या शतकाच्या आरंभी भौतिकीमध्ये दोन क्रांतिकारी शोध लागले. आइन्स्टाइनप्रणीत सापेक्षता-सिद्धान्ताने निरपेक्ष अवकाश, काल आणि गती याविषयीच्या जुन्या कल्पनांना तिलांजली दिली. या सिद्धान्ताने न्यूटोनीय यांत्रिकीमुळे भक्कम पायावर प्रस्थापित झालेल्या कार्यकारणभावाच्या आणि नियतिवाद (causality and determinism) या तत्त्वांना मुळीच धक्का पोहोचला नाही. परंतु क्वांटम यांत्रिकीने मात्र या तत्त्वांना प्रचंड हादरा दिला. आधुनिक भौतिकीचा आधार अनिश्चितता तत्त्व आहे ही कल्पना विसाव्या शतकातील अनेक तत्त्ववेत्त्यांना बुचकळ्यात पाडणारी आहे.
कण आणि तरंग : एक द्वैत
अभिजात (classical) भौतिकीमध्ये प्रकाश अथवा सर्व प्रकारचे प्रारण (radiation) हे तरंगस्वरूपी मानण्यात येते, कारण या संकल्पनेने व्यवहारात आढळणाऱ्या सर्व घटनांचे स्पष्टीकरण देता येते.