在19世纪中期，受过教育的人虽然对牛顿宇宙说的起源及其验证知之甚少，但其理论却得到了公众的广泛认可，因为普通人仅仅在原理及逻辑的层面上接受了牛顿惊人?伟大发现，并且宇宙说支持而非违背了人们所习惯的常识。由此不难理解，有关偶然坠落于头部的苹果激发了牛顿探寻宇宙奥秘的传说，为什么不胫而走、代代相传。对于牛顿的贡献，18世纪的诗人亚历山大·蒲柏（Alexander Pope）曾有过这样的评论：其实上帝似乎说过，“牛顿一出，世界被照亮”。然而，当时光的快车驶入20世纪，科学又经历了一场更具革命性的剧变，并导致了最为引人瞩目的一大后果，即科学家们的发现与普通民众的理解能力之间，产生了一条难以逾越的鸿沟。随着现代科学的日益发展，量化界定完全超越了感官所及的能力界限，即要测量?者量化的对象或者太小，或者太大，或者太快，或者太远，以至于完全超出了人们的感知与理解能力。然而，当人们关注事物和信息更新与变化的速度时，却感受到了更加强烈的惊诧。

19世纪的人们将原子论奉为真理，认为所有的物质都是由被称做原子的微粒组成的。这一理论似乎在迎合牛顿的经典物理学，并且事实的确如此。时至19世纪末，安托万·巴克奎罗（Antoine Bercquerel，1852—1908）却在他的铀实验中证实了放射线的存在，并断定存在亚原子微粒。与此同时，法国的皮埃尔·居里（Pierre Curie，1859—1906)和玛丽·居里（Marie Curie，1867?1934)通过合作研究又发现了其他两种放射性物质钋和镭。这三位科学家在1903年分享了当年的诺贝尔物理学奖（玛丽·居里夫人是第一个荣获该奖的女性，并在1911年成为两次获得该奖的第一位女性）。上述发现充分证明了英国科学家J.J.汤普森（J.J.Thompson，1856—1940）和新西兰裔英籍科学家欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford，1871—1937）的科学论断，即原子并非是组成物质的最小微粒。

在实验室辉煌迭出的同时，旨在解释世界新概念的理论物理学取得了同样辉煌的成就。德国物理学家马克斯·普朗克（Max Planck，1858—1947）于1900年提出?震撼牛顿经典物理学的新理论，即量子理论。他认为放射性能量并非以连续不断的流的形式存在，而是由被他命名为量子的微粒组成。然而，当时供职于瑞士专利局的犹太小职员艾伯特·爱因斯坦（Albert Einstein，1879—1955)，提出了更让人吃惊并且也令外行人更难理解的理论。爱因斯坦曾是一个充满好奇但又看似笨拙的男孩，对富有挑战性的问题抱有浓厚的兴趣。爱因斯坦早年成绩平平，其天才直到大学时代才有所显露。他曾尝试在大学中担任教职，遭拒绝后便在伯尔尼的专利局审查专利申请书，由此开始了一段看似枯燥的生活。这个相对轻松的职位，给他?下了足够的时间继续研究他感兴趣的数理物理学。他于1905年发表了一篇长达30页的论文，首次提出了关于宇宙的全新概念。爱因斯坦的狭义相对论指出，时间和空间并非是它们所展示的那样连续且一成不变，它们与观察者是相对的，只有光的速度是不变的。

对于我们看得见摸得着的慢速运动物体来说，牛顿经典物理学在我们的日常生活中仍然是实用且“正确”的，但它已经失去了绝对意义上的“正确性”。普朗克和爱因斯坦等科学家的理论不仅难以理解，甚至也难以对此做出有效的说明与解释，这些成果因此增大而非缩小了科学家与外行人的距离。“终极概?”如速度、质量和时间本身变得如此难以理解，甚至受过高等教育但不是科学家的人，也只能毫无选择地接受他们的观点。在对宇宙进一步探秘的过程中，这一代天才理论物理学家的新发现更是晦涩和神秘，他们同时代以及后来的人们甚至可能认为这些发现非常可怕。当然，不论是科学家、技术工作者还是外行人都没有预见到，正是这些高深难懂的理论，催生了喷气式推进器、太空旅行以及原子弹的问世。