上個世紀，和相對論並重的另一大理論就是量子力學。量子力學的建立以1900年普朗克提出的能量量子化為標誌。1905年，愛因斯坦在能量量子化的概念基礎上提出來光量子假說，大力推動了量子力學的發展。
普朗克和愛因斯坦被視為舊量子理論的創始人。之後量子力學的話語權落到以玻爾為首的哥本哈根學派手中。
在1905年，愛因斯坦提出來了光量子概念，第一次用量子概念解釋了光電效應。物理學家興奮不已，不得不感嘆新理論第一次嶄露頭角就如此鋒利，解決了人類數千年來對光本質的困擾。
雖然這個時候(1905年)人類已經發現了電子，但對原子內部的認知還停留在湯姆森的西瓜模型中。直到玻爾開始用量子的概念對原子模型解釋後，情況才變得愈發激烈起來。玻爾認為，核外電子的軌道應該分成不同能級，電子輻射了能量會同時降到低能級上，吸收了能量會跳到高能級上，但是具體到單個電子的運動，這套理論卻無法描述出電子運動軌跡。
但是，在愛因斯坦看來，現在用電子雲描述電子的軌道並不是電子真實的運動情況。哥本哈根學派總是用概率粗略的描述一群電子的運動規律，而不能準確地描述單個電子真實的運動規律。這隻能說明量子力學是不完備的，真正完備的量子力學肯定可以描述單個電子精確的運動規律。、
在1919年，愛因斯坦曾寫信給玻恩說到：我們應該對新量子論的成功感到羞愧。如果真是新量子論描述的那樣，那麼自然世界就變得沒有確定性了。我是不相信我們無法精確預測電子的運動，就證明它具有自由意志。
1926年，同樣是在給玻恩的信中，愛因斯坦明確表示：“我無論如何都深信上帝不是在擲骰子”。
在1949年給貝索的信中。愛因斯坦說到，他並不是反感量子力學用概率統計的方式定量分析微觀粒子的運動。而是反感他們居然把這種不確定的概率當成自然世界應有的本質。
當然，愛因斯坦也並不閒著，在對量子糾纏的問題上，愛因斯坦提出來這樣一個假設：觀察糾纏粒子的其中一個，並同時知道另一個粒子的信息並不是什麼鬼魅的超距作用。就好像隨機往兩個盒子內放入一雙手套，把一個盒子放在房間內，另一個盒子拿到南極。要是我打開房間裡的盒子發現為左手套，也同時知道遠在南極的盒子為右手套，這是邏輯推理。
1935年，愛因斯坦曾經聯合羅森等人提出來“EPR佯謬”，用於質疑量子力學的不完備性。愛因斯坦認為量子糾纏不能超光速，並且實驗結果並不因人的觀察行為而改變。
不能超光速就意味著：在某一區域，不能存在超光速行為，這叫定域論。觀察結果不因人而異叫實在論。在經典物理學中，正確的理論預測的結果總是一樣的，不管你在哪裡做實驗都是一樣的，除非實驗有問題。這就是實在論。愛因斯坦堅持的思想就是定域論和實在論，簡稱定域實在論。
1964年，貝爾提出來貝爾不等式給愛因斯坦和新量子論做裁判，答案顯而易見，愛因斯坦錯了。2016年開始，科學家利用超過10萬人的自由意志做了升級版大貝爾實驗。實驗結果於北京時間2018年5月10日公佈了，其結果強有力地證明了愛因斯坦的定域實論是錯的， 量子力學理論是對的！經歷了100年，我們終於可以為新量子力學洗白了！
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