العلم في مطلع القرن العشرين. تميّزت بداية القرن العشرين الميلادي بإنجازات باهرة في الفيزياء، من جراء استمرار العلماء في تحدي الأفكار السائدة. ففي عام 1900م طرح الفيزيائي الألماني ماكس بلانك نظريته التي تُسمى نظرية الكم لتفسير الطيف الضوئي المنبعث من بعض الأجسام المسخَّنة. انظر: ميكانيكا الكم. تنص النظرية على أن الطاقة لا تنبعث على نحو متواصل، بل في هيئة منفصلة فقط يطلق عليها الكمات. وفي عام 1905م، أظهر فيزيائي ألماني آخر هو ألبرت أينشتاين أن الضوء يمكن أن يعامل بوصفه مكونًا من وحدات طاقة مفردة سمَّاها الفوتونات. وفي تلك السنة نفسها، نشر أينشتاين نظريته النسبية الخاصة التي أعادت النظر في العديد من أفكار الفيزياء النيوتنية، ووفرت للعلماء سُبلًا جديدة للتفكير بشأن الزمان والمكان. انظر: النسبية.
اتسع مجال البحث المتعلق بتركيب الذَّرَّة بسرعة. وفي عام 1911م، اقترح الفيزيائي البريطاني إرنست رذرفورد أن كتلة الذرة تتركز في نواة ضئيلة الحجم، محاطة بإلكترونات تدور بسرعات هائلة، ولكن هذه النظرية لم تُعن بترتيب الإلكترونات. وفي عام 1913م اقترح الدنماركي نيلز بور وصفًا للمسارات والطاقات الممكنة للإلكترونات في الذرة مفاده أن الإلكترونات يمكن أن تدور في مجموعة من المدارات المحددة حول النواة لا تتعداها.