第二次科學革命的主要標誌是相對論和量子論的誕生，主體部分涉及物理學，使人類認識自然界的宏觀廣度和微觀深度都有極大的提高。包括相對論、量子論和量子力學、X-射線、放射線和電子的發現。
第二次科學革命發生於19世紀末20世紀初，以化學、物理學、生物學的重大理論突破為內容。作為第二次科學革命的主題物理學在此期間取得了以相對論、量子論和量子力學、X-射線、放射線和電子等發現為代表的巨大成就與飛躍。
卡文迪許實驗室（Cavendish Laboratory）作為第二次科學革命的前沿在其中發揮了重要作用。在該實驗室，發現了電子、中子、正電子、脈衝星、DNA雙螺旋結構、非晶體半導體和有機聚合物半導體材料等等；還發明瞭雲室、質譜儀、加速器、X射線攝譜儀和射電望遠鏡等科學儀器。從卡文迪許實驗室的事例可以看出，對探索與創新的不斷追求是第二次科學革命的動力源泉。
愛因斯坦1905年創立了狹義相對論，他並未因取得如此成就而放棄繼續對新事物探索的動力與努力，而是不斷努力探索追求新的科學發現，並於1915年再次提出了廣義相對論，揭示了物質、運動和時間、空間之間的內在聯絡，改變了人類的時空觀。
19世紀末人們為經典物理取得重大成就歡呼的時候，一系列經典理論無法解釋的現象一個接一個地發現了。其中最重要的一個是黑體輻射經典解釋導致的紫外災難，德國物理學家普朗克為了解釋熱輻射能譜提出了一個大膽的假設：在熱輻射的產生與吸收過程中能量是以hυ為最小單位，一份一份交換的。這個能量量子化的假設不僅強調了熱輻射能量的不連續性，而且與輻射能量和頻率無關由振幅確定的基本概念直接相矛盾，無法納入任何一個經典範疇。
愛因斯坦經過認真思考，於1905年提出了光量子說。1916年美國物理學家密立根發表了光電效應實驗結果，驗證了愛因斯坦的光量子說。1913年丹麥物理學家玻爾提出了原子理論，以它簡單明晰的影象解釋了氫原子分立光譜線，並以電子軌道態直觀地解釋了化學元素週期表。在隨後的短短十多年內引發了一系列的重大科學進展。這在物理學史上是空前的。1923年4月美國物理學家康普頓發表了X射線被電子散射所引起的頻率變小現象，即康普頓效應。1924年美籍奧地利物理學家泡利發表了“不相容原理”，這個原理對所有實體物質的基本粒子都適用，構成了量子統計力學━費米統計的基點。1924年法國物理學家德布羅意提出了表達波粒二象性的愛因斯坦━德布羅意關係。1925年，德國物理學家海森伯和玻爾，建立了量子理論第一個數學描述━矩陣力學。1926年，奧地利科學家提出了描述物質波連續時空演化的偏微分方程━薛定諤方程，給出了量子論的另一個數學描述——波動力學。1948年，費曼創立了量子力學的路徑積分形式。
第二次科學革命還在持續中，量子論從雛形發展到今天，仍然沒有形成可靠的理論支撐，即相對論和量子論至今沒有形成定理，甚至今天關於量子的定義都與最初說的量子概念不同（參考資料1）。但近百年來，積累了一大批著名科學家辛勤的汗水，飽含了科學工作者對未知的探索和對真理的無限渴望，詮釋了人類偉大的智慧。量子論已經深入我們生活的每一個角落，它的影響無處不在，觸手可得。遺憾的是，關於量子物理現象的試驗很多實驗室都成功地實現了重複，但關於量子現象的解釋卻沒有達成一致，也沒有形成主流解釋，主要原因是數學的發展落後於科學的發展（參考資料2）和哲學所涉及的認識論（參考資料3）等。
量子現象發現的年代是一個百家爭鳴、百花齊放的時代。競爭與合作對科學的發展、乃至對人類社會的進步都是不可或缺的。有競爭才會有動力，有合作才能跨越更多的障礙；有創新精神才會有新發展，有探索精神才會有新發現。第二次科學革命的歷程過程充分體現了科學工作者們智慧、勤勞、創新、共享的科研理念，這些科研方法與態度至今仍值得我們借鑑。（李志民，責任編輯景然，圖片源自網路）
