不可逆性相矛盾，导致理论体系之间在自然观方面有冲突，距一个统一的时间学说更是相差甚远；物质的粒子性和惯性与波动之间还存在着似乎难以调和矛盾；由量子理论得到的宇宙学常数竟比实际观测值大了 120 个数量级，被称为“真空灾变”和“物理史上最差劲的理论预测”，这是当今物理理论重大瑕疵。尤其是面对物理学上空暗物质和暗能量现象两朵新的乌云带来的风暴，需要重新审视和完善物理学根基。
牛顿在《自然哲学的数学原理》序言中写道：“由于古代人在研究自然事物方面，把力学看得最为重要，而现代人则抛弃实体形式与隐秘的质，力图将自然现象诉诸数学定律，所以我将在本书中致力于发展与哲学相关的数学。”牛顿谈到了某种最精细的精气的事情，它使物质粒子在近距离上相互吸引，等等。牛顿暗示，他曾想探究隐秘的质或最精细的精气，但他的学说对这类问题还无能为力。牛顿坦言，惯性起源与引力机制以及时间和空间的本质还是留给后人去解决吧。
今天的科学和技术大大超越了牛顿时代，但是在两个问题上我们还没能超越牛顿：一是构建一个与牛顿的同样简单的宇宙体系；二是用统一的理论去描述和解释牛顿提到的种种现象和问题。
李政道教授认为：“目前在原来的物理学框架上，理论发展已经很困难，应该有一个大的突破。应该着眼于微观的基本粒子和宏观的真空态统一起来研究，这比 20 世纪初的理论革命会有更加大的突破。我们要立足新的基础科学前沿，一定要将小的与大的联系起来，这个方法可称为整体统一。整体统一的科学方法，应该是 21 世纪最重要的科学方法。”
武向平院士指出：“19 世纪末出现在物理学上空的两朵乌云，催生了相对论和量子力学。如今暗物质和暗能量这两朵新的乌云，将带来一场新的物理学革命。今天我们脑海里一个固有的东西可能或者一定是错的，也许质量会变，也许引力常数会变，也许光速会被超越。”
惠勒预料“应该会有一个物理学的理论从方程中把时间和空间给推导出来。只有找到了时空概念更深刻的含义，各种相互作用才有被统一的希望。总有一天，有一扇门肯定会开启，显露出这个世界闪闪发光的中心机制，既质朴又优美”。
牛顿指出：“自然界喜欢简单和统一。虚假的事物可以随意想象，唯有真实的事物才能被理解。”
爱因斯坦指出：“在物理学中有那么多尚未解决的问题。其数目多到我们不得而知，我们的理论远不能胜任。”
爱因斯坦说：“十分有力地吸引住我的特殊目标，是物理学领域中的逻辑的统一。固然科学的目标是在发现规律，使人们能用以把各种事实联系起来，并且能预测这些事实，但这不是它的唯一的目的。它还试图把所发现的联系归结为数目尽可能少的几个彼此独立的概念元素。正是在这种把各种各样东西合理地统一起来的努力中，它取得了最伟大的成就，尽管也正是这种企图使它冒着会成为妄想的牺牲品的最大危险”。“纯粹的逻辑思维不能给我们任何关于经验世界的知识；一切关于实在的知识，都是从经验开始，又终结于经验。”
爱因斯坦指出：“物理学构成一种处在不断进化过程中的思想逻辑体系。进化的方向是增加逻辑基础（原理）的简单性。”“我们应该准备改变这些概念即物理的原理基础，以便以逻辑上最完美的方式正确处理已感知到的事实。”“空间——时间未必能看作是可以脱离物质世界的真实客体而独立存在的东西。并不是物体存在于空间中，而是这些物体具有空间广延性。空间有无限多个，这些空间彼此做相对运动，这一观念在逻辑上的确是无可避免的，但是这种观念甚至在现代科学思想中也远未起过重要的作用。”“物理学统一基础的建立看来的确很渺茫。而且这种情况又由于随后的发展而更加恶化起来。20 世纪的发展是由两个在本质上各自独立的理论体系来表征的，那就是相对论和量子论。这两个体系彼此没有直接的矛盾（注：二者在时间和空间认识上的矛盾至今还难以融洽）；但是似乎很难融合成一个统一的理论。”“理论物理学的基础重新受到震撼，实验要求我们能够在新的更高的水平上找到描述自然规律的方法。新思想要到什么时候才会出现呢？谁要是能够活到那个时候并且能够看到这一点，那该是多么幸福啊！”
德布罗意认为，物质的波粒二象性是大自然最为核心的本质。
普朗克强调：“科学本身是一个内部统一的整体。我们把科学分为独立部分，并不是由于自然本身的条件决定的，而是由于人类的认识能力的局限造成的。”
从自然和谐统一的角度着眼，一定可以找到更基本的物理学概念，系统地解决物理学存在的以下10个重大的基本的疑难问题，实现物理学基本定律的统一和物理理论的统一，适应以及深入揭示宇宙和自然演化的本质。
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