В отличие от частиц (а также столов, деревьев и любых других физических объектов), которые можно обнаружить в одной точке, поля простираются в пространстве. Частицы теоретически имеют импульс и траекторию, а поля рябят и колеблются, как вода на поверхности озера. Волны или рябь в электромагнитном поле, включая рентгеновские лучи, микроволны, радиоволны, видимый свет и невидимый свет, такой как ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, считаются основными компонентами природы.
В первые годы своего существования квантовая физика, изучающая мир атомов и молекул, называлась «квантовой механикой», что указывает на ее связь с классическим ньютоновским взглядом на природу. («Механики» не существует в абстрактных, текучих полях.) Иногда ее также называли «физикой малых частиц» или просто «физикой частиц», чтобы провести различие между ней и физикой падающих тел и сталкивающихся бильярдных шаров. Эти примеры часто использовались на уроках физики в средней школе, чтобы продемонстрировать принцип классической физики: если вы знаете физические данные, такие как положение, скорость и масса бильярдных шаров, катающихся по столу, вы можете предсказать их движение. Хотя это остается верным для поверхностного, макроскопического уровня реальности, это просто не применимо в сфере атомов и субъядерных частиц, которые характеризуются, по крайней мере частично, вероятностью и случайностью.
Классическая, ньютоновская физика блестяще описывает макрокосмический уровень. До тех пор, пока ученые не узнали о существовании измерений, более тонких, чем грубый физический мир, квантовая механика не требовалась и даже не приходила в голову. Но как только эти более тонкие слои начали давать о себе знать, оказалось, что происходящее в этих масштабах не похоже на то, как все взаимодействует на макроскопическом уровне. Рухнули предсказуемость и определенность, обеспечиваемые представлениями, на которые долгое время полагались. Исследователи обнаружили, что они просто не могут определить, например, точное местоположение электронов, которые должны были вращаться вокруг атомного ядра.