現代物理学
真空中の電磁場の振動を、振動の波数成分によって分類すると、それぞれの波数に関する振動は、他の波数成分と互いに独立な調和振動子の運動として力学的に翻訳することができた。これをエネルギー等配分の法則と組み合わせることで、平衡状態における電磁場の放射のエネルギー密度を決定することができた。しかしながら、これによって得られる電磁場のエネルギーの体積密度は発散してしまい、各振動数に関する分布も実験とは一致しなかった。
これらの困難は、相対性理論や量子力学といった、ニュートン力学的な直感とは一見して相容れない理論の構築によって解決され、これらの理論体系が新たに自然の本質に据えられることになった。これらの新たな理論体系に基づく現代物理学、特に量子力学は、物理学・化学をはじめとした自然科学全体に爆発的な進歩をもたらし、工業的にも極めて重要なものとなった。現代物理学は数学と相互に発展しあい、哲学にも重要な問題提起を投げかけた。
19世紀の物理学の存在や時空に対する立場は、その当時共有されていたニュートン力学的な直感、物体の運動やあらゆる事象は常に定まっておりそれらは原理的に予測可能であること、時間の流れは一様で普遍的であることなど、という立場の中に概ね収まるものであった。しかしその一方で、19世紀に起こった電磁気学、熱力学および統計力学の技術的・理論的発展の中で、それらの理論では説明不可能な現象があることが実験的・理論的に知られるようになってきた。
19世紀の物理学における困難としては、ニュートン力学がガリレイ変換に対する対称性を持っているのに対し、電磁気学の理論はガリレイ変換対称性を持っていなかった。このことはニュートン力学の立場では、ある基準系に対して電磁気現象はマクスウェルの方程式によって記述されるが、基準系に対して運動している別の系では方程式の形が変化してしまうことを示していた。 別の困難として、統計力学におけるエネルギー等分配の法則の問題がある。