量子力学的实际是基于一个全新的数学根本之上，不再遵循粒子和波来描述实际的天下；而只不过操纵这些术语，来描述对天下的观察罢了。如许，在量子力学中存在着波和粒子的二重性：为了某些目标将考虑粒子成波是有效的，而为了其他目标最好将波考虑成粒子。这导致一个很首要的成果，人们能够察看到两束波或粒子之间的所谓的干与。
普通而言，量子力学并不对一次观察预言一个伶仃的肯定成果。取而代之，它预言一组能够产生的分歧成果，并奉告我们每个成果呈现的概率。也就是说，如果我们对大量近似的体系作一样的测量，每一个体系以一样的体例肇端，我们将会找到测量的成果为A呈现必然的次数，为B呈现另一分歧的次数，等等。人们能够预言成果为A或B的呈现的次数的近似值，但不能对个别测量的特定成果作出预言。因此量子力学把非预感性或随机性的不成制止身分引进了科学。固然爱因斯坦在生长这些看法时起了很高文用，但他非常激烈地反对这些。他之以是获得诺贝尔奖就是因为他对量子实际的进献。即便如许，他也从不接管宇宙受机遇节制的观点；他的情感能够用他闻名的断言来表达：“上帝不掷骰子。”但是，其他大多数科学家情愿接管量子力学，因为它和尝试合适得很完美。它的的确确成为一个极其胜利的实际，并成为几近统统当代科学技术的根本。它制约着晶体管和集成电路的行动，而这些恰是电子设备诸如电视、计算机的根基元件。它还是当代化学和生物学的根本。物理科学未让量子力学恰当连络出来的独一范畴是引力和宇宙的大标准布局。
它们没有肯定的位置，而是被“抹平”成必然的概率漫衍。
因为量子力学引进的二重性，粒子也会产生干与。所谓的双缝尝试便是闻名的例子。考虑一个带有两个平行狭缝的隔板，在它的一边放上一个特定色彩（即特定波长）的光源。大部分光都射在隔板上，但是一小部分光通过这两条缝。现在假定将一个屏幕放到隔板的另一边。屏幕上的任何一点都能领遭到两个缝来的波。但是，普通来讲，光从光源通过这两条狭缝传到屏幕上的间隔是分歧的。这表白，从狭缝来的光达到屏幕之时不再是相互同相的：有些处所波相互抵消，其他处所它们相互加强，成果构成有亮暗条纹的特性花腔。
美国科学家理查德・费恩曼引入的所谓对汗青乞降（即途径积分）的体例是一个摹写波粒二象性的好体例。
这量子会扰动这粒子，并以一种不能预感的体例窜改粒子的速率。别的，位置测量得越精确，所需的波长就越短，单个量子的能量就越大，如许粒子的速率就被扰动得越短长。
很多人激烈地抵抗这类科学决定论的教义，他们感到这侵犯了上帝干与天下的自在。但直到20世纪初，这类看法仍被以为是科学的标给假定。这类信心必须被丢弃的一个最后的征象，是由英国科学家瑞利勋爵和詹姆斯・金斯爵士做的计算。他们指出一个热的物体――比方恒星――必须以无穷大的速率辐射出能量。遵循当时人们信赖的定律，一个热体必须在统统的频次划一地收回电磁波（诸如射电波、可见光或X射线）。比方，一个热体在每秒1万亿次颠簸至2万亿次颠簸频次之间的波收回和在每秒2万亿次颠簸至3万亿次颠簸频次之间的波一样的能量。而既然每秒颠簸数是无穷的，这意味着辐射出的总能量也必须是无穷的。