20世纪初，两朵小乌云：迈克尔逊·莫雷实验（以太）、黑体辐射实验和理论的不一致打破了经典物理学和经典时空观，导致了相对论和量子论革命的爆发。
一、相对论
迈克尔逊·莫雷实验，又叫MM实验（滑稽），推翻了牛顿的经典时空观，爱因斯坦利用两大不变原理（光速不变；任何惯性系中物理定律保持不变）修正了伽利略变换式，正确的诠释了洛伦兹变换，从而得出“时间膨胀，空间收缩”的理论，并利用动量守恒定律及洛伦兹变换得到质速关系式，再与动能公式相结合，便得出了那个大名鼎鼎的质能方程（E=MC²），建立了狭义相对论，1905年。
然而爱因斯坦并不满足于这个理论，事实上，世界上根本就不存在绝对意义上的惯性系。于是十年后，也就是1915年，广义相对论——具有跨时代意义的理论诞生了，它的先决条件便是等效原理（加速度和万有引力完全等价）。对于任何参考系来说，我们都可以把它分解为一个在引力场中的惯性系来考虑，即，在任何参考系中，所有物理定律保持不变。从而进一步推出了时空弯曲效应，利用引力场方程，成功预言了引力波、黑洞的存在，甚至是宇宙膨胀，虽然他本人并不相信宇宙会膨胀，还往方程中添加了一个“宇宙常数”来掩盖这个事实。
不过随着科技设备的发展与进步，从哈勃发现第一个河外星系——仙女座大星系，证明了宇宙膨胀说；到彭齐亚斯和威尔逊第一次捕捉到了宇宙微波背景辐射，证明了宇宙大爆炸理论（有限无界，无限循环的三维空间）；再到16年，地球上最大的引力波探测器LIGO宣布找到了引力波，补全了广义相对论的最后一块拼图。（甚至就在今年4月，第一张黑洞照片再次证明了爱因斯坦理论的正确性），一个崭新的由相对论为框架构成的宏观世界便展现在了我们面前，芸芸众生，无不为它的美丽所倾倒，然而事情并没有结束。
1908年，闵可夫斯基创建了四维时空坐标，得到了那个气势恢宏的模型——光锥。正所谓“光锥之内即命运”。这是一个“定域”的宇宙（任何一个事件所能影响的时空范围是有大小的，且呈固定的圆锥形），相对论便拥有了“一个中心，两个基本点”——实在、定域、因果律。然而随着量子力学的创立，贝尔不等式的推翻，整个世界又被重新蒙上了一团迷雾，孰对孰错，可否统一？超弦/M理论应运而生，每种不同的粒子都是以不同频率震动着的六维的弦。追寻真理的脚步未曾停止，2012年，希格斯玻色子被发现，补全了标准粒子模型最后一个且最为重要的粒子，它代表质量，别名上帝粒子。于是物理世界急需统一，物质的统一（基本粒子的起源和成因）；力的统一（GUT大统一理论）；以及最后的宏观——相对论，微观——量子力学，常规——牛顿经典物理的统一（TOE万物理论）。
二、量子力学
普朗克假设打破了连续平滑的牛顿、麦克斯韦体系，宣告了量子力学的诞生（12/14/1900）。玻尔三部曲、泡利不相容原理、德布罗意波、海森堡矩阵与不确定性原理、薛定谔波动方程和猫，从微粒波动说对决到波粒二象性的统一。波恩概率解释、海森堡不确定原理、玻尔互补原理，分别摧毁了经典世界的因果性、客观性和实在性。爱因斯坦和玻尔的精彩对决，第五、六届索尔维会议上的华山论剑更给量子力学的发展史上画出浓墨重彩的一笔。哥本哈根坍缩理论、MWI多世界解释、DH退相干多历史、系综解释、隐变量理论、GRW自发定域理论，高手对阵，众生喧哗；超弦/M理论，TOE万物理论，仍未放弃失落已久的大统一之梦，永无止境的探索铸就了此时此刻的辉煌篇章。
如今量子物理的应用已渗透到生活的方方面面（核能，计算机，网络信息，分子生物）。但对于量子纠缠、“坍缩”的原因和本质至今还没有解决。甚至有些理论发展到了形而上的层面，要我们在实在性和定域性方面做出抉择，实在太挑战三观了。所以才有了那句：“如果你说懂了量子力学，那你根本就不懂。”
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