F几个世纪以来，科学家们研究光来理解可见世界。为什么东西是彩色的？彩虹是什么？我们的眼睛是如何工作的？光本身是什么？这些问题自亚里士多德时代以来就一直困扰着科学家和哲学家，包括罗杰·培根、艾萨克·牛顿、迈克尔·法拉第、托马斯·杨和詹姆斯·克拉克·麦克斯韦。
但在19世纪末，一切都发生了变化，这主要是麦克斯韦所做的。在这段时间里，物理学作为一门独特的科学学科的整体重点从有形转向无形。光本身就是促成这一变化的因素。光的组成部分不仅是看不见的“场”，而且光仅仅是一小片延伸到看不见的地方的彩虹。
物理学从未倒退。今天，它的理论和概念主要与看不见的实体有关:不仅是看不见的力场和感觉不到的射线，还有即使用最先进的显微镜也看不见的粒子。我们现在知道，我们日常的感知只能让我们接触到现实的一小部分。对无线电波、红外辐射和x射线作出反应的望远镜极大地扩展了我们对宇宙的视野，而电子显微镜、x射线束和其他对自然界粒度的精细探测揭示了隐藏在我们视力之外的微观世界。物理学的投机前沿理论用平行世界和以它们的不可见性命名的神秘实体——暗物质和暗能量——充实了这个看不见的宇宙。
这种超越可见的移动已成为科学叙述的基本一部分。但这是比我们经常欣赏的更加复杂的速度。让你的看法是什么“超越光线” - 在人类体验中历史更长的历史。在科学之前有探索这种境界的手段，我们必须与在神话和民间传说中相信的故事做出。这些故事没有被驱逐成为科学进步;它们只是重新发明。在看不见的中，在不可见的前沿工作的科学家将始终面临知识，理解和实验能力的差距。面对那些限制，他们在旧故事的图像上无意识地绘制。这是科学的必要部分，这些故事有时可以提出真正的生产科学思想。但危险是，我们将开始以面对面的价值相信，误认为是理论。
回顾看不见的历史，就会发现神话和民间传说的叙事和比喻是如何刺激科学的，同时也表明，事实可能会比这些古老的故事更奇怪、更出乎意料。
神秘的光
英国物理学家埃德蒙·福涅尔·阿尔伯(Edmund Fournier d 'Albe)在1908年提出了一个理论，即人类的灵魂是由一种具有基本智能的隐形粒子“心理粒子”(psychomeres)组成的。现在谁会站出来支持他呢?他估计了单个灵魂中这些粒子的质量(约50毫克)，并提出他的假设可以解释鬼魂和仙女等超自然现象，甚至可能是摩西的燃烧灌木。当然，这听起来很疯狂，但福涅尔·阿尔伯是一位受人尊敬的无线电通信研究人员，他坚持认为，鉴于最近的发现，如x射线和电子，我们不能仅仅因为我们不能直接看到它而忽视它。
“我们必须坚决地打击寻找超越所看到的看不见的倾向，”Fournier d'Albe写道。“看不见的是关于我们的......光波色域中的一个八度音程给我们的视网膜留下了深刻的印象，揭示了更完全装备的智力所可见的一小部分。”
换句话说，他和他的同时代人坚持认为，天地之间还有更多的东西。
我们看不到或触摸曾经属于神秘境界的事情。这意味着它们是隐藏的，不一定是他们是超自然的。但是神秘的神秘成为各种想象中的私人现象的隐藏地方：鬼魂，烈酒和恶魔，心灵感应等“心灵力量”。这些事情似乎是对科学的对立性，但是当科学首次开始定影隐形实体时，许多领先的科学家在这种神秘的概念和艰难科学之间没有明确区分。他们发明了奇妙的故事来链接和解释它们。维多利亚人的物理学家特别容易发生。有人猜想存在智能，可逆的杂志上的子原子或宇宙尺度。其他人推测了可见范围之外的高频波可以在思想之间传播思想，或者不朽的灵魂与热力学定律一致。什么似乎有可能，因为当我们唤醒我们的无知时经常会这样做。
这种转向看不见的想法始于对这个古老问题的理解:光是什么?19世纪初，法拉第引入了磁场的概念——一种看不见的、无处不在的影响——来解释电和磁的本质。在19世纪60年代，麦克斯韦写下了一组公式来说明电和磁之间的关系。麦克斯韦方程组暗示，这些耦合场中的振荡——电磁波——会以光速穿过空间。很明显，这些波浪实际上是光。
但是，在可见光的波长大约在一毫米的400到800万分之一之间的地方，麦克斯韦方程表明电磁波的波长没有明显的限制。它们可能存在于可见范围的上下限之外。
这些预言很快得到了证实。1887年，德国科学家海因里希·赫兹证明了电流的波动可以产生长波长辐射，也就是众所周知的无线电波。意大利人古列尔莫·马可尼用了不到十年的时间就证明了无线电波可以远距离传输信息。
现在很难理解这是多么具有革命性，不仅在实践上，而且在概念上。以前，超出叫声范围的信息必须通过物理信件或通过电报线发送。电报已经足够出色了，但它仍然需要发送者和接收者之间的物理连接。有了无线电，人们可以交流无线通过“空空间”
许多领先的科学家认为玄学和硬科学之间没有明显的区别。
这些发现发生在维多利亚时代对唯心论的狂热达到顶峰的时候，媒体声称能够接触死者的灵魂，这绝非巧合。这两种趋势相互支持。新物理学暗示了思想转移的解释，无论是来自他人还是来自灵魂；人们普遍相信无形的影响和智慧，这为物理学的观点创造了一个接受的环境，而这种环境看起来几乎不那么令人难以置信。如果无线电波可以在广播设备和接收器之间进行隐形传输，那么似乎不难想象，毕竟被电神经信号加速的人脑可以充当接收器。
那么，寄信人是怎样的呢?科学家们现在熟悉了看不见的领域的概念，开始推测那些居住在看不见的存在层面上的非物质生物。麦克斯韦的朋友彼得·格思里·泰特(Peter Guthrie Tait)和鲍尔弗·斯图尔特(Balfour Stewart)都是物理学教授看不见的宇宙（1875年），他们在书中提出了乙醚，据说是携带麦克斯韦波的稀薄液体，作为连接物质世界和精神世界的桥梁，他们认为这两个世界都充满了智慧。电报的一些先驱者已经将其与唯心论进行了类比，他们称之为“天际电报”。现在，无线技术催生了一种空旷空间的景象，即存在着看不见的生物的痕迹。你所要做的就是收听，就像无线电爱好者扫描电波，寻找从赫尔辛基或慕尼黑传来的断断续续、半途而废的信息。拉德亚德·吉卜林的短篇小说《无线》（1902年）描述了一个因肺结核而发烧的人，他成为济慈诗歌片段的接收者，而屋子里的其他地方，一群业余无线电操作员从附近的一艘船上接收广播。当媒体在一个séance中引导的精神“电报线”提供了来自逝去亲人的话语的安慰时，无线似乎反而使精神世界成为在一个无人关注的宇宙中漂流的非个人的、往往毫无意义的信件的来源。
1895年Wilhelm Röntgen对x射线的发现进一步激发了这些想象。人们很快就弄清楚了，x射线是来自无线电频谱另一端的看不见的射线，其波长比光的波长短得多。他们的发现是对热金属电极发射的“阴极射线”实验的一个分支。1898年，人们发现热金属电极本身是带电的亚原子粒子流，被命名为电子。
X射线之所以如此令人惊讶和令人回味，是因为它们不仅是看不见的，而且是不可见的揭示了那些看不见的东西——尤其是我们肉下的骨头，在一种令人不安的死亡预感中。在19世纪90年代，人们成群结队地参加公共示威活动，比如柏林的天王星(Urania)展览，或者纽约托马斯·爱迪生(Thomas Edison)的舞台表演，观看自己的骨骼出现在荧光x射线敏感屏幕上。x射线摄影似乎是“幽灵摄影”的直接延伸，“幽灵摄影”在19世纪70年代和80年代流行起来，声称通过伪造或真正无意的双重曝光来揭示幽灵。它证实了感光乳剂是一种“敏感介质”，可以使不可见的东西变得可见。另一些人声称在照片中看到了新型不可见射线的证据，甚至能够拍摄“思想形态”和灵魂。
当西西里岛鳍，看不见的“光线”无处不在，任何要求都不过分。有阴极射线和阳极射线，完全是虚假的辐射，如N射线和“黑光”（虽然紫外线也获得了这个名称），最著名的是亨利·贝克勒尔在1896年发现的来自铀盐的“铀射线”。这些能量以一种不受限制和不可抑制的方式流动着，这表明了一种巨大的隐藏的能量来源，通过皮埃尔和玛丽·居里、欧内斯特·卢瑟福和其他人的工作，它最终被追踪到了原子的核心脏。居里夫妇将这些射线改名为“放射性”
有一种古老的文化观念，认为无形的“发散”可能有生命提升的机构，无论这些都是中世纪赋予草药的“美德”，还是十八世纪德国医生Franz Anton Mesmer的“动物磁性”或“催眠力”。因此，人们普遍认为放射性具有神奇的治疗能力，对此我们不应感到惊讶。1905年，诺瓦塔镭疗养院公司在广告中说：“无论你有什么病，写信给我们。”。“治愈病例的证明将发送给您。”“治疗性”镭被添加到牙膏和化妆品中，温泉镇自豪地宣传其水中的放射性（来自自然产生的氡）。直到20世纪20年代，放射性元素对健康的影响才被证明是完全相反的：挽救玛丽·居里本人或一些镭女孩工厂工人为时已晚，他们十年来一直在舔浸在放射性油漆中的画笔，以便制作手表表盘。
鬼的工厂
19世纪末这些发现的一个关键信息是，我们所感知的宇宙只是外面宇宙的一小部分。“精神世界”有着悠久的传统，至少可以追溯到中世纪，那时我们周围潜伏着看不见的、恶毒的恶魔是很平常的事。这些信念为理解新的“看不见的宇宙”提供了无意识的模板。受人尊敬的物理学家威廉·巴雷特（William Barrett）在他的书中提出，他于1882年共同创建了心理研究学会在看不见的门槛上(1917)认为存在类似人类的无形“元素”。
这是当时最杰出的“心理学”科学家之一威廉·克鲁克斯(William Crookes)的观点。作为一名化学家和企业家，克鲁克斯在1913年至1915年间担任英国皇家学会的总统成员。1861年，他发现了新的化学元素铊，从而一举成名。然而，他似乎特别轻信唯心论者的说法，甚至可能与他们串通一气。他被几个灵媒骗了，包括著名的弗洛伦斯·库克。像许多灵媒一样，库克是一位引人注目的年轻女性，她发现很容易操纵维多利亚时代年长绅士的判断。克鲁克斯相信“存在着看不见的智能生物，他们自称（他显然认为这是一种怀疑的观点。）为了研究他认为媒介所支配的“精神力量”，克鲁克斯发明了一种称为辐射计或“光磨机”的装置，在这种装置中，连接在密封玻璃灯泡内枢轴上的精致叶片在光线照射下会旋转。虽然旋转的原因并不像最初所想的那样，是由于光本身所施加的“压力”，尽管光没有质量，但光线可以对它们撞击的表面产生轻微的冲击。这种压力是一种真实的现象，辐射计帮助建立了这种现象。因此，一种基于对超自然现象的信仰的仪器促使人们对光的性质进行了有益的科学研究。
同样的说法也适用于克鲁克斯的“辐射物质”，据说是介于普通物质和纯光之间的“第四种物质形式”。克鲁克斯是在用气体放电管进行重要工作时发现这种物质的。在气体放电管中，带电电极电离蒸汽，使电流通过，产生辉光。1879年，他声称，辐射物质存在于“已知与未知之间的模糊领域”。他怀疑，它就像以太一样，可能是通往灵魂世界的桥梁。
辐射物质是克鲁克斯过度活跃的想象力的另一个虚构。但这也产生了结果。他援引辐射物质来解释放电管内部的一个神秘区域，称为“黑暗空间”。但事实证明，这片黑暗区域是由阴极射线造成的，克鲁克斯对这一现象的研究最终导致了电子和x射线的发现，并与马可尼的无线电广播相结合，推动了电视的发展。事实上，电视的一些早期先驱都是被他们的超自然同情心所激励的，无论是克鲁克斯精炼的阴极射线管，福涅尔·达尔贝发明了自己独特的电视技术，还是约翰·洛吉·贝尔德，他通常被认为是这种设备的发明者真正的他是一位发明家，他相信自己与托马斯·爱迪生去世的灵魂有灵性上的联系。
无线电通讯和电视都具有代表性所有1886年，精神研究者弗雷德里克·w·h·迈尔斯(Frederic W. H. Myers)称之为“活人的幻影”:我们自己的无实体复制品，随时准备为我们说话。收音机能让人产生这样的幻觉:首相或电影明星在你的客厅里出现了，尽管像幽灵一样脱离了身体。那么，一旦你能看到这些电子幽灵，也能听到它们，这种幻觉就会强大得多。它可能似乎自然和无害指的双重图像早期电视机,信号不好造成的或坏的电子束的同步,当“鬼”,但这个术语说,美联储,普遍怀疑你在屏幕上看到的数据可能不会总是对应于真实的人。毕竟，他们可能已经死了。1953年12月，新闻记者们成群结队地来到长岛的杰罗姆·e·特拉弗斯(Jerome E. Travers)的家中，亲眼目睹了一个不知名的女人的面孔。她曾出现在银幕上，即使拔掉了电源，她也不会消失。(这家人把屏幕转向墙壁，似乎很不光彩。)
电视的早期先驱中，有几位都是受到超自然同情心的驱使。
这些媒体似乎将我们的存在传送到不可能到达的时间和空间，并在死亡后保存我们的形象和声音，这些媒体颠覆了几个世纪以来通过要求书信的物理传输或人本身的存在而限制人类互动的法则。我们会有这样的幻觉:电话里传来我们挚爱的议题的声音，屏幕上通过skype(现在是通过发光二极管而不是电子喷燃荧光粉)呈现出的影像是我们的亲骨肉。
那么谁可能会感到惊讶，互联网与鬼魂捧？作为民间传说历史学家欧文戴维斯说，“网络空间已成为令人难以忘怀的地理的一部分。”这里的模拟痕迹也可能无限期地丧吻;这里据说来自坟墓的假匿名的身份。更甚至比电话和电视，互联网，声音的无形潺潺，似乎是旨在烈性酒，这毕竟并不比我们自己的网络，存在更多的空灵。
我们一次又一次地看到，技术本身并没有驱除民间信仰和迷信，它只是为它们创造了新的环境。也许这没什么好奇怪的，因为技术进步本身并不能提高人们推理或评估证据的能力。但科学肯定还在推开无知和迷信的乌云吗?是的，的确如此。然而，这并不是说，今天的科学家不像他们的前辈那样倾向于幻想。感谢上帝，因为科学需要想象力，也需要冷静的逻辑。但就像维多利亚时代一样，有时很难区分幻想和现实，因为两者都是用当时的行话表达的。
隐藏的世界
以量子力学的多世界解释为例。关于如何在微小尺度上解释量子理论所告诉我们的现实本质，人们还没有达成一致，但“多世界解释”有很多有影响力的追随者。它假设存在平行宇宙，包含描述量子系统的方程的许多可能解的每一个可能结果。麻省理工学院的物理学家Max Tegmark说，“它预测了一个经典的现实逐渐分裂成许多这样的现实的叠加体。”这个想法来自物理学家休·埃弗雷特在20世纪50年代的工作，但埃弗雷特自己从未说过“许多世界”。
当时，量子理论的主流观点是，当你对一个量子系统进行测量时，这只会选择数学实体中列举的一种可能的结果——波函数——这个过程被称为“坍缩波函数”。问题是，在理论中没有什么东西会导致这种坍塌——你必须“手工”把它放入。埃弗雷特提出了一个看似无伤大雅的建议:也许没有崩溃:所有其他可能的结果也都有真实的物理存在。他从未论及……的问题在哪里其他州也存在。但他的一些后继者围绕着它们建立了一个完整的宇宙，除了这一点外，其他方面都和我们的宇宙完全相同。Tegmark表示，每一个量子事件都会导致这些平行宇宙的增殖，因此“做出决定的行为会导致一个人分裂成多个副本”。(更确切地说，这些不同的宇宙一直都存在，只是它们各自进化的方式不同而已。)
但当你试图在多世界中填充有知觉的生物时，这个想法本身就会崩溃。这并不是(正如泰格马克在上面暗示的那样)在这么多的世界里存在着我们的不同版本——它们是所有从某种意义上说，我们是有意识的，但对于我们明显独特的意识应该放在哪里却没有处方。这一难题的产生（正如一些追随者所坚持的那样）并不是“认真对待数学”的必然结果，而仅仅是因为一种冲动，既不是出于实验也不是出于理论，即让每一个形式化的数学表达式都成为一个自己的完整世界，从这个世界看不见。这不是出于任何科学原因，而是因为面对未知，我们总是这样做。在中世纪，有形的证据，如无形的力量，如磁性使无形的生命，如恶魔似乎更可信。X射线、无线电波和放射性的发现同样支持了对人口众多的“看不见的宇宙”的信念。波函数的明显崩溃确实是一个深刻的谜团，我们是否应该感到惊讶，一种反应是建立看不见的宇宙来补偿？
互联网，那个看不见的嘈杂声音，似乎几乎是用来容纳鬼魂的。
同样的考虑也适用于“膜”(膜的简称)世界的概念。这源于弦理论最先进的变种，它试图用被称为弦的超微小实体来解释所有已知的粒子和力，弦可以被想象成粒子延伸成振动的小束。弦理论的大多数版本都要求方程中有变量，这些变量似乎在空间中扮演额外维度的角色，因此弦理论假设的不是四维(时间和空间)，而是11维。正如物理学家兼作家吉姆•巴戈特所指出的那样，“这些假设没有实验或观测基础”——“额外维度”只是方程的形式方面。然而，该理论的最新版本表明，这些额外维度可能非常大，构成了额外维度的膜，这些膜是与我们自身分离的其他宇宙的潜在储存库，就像堆叠的书页。不可避免地，人们会有一种冲动，去想象这些地方也可能居住着有知觉的生物，尽管这是可选的。重点是，这些膜世界只不过是推测方程式中的数学实体，可以说是无形的平行宇宙的化身。
暗物质和黑暗能量是通过对现实世界的观察而导致的。显然需要暗物质来解释似乎来自空间部分的引力效应，在没有普通物质的情况下，或不足以解释拖船。例如，旋转星系似乎有一些额外的引力源，超出可见恒星和气体，阻止它们分开。遥远的天体物理物体因超速翘曲而扭曲的“镜头”的效果也似乎要求这种隐形的物质形式。但是，暗物质在通常的意义上并不存在，因为它没有看到并且没有理论可以令人信服地解释或要求其存在。黑暗能量也是一种“东西”要求解释宇宙的加速，由天文学家发现在20世纪90年代中期观察遥远的物体。但它只是难题的名称，没有任何直接检测。
暗物能量似乎也是如此，也许是暗物质，也会像克朗斯的“黑暗空间”和“辐射能量”：不完全是东西，但是一些迄今为止的物理原则的症状。菲利普·普拉曼在菲利普·普拉斯方面被引发了这些联系黑暗物质三部曲,(标题仅给出线索)一种神秘的物质叫做尘埃的混合体暗物质和巴雷特的quasi-sentient psychomeres,给定一个精神诠释的scientist-priests普尔曼的替代蒸汽朋克牛津大学感觉它的存在显然基于克鲁克斯的光机使用工具。
当然，科学家们不仅仅是在捏造事实，而是依赖于所谓的隐身的便利性。他们正在利用暗物质和暗能量，以及（如果有人愿意的话）量子多世界和膜，以及其他难以察觉和假设的领域来完成一项基本任务：用他们能够掌握的概念填补他们知识的空白。
如果科学不因其缺陷而脱轨或丧失斗志，这些临时的修理和发明是必要的。当这种情况发生时，似乎不可避免的是，这些发明将以熟悉的形式出现——它们将从古老的概念甚至神话中提取，它们将是“神秘的”粒子或射线，甚至是整个想象的世界，充满了居民。这些可能是完全错误的概念，但它们使我们的无知具体化，并使我们思考如何探索它。
在知识前沿工作时，思考我们难以直觉或想象的时间和空间问题，冷逻辑和严格遵守实验和可证伪性可能是不够的。但接下来的诀窍是在不忽略这一事实的情况下进行发明和想象。我们可能会发现我们的发明是错误的，正是因为它们往往来自一部古老的经典。但希望他们会以一种好的方式出错，并照亮通往更深入理解宇宙的道路。
菲利普·鲍尔是许多关于科学及其对更广泛文化影响的书籍的作者，包括生命矩阵:水的传记;宇宙的石头;音乐本能;好奇心:科学是如何对一切都感兴趣的;和为皇家服务。他的书临界质量被授予2005年安万特科学图书奖。他的下一本书是隐形:无形的危险诱惑。
