索尔维会议上，爱因斯坦不屈不挠，一整周都在努力证明量子力学并不完备，以及玻尔的哥本哈根诠释存在缺陷。许多年后，爱因斯坦说：“这个理论让我觉得有点儿像是一个极度聪慧的偏执狂妄想出来的系统，他把许多不相关的思想元素都糅合到了一起。”5

坐在玛丽·居里右手边的是马克斯·普朗克，正是这个一手拿着帽子、一手捏着雪茄的男人发现了量子。1900年，他不得不接受了这样一个事实：物质释放或吸收的光能，以及其他任何形式的电磁辐射都以小份为基本单位，把不同数量的基本单位捆绑在一起，就形成了各种大小的能量。“量子”（quantum，复数形式为quanta）就是普朗克给这些基本能量单位起的名字。在此之前，人们一直认为能量的释放和吸收都是连续的，就像从水龙头里流出的水。能量的量子概念则完全与我们习以为常的这类观念背道而驰。在牛顿物理学主宰的宏观日常世界中，水龙头里的水可以一滴一滴地流出，但能量并不像各种大小的水滴那样一份一份地交换。然而，原子和亚原子层面上的现实是量子概念大展拳脚的领域。

随着时间推移，我们发现原子内电子的能量就是“量子化”的：它拥有的能量只能是某些特定值，其他值则不行。其他物理性质也同样如此，因为我们发现微观领域就是“块状”的、离散的，而非人类所生活着的宏观世界的微缩版。在我们日常生活中，物理性质会平滑而连续地变化，从状态A到状态C意味着必然经过状态B。然而，量子力学告诉我们，原子中的电子可以上一秒在这个位置，接着只要吸收或释放一个量子的能量就像变魔术一样突然出现在另一个位置，中间不需要经过其他任何位置。这种现象超越了经典非量子物理学的范畴，就像是原本在伦敦的某件东西神秘消失了，然后突然出现在了巴黎、纽约或者莫斯科，实在是非常奇怪。

量子物理学的早期发展大多基于一些零散的事实以及专门为解释这些事实而提出的假设实现，这使得整个理论缺乏坚实基础和逻辑架构，到了20世纪20年代初，这一点已经非常明显。一个大胆的新理论在这种充满困惑和危机的状态下应运而生，那就是我们今天熟知的量子力学。如今，有些学校仍旧在教授这样的原子模型：电子围绕着原子核运动，整个原子就像一个微型太阳系。然而，在量子力学诞生后，物理学界早已摒弃这个“行星模型”，取而代之的观点是：原子结构完全无法具象化。接着1927年，沃纳·海森堡做出了一项极其不符合常识的发现。这项发现奇怪到连海森堡这位年少成名的德国量子力学大师一开始也难以掌握其精髓。它就是不确定性原理：如果我们掌握了某个粒子的确切速度，就无法掌握它的确切位置；反之亦然。