操纵这些思惟，以详细的数学情势，能够相对直截了本地计算更庞大的原子乃至分子的答应轨道。分子是由一些原子因轨道上的电子环绕不止一个原子核活动而束缚在一起构成的。因为分子的布局，以及它们之间的反应构成了化学和生物的根本，除了受不肯定性道理限定以外，在原则上，量子力学答应我们预言环绕我们的几近统统东西。（但是，实际上对一个包含稍多电子的体系需求的计算如此之庞大，乃至于使我们做不到。）看来，爱因斯坦广义相对论制约了宇宙的大标准布局。它是所谓的典范实际；那就是说，它没有到考虑量子力学的不肯定性道理，而为了和其他实际分歧这是必须的。因为我们凡是经历到的引力场非常弱，以是这个实际并没导致和观察的偏离。但是，起初会商的奇点定理指出，起码在两种景象下引力场会变得非常强――黑洞和大爆炸。在如许强的场里，量子力学效应应当是非常首要的。是以，在某种意义上，典范广义相对论因为预言无穷大密度的点而预示了本身的垮台，正如同典范（也就是非量子）力学因为隐含着原子必须坍缩成无穷的密度，而预言本身的垮台一样。我们还没有一个完整的调和的同一广义相对论和量子力学的实际，但是我们已知这个实际所应有的一系列特性。在以下几章我们将描述这些对黑洞和大爆炸的效应。但是，现在我们先转去先容人类新近的尝试，他们试图将对天然界中其他力的了解归并成一个伶仃的同一的量子实际。
量子假定能够非常胜利地解释所观察到的热体的辐射发射率，但直到1926年另一名德国科学家威纳・海森伯提出闻名的不肯定性道理以后，人们才认识到它对决定性论的含义。为了预言一个粒子将来的位置和速率，人们必须能够精确地测量它现在的位置和速率。显而易见的体例是将光照到这粒子上。一部分光波被此粒子散射开来，由此指明它的位置。但是，人们不成能将粒子的位置肯定到比光的两个波峰之间间隔更小的程度，所觉得了切确测量粒子的位置，必须用短波长的光。但是，由普朗克的量子假定，人们不能用肆意小量的光；人们起码要用一个光量子。
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。
科学实际，特别是牛顿引力论的胜利，使得法国科学家拉普拉斯侯爵在19世纪初结论，宇宙是完整决定论的。
固然光是由波构成的，普朗克的量子假定奉告我们，在某些方面，它的行动仿佛闪现出它是由粒子构成的――它只能以波包或量子的情势发射或接收。一样地，海森伯的不肯定性道理意味着，粒子在某些方面的行动像波一样：
它们没有肯定的位置，而是被“抹平”成必然的概率漫衍。
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。