在古代，無論是東方還是西方，都曾就物質與時間是否無限可分展開激烈的爭論。這不僅是哲學家們思辨的話題，更重要的是它影響了人們對宇宙世界演化發展的看法，同時也是科學家們經常遇到的理論和實驗的課題。這些爭論推動著近代物理學一步步向前發展，逐漸由宏觀世界深入到微觀領域。
1900年，德國物理學家普朗克在研究黑體輻射時首次提出了“量子”概念。普朗克提出一個著名的常數，認為輻射（包括光）的發射和吸收過程中，能量的變化是不連續的，就像物質是由一個個原子組成的一樣。他把輻射的單位稱為量子，認為在吸收輻射能時隻能吸收整個整個的量子。
不過，當時普朗克無法用經典的理論來解釋輻射能量不連續性的原因。直到5年以後，愛因斯坦利用光電效應證實了量子的存在。普朗克因此獲得1918年諾貝爾物理學獎，愛因斯坦獲得1921年諾貝爾物理學獎。
進入20世紀20年代，法國科學家德布羅意首次提出光的粒子行為與波動行為對應存在；印度裔物理學家玻色提出一種全新的方法來解釋普朗克的量子理論；奧地利物理學家泡利和薛定諤分別提出了不相容原理和波動力學；德國物理學家海森堡等人提出了測不準原理；美國物理學家康普頓證明，量子實際上具有粒子性質；英國物理學狄拉克提出用相對論性的波動方程來描述電子，並提出電磁場的量子描述，建立了量子場論；丹麥物理學家玻爾提出互補原理，解釋了量子理論中的波粒二象性。這些學說奠定了量子力學作為原子結構理論的基礎，開辟了原子物理、分子物理、固體物理和核物理等現代物理學新領域。
根據量子力學的原理，當我們在測量時，被測對象也在發生改變。例如將溫度計放進浴盆裏測量水溫時，溫度計吸收的熱量會稍稍改變水的溫度，隻不過水溫的變化小得可以忽略不計。而測量粒子則不同。例如要測量粒子的速度，必須用光束、電波或其他輻射來探測，微小的粒子一旦被光子、電子或其他粒子擊中，就會移動位置或改變速度。所以我們不可能測出它的真實狀況。
當物質與時間被分割為極微小的部分時，同樣也會出現測不準現象。科學家將普朗克常數和光速、引力常數結合在一起，得出無法再繼續分割的最短長度極限和時間極限，即10-35m和10-43s，分別稱為“普朗克長度”和“普朗克時間”。任何小於這個極限的長度和時間單位在物理學上都沒有意義，因為你不可能準確測量到它，也就無法判定它是否真的存在。