המציאות, כמנהגה, היתלה במומחים. ב־1903 המריא וילבור רייט במטוסו מול רוח נגדית של 43 קמ"ש ונחת כעבור 59 שניות ו־260 מטר, כשהוא מקרקע את הכרזתו של לורד ריילי (העתיד לזכות כעבור שנה בפרס נובל בפיזיקה), כי אין להעלות על הדעת טיסה במכונה כבדה מהאוויר. ריילי לא היה בודד בדעתו. האסטרונום האמריקני סימון ניוקומב הצהיר כי הטסת מכונה כבדה מאוויר תהיה אפשרית רק אם יֵדעו כיצד לנטרל את כוח הכבידה. טיסתם המוצלחת של האחים רייט לא נטרלה את כוח הכבידה, אבל סימנה את ראשיתו של אביב מדעי וטכנולוגי חסר תקדים.

ב־1905 הראה אינשטיין שהאור בנוי מזרם של חלקיקים, ביסס באמצעות התנועה הבראונית את קיומם של האטומים, הכריז על המרה חופשית של חומר לאנרגיה, בהראותו שאנרגיה וחומר הם פנים שונות של אותו דבר, קבע כי החומר אינו יכול לנוע מהר יותר ממהירות האור, והציג את תורת היחסות המצומצמת. קביעה זו סתרה את תחושתו העמוקה של האדם שהזמן הוא אחד, אחיד ומוחלט בכל מקום ביקום. ב־1911 הפציץ ראתרפורד עלה זהב בחלקיקי אלפא. החלקיקים התפזרו לכל עבר והעידו כי מסת האטום אינה מחולקת באורח שווה על פני כל שטחו, כפי שסברו, אלא מרוכזת בגרעינו. ראתרפורד לא העלה בדעתו שתגליתו תסלול את הדרך לפצצות האטום שיוטלו על הירושימה ונגסאקי. ואמנם, עוד ב־1932 הוא התייחס לאפשרות של שחרור אנרגיה מביקוע גרעין האטום כאל “שטויות במיץ עגבניות”.

חיזוי שגוי היה גם מנת חלקם של הביולוגים. ב־1969 ראה אור ספרו של גונתר סטנט¹, שניתח את קצב התגליות בתחומי המדע השונים וקבע כי גם אם רמת הידע המדעי בשנות השישים מייצגת אלפית מהידע המדעי המלא, נגיע בשנת 2160 לגבול הסופי של הידיעה המדעית. גם ריצ’רד פיינמן, מגדולי הפיזיקאים של המאה העשרים, הגיע למסקנה דומה. את אמריקה, הסביר פיינמן, אפשר לגלות רק פעם אחת. קרי, כל תגלית חדשה מקטינה את סך כל התגליות העתידיות האפשריות. הנה לקט קטן של תחזיות ביולוגיות שהתבדו עוד בימי חייהם של מי שהגו אותן: “הבנת הטבע האמיתי של הגן היא מעבר ליכולתם של בני אלמוות” (1935); “אין אפשרות לקבוע את הרצף המלא של הגנום האנושי” (1974); “לא ניתן לשנות גן ספציפי בעובר” (1984); “אין שום אפשרות לקרוא את המידע הגנטי המיוצג בתא עוברי בודד” (1985); “בלתי אפשרי לשבט אנשים מתא בוגר” (1996).

אכן, קצב הגילויים המדעיים והפיתוחים הטכנולוגיים במאה העשרים הותיר גם את המומחים פעורי פה. במרוצת המאה הקודמת חדרנו לנבכי האטום עד עומק של טריליונית הסנטימטר ויצרנו במעבדה עשרים יסודות כימיים חדשים שלא קיימים בטבע. המאה העשרים נפתחה עם יקום בן 500 מיליון שנה וגלקסיה אחת בת מיליון כוכבים, ונחתמה עם יקום בן 14 מיליארד שנה, שקוטרו 156 מיליארד שנות אור ותכולתו מאה מיליארד גלקסיות, שכל אחת מהן מכילה בממוצע מאה מיליארד כוכבים. היקום, שבתחילת אותה מאה נחשב נייח ונצחי, התגלה כעולם דינמי, סוער ואלים, שבו גלקסיות גדולות בולעות את אחיותיהן הקטנות. עולם המאוכלס כוכבים בעלי שמות משונים (ענקים אדומים, ננסים לבנים, גמדים חומים, חורים שחורים), וגרמי שמים קטנים יחסית (קוואזרים), המפיקים אנרגיה פי מאה עד פי אלף מגלקסיית שביל החלב. יקום שכוכבים מתים בו מיתות שונות ומשונות: חלקם גוועים בלחישה איטית, חלקם מתאיידים בהתפוצצויות אדירות המאירות את השמים בעוצמה גדולה מאורה של גלקסיה שלמה, ומספקות אגב כך חומרים לבניית כוכבי לכת וליצירת חיים. התפוצצויות אלה מותירות אחריהן כוכבי ניטרונים זעירים ודחוסים, שמשקל סמ"ק שלהם שקול למיליארד טון, או לחלופין מתאיינים ב"חורים שחורים" שמסתם משתווה למיליארד שמשות.

ב־1932 גילה ג’יימס צ’דוויק שגרעין האטום מורכב מפרוטון בעל מטען חיובי ומניטרון ניטרלי, נטול מטען חשמלי. התמונה היתה פשוטה וברורה להפליא. הטבע מתממש באמצעות שני כוחות: כוח הכבידה והכוח האלקטרומגנטי. החומר עצמו בנוי משלוש אבני יסוד: אלקטרונים, פרוטונים וניטרונים. אלא שהתמונה הפשוטה והבהירה הזאת לא התיישבה עם המציאות. ראשית, האנרגיה שמספקת השמש גדולה לאין ערוך מזו שיכול הכוח האלקטרומגנטי להפיק באמצעות בעירה כימית. שנית, העובדה שהפרוטונים בעלי המטען החשמלי החיובי נשארים מלוכדים בגרעין, למרות הדחייה החשמלית ביניהם, וכן העובדה שהניטרון הניטרלי מבחינה חשמלית כבול לפרוטונים בגרעין (בעלי מטען חשמלי חיובי), העלו חשד לקיומו של כוח אחר הקושר אותם יחד. כך היתוסף לטבע כוח שלישי, “הכוח הגרעיני החזק”, הקושר יחד את חלקיקי הגרעין. יתרה מזאת, שמו לב שהאטומים פולטים אלקטרונים לא ממעטפות האלקטרונים הסובבים את גרעין האטום, אלא מתוך הגרעין עצמו. למעשה, ניטרון פולט אלקטרון והופך עקב כך לפרוטון. ומאחר שאלקטרונים אינם מגיבים לכוח החזק, צריך להימצא כוח נוסף בגרעין האחראי לפליטת האלקטרון מהניטרון. כוח זה, שהוא חלש מהכוח הגרעיני החזק ובעל טווח פעולה קצר יותר, כונה “הכוח הגרעיני החלש”.

הפיזיקאים ניצבו, אם כן, לפני תמונה חדשה של טבע, הכפוף לארבעה כוחות. אך השאלות לא תמו: האומנם בנוי החומר משלוש אבני יסוד בלבד – אלקטרונים, פרוטונים וניטרונים? ב־1947 עלה מספר החלקיקים האלמנטריים לשישה, וב־1951 עמד מספרם על 15. עם הפעלתם של מאיצי חלקיקים בשנות החמישים נפרץ הסכר, ועל ראשי הפיזיקאים נחת מטח של חלקיקים חדשים, עד כדי חשש שלא יהיה להם סוף. הנה כי כן, מה שהיה מקשה אחת בראשית המאה נתפש בסופה כמתחם רוגש וקוצף של חלקיקים, של אנטי חלקיקים ושל נושאי כוח, הנפרדים ומתחברים ללא הרף, במין מחול קואדריל בקצב הרוקנ’רול, אשר טיב יחסיהם רחוק מלהיות מובן וברור. אפילו המטען החשמלי של האלקטרון, שנחשב מאז ומתמיד ליחידת יסוד בלתי נחלקת, עשוי בתנאים מסוימים להתחלק לשברים.

תהליך דומה אירע בביולוגיה. בעשור הראשון של המאה התגלו מחדש חוקי התורשה של גרגורי מנדל. גורמי התורשה העמומים שלו שויכו תחילה לכרומוזומים ולאחר מכן לגנים. בשנות העשרים והשלושים התגבש הנאו־דארוויניזם, אשר קיבל בשנות הארבעים את ניסוחו הסופי ב"סינתזה המודרנית". תהליך הנאו־דארוויניזם הושלם ב־1953, עם פיצוח הקוד הגנטי בידי ג’יימס ווטסון ופרנסיס קריק. חשיבותה של “הסינתזה המודרנית” היתה בשילוב תורת האבולוציה הדארווינית, שבמרכזה ניצבת הברירה הטבעית, עם תאוריית הגנים מיסודם של מנדל, ויסמן, מורגן, דה פריס (De Vries) ואחרים. בעקבות תגליתם של ווטסון וקריק חשו הביולוגים כי הם מחזיקים במפתח המיוחל להתפתחותן של תכונות פיזיולוגיות והתנהגותיות חדשות בקרב בעלי החיים, לרבות היווצרותם של מינים חדשים. למפתח זה היו שלושה ראשים: שינוי אקראי בחומר הגנטי באמצעות מוטציות ושחלוף גנים (המשנה את תדירות הופעתם של גנים מסוימים באוכלוסייה נתונה של אורגניזמים), התאמה לסביבה וברירה טבעית.

במרוצת המאה העשרים נעשתה התמונה האבולוציונית יותר ויותר מורכבת. תרמו לכך גילוי המוטציות הנגרמות מסיבות פנימיות (כגון טעויות בשכפול הדנ"א), ובעיקר התפקיד המרכזי שממלאים גורמים לא גנטיים ביצירת תכונות חדשות ובשינוי דפוסי התנהגות. הביולוגיה, שהתנהלה עד הרבעון האחרון של המאה הקודמת בצלה הגדול של הפיזיקה, התעוררה לחיים וסיפקה כותרות מרעישות. בעיקר עשתה זאת ההנדסה הגנטית, שפרצה מחסומים טבעיים בני מאות מיליוני שנים ואיפשרה שינוע דו־כיווני של גנים בין חיידקים, בני אדם, נגיפים וצמחים. אולם פתיחת השערים לצירופים גנטיים בלתי נדלים עוררה חששות כבדים מפני מדרון חלקלק.

בסיומה של המאה הקודמת ידענו על הטבע לאין שיעור יותר מאשר בתחילתה. במהלכה הוכפל המידע המדעי כל שבע שנים. יותר מחמישים אחוז ממיליון המאמרים שפורסמו עד היום בתחום המתמטיקה ראו אור ב־25 השנים האחרונות שלה. תשעים אחוז מכלל המדענים בכל הזמנים חיים אתנו היום, ומפרסמים 25,000 מאמרים מדעיים חדשים מדי יום, חלקם הגדול בתחומים ובנושאים שאיש לא חזה אותם לפני מאה שנה.

ב־1899 ראתה אור המהדורה הראשונה של המדריך הרפואי המהולל, מֶרֶק. המדריך, שמנה אז 192 עמוד, המליץ לחולי אסטמה לעשן סיגריות כדי להקל על קוצר נשימה, ולבעלי קרחות הציע למרוח את פדחתם באמוניה. ב־1999 יצאה המהדורה ה־17 של המדריך. 2,833 עמודיו משקפים את כברת הדרך שעשתה הרפואה. הגידול המרשים בידע המדעי והטכנולוגי שהושג במאה העשרים היה אמור לקרב אותנו לנקודת השיא של מעטפת הוודאות, ולהציב אותנו כמטחווי קשת מהתשובות הסופיות של הטבע. בפועל, רבות מתשובות הביניים חשפו דלתות סתרים לתהיות חדשות ולמסלולי מחקר עצמאיים. התמונה היום מורכבת יותר, ובמקרים לא מעטים גם עמומה וחסרת ודאות יותר. כדברי הקוסמולוג מייקל טרנר, “אנחנו יודעים הרבה, אבל מבינים מעט מאוד”.