在古代，无论是东方还是西方，都曾就物质与时间是否无限可分展开激烈的争论。这不仅是哲学家们思辨的话题，更重要的是它影响了人们对宇宙世界演化发展的看法，同时也是科学家们经常遇到的理论和实验的课题。这些争论推动着近代物理学一步步向前发展，逐渐由宏观世界深入到微观领域。
1900年，德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时首次提出了“量子”概念。普朗克提出一个著名的常数，认为辐射（包括光）的发射和吸收过程中，能量的变化是不连续的，就像物质是由一个个原子组成的一样。他把辐射的单位称为量子，认为在吸收辐射能时只能吸收整个整个的量子。
不过，当时普朗克无法用经典的理论来解释辐射能量不连续性的原因。直到5年以后，爱因斯坦利用光电效应证实了量子的存在。普朗克因此获得1918年诺贝尔物理学奖，爱因斯坦获得1921年诺贝尔物理学奖。
进入20世纪20年代，法国科学家德布罗意首次提出光的粒子行为与波动行为对应存在；印度裔物理学家玻色提出一种全新的方法来解释普朗克的量子理论；奥地利物理学家泡利和薛定谔分别提出了不相容原理和波动力学；德国物理学家海森堡等人提出了测不准原理；美国物理学家康普顿证明，量子实际上具有粒子性质；英国物理学狄拉克提出用相对论性的波动方程来描述电子，并提出电磁场的量子描述，建立了量子场论；丹麦物理学家玻尔提出互补原理，解释了量子理论中的波粒二象性。这些学说奠定了量子力学作为原子结构理论的基础，开辟了原子物理、分子物理、固体物理和核物理等现代物理学新领域。
根据量子力学的原理，当我们在测量时，被测对象也在发生改变。例如将温度计放进浴盆里测量水温时，温度计吸收的热量会稍稍改变水的温度，只不过水温的变化小得可以忽略不计。而测量粒子则不同。例如要测量粒子的速度，必须用光束、电波或其他辐射来探测，微小的粒子一旦被光子、电子或其他粒子击中，就会移动位置或改变速度。所以我们不可能测出它的真实状况。
当物质与时间被分割为极微小的部分时，同样也会出现测不准现象。科学家将普朗克常数和光速、引力常数结合在一起，得出无法再继续分割的最短长度极限和时间极限，即10-35m和10-43s，分别称为“普朗克长度”和“普朗克时间”。任何小于这个极限的长度和时间单位在物理学上都没有意义，因为你不可能准确测量到它，也就无法判定它是否真的存在。