有一首每个德国孩子都耳熟能详的短歌。歌词如下：
“Weisst du．wieviel Sternlein stehen
An dem blauen：Himmelszeh?
Weisst du．wieviel Wolken gehen
Weithin tiber alle Welt?
Gott，der．HelT，hat sie gezahlet
Dass ihm auch nicht eines fehlet
An der’ganzen．grossen Zahl．”
用英语说就是：“你知道蓝色的天幕上镶嵌着多少颗星星?你知道有多少云朵飘浮过大地?上帝数过，数目虽然庞大，但无一遗漏。”
这首短歌对哲学家和科学史家来说是一个有趣的议题。歌中并举了两门科学，它们的共同点就是都以我们头顶上的天空为研究对象。但是在其他任何方面几乎都截然不同。天文学是最古老的科学，而气象学则是刚刚获得科学资格的最年轻的学科之一。很多世纪以来，人们就能够预测一些比较常见的天文现象，而要准确预测明天的天气一般不那么容易，在很多方面的确非常粗糙。
回头再来看看这首短歌，对第一个问题的回答是这样的，在一定范围内，我们确实知道有多少颗星星。首先，除了一些双星和变星有小小的不确定性之外，每颗星都是一个确定的物体，非常适合计数和编目；如果一张人类星表——我们这样称呼这些编目——不把强度低于某些等级的星星省略掉的话，更进一步编制一张神的星表的想法对我们而言也不是十分荒诞的。 另一方面，如果你请气象学家给你一张类似的云表，他可能会嘲笑你，或者耐心地向你解释。在气象学的所有语汇中。并没有定义为具有准较为特征的作为一朵云的那种东西；即便有，他也不具备清点它们的能力，事实上也没有这个兴趣。一个有拓扑学偏好的气象学家也许会把一朵云定义为空间的某个连通区域，在其中固态或液态水含量的密度超过了一定值，但是这个定义对任何人都没有什么价值，至多表示一种极其短暂的状态。气象学家们真正关注的是这样一类统计学陈述：“波士顿：1950年1月17日，天空云量38％，卷积云”。
在天文学中的确有一个分支，研究那些可以被称作宇宙气象学的对象：研究星系、星云和星团及其统计学，就像钱德拉塞卡所从事的研究。但这是一个非常年轻的天文学分支，比气象学本身还要年轻，而且并不合乎古典天文学的传统。除了单纯地分类、编制星表之外，这个传统起初关注的是太阳系，而不是恒星世界。它是太阳系的天文学，主要与哥白尼、开普勒、伽利略以及牛顿等人的名字联系在一起，近代物理学是它哺育成长起来的。
这确实是一门完美而简单的科学。在任何胜任的动力学理论出现之前．甚至远溯到巴比伦时代，人们就已经知道，日食或月食在过去和未来一段时间内．以有规则的可预测的周期发生。人们还知道，通过星体沿自身路线的运动．能够比其他任何方式更好地度量时间。太阳系中所有事件的样式都是一个轮子或一系列轮子的运转，无论是托勒密理论的本轮形式还是哥白尼的轨道理论，在类似这样的理论中未来多多少少在重复着过去。天体的音乐是回文式的，天文学著作顺着读和倒着读是一样的。除了初始位置和方向外，向前转动与向后转动的两个太阳仪之间没有什么区别。最后，当这一切被牛顿还原为一套形式化的公设和一门闭合式的力学时，这门力学的基本定律不会因为时间变量f变为它的负数而改变。
因此，如果我们把一部行星运动的影片加速，使我们能够察觉到运动的画面，然后把胶片倒过来放映，它仍然是一幅符合牛顿力学的可能的行星画面。可是，如果我们把一部雷暴云中乱云翻滚的运动影像倒转过来放映，那看起来就接近不对了。在我们以为气流上升的地方看到的却是气流下降，云气不是在集结而是在流散，闪电反而出现在云层发生变化之前，还有其他一些说不清楚的怪现象。
天文学和气象学的情况之间有什么不同而导致了所有这些差别?特别是天文学的时间明显可逆，而气象学的时间显然是不可逆的。首先，气象学系统包含着数量庞大的尺寸近乎相等的粒子，其中一些粒子相互间非常紧密地耦合在一起；而太阳系的天文学系统只有相对数量较少且大小悬殊的粒子，粒子间的结合方式相当松散，以至于二阶耦合效应不会改变我们观察到的基本图景，而更高阶的耦合效应则接近可以忽略。行星在有限的几种力的支配下运动，这种孤立的条件比我们在实验室中所做的物理实验的条件更甚。相比于它们之间的距离而言，行星乃至太阳差不多就是质点。相比于它们的弹性和可塑性形变而言，行星几乎是刚体，即使不是这样，当我们考察它们中心的相对运动时，它们的内力基本上是没有什么意义的。在其运动的空问中，几乎接近没有什么障碍物；在行星相互吸引时，它们的质量可以看作是集中于其中心且保持不变的。万有引力定律和平方反比定律之问的变差微不足道。太阳系各个星体的位置、速度和质量在任何时候都十分清楚，计算它们未来和过去的位置，尽管在细节上有些困难，但原则上是容易的和准确的。然而，就气象学而言，其所涉及的粒子数量如此巨大，以至于准确记录它们的初始位置和速度完
