英国科学家瑞利勋爵和詹姆士·金斯爵士做过一个计算，指出一个热的物体（譬如恒星）一定以无限大的速率辐射出能量，这意味着辐射出的种能量也必须是无限的。
为了避免这荒谬的结论，德国科学家马克斯·普朗克在1900年提出，光波和其他波不能以任意的速率辐射，而只能以某种称为量子的波包发射。此外，每个量子具有确定的能量，波的频率越高，其能量越大，这样物体丧失能量的速率就变成有限的了。量子假设很成功地解释了观测到的辐射发射率。
1926年，另一位德国科学家威纳·海森伯提出了著名的不确定性原理，他认为，人们不能同时知道粒子某一时刻的速度和位置。这是基于人们对粒子的观测：人们如果用波长较短的光波测量粒子，其位置会较精确，但会扰动对其速度的测量，反之亦然。马克斯·普朗克还提出一个普朗克常量：粒子位置的不确定性*粒子速度的不确定性*粒子的质量>=普朗克常量。不确定性原理是理论物理学中一个不可回避的性质。
二十世纪二十年代在不确定性原理的基础上，海森伯、厄文·薛定谔（喵星人勿乱入）和保尔·狄拉克把力学重新表述成称为量子力学的新理论，在此理论中，粒子的位置和速度以一个量子态来代替。
量子力学并不完全认为对于一个起始状态只会有一个终结状态，而是给出可能的一组状态，并给出其概率。它的的确确成为一个成功的理论，它制约着晶体管和集成电路的行为，它还是现代化学和现代生物学的基础。
尽管爱因斯坦得到诺贝尔奖就是因为他对量子理论的贡献，但他从不接这一观点，他断言：”上帝不掷骰子。”我个人也认为，量子力学中的不同结果只是由于不确定性原理导致我们不能精确地得到起始状态，从而出现不同的终结状态。
早在19世纪初，法国科学家拉普拉斯论断，宇宙是完全决定论的，即存在一族科学定律，只要我们知道宇宙某一时刻的完全状态，我们便能预言宇宙中的任一事件，不确定性原理的出现使假设似乎不可能实现，但是宇宙中，一切皆有可能。要知道，一切定律都会在奇点处失效。