物理科學的目的之一，是精確地描繪物質世界。而20世紀物理學的成就之一，卻在於證明了這一目的是不可企及的。
讓我們以人的面孔作為一個恰當的例子。我聽到一位瞎眼的婦女用手指撫摸著她第一次接觸到的一個男人的臉，脫口而出：「應該說他已上了年紀。顯然，他不是一個英國人，他的臉比大部分英國人更圓。他即使不是東方大陸（Eastern-tial）人，也應該是歐洲大陸人。他臉上的皺紋，很可能是痛苦的皺紋。最初我還以為是些傷痕。這不是一張幸福的臉。」
這是斯蒂芬?波格拉傑維茲（Stephan Brajewicz）的面容。他和筆者一樣，出生於波蘭。在波蘭藝術家菲利克斯?托波爾斯基（Feliks Topolski）看來，他就是圖上描繪的那個樣子。我們認為。這幅圖畫與他本人的面貌並不十分吻合，但卻很好地揭示了這個人的面部特徵;這位藝術家似乎是靠筆觸在描繪細節；每一根線條都增強了畫面的藝術效果，但又決不是最後的完成。我們把這看作是藝術家的表現手法。
但是，物理學迄今為止所作的一切表明這是尋求知識的唯一方法。其實並沒有絕對的知識。那些宣稱有所謂絕對知識的人們，無論他們是科學家或教條主義者，都只不過是打開了通向悲劇之門而已。所有信息都是不完備的。我們不能不謙虛從事。這就是人類的狀況，這也正是量子物理學的涵義。我是說它的字面上的涵義。
讓我們通過電磁波光譜來察看這張臉。我要提出的問題是：藉助世界上最好的儀器，甚至，如果可能的話，藉助世界上最完美的議器，我們能看到的細部究竟有多精細、多準確呢？
觀察事物的細部或細節並不是非用可見光不可。詹姆斯.克列克?麥克斯韋爾（JamesClerk Maxwell）於1867年指出，光是一種電磁波，他所建立的那些方程式，意味著還有一些別的波存在。從紅色到紫色的可見光僅僅是不可見的輻射範圍內的一個頻帶而已。光線有一套完整的信息排列，從波長最長的無線電波（低頻）到最短的X射線以及其它射線（甚高頻）。我們將這些光線輪流照射在這張人面上。。
波長最長的不可見波是無線電波。幾乎早在100年前即1888年，亨利希?赫茲（Heinrich Hertz）就證明了它的存在，從而證實了麥克斯韋爾的電磁理論。正因為它的波長最長，它也是最粗糙的射線，用一種工作波長為幾米的雷達掃描器來觀察，你根本就看不見這張臉，除非把這張臉放大好幾公尺，猶如一尊墨西哥的石雕頭像一樣。只有當我們縮短波長時，這尊巨大的頭像的細節才會呈現出來：當波長不到一米時，耳朵現出來了。當無線電波的實際波長僅限於幾個厘米時，裁們才能看出這尊石像旁那個人的大致輪廓。
接下來，讓我們通過一架對另一種輻射範圍、即波長不到一毫米的紅外線十分敏感的照相機來觀察這張人臉。天文學家威廉?赫歇耳（Wililam Herschel）於1800年發現了紅外線，他注意到，當他把天文望遠鏡焦點移至紅光以外時，仍可感受到熱度，這是因為紅外線也是一種熱輻射線。照相機的底片把紅外線以任選的色碼轉變為可見光，這張臉上最熱處呈藍色，最冷處呈紅色或黑色。於是，我們看見了這張臉的大致容貌：眼睛、嘴巴和鼻子——也看到了鼻孔中呼出的熱氣。是的，我們又知道了一些關於這張人臉的新的情況。但我們所知道的還不是細節。
當波長縮至最短的時候，即縮短至幾百分之一毫米甚至更短的時候，紅外線漸漸變成可見的紅色光線。我們現在使用的膠捲對紅外線和可見紅光兩者都很敏感。這時，這張臉頓時顯得生氣勃勃，這不再是某一個人，而是我們知道的這個人：斯蒂芬?波格拉傑維茲。
在白光照射下，肉眼可以看清他臉上的每一個細節：纖細的毫毛，毛孔，這兒一個疵點，那兒一根破裂的脈管，白光是各種波長的光線的混合，從紅色到橙、黃、綠、藍，最後是紫色，最短的可見光波。從理論上講，通過短的紫色光波，較之長的紅色光波，我們可以看到更為精細入微的細部，但是，在實踐上，光的不同組合看起來作用不大。
那位畫家對這張臉進行了分析，區別它的種種特徵，分離不同色彩，將圖像放大。人們自然要問：難道科學家不會用顯微鏡去分解和分析更為細微的特徵嗎？是的，科學家應該這樣做。但是，我們也應該懂得，顯微鏡可以放大圖像，卻不能改進這一圖像：細節的清晰度是由光的波長所確定的。事實上，在任何波長的光照射下，我們只有用與波長大致相當的物體才可以將一束光線截斷；物體太小，就不能留下陰影（也就不會產生圖像）。
在普通白光照射下，人體皮膚的單個細胞要放大200多倍才能分辨出來。若要分辨得更細，就要用波長更短的光線才行。這就要用紫外光才行了。紫外光波長只有萬分之一毫米甚至更短——比可見光短十倍或更多。透過紫外光看去，我們就會看到一幅幽靈似的瑩光熠熠的景象。通過紫外顯微鏡可以看到細胞中的放大了3500倍的染色體。但這裡有個極限：沒有什麼光線可以使我們看到染色體內的人體基因。
如果我們還想更深入地進行觀察，就必須縮短光的波長，直到運用X射線。但是，X射線穿透力太強，任何物質都不能使其聚焦；我們無法製造一台X射線顯微鏡。因此，我們只能滿足於用X射線照射這張臉，得到某種影像。這時細部的狀況也就取決於射線的穿透力了。我們可以看到皮膚下面的骨胳——例如，可以看到這個人的牙齒全掉了，用X射線透視人體，就像1895年威爾赫晦?康拉德?倫琴（Wilhe1m Konrad Rontgen）發現這種射線一樣立刻使人們興奮不已，因為物理學這時作出了一種大自然賜與的服務於醫學的發現。倫琴的這一發現使他成為一位慈父般的人物，成為於1901年獲得首次諾貝爾獎金的英雄。
有些時候，依靠曲折迂廻的方法，我們可能僥倖作出更多發現，這就是，推導一種不能直接目睹的排列。X射線不會使我們看見單個的原子，因為原子太小，即使在如此之短的波長的光照下，也不能形成影象。然而，人們卻可以描繪晶休中的原子圖形，因為這些原子的分布規整有序，而X射線的照射將構成一個規則的波紋模式，從而使人們可以推測這些擋住了視線的原子的位置。這就是脫氧核糖核酸的螺旋結構中的原子：基因正是這樣。這種方法是馬克斯?馮?勞厄（Max von Laue）於1912年發明的。這個獨創可謂一箭雙鵰：因為這第一次證明了原子確實存在，同時也第一次證明了X射線是一種電磁波。
我們還可以採用另外一種手段，即使用電子顯微鏡。在電子顯微鏡中，射線是如此集中，以致人們不知道應該稱它們為波還是粒子。電子束打擊在一個物體上，勾勒出它的輪廓，就像集市上雜耍藝人拋擲飛刀。人們從中看到的最小物體是單個的釷原子。這是十分引人注目的。不過，這種模糊的形象證明，正如集市上掠過那位姑娘的飛刀一樣，即使是最堅實的電子也不能勾划出一個清晰的輪廓。完整的圖像仍像遙遠的星辰，渺不可及。
我們現在正面臨著知識上的佯謬的嚴重矛盾。年復一年，人們設計日益精密的儀器，用來對自然現象進行更為精確的觀察。但是，看看這些觀察結果，我們就會失望地發現，它們仍然模糊不清，而且我們還會感到它們仍像從前那樣令人感到撲朔迷離。人們似乎一直在追尋一個目標，然而，每當人們剛剛瞥見它，它卻又從人們眼前悄然隱去，無影無蹤。
人類知識的這種矛盾不僅僅限於微小的、原子的範疇，恰恰相反，在整個人類的範圍，在無限星空這樣的範圍，它也同樣無須置疑。讓我談一談在一個天文台中表現出來的情況吧。卡爾?弗里德里奇。高斯（Karl Friedrich Gauss）在格丁根（Gottingen）的那座天文台是大約於1807年建成的。在他的整個一生中，從那時起：近200年的大部分時間裡，天文儀器不斷得到改進。我們今天所看到的一顆星辰的位置，在當時已被人們多次確定，因此，在我們看來，我們的觀察似乎越來越趨干精確。但是，當我們將各次觀察結果加以比較時，我們就會驚奇而懊喪地發現，它們仍然散亂無序。人們曾經希望觀察的偏差終會消失，人們也會像上帝那樣洞燭幽微的。但是，事實上，錯誤仍無法從觀察中根除。無論是觀察群星、原子、人的照片，還是聽某人的講演，都是這樣。
高斯以他那令人驚嘆的、孩子氣的天才意識到了這一點。直到他80歲高齡與世長辭時，仍然保持了這種天才。1795年，18歲的高斯進入格丁根大學讀書，其時他已經解決了有關一系列觀察中固有的誤差的最佳估算問題。
當一位觀察者在觀察一顆星時，他知道有大量的致誤因素。於是，他閱讀若干觀察記錄