فیزیک آماری: با شروع قرن ۱۹ نگرش جدیدی به نام فیزیک آماری پدید آمد. فیزیک آماری عبارت است از علم مطالعه رفتار سامانه‌هایی که اجزاء آن می‌تواند حالات پیچیده و متفاوت به خود بگیرد. با میانگین‌گیری روی حالات سامانه و بررسی نرخ وقوع آنها می‌توان به‌صورت آماری احتمال وقوع حالت نهایی سامانه را پیش‌بینی کرد. کلرک ماکسول و لودویگ بولتزمان ثابت کردند اگر در آزمایشگاه با تغییر محیط اطراف سامانه احتمال وقوع یک حالت را افزایش دهیم، به کمک روابط فیزیک آماری می‌توان وضعیت و حالت نهایی آن را محاسبه کرد.
فیزیک کلاسیک به شکلی امروزی آن اولین بار در سال ۱۶۸۷ میلادی با انتشار کتاب «اصول» اسحاق نیوتن مطرح شد.
به گفته پی‌یر سیمون لاپلاس (اواخر قرن هجده) از پیروان معروف مکانیک نیوتنی اگر از وضعیت همه اجسام کیهان در این لحظه آگاه باشیم، با استفاده از قوانین نیوتن قادر به پیش‌بینی آینده و گذشته خواهیم بود.
با در نظر گرفتن این واقعیت که انسان جزئی از جهان است، جایگاه اراده در زندگی ما چیست؟ در طول تاریخ پاسخ‌های متفاوتی به این سؤال داده شده است. البته به این موضوع توجه داشته باشیم که حتی نیوتن هم قادر به توصیف یکسری از پدیده‌های طبیعی نبود. برای مثال نیوتن همواره از فرضیه‌سازی در مورد رابطه عکس مجذور در قانون گرانش خودش سر باز می‌زد یا مبهم بودن ماهیت نور که نیوتن معتقد بود باریکه نور ماهیت ذره‌ای دارد اما در اثبات این ادعا مشکل داشت.
از آنجایی که فیزیک کلاسیک قادر به توضیح رفتارهای مواد در مقیاس اتمی نبود، نظریه کوانتومی در اواسط دهه ۱۹۲۰ مطرح گردید. لذا به نظر بسیاری از فیزیکدانان، این نظریه بزرگترین تجدید نظر علمی از زمان آیزاک نیوتن است. گاهی روی کاغذ تفاوت این دو نظریه در حد اختلاف در چند ضریب ساده است، برای مثال روابط نسبیت خاص و عام تنها دستکاری جالبی در مفاهیم کلاسیک هستند، اما تفاوت آنها در دنیای واقعی همه را شگفت زده می‌کند تا جایی که آلبرت اینشتین با بخشی از آن تا پایان عمر خود سرسختانه مخالفت کرد.
با توجه به سطح کمال فیزیک کوانتومی در توضیح وقایع، انصاف نیست که استفاده از این علم فقط منحصر به فیزیک‌دان‌ها باشد. متأسفانه به دلیل چاپ کتاب‌های غیر علمی با عنوان فیزیک کوانتومی تصور عمومی از این نظریه به مسیری اشتباه کشیده شده. واقعیت این است که توضیح فیزیک کوانتومی بدون دانش عمیق از ریاضیات آماری و فیزیک غیر ممکن است و برای رفع این کج فهمی راهی جز توضیح ساده و روان تاریخ و راه حل‌های نظریه کوانتومی نیست.
نظریه کوانتومی رخدادهای مختلفی چون موضوع کوارک‌ها و گلوئون‌ها را صحیح توضیح می‌دهد اما باید پذیرفت که هنوز مشکلات بزرگی حل ناشده مانده است. درسی که تاریخ فیزیک کوانتومی به ما می‌آموزد این است که بیش از حد روی باور خود سرسختی نکنیم و بر «با دقت مشاهده کردن» تأکید کنیم.
پل دیراک نویسنده کتاب «اصول مکانیک کوانتومی» یکی از آثار برجسته قرن بیستم، نه تنها یکی از بزرگترین فیزیک‌دان‌های تاریخ علم بلکه الگوی فروتنی و آرامش است. به نظر من بهتر است مسیر دیراک را الگو قرار دهیم و فیزیک کوانتومی را تا جای ممکن خوب درک کنیم و آموزش دهیم.
در پایان به قول ریچارد فاینمن از دانشمندان نسل دوم نظریه کوانتومی: گمان می‌کنم با اطمینان بتوان گفت هیچ‌کس مکانیک کوانتومی را نمی‌فهمد.