A la derecha: Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858–1947).
En 1900, Max Planck plantea la hipótesis de un intercambio discontinuo de energía entre la materia y la luz. Cinco años después llega el annus mirabilis de Einstein, que publica cuatro artículos en los que establece los fundamentos de la física moderna. Se trata, por orden cronológico, de la teoría de los cuantos, el movimiento browniano, la relatividad especial y la relación entre masa y energía.
El primer artículo de ese año milagroso, galardonado con el Premio Nobel de Física en 1921, retoma la idea de Planck al interpretar el efecto fotoeléctrico mediante «cuantos de luz», los fotones. Es el punto de partida del desarrollo de la teoría cuántica, que trata de comprender la naturaleza a la escala del átomo, inaccesible a nuestros sentidos.
En 1926 coexistían dos mecánicas cuánticas con la misma eficacia: la mecánica ondulatoria de Louis de Broglie y Erwin Schrödinger, y la mecánica matricial de Werner Heisenberg. Aunque Schrödinger y Dirac demostraron pronto la equivalencia entre los conceptos físicos y las herramientas matemáticas, fue John von Neumann quien concibió una formulación unificadora de la teoría en su obra los Fundamentos matemáticos de la mecánica cuántica, publicada en 1932.