经典场论丰富了科学美学旨意
爱因斯坦指出：力学纲领“本质上是原子论的和机械论的，一切事物......完全要被解释为按照牛顿运动定律的质点运动。”然而，18～19世纪电磁学的发展改变了这样的局面。法拉第针对电、磁现象提出了场概念，并予以美妙的力线图像描绘；麦克斯韦、洛仑兹等人建立并完善了电磁场理论（电动力学）体系。同时，经典场论纲领得以形成；爱因斯坦凭籍其相对论建树而拓展了这个纲领。
图17-1经典场论的首创者——詹姆斯·麦克斯韦(1837～1879)
牛顿崇尚原子论，如上篇所述，表现在牛顿力学以分立的质点为最基本的概念，以不连续的物质粒子为基本的物理实在；质点之间的引力作用是即时的超距作用。而法拉第的场概念是连续的，电磁场成为麦克斯韦电动力学中最基本的概念。爱因斯坦说“：实在概念的这一变革，是物理学自牛顿以来的一次最深刻和最富成效的变革。”这表现在电磁场也作为一种独立的物理实在；荷电物质之间的电磁作用是非即时的近距作用，即具有局域性，此乃由场的连续性所引起。换言之，连续的电磁场承担了局域性的电磁作用。那末，人们关于物质的存在形式以及物质间相互作用方式的观念，确实发生了明显的变革。
电磁场理论是第一个优美的经典场论，麦克斯韦堪称经典场论的首创者。他的一部总结性著作《电磁场通论》（1873年）或许可与牛顿的《原理》相媲美；该著作集中了他的几篇重要论文[诸如“法拉第的力线”（1855年）“、电磁场的动力学理论”（1865年）等]中的理论创造成果，全面、系统地阐解了他的电磁场理论体系。这个理论揭示了电和磁的对称性，实现了电与磁、电磁效应与光现象的圆满统一。其核心——麦克斯韦方程组、以及它的诸多推论，乃是由实验定律予以归纳、并引入假设后进行演绎这二者相辅相成的产物。所以，麦氏电动力学的构建，亦可谓是牛顿推理法则、即其科学方法论在场论范畴的成功应用和可观发展。
具体地说，麦克斯韦方程组是建立在电磁实验定律的基础之上的。其中，库仑定律和安培定律分别乃指：点电荷之间的电作用力和电流元之间的磁作用力均满足与万有引力定律在形式上相似的平方反比定律（这正说明不同物理现象常有的相似性）。引入场概念后，电场强度E和磁感应强度B作为表示电场和磁场之强弱的基本物理量；由这两条定律经过数学推演得出相应的高斯定理和安培环路定理的数学表式，还导出B的散度为零。这两条定律表明电荷、电流分别是电场及电作用力、磁场及磁作用力的起因，就如带有质量的质点是引力场及（万有）引力作用的起因一般。然而，麦氏方程组所以能建立，更主要的实验基础是法拉第定律。法拉第从奥斯特的磁针（在电流线附近）偏转实验得到启发：既然电荷运动（即电流）会产生磁场，那末磁体运动也会产生感应电流、而且磁场的变化也可能激发电场；法拉第正是本着对电和磁的对称性考虑，经过多年的实验研究，终于得出他的电磁感应定律。其实，方程组得以成立，至为关键的一着是麦克斯韦引入了位移电流假设，这也是出于对电和磁的对称性考虑：既然变化的磁场（表示为∂B/∂t）会激发电场，那末变化的电场也可能产生磁场。麦氏在安培定律对应的高斯定理表式中添入可与传导电流密度并立的位移电流密度ε(∂E/∂t)(ε为介质的介电常数）。看来，麦氏作此假设，就使电场和磁场的地位完全对等；这完善的对称性决定了变化的电场和磁场可以相互转化，致使二者交织、结合成统一的电磁场整体。也就是说，电和磁的对称性必然导致二者的统一性；对电磁场这一至美特征的探索，恰是促使电磁场理论巧妙地构建的重要动力。
位移电流项的添入，不仅使电场和磁场在形式上对称，而且使方程组的各个方程彼此相容，那末就导致电磁场理论成为十分严密的自洽理论。当然，这自洽性是科学理论必须具备的，由此才谈得上理论的统一和谐之美；而和谐的理论必定具有内在的真理力量。由麦氏方程组导出的最重大推论是：变化着的电磁场整体以波动的形式——电磁波——在空间传播。并演算得出，电磁波的传播速度正好等于光速；从而断定：光即是一类电磁波，光现象即是一类电磁效应。此外，还可导出电磁场也具有能量和动量、电磁波就是能量的流动过程；此推论实际上披露了电磁场和电磁波的物质性，亦即电磁场确是一种独立的物质存在形式。
然而“，电磁场是独立的物理实在”这一观念是由爱因斯坦在建立狭义相对论时明确廓清的，尽管电磁场理论实际上以此观念为立论的基础。只是麦克斯韦在创建其理论时毕竟会受到牛顿研究纲领的映照，而未能免于同时代人对机械以太假说的信奉：将电磁场的运动和电磁波的传播与机械以太缠绕起来，致使其理论体系尚带有一定的机械论色彩。其后，洛仑兹的电子论在一定程度上弥补了这一缺憾。他摒除了人为添给以太的种种力学性质，只让其留下“静止”这一单纯的力学状态；所以，他所谓的以太，其实等同于绝对静止空间。洛仑兹并作出“电子”预言——假设物质中存在电粒子。于是，电子论描绘了一幅简单、清晰的“电磁世界图景”：物质中分立的电粒子激发弥漫分布的连续电磁场，电磁场并可独立地呈现于没有物质的空虚空间；电磁场的变化受制于荷电粒子所遵循的牛顿运动定律，反过来又会影响荷电粒子的运动状况。著名的洛仑兹力公式即便给出电磁场对于运动着的荷电粒子的作用力与电磁场以及粒子运动速度的关系。可见，这“电磁世界图景”淡化了机械论色彩，即使还保留了绝对空间等概念、并涉及经典力学的某些要义；随着麦克斯韦和洛仑兹之理论创建而形成的经典场论纲领，终究越出了纯粹以经典力学为全部基础的“力学世界图景”的机械论轮廓。再者，麦氏电磁场理论又称为静体电动力学，洛氏电子论又称为动体电动力学；此乃因为若考察介质中的电磁效应，前者讨论的是静止介质，后者讨论的是运动介质。所以说，洛氏理论比麦氏理论有明显的延拓和完善，而且把时空概念和时空变换问题在电磁场领域里凸现出来。故而爱因斯坦认为：这两人的电动力学“已经为狭义相对论的时空理论和运动学提供了一个雏型”。
电磁场理论的数学表示主要是矢量、标量等的偏微商以及偏微分方程。因为电磁场场量、电磁势（标势和矢势）以及源（电荷和电流）密度等，都是空间坐标和时间的多元函数，故而在电磁场领域“，偏微分方程第一次作为物理学的基元实在的自然表示而出现”；就其重要性而论，它改变了在经典力学中所占的“婢女”地位，而跃居为经典场论之主要表示形式的“主妇”身份。所以，与以常微分方程为主要表示形式的经典力学相比，电磁场理论的数学形式之美更有一番另样风采；特别是因其易于显示诸如电场强度和磁感应强度、电荷密度和电流密度、标势和矢势等相关量之间的对称性，并由以领悟时间和空间之间的对称性，故尤觉其魅力无穷。当然，采用偏微分方程自然地表示连续的局域性电磁场运动的因果定律，乃是麦克斯韦的卓越功绩，亦算得上继牛顿之后理论物理中的一项重大理智成就。
虽然待到狭义相对论建立时，才意识到时、空的对称性，但麦克斯韦方程组原本已蕴含了这一最基本的对称性。这里且以由麦氏方程组导出的电磁波传播方程为例说明：
看来，此（二阶）偏微分方程的形式甚为匀称，其中G代表E，B，φ，A（φ，A为电磁场的标势和矢量）中任意一个量，c为光速。显然，作为G的宗量的t（时间）和x，y，z（空间坐标）在方程中地位同等，彼此对称；实际上，它们都只是时一空统一体的不同分量而已。当在不同惯性参考系的时、空变量之间作洛仑兹变换时，该式的形式保持不变；麦氏方程组及其一切推论的表式均此。这就是所谓的洛仑兹变换不变性，乃由时空对称性所致。正因为爱因斯坦立足于相对性原理而揭示了洛仑兹变换不变性，麦氏静体电动力学和洛氏动体电动力学就必然结合成统一的相对论电动力学；也就是说，一旦爱因斯坦披露了时空对称性——电磁场理论本来内蕴着的这种美学光辉以后，此理论就自然转化为狭义相对论。或可言之，是科学美学探讨引发了物理理论的突破和创新。当然，爱因斯坦的理论突破是伟大的，他否定了力学纲领里的绝对时空观念，肯定机械以太假说是“多余的累赘”；而麦克斯韦和洛仑兹却由于受绝对时空观念的束缚，才难于洞察自己理论（甚至包括洛仑兹自己导出的“洛仑兹变换式”）所蕴含着的时空对称性、感受这一其实最为耀眼的美学光辉，岂不令人感叹！
相对论因其清楚阐释时一空的运动学对称性和动力学对称性而成为更为优美的经典场论。狭义相对论因变革时空观念——将绝对时空观转变为相对时空观——而超越了麦克斯韦-洛仑兹电磁场理论以及牛顿质点力学，广义相对论因昭示引力场之时空结构的动力学机制、致使时空对称性得到进一步阐发，从而超越了牛顿引力论等引力场理论，所以相对论达到现代经典物理的最高峰。
图17-2现代物理的伟大代表——阿尔伯特·爱因斯坦(1879～1955)
从大体上看，经典场论比经典力学具有更丰满的多样化对称性，包括最基本的时空对称性以及由其导致的相关物理量之间的对称性。所有这些，对于电磁场理论而言，均归结于电和磁的对称、电场与磁场的交织和相互转化；而对于相对论引力论（即广义相对论）而言，则归结于引力场之时空结构的几何对称性与其动力学对称性相等价。当然，凡彼此对称的相关量都能结合成一个统一的量。例如，四维时一空矢量，四维电荷-电流密度矢量、四维电磁势矢量、电磁场强度张量、引力场的能量-动量-动量流密度张量、时空度规张量、等等，都是这样的统一量；从而，显示经典场论十分充盈的统一性。藉此，电磁场理论对电效应与磁效应统一地描述、将电磁学与光学综合起来；而相对论引力论便可将引力场的时空结构直接当作一个几何动力学统一体。再者，经典场论的概念基础、逻辑前提、形式体系都是相当简洁的。其实，麦克斯韦方程组是满足洛仑兹变换不变性的最简表示形式；而非线性的爱因斯坦引力场方程是满足广义变换不变性的最简表示形式，并且所反映的物理意义一目了然。采用这样一些偏微分方程，即可明确、简捷地表示经典场运动的因果定律。
总之，经典场论是科学美学的简单性原理、对称性原理、统一性原理、自洽性原理等基本原理的淋漓显现；反过来说，经典场论——尤其是作为现代经典场论的相对论——又极大地丰富了这些科学美学原理以至科学美学旨意的具体含义。
相对论从近代经典物理中吸取科学美学素养
经典场论纲领纵然是伴随着电磁场理论的构建，在19世纪已经形成；但爱因斯坦在建立相对论前后对这一纲领的确认、推崇、阐发、拓展显得尤其重要。下面亦说明一下该纲领的要点。其一，以连续的局域性场——电磁场和引力场——为最基本的概念。其二，将场作为物质存在的一种基本形式、即物质世界的一种本元，与实物粒子这种本元并重；场具有能量、动量、动量流等基本的物质属性，并凭籍于狭义相对论而摆脱以太假说的缠绕，成为独立的物理实在。其三，所有经典场理论也都是时空模型理论；经过相对论的洗炼，摒弃了绝对时空观念，认为电磁场以四维平直的相对时一空空间作为其运动学框架，又认为引力场提供其四维弯曲时一空空间以动力学机制，即引力场与弯曲时-空结合一体。其四，任何经典场系统的运动变化也都满足一定的因果性定律，均采用一阶或二阶偏微方分程描述之；若计及场的自作用，方程往往是非线性的。其五，物质场——电磁场和引力场——承担实物粒子之间的局域性近距作用——电磁作用和引力作用，其运动变化所形成的（辐射）波——电磁波和引力波——以有限的光速传播。
倘若把（经典）场论纲领与力学纲领比较，在时空观念、力作用方式等方面俱有突破；就基本概念而论，场运动显然不能归结为质点的机械运动。所以，从力学纲领主宰物理学所有领域到场论纲领突起，当然算得是一大跃进；经典场论的构建和发展，冲刷了近代物理原有的机械论色彩。这两个纲领的确颇有区别，特别是二者的基本概念——质点和场截然不同。若使其相与并立，则就是将两个纲领同时并举。然而二者都是经典物理范畴里的研究纲领，故其理论基础在本质上还是相通的，自然有不少共同之处；况且，如果依然从科学美学角度考虑，恰正是因为相对论和由其进一步拓展了的场论纲领，从经典力学和力学纲领、从电磁场理论和初始的场论纲领吸取了很多的科学美学素养。且引录爱因斯坦的一些论述如下：
“要是不相信我们的理论构造能够掌握实在，要是不相信世界的内在和谐，那就不可能有科学。”
“科学的目的，一方面是尽可能完备地理解全部感觉经验之间的关系，另一方面是通过最少个数的基本概念和基本关系的使用来达到这个目的。”
“一种理论的前提的简单性越大，它所涉及的事物的种类越多，它的应用范围越广，它给人们的印象也就越深。”
看来，爱因斯坦的科学目的与牛顿的科学宗旨是相同的；爱氏的这些论述可谓发端于牛顿的科学方法论。尤其是，他相信自然的和谐统一、崇尚理论的逻辑简单性和内在完备性、追求理论与经验的符合一致、肯定逻辑前提简单的理论具有普遍适用性，则表明他受牛顿自然哲学思想的影响至为深刻。
譬如说，从牛顿力学！"包含了电磁场理论的狭义相对论！"广义相对论的一步步发展，或许可看作有意识地运用简单性原理的结果。因为在此发展过程中，作为理论前提的相对性原理之涵义愈益扩充，但其逻辑简单性愈益加强；相应之时空变换（从伽利略变换！"洛仑兹变换！"广义变换）不变性愈益宽阔，变换群的对称性愈益升高。特别是非线性的广义变换群的对称性最高，籍以导出具有广义变换不变性的、非线性的爱因斯坦引力场方程，却把广义相对论的逻辑简单性推到最大程度，这是爱氏本人最感满意的一招。相对性原理乃立足于运动的相对性，爱氏一而再地延拓了这一原理，实际上把牛顿运动观——关于相对运动和绝对运动的观念——提到新的高度。当他把伽利略相对性原理延拓时，势必就将光速不变原理囊括其内，从而导致于同时的相对性和相对时空观念；当他把相对性原理进一步延拓时，则导致于引力场时空弯曲的结论。这也许可作为通过科学美学原理探讨去认识未知真理的一个光辉例证。相对论时空观当然是一项伟大的创造，但它毕竟直接发端于牛顿的时间、空间概念；何况，因凭借和囿限于此，相对论和一切经典物理理论都是时空模型理论，所有宏观物质系统的运动变化都不能脱离时空而发生。这恰是牛顿自然观的一项很重要的内容。至于与相对论所揭示的时空对称性密切相关的时一空空间的均匀性和各向同性，也源自于牛顿时空观对空间之均匀性和各向同性的认定。
时空模型理论描述的必然是物质运动的因果性定律，牛顿力学以数学上明晰的微分定律形式满足这因果性要求；前文已提及，此乃牛顿对于任何物理理论的构建和拓展之尤为重大的贡献，亦是致使经典物理理论集中体现其科学美学旨意的关键。麦氏电磁场理论和相对论的成功建立，都得益于此。偏微分方程形式其实在连续介质力学构建时已应运而生，而在近-现代场论的发展过程中发挥越来越大的作用。用偏微分方程替代常微分方程，便表明所描述的运动物质从分立质点转变为连续场。相对论电动力学当然是沿用并修缮、精简了麦克斯韦-洛仑兹电动力学的形式体系；非线性的爱因斯坦引力场方程则也可看作是对牛顿引力势方程在相对论意义上推广和改造的形式。进而言之，具有相对论性时空变换不变性的偏微分方程——特别是非线性的方程——能反映物质场（不只限于电磁场和引力场）多方面的至高对称性和十分精致的动力学机理；这数学形式美的不断拓展，促成相对论及其后种种优美的现代物理理论相继问世，构成20世纪物理学之广大疆域里的无数精彩景观。
物质运动的统一性被概括为哈密顿作用量原理及其拉格朗日方程等同一表示形式[见《美哉物理》（九）]；这是经典力学的重要部分，但其美学光辉竟然普照物理学的各个领域，由此而显示物质世界的和谐统一。相对论的核心方程正亦可以从作用量原理简便地导出。实际上，科学美学的统一性原理经过牛顿力学和电磁场理论的凝炼，已成为物理学的一根方法论主线，并由以指明了现代理论物理发展的趋势和方向。这统一性首先表现于将不同的运动形式统一起来：前述牛顿揭示地面物体运动和天体运动同样的规律，甚至通过光的“微粒说”给予光运动以类似的“原子论”描述；法拉第和麦克斯韦等人使处于对称地位的电场和磁场结合成电磁场统一体，并使光现象归之于电磁效应。而爱因斯坦循着前辈足迹，把统一性原理放到最高位置，他使时间和空间结合一体，赋予电磁场和质点二者以统一的动力学描述，还使引力场与其四维弯曲时空结构结合一体。更有甚者，爱氏力图使经典场论纲取代力学纲领（而非让二者同时并举），将经典场当作唯一的概念基础，以场论框架包容实物粒子的运动定律；进而谋求建立电磁场和引力场相统一、即所谓统一的经典“总场”的相对论体系。此统一场论就是他努力实现的最高目标；尽管没有成功，却以其几十年的科学实践充分锤炼了统一性原理，使后人沿着统一场论的探索道路，把一切物质粒子及其所有相互作用场的运动定律及其理论描述逐步统一起来。这是20世纪中期以后理论物理研究的中心工作；由这一标志着物理理论发展趋势的“研究工程”，或可指向物理学未来新的伟大建树（但必须建立在量子场概念基础之上）。
因此，爱因斯坦的科学思想以及科学美学观念，其实还属于牛顿自然哲学思想及其科学方法论的范畴。有学者将牛顿思想体系喻作一个大金矿，那末，经典力学、电磁场理论、相对论和其他许多优美理论或可喻作采之于此金矿、并经过精雕细刻的一件件精美工艺品。也许可用一个普通成语概括爱氏思想对于牛顿思想的传承-超越关系：青出于蓝而胜于蓝。相对论等经典场理论使牛顿培植的科学美学旨意盈盈升华。
神乎奇乎：量子理论使科学美学旨意别具风骚
量子理论登上科学舞台后，经典物理便转变为量子物理，科学美学旨意则就飞跃地升华。量子理论具有与经典物理理论甚为不同的概念、思想以至于几乎显得神奇的研究纲领和美学特征。这在前面多篇文章里已就若干专题分别予以讨论过，下面只是简略地归纳一下，并与相对论以及经典理论纲领稍作比照。量子理论包括先后建立的早期量子论、量子力学和量子场论，由以构成为自然科学范围里近百余年来、最具革命意义的量子物理这一具有广泛影响的学科领域；其革命性表现为：与经典物理相比，在概念基础以及对理论体系的物理诠释等方面发生了根本性的转变。
图17-3量子理论之新思想的倡导者——尼尔斯·玻尔(1885～1962)
关于“量子理论纲领”的要点，且作如下说明。其一，以量子概念为最基本的概念，它最初表述为普朗克能量子和爱因斯坦光量子；量子概念以作用量子（普朗克常数）h作为其标志，并且，h和约化普朗克常数h[或ih（i是虚数单位）]为一切量子效应和基本原理、运动定律以及它们的数学表示的标记。其二，一切微观粒子——包括实物粒子和辐射量子[例如光子、即电磁辐射（或电磁场）量子]——均具有波粒二重性。那末，所有粒子所对应的“物质波”以及粒子之间所有相互作用的量子化场就是微观物质层面的“物理实在”；量子场论则更简洁地立论：不连续的量子场是物质存在的最基本形式。当然，由实验观测所显示的“微观物理实在”与经典物理所定义的物理实在完全两样。其三，微观物质系统往往处于量子定态，不同的定态都是分立的，对应于某一力学量（诸如能量、动量、角动量等）取一些不连续的数值，系统又会在不同量子态之间发生跃迁（即所谓量子跃迁），这跃迁并非时空过程；系统处于一特定的量子态以及在两个特定的量子态之间的跃迁，都有一定的几率：这些即为早期量子论和量子力学对于微观系统之运动状态和运动方式的统计描述。量子场论并添以场量子随机地产生和湮灭的变化图像。其四，以波函数代表微观粒子的运动状态，以算符表示力学量，并将量子场场量也当作算符，那末以量子和量子场为其概念基础的量子力学和种种量子场论均为统计理论；纵然其核心方程是波函数或场量对时、空坐标的偏微分方程（线性的或非线性的），但由于波函数和场量都被赋予统计解释或量子化程序，故而它们不是如经典物理理论那样提供物质系统运动以因果定律的决定论性时空模型，它们所描述的是微观运动的非决定论性统计规律；与此相关联的，厄密算符的本征方程理论恰可作为表述力学量量子化以至其统计性质的合适工具。其五，取消了经典场的局域性，使相互作用也成为非时空过程的量子效应（称为量子缠结），与量子跃迁概念相切近。其六，将量子力学的“哥本哈根（学派）诠释”认作量子理论的主导思想，它包括波函数的玻恩几率解释、海森伯不确定性原理和玻尔互补原理等；此物理诠释提倡“经验实在”观念，即赋予“物理实在”以新的定义，确定“观测概念”为量子理论的原始概念，强调在考察微观物质层面时主、客观的统一性；并且，以互补原理为主杆，形成所谓的“互补哲学”，具有超乎物理学的普遍意义。其七，将规范变换不变性以至含义更广的各种内禀对称性认作探索微观物质世界面貌所凭籍的几何动力学概念，于是，规范协变原理以至对称性原理和统一性原理成为拓展量子场论和粒子物理的指导性原理，对称性群论则成为其与偏微分方程相辅应用的、并更为简便而有效的数学工具。其八，以相对性原理作为量子理论的逻辑前提之一，特别是相对论量子力学和种种量子场论都满足洛仑兹变换不变性，以致成为量子理论与狭义相对论的形式结合体系；而利用规范协变原理进一步促成电磁一弱-强相互作用与引力作用统一的理论探索，则试图使渐趋统一的量子场论与广义相对论达到更高水准的结合形式。
量子理论全然改变了经典物理的概念基础。量子和量子场概念以及微观物质的波粒二重性，既不同于经典力学中的分立质点概念，又与经典场的连续性相抵牾；微观粒子的相互作用方式既违背经典场论所说明之相互作用的局域性，又与经典力学所容纳的超距作用并不完全一致。然而，量子理论却是借用经典物理概念给出一切微观物质系统之波动性与粒子性、连续性与分立性之互斥互补的统一描述；这虽然奇特，但不失为一种和谐的图景。再者，量子理论作为非时空模型理论，通过诸如量子跃迁、量子缠结等概念，描绘微观物质系统之超脱于时空、具有固有统计性状的运动方式和相互作用方式，显得十分神奇。然而，量子力学和种种量子场论的核心方程都是时空微分方程，并蕴含一定的时空对称性，而且凭借于宏观实验仪器所呈现的当然是时空中的原子-亚原子现象，那末又似乎并不神奇：这一面表明量子理论及其美学特征有其经典理论的渊源。至于神奇的一面，则反映它与经典理论在概念和模式上毕意有截然悖逆的本质区别。
互补性是“哥派”诠释的中心观念。出于对量子理论的本性——量子概念——的深入思考，玻尔将其互补原理表述为：时空标示和因果性要求是对微观物质运动之理论描述的“两个互补、但又互斥的特色”；《美哉物理》（八）对此有具体论述。而这两个特色在经典物理理论中是同时具备的，并不互斥。上篇论及，宏观物质运动之因果性定律的揭示，是经典物理之科学美学旨意的集中体现。玻尔认为，互补原理是对因果原理的“一个合理的推广”，此论断不可谓不妥当；因此可以说，量子理论使经典物理的科学美学旨意飞跃升华，正集中地体现于这个非凡的互补原理。该原理简单平易、似乎语不惊人，但恰恰籍以可解决因借用经典物理概念描述微观物质运动所难免的困难，并点明如此描述必然具有认识论上的一个限度；恰恰为哥派的“经验实在论”提供机巧的立论依据，并点明“观测”微观物质运动必然引起客体与主体的关联、致使微观物质层面之“经验实在”的迥异于独立的宏观物理实在的神奇性状。
其实，微观系统的内禀对称性，甚至可看作为量子理论中的一个物理概念。近几十年来，纯粹探讨对称性原理和统一性原理，已成为粒子物理和量子场论的中心研究工作，它对于量子理论拓展尤见成效。规范协变原理以及量子统一理论的成功研究即是一例。该原理当然是物理学原理，其方法论意义十分明显，亦可径直当作为一条科学美学原理[参见《美哉物理》（十四）]。然而，规范协变原理终究是相对论所确立的时空对称性原理和几何动力学观念的引申；种种量子数守恒所对应的内禀对称性自然比外观的时空对称性抽象，但对它们的探索却是披露微观物质层面各层次面貌的有效途径、有时甚至是唯一的理论研究方式。所以说，由对称性原理和统一性原理所彰显的美学光辉，在量子理论范畴更为幽眇、但亦更为灿烂。诚然，这两条原理源自于牛顿的科学方法论，其隽永涵容并为麦克斯韦、爱因斯坦等大师一而再地阐发了的。
至于量子理论的完备性，哥派与爱因斯坦有不同的看法。哥派诠释确实与量子力学的表述形式相洽；玻尔等人认为，从概念基础到表述形式、并辅之以互补性等新思想的物理诠释，量子力学以及量子场论给出了对微观物质运动的完备描述，也就是说，量子理论纲领并无内在的逻辑矛盾。爱因斯坦却不以为然，他认为量子理论所提供的超脱于时空的统计规律不能作为对微观客体运动的最终的完备描述。
的确，量子理论突破了经典物理的决定论性理论框架；若用后者的思想观念看待前者，自然觉得神奇玄妙，甚至有不可理喻之感。但就美学特征而言，它那高度的对称性和统一性、无可否认的自洽性以及尚有争议的完备性等，终究是经典物理之科学美学旨意延续、升华的充分表现。何况，它的一些物理概念以至表述形式，与经典物理理论还相当类似。就说量子力学，它原本是借助于玻尔对应原理，参照经典力学形式而建立的；而哈密顿原理在构建某些量子场论时颇有功效。可是，从上述的量子理论纲领来看，唯有改变了对于自然界之和谐和秩序的传统审美标准，才会体会微观物质运动还是秩序井然、统计性状还是有规律可循、非时空模型理论毕竟反映了微观物质层面的和谐面貌，而量子概念以及所引发出的互补性思想有其独特的意趣。从经典物理到量子物理的转变，使科学美学旨意增添光采、别具风骚；此乃飞跃式的升华、革命性的跃变，标志着优美的物理理论已跃入一个崭新的境界，登上了一个神奇的高峰。