Kuantum fiziği, herhalde ününü olağanüstü derinlikteki öngörüleri ve bunların deneysel başarılarından çok, bu buluşların dayandığı temellerin şaşırtıcılığına borçlu. Aslında deneylerin tutarlı biçimde doğrulamasına karşın, atomaltı ölçekte geçerli yasaların, kuralları, ilkeleri, bizim alışık olduğumuz makrodünyanın mantığıyla kavramak hayli güç. Biz kesinlikle aramaya koşullanmışız; oysa kuantum fiziği, evreni yönetenin belirsizlik olduğunu, hatta yaşamımızı bu belirsizliğe borçlu olduğumuzu söylüyor. Biz sanırız ki, bir şey ya vardır ya da yoktur. Oysa Schrödinger’in hayalindeki zavallı kedi biliyor ki, hem yaşamla hem de ölümle iç içe. Makro dünyanın “anayasası” genel görelilik kuramına göre hiçbir şeyin hızı, ışık hızını aşamaz. Oysa kuantum kuramına göre “dolanık” parçacıklar evrenin bir ucundan ötekine “telepati” bağı kurabiliyorlar. Yeni oluşan düşüncelere göre, aslında bu mikro ve makro dünyalar ayrımı temelden yanlış. Bizim günlük yaşamımızı da en derinde bu belirsizlikler, gariplikler belirliyor…..
Bir kuantum sisteminin bazı özellikleri, örnegin bir parçacığın konumu ve momentumu aynı anda istenen kesinlikte belirlenemez. Yani bir parçacığın konumundaki belirsizlikle momentumundaki belirsizliğin çarpımı hiçbir zaman belli bir değerden küçük olamaz. Dolayısıyla biri kesin olarak ölçülürse diğerindeki belirsizlik sonsuz olur. Örneğin parçacığın konumunu kesin olarak belirlersek momentumu hakkında hiç bir fikrimiz olamaz; momentumunu kesin olarak belirlersek; bu kez parçacığın nerede olduğu hakkında hiç bir fikrimiz olamaz.
Bir kuantum sistemi aynı anda birden fazla durumda olabilir. Yani bir elektron, uzayda birden fazla konumda veya birden fazla enerji durumunda bulnabilir. Sağduyuya aykırı görünen ve anlaşılması en zor ilkelerden biridir. “Schrödinger’in Kedisi” örneğinde olduğu gibi kedinin aynı anda hem canlı hem de ölü olması gibi kabul edilmesi güç sonuçlara yol açmaktadır. Birçok fizikçiye göre üstüste gelme ilkesi, sadece makroskobik sistemler için geçerlidir.
Parçacıklar ve alanlar uzun süre farklı olgular olarak kabul edildiler. Kuantum alanlar kuramı, parçacıkların kuantum alanlarının temel kuantumları olduklarını gösterdi. Örneğin fotonlar elektromanyetik alanın, elektronlar bir elektron alanın, kuarklar bir kuark alanın kuantumlarıdır