“帝国的年代”中的某一时期，科学家们的发现发明，与基于感官经验（或想象）的“现实”之间的那个环节，忽然折断。而在科学与基于常识（或想象）的“逻辑”之间的环节，此时也同时断落。两项断裂，彼此强化，因为自然科学的进步，愈来愈倚重用纸笔写数学公式之人，而不靠实验室内诸公。20世纪，于是成为理论家指导实用师的世界，前者告诉后者应该找些什么，并且应该以其理论之名寻找。换句话说，这将是一个数学家的世界——不过根据作者得自权威的指点，只有分子生物学，由于其理论依然很少是例外。并非观察与实验降为次要，相反地，20世纪科技的仪器、技术，比起7世纪以来任何一个时期的改变都更巨大，其中有几项甚至因此获得科学界的最高荣誉——诺贝尔奖。即以一事为例，电子显微镜（electron microscope，1937）和射电望远镜（radio telescope，1957）的发明，便突破了历来光学显微镜放大的限制，使得人类可以更深入地近观分子甚至原子世界，远眺遥远宇宙苍穹。近几十年来，在电脑的协助之下，种种程序过程的自动化，以及愈加复杂的实验活动与计算，更使实验人员、观察人员，以及负责建立模型（model）的理论人员更上层楼。在某些领域，如天文学，仪器技术的进步更造成重大发现——有时却属无心栽柳的意外结果——并由此更进一步推动理论的创新。基本上，现代天体学（cosmology）便是由以下两大发现所促成：一是哈勃（Hubble）根据银河系光谱（spectra of galaxies，1929）分析所做的观察结论：宇宙在不断扩张之中；一是彭齐亚斯（Arno A．Penzias）与威尔逊（Wilson）于1965年发现了天体背影辐射（cosmic background radiation）——电波杂音（radionoise）。但是，对短促二十世纪的科学研究而言，虽然理论与实务依旧并重，指挥全局者却已是理论大家。
对于科学家本身来说，与感官经验及常识告别，不啻意味着从此与本行经验原有的确定感，以及过去惯用的方法学分道扬镳。这种现象的后果，可由伊然本世纪前半期众科学之后的无上学科——物理学——的演变一见分晓。诚然，物理学的关心焦点，仍旧是小到（不论死活）一切物质的最小成分，大到物质最大组合的质性结构。就这方面而言，它的地位依然无可动摇，即使在世纪末了的今天，仍旧是自然科学的中央梁柱。不过进入本世纪的第二时期，物理学的宝座却面临生命科学（life science）的挑战；后者则因50年代后的分子生物学革命而完全改观。
所有科学之中，再没有一门学问，比牛顿物理的世界更坚实、更连贯、更讲求方法。但是普朗克（Max Planck）和爱因斯坦的理论一出，再加以源自上个世纪90年代放射线发现的原子理论问世，却使其根基完全动摇。古典物理的世界是客观的，即在观察工具的限制条件之下（如光学显微镜或望远镜），可以对事物进行适当观察。古典物理的世界也绝不模棱两可：任何一种物体或现象，不是此就是彼，不是如此便是那般，其间的分野一清二楚。它的定律法则，放之四海而皆准，不论微观世界或大天体，在任何时空下均能同样成立。衔接各个古典物理现象的机体，也明白可辨，可以用“因果”关系的名词表达。在这个基本观念之下，整个古典物理世界的系统属于一种“决定论”（determinism），而实验室实验的目的，则专在摒除日常生活笼罩的复杂迷障，以展现其确定性的本相。只有傻瓜或小孩子，才会声称鸟群或蝴蝶可以不顾地心引力定律自由飞翔。科学家很知道世上有这种“不合科学”的说法，可是作为科学中人，这些“胡说人道”不关他们的事情。
但是到了1895－1914年间的时代，古典律的世界却被人提出质疑。光束，到底是一道连续的波动，还是如爱因斯坦依据普朗克所言，乃是一连串间断的光子（photons）放射而成？也许，有时候最好把它看作光波——也许，有时候以光点为宜；可是波点之间，有没有任何关系？如有，又是何种关联？光之为物，“到底”是啥玩意？伟大的爱因斯坦本人，在他提出这道难解谜题的20年后也说：“对光，我们现在有两种理论，两种都不可或缺，可是——有一件事却不能否认——尽管理论物理学家花了20年的巨大工夫，两种理论之间，却仍旧找不出任何逻辑关系。”（Holton，1970 p．1017）而原子之内，到底有何乾坤？现在众所周知，原子已经不是最小物质了（因此与其希腊原名的意味相反），既非最小，自然也非不可再分之物，其中更有大千世界，包含着更小更基本的各种物质。有关这方面的第一项假定，是于1911年卢瑟福（Rutherford）在曼彻斯特（Manchester）发现原子核（atomic nucleus）后提出——这项伟大发现，可谓实验式想象力的光荣胜利，并奠定现代孩子物理学的根基，更开创最终成为“大科学”的先河——他发现原子核外，尚有电子循轨道环绕，正如一个具体而微小的太阳系样。但是更进一步研究，探索个别原子结构——其中尤以1912－1913年间玻尔的氢结构研究为最著名；玻尔本人对普朗克的“量子说”也有所知——却再度发现实际与理论不合。在他的电子，与他自己所说的“各项观念连贯交融，令人称羡，不愧是电动力学（electrodynamics）的经典理论”（Holton，1970，p．1028）之间，存在着重大冲突。玻尔提出的模型虽然不失有效，具有精彩的解释及推测能力，可是却与古典的物理世界大异其趣。从牛顿的机械观点观之，简直“可笑并违反理性”，而且根本否认原子大千世界的内部真相。因为在实际上，电子是跳跃式而非循序渐进，或在不同的轨道出没。发现它的一刹那，也许在此轨道上；下一瞬间，可能又在彼轨道上。来去之间，到底有何玄机？也非玻尔模式所能解释。
科学本身的肯定性，便随着这个“次原子”层次观察现象的过程本身，发生改变，随之动摇：因为我们越想固定次原子级粒子（particle）的动向，它的速度却越发变得快不可捉。电子的“真正”位置到底何在？有人便曾如此形容过这方面的努力：“看到它，就得打昏它。”（Weisskopf，1980，p．37）这种矛盾，即德国那名年轻优秀的物理学家海森伯格，于1927年归纳出的著名理论：“测不准原理”（uncertainty principle），并以其大名传世。而此定理之名，着重在“不准”本身，的确意义非凡，因为它正标明了“新科学”中人的忧心所在。“旧科学”的十足肯定，已被他们抛在身后，“新科学”的一切却那么不可捉摸。并不是他们本人缺乏肯定，也非他们的结果令人怀疑。相反地，他们的理论推演，看起来再天马行空，再不可思议，最后却一一均为单调无聊的观察实验所证实。从爱因斯坦的广义相对论起（1915年），即为如此——相对论的最早证据，应是由1919年英国一支日食观察队提出，队员们发现某些遥远星光，一如相对论所推测，向太阳折射而去。其实就实际目的而言，粒子物理与牛顿物理无异，其规律同样可测——虽然模样性质大异其趣——但是至少在原子一级以上，牛顿与伽利略的学说依然完全有效。令科学家紧张的是，新旧之间，却不知如何配合是好。
到了1924－1927年间，在本世纪前25年里令物理学家大感不安的二元现象，却突然一扫而空，或可说一时靠边站。此中功臣，得归因于数学物理一门的崛起，即在多国同时出现的“量子力学”（quantum mechanics）。原子世界之内的“真相”原不在“波”或“质”，却在无可分解的“量子状态”（quantumstates），能以“波”或“质”任一种状态表述。因此，硬将其编列为连续或间断的动作，根本毫无意义。因为我们不可能亦步亦趋，紧追着电子的脚步观察。现在不行，将来也永远不能。于是古典物理的所谓位置（position）、速度（veIocity）、动量（momentum）等观念，超出某个地步便不能再予应用，即海森伯格“测不准原理”所点明的界限。当然，出了这个界限，自有其他观念可循，可以产生较有把握的结果。即（负极）电子，被限制在原子内部，贴近（正极）原子核之下，所产生的特定“波纹”或震动“模式”（pattern）。在这个有限空间里接连发生的“量子状态”，便形成了频率不同、却规则清晰的模式；并一如各个相关能量般，可经由计算取得，正如奥地利的薛定谔（Erwin Schrodinger）于1926年时所示。这些电子模式，具有惊人的预测及解释效力。因此多年以后，当钚（plutonium）首次为洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）原子反应堆提炼成功，正式踏上制造第一颗原子弹之途时，虽然所得数量极少，根本无法观察其质性，但是根据钚元素原子本身的电子数，再加上其九十四电子绕行核子的震动频率，就凭这两项资料，再也没有别的，科学家就得以正确估出，钚将是一种褐色金属，每立方厘米的质量约为20克，并有某种电导热导作用及延展性质。至于“量子力学”，也可以解释为什么原子、分子、或任何其他由原子出发的更高组合，却能保持稳定；同时也指出，加上何种程度的额外能量，将可改变此等稳定状态。事实上，便曾有人赞叹道：
甚至连生命现象——举凡脱氧核糖核酸的形状，以及各种不同的核苷酸（nucleotides），在室温下皆能抗拒“热运动”（thermal motion）——都是基于这些根本模式存在。甚至连一年一度的春暖花开，也是基于不同核苷模式的稳定性而发生的啊（Weisskopf，1980，pp．35－38）。
然而这种种对自然现象探索的伟大突破，效果虽丰，却是建立在过去的废墟之上，并刻意回避对新理论的质疑。所有以往被科学理论认定为肯定恰当的古典信条，如今都已作废：新提出的理论虽然匪夷所思，众人却将疑心暂时搁置。这种现象，不只老一代的科学家感到烦恼。以剑桥迪拉克（PaulDirac）的“反物质”（antimatter）说为例，即是于他发现其公式可以解决某种电子状态之后提出。借用他的公式，可以对带有“低于”虚空空间零能力的电子状态加以解释。于是对日常事物毫无意义可言的“反物质”观念，迅速为物理学家大加采用（Steven Weinberg，1977，pp．23－24）。这个字眼本身，便意味着一种不让任何“既有现实”的成见，阻碍“理论演算”进步的刻意心态：管它“现实”如何，迟早总会赶上理论公式推算的结果。不过，这种观念毕竟不易被接受，甚至连那些早已将伟大卢瑟福的教诲忘在脑后的科学家也不例外。卢瑟福曾经有言，任何物理学说，若不能向酒吧的女招待解释清楚，就不是好道理。
可是即使在“新科学”的开路英雄当中，也有人根本不能接受“旧日肯定”时代的结束，甚至包括新科学的开山始祖，普朗克和爱因斯坦两人在内。爱因斯坦本人，即曾以一句名言，一吐他对“纯粹或然率式的法则”——而非“决定性的因果论”——的怀疑：“神，可不掷骰子”。他并没有大道理可以辩解，可是“心里有一个声音告诉我，量子力学不是真理”（M．Jammer，1966，p．358）。提出量子革命理论的各位大家们，也曾企图左右通吃，以一套包一套的说法，去除当中的矛盾之处：薛定谔便希望他的“波动力学”（wave mechanics），可以澄清电子“跳”轨的现象，将之解释为一种能量变换的“连续”过程。如此，便可面面俱到，保存古典力学对空间、时间及因果关系因素的考虑。开拓新科学的先锋大师，尤以普朗克和爱因斯坦为著，对自己领头走出的这条新路正在犹豫之间，一闻此说，不禁大为释怀。可是一切尽皆徒然。新球赛已开场，旧规则再也不适用了。
物理学者，能否学着与这种永久的矛盾相安呢？玻尔认为答案是肯定的，而且势在必行。自然万象的宏大完整，受到人类语言特色的限制，不可能只用单一的描述解释它的全部。描叙自然的模型，不可能只有一种，唯一能够抓住现实真相之道，只有从多种角度以不同方式报告之、集中之、互补之，“将其中外在有差异、内在有矛盾的各方面形容描述，以无尽的组合重叠之”（Holton，1970，p．2018）。这便是玻尔“互补论”（complementarity）的基本原理，一种近似于“相对性原理”（relativity）的形而上学观念，原是他由那些与物理毫不相干的作家的理念得来，并认为此中精神，放之四海而皆准。而玻尔提出“互补论”，并非有意鼓励原子科学家更进一步，却只是一种想要安抚他们的困惑茫然的好意。它的魅力，原在理性之外。因为我们众人，不只是聪明绝顶的科学家们，都知道世间事多繁复，同一种事物，本身便有多种不同方式可以观照；有时候也许不能类比，有时候甚至相互矛盾，但是每一种方法，都应该由事物的整体面去体会立。可是，这种种不同之间，到底有何连结相关，我们却茫然不知。一首贝多芬奏鸣曲产生的效应，可以从物理、生理、心理，多方面研究考察，也可以纯粹通过静耳倾听吸收。可是这种种不同的理解方式之间，究竟如何关联，却无人知晓。
但是尽管多方脱解，不自在的感觉仍然存在。就一方面来说，我们有新物理在1920年的大合成，提供了解开自然奥秘的钥匙，甚至到20世纪后期，量子革命的基本观念也依然继续应用。但是自从1900－1927年以来，除非我们将电脑技术理论造就的“非线性式研究”（non－linear analysis），也视为离经叛道的激烈新改变，物理界可说无甚剧烈变动，却只在同样观念架构之下做演进式的跃进而已。但就另一方面而言，其中却有着总体性的不连贯存在。1931年时，这种不协调的现象，终于扩展至另一学科——连数学的确定性也面对重新考虑。一位奥地利数学逻辑学家哥德尔（Kurt Godel）证实，一组原理永远不可能靠它本身成立；若要显示其一致性或无矛盾性，必须用外界另一组陈述才行。于是证明“哥德尔定理”，一个内部无矛盾、自和谐的世界，根本便属匪夷所思的想象了。
这就是“物理危机”（crisis in physics）——借用英国一位年轻马克思派学人考德韦尔（Christopher Caudwell 1907－1937）大作的书名（这名自学成才的学者，后在西班牙不幸殒命）。这不但是一个“基础的危机”（crisis of the foundations）——正如数学界对1900-1930年间的称谓（参见《帝国的年代》第十章）——也是一般科学家共有的世界观念。事实上，正当物理学家对哲学性问题耸耸肩膀，回头继续埋头钻研他们面前的新领域时，第二阶段的危机却也正大肆闯入。因为到30年代和40年代，显现在科学家眼前的原子结构，一年比一年更复杂。什么正核子负电子的二元原子世界，哪有这么简单。现在原子家族里面，住着一大家“子”，飞禽走兽，万头攒动，日盛一日，冒出各式各样的新成员，其中有些着实奇怪得很哩。剑桥的查德威克（Sir Edwin Chadwick），于1932年首先发现这一大家“子”新成员中的一名，即不带电的“中子”（neutron）——不过其他造“子”，如“无质之子”（massless），及不带电的“中微子”（neutrino）等，在理论上早就推论得之。这些次原子的粒子，如蜉蝣朝露，寿命几乎都很短暂；品目之多，更在二战后“大科学”的高能加速器撞击之下，繁生增多。到50年代末期，已经超出百种以上；而其继续加增之势，也看不出有任何停止的可能。自30年代开始，更由于以下发现，情况变得更加复杂，即在那些将核子及各种电子结合一处的各种带电小子之外，另外还有两名来路不明的力量，也在原子之家当中发挥作用。一个是所谓的“强作用力”（strong force），负责将中子及带正电的质子（proton）在原子核内结合起来；至于造成某些粒子衰变现象的责任，则得怪罪到其他所谓“弱作用力”（weak force）的头上。
在这一切大变动中，在20世纪科学崛起的颓垣之中，却有一项基本事物，而且在根本上属于美学的假定，未曾受到挑战。事实上，正当“测不准”的乌云，笼罩在其他所有方面时，这项假定却一枝独秀，愈发为科学家所不可缺少。他们如诗人济慈一样，都相信“美即真，真即美”——虽然他们对美的取舍标准，跟济慈并不一样。一个“美好”的理论，本质上便是一项对“真理”的推论，其立论一定线条高雅，简洁流畅，其格局必然气势恢宏，纵览全局。它一定既能综合，又能简化，正如历来伟大的科学理论所证明，都是如此。伽利略与牛顿时代产生的科学的革命即已证实，同样一种法则，掌管天，也操纵地。至于化学的革命，也将物质所系的世间的形形色色、万物万貌，简化成92种系统相连的基本元素。而19世纪物理学的胜利果实，也显示在电学、磁学与光学现象三者之间，有其共同根源。可是新一代的科学革命，带来的却非简约，而是复杂。爱因斯坦那不可思议的相对高论，将地心引力形容为一时空曲线，的确将某种恼人的二元质性带进自然：“就一方来说，是舞台——即这道弯曲的时空；就另一面而言，则是众演员——也就是电子、中子、电磁场。可是两者之间，却没有任何联系。”（Steven Weinberg 1979，p．43）在他一生当中最后的40年里，爱因斯坦这位20世纪的牛顿，倾注全部精力，想要找出一个“统一场论”（unified field theory）好将电磁场与引力作用合为一家，可是他却失败了。现在可好，世间忽然又多出了两股显然毫不相干的力量，与电磁场及地心引力也谈不上什么关系。次原子级众粒子的不断繁生，即使再令人感到兴奋，毕竟只能属于一种暂时的、前期的真理。因为不管在细节上多么美好，新时代的原子图，总是比不上旧原子图美观，甚至连本世纪纯讲实际者流——对这种人来说，任何假说，并没有别的判定标准，只要管用就成——有时也会忍不住做做美梦，希望能有一个高雅、美好又全面，可以解释任何事物的“事事通”理论（everything theory）——借用剑桥物理学家霍金（Stephen Hawking）之言。可是这个美梦，却似乎取行愈远，虽然从60年代起，物理学又再度开始认识到这种综合总览的可能性。事实上，到90年代，物理学界普遍相信，他们已经离某种真正的基本层次不远。其层粒子的众多名目，可能可以减化到几种相当简单却一致的子群。
与此同时，种种异类学科如气象学（meteorology）、生态学（ecolo）、非核子物理（non－nuclearphysics）、天文学（astronomy）、流体力学（fluid dynamics），以及其他五花八门形形色色的数学分支，先是在苏联独自兴起，其后不久也出现于西方世界，更有电脑作为分析工具相助。在它们之间那广大界线不明的地域里，一股新的合成之流开始兴起——或谓复兴——可是却顶着一个稍带误导意味的头衔——“混沌论”（chaos theory）。这项理论揭案的道理，与其说是在全然决定论的科学程序之下那不可测知的后果；倒不如说自然在其千形百态之中，在其种种大异其趣又显然毫无相干的形貌之内，包含着一种惊人的普遍形状与模式。混沌理论，为旧有的因果律带来了新意义。它将原有的“因果关系”，与“可预测性”之间的关节打破，因为它的意义，不在事本偶然，却在那遵循着特定起因的最后结果，其实并不能事先预测。这项理论，也加强了另外一项由古生物学家首开风气，并引起历史学家普遍兴趣的新发展。即历史或进化发展的锁链，虽然在事后可以获得充分一贯性的合理解释，可是事情演变的结果，却不能在起始之时预料。因为就算是完全同样的一条路，初期若发生任何变化，无论多么微不足道，在当时看来多么明显地无足轻重，“演化之河，却会岔流到另外一条完全大异其趣的河道上去”（Gould，1989，p．51）。这种情况，对政治、经济和社会造成的后果至为深远。
但是更进一步，新物理学家的世界，还有着完全悖常理的层次，不过只要这股悖理保留在原子的小世界内，还不致影响人类的日常生活——这是连科学家本人也居住的世界。可是物理界中，却至少有一项新发现无法与世如此隔绝。即那项非比寻常的宇宙事实：整个宇宙，似乎正以令人眩晕的速度，在不断扩张之中——此事早已为人用相对论预测，并于1929年经美国天文学家哈勃观察证实。这件扩张大事，后于60年代为其他天文数据证实（可是当时却连许多科学家也难以接受，有人甚至赶忙想出另外一说对抗——所谓的天体“稳定论”）。因此，叫人很难不去臆测，到底这项无限高速扩张，将把宇宙（以及我们）带往何处？当初是何时开始？如何开始？宇宙的历史又为何？并由“大爆炸”（Big Bang）从头谈起。于是宇宙天体学开始活跃兴盛，更成为20世纪科学中炙手可热，最容易转为畅销书大卖的题材。而历史在自然科学中的地位（也许只有地质学及其相关副学科依然例外）也因此大为提升——本来一直到此时为止，后者都很傲然地对历史不表兴趣。于是在“硬性”科学与“实验”之间，二者原本天生一对的亲密关系，渐有逐渐削弱之势。所谓实验，本是对自然现象予以复制再现的手续；时至今日，请问科学，如何借实验再现那些在本质上天生就不可能重复的事象？扩张中的宇宙，使得科学家与门外汉同感狼狈。
这个狼狈困惑的窘状，证实前人所言不虚。早在大灾难时期，即有有心人关心此事，并有明眼人一语道破。他们深信，一个旧的世界已告结束，即使尚未终止，至少已身处末期的大变乱中；可是在另一方面，新世界的轮廓却仍朦胧难辨。对于科学与外在世界两项危机之间，伟大的普朗克斩钉截铁，认为有着不可否认的绝对关系：
我们正处在历史上一个极为独特的时刻。此时此刻，正是危机一词的充分写照。我们精神暨物质文明中的每一支系，似乎都已抵达重大的转捩关头。这种面貌，不仅表现在今日公共事务的实际状态之上，同时也存于个人与社会生活一般基本价值观中。打倒偶像的观念，如今也侵入了科学殿堂。时至今日，简直找不出一条科学定律，没有人予以否定。同时，每一种荒唐理论，也几乎都找得到信徒翕然风从（Planck，1933，p．64）。
这是一位成长于19世纪凡事确定气氛之中的德国中产阶级，面对着大萧条与希特勒崛起的时代氛围，感慨万千，说出此言，自是再自然也没有的反应了。
但在事实上，他这股阴郁消沉，却与当时多数科学家的心情恰恰相反。后者的看法与卢瑟福一致，卢瑟福对英国科学促进协会（British Association）表示（1923年）：“我们这些人正生活在一个不凡的物理学时代。”（Howarth，1978，p．92）每一期科学学刊，每一场研究讨论会——因为科学家对于将竞争与合作集于一堂的喜爱之情，比以前更甚——都带来令人兴奋的新消息、大突破。此时的科学界依然很小（至少如核物理及结晶学这一类先锋性质的学科，仍是如此），足以为每一位年轻研究者带来跃登科学明星的机会。科学家，有着一席令人敬羡的崇高地位。英国前半世纪的30名诺贝尔奖得主中，多数来自剑桥；而当年剑桥，事实上“就是”英国科学本身。当时我们在这里读书的学生，心里自然都很清楚：要是自己的数学成绩好，真正想就读的就会是那一门科系了。
在这种时代气氛之下，说真的，自然科学的前途自然只有一片光明，除了更进一步的凯歌胜利，更上层楼的发明，还会有什么不同的展望呢？眼前的种种理论，虽有支离零碎之憾，虽有不完美处，虽有即兴拼补之嫌；但是再看看科学的光明未来，这一切毛病都可忍受，因为它们都将只是暂时性的。不过20余岁，就得到那至高无上的科学荣誉——诺贝尔奖——这些年轻得主，有什么必要为未来担忧？然而，对这一群不断证实“所谓‘进步’，是多么不可靠的真相”的男子来说（偶然亦有女性），面临着大时代的灾难变乱，正对着他们自己也身处其中的危机世界，又怎能置身事外，不为所动？他们不能，也不会置身事外。大灾难的时代，于是成为一个相对比较起来，科学家也不得不受政治感染的少有时代之一。其中原因，不只是因为许多科学人士，由于种族或意识不为当局所容而大规模由欧洲外移，足以证明科学家也不能视个人政治免疫为理所当然。追究起来，30年代的典型英国科学家，通常多是剑桥反战协会（Cambirdge Scientists Anti－War Group）的一员（此会为左派），他或她的激进观点，更在其前辈不加修饰的激烈赞同之中，获得证实。后者则从皇家学会（Royal Society），一直到诺贝尔奖得主，尽皆赫赫有名之士：结晶学家贝尔纳（Bernal）、遗传学家霍尔丹（Haldane）、化学胚胎学家李约瑟（Joshef Needham）、物理学家布莱克特（Patrick M．S．Blackett）和迪拉克，以及数学家哈代（G．H．Hardy）。哈代甚至认为，整个20世纪，只有另外两名人物，列宁与爱因斯坦，足以与他的奥地利板球英雄布雷德曼（Don Bradman）并列匹配。至于30年代典型的美国物理学家，到了战后的冷战年代，更有可能因其战前或日后持续的激进观点，而遭遇政治上的困扰。如原子弹之父奥本海默（Robert Oppenheimer，1904－1967），以及两度荣获诺贝尔奖（其一为和平奖）和一座列宁奖的化学家泡令（Linus Pauling）。而典型的法国科学家，往往是30年代人民阵线的同情者，在战时更热烈支持地下抗敌运动——要知道多数法国人都不是后者。至于典型由中欧逃出的流亡科学家，不管他们对公共事务多么缺乏兴趣，此时也几乎不可能对法西斯不含敌意。而走不成或留下来在法西斯国度或苏联的科学家们，也无法置身于其政府的政治把戏之外——不管他们本人事实上是否同意当局的立场——不谈别的原因，光是那种公开作态的手势，便令他们无法回避。就像纳粹德国规定向希特勒致敬的举手礼，大物理学家劳厄（Max von Laue，1897-1960）便想尽方法避免：每回离家之前，两手上都拿着一点东西。自然科学与社会或人文科学不同，因此这种泛政治的现象极不寻常。因为自然科学这门学问，对人间事既不需要持有观点，也从不建议任何想法（只有生命科学某些部分例外）——不过它倒经常对“神”，有所意见主张。
然而科学家与政治发生关系，更直接的因素，却因为他们相信一件事（极为有理），那就是外行人根本不明白——包括政治人物在内——若妥当使用，现代科学将赐予人类社会多么惊人的潜能。而世界经济的崩溃，以及希特勒的崛起，似乎更以不同方式证明了这项观点（相反地，苏联官方及其马克思意识形态对自然科学的信仰投入，却使当时西方的许多科学家，误以为它才是一个比较适合实现这种潜力的政权）。于是科技专家政治与激进思想合流，因为此时此刻，唯有政治上的左翼，在它对科学、理性、进步的全面投身之下——它们则被保守派讽刺以“科学至上主义”（scientism）之名——自然，代表着认识并支持“科学的社会功能”的一方。《科学的社会功能》（The Social Function of Science），是当时一本极具影响力的宣传性书籍（Bernal，1939），可想而知，其作者正是当时典型的马克思主义物理学家——天才洋溢，充满战斗气息。同样典型的事例，还有法国在1936-1939年间的人民阵线政府，专为科学设立了第一个“科学研究次长”职位，由居里夫人之女，也是诺贝尔奖得主的约利埃——居里（lrene Joliot－Curie）出任并成立“国立科学研究中心”（Centre National de laRecherche Scientifique，CNRS），至今仍为提供法国研究资金的主要机构。事实上情况愈来愈明显，至少对科学家是如此，科学研究不但需要公共资金支助，由公家发动组织的研究更不可少。英国政府的科学单位，于1930年时，一共雇有743名科学人员——人手显然不够——30年后，已经爆增至7000人以上（Bernal 1967，p．931）。
科学政治化的时代，在二战时达到巅峰。这也是自法国大革命雅各宾党时期以来，第一场为了军事目的，有系统并集中动员科学家力量的战争。就成效而言，同盟一方的成就，恐怕比德意日三国轴心为高，因为前者始终未打算利用现有的资源及方法，速战速决赢得胜利（见第一章）。就战略而言，核战争其实是反法西斯的产物。如果单纯是一场国与国之间的战争，根本不会打动尖端的核物理学家，劳驾他们亲自出马，呼吁英美政府制造原子弹——他们本身多数即为法西斯暴政下的难民或流亡者。到原子弹制成，科学家却对自己的可怕成就惊恐万状，到了最后一分钟还在挣扎，试图劝阻政客和军人们不要真的使用；事后，并拒绝继续制造氢弹。种种反应，正好证明了“政治”情感的强大力量。事实上二战以后掀起的反核运动，虽然在科学界普遍获得很大支持，主要的支持者，却还是与政治脱不了干系的反法西斯时代的科学家们。
与此同时，战争的现实也终于促使当政者相信，为科学研究投下在此之前难以想象的庞大资源，不但可行，而且在未来更属必要。但是环顾世上各国，只有美国一国的经济实力，能够在战时找得出20亿美元巨款（战时币值），单单去制造一个核弹头。其实回到1940年前，包括美国在内，无论是哪一个国家，恐怕连这笔数字的小零头做梦都舍不得掏出，孤注一掷，投在这样一个冒险空想的计划之上。更何况此中唯一根据，竟是那些一头乱草的书呆子笔下所涂的令人摸不着头脑的神秘公式演算。但是等到战争过去，如今唯有天际（或者说举国的经济规模），才是政府科学支出及科学人事的界限了。70年代时，美国境内的基本研究，三分之二是由政府出资进行，当时一年几乎高达50亿美元，而其雇用的科学家及工程师人数，更达百万余名（Holton，1978，pp．227－228）。