確定性的瓦解
科學對於局外人是個好地方。非同尋常的制高點有時候讓人能見其他人之所不見。瑪麗·居裡從她的祖國波蘭一路奮鬥到法國科學研究的中心。另一位科學天纔的人生始於新西蘭的土豆農場。他是一個早慧的男孩兒和有天賦的研究者，他在基督城市上學，申請了劍橋大學的獎學金。傳說申請成功的消息傳來的時候，他在地裡收莊稼。他直起背，說：“這是我挖的後一顆土豆。”
阨恩斯特·盧瑟福（1871—1937年）為了了解物質的本質、原子的結構而研究放射現像。在同丹麥科學家尼爾·斯玻爾（1885—1962年）一起做的試驗中，盧瑟福觀察到超薄的金箔受到輻射時，大部分阿爾法射線（放射性物質釋放的三種輻射之一）會穿透金箔，而少部分阿爾法粒子則彈離箔的表面。盧瑟福認為隻有一種可能的解釋，也就是說，原子並不是過去以為的那樣。在此之前，原子，按他自己的想像，類似葡萄干布丁：扎實、均勻，裡面散布著一些類似於六便士和葡萄干的電子。然而，這樣的電子不會允許相對較弱的阿爾法射線穿透。隻有在原子是由基本上為空的空間構成，更像太陽繫而不是葡萄干布丁，其整個被壓縮成一個太陽似的核心，這個核心比圍繞它的軌道轉動並決定原子的量的電子小幾千倍，這種情況纔可能發生。事實上，物質既不扎實，也不是靜止的，而是—至少部分是，能量的一種狀態，持續處於運動中。實際上，上就沒有什麼東西是靜止不動的—在原子的水平上，一切都是速度和能量，無數顆星座旋轉並飛過空無一物的空間，互相轟擊和干擾，擁有無限的能量和電荷。
物質和能量之間的關繫，或者二者的聚合，也是另一位科學的局外人工作之餘考慮的主題，這位局外人就是伯爾尼知識產權瑞士辦公室的“三等專家”、26歲的阿爾伯特·愛因斯坦（1879—1955年）。他從理論家角度構想的觀強化了倫琴、盧瑟福和居裡夫婦等人的發現。然而，他的懷疑不僅僅關涉物質構成這樣的小事情，而是時間和空間的本質。愛因斯坦之後，再也不是原來的樣子。
由於理論的進步與儀器的改善，遙遠星球和電磁場的觀察將當時的物理觀念推向，並暴露出與當時科學模式的差距。有一個問題困擾科學家：為解釋光和電波經過空間的運動，科學長期假定了一個介質，即天空的存在。正如聲音脈衝造成空氣振動，但並不能在真空（沒有氣體）中運動，能夠在真空中運行的光波和電定也需要看不見的太空作為一個傳播媒介。
因此，找尋這種太空及其存在就成為物理學的一個主要挑戰。的一個嘗試是邁克爾遜—莫雷實驗。這兩位科學家假設，如果地球沿著其軌道圍繞太陽旋轉時經過宇宙太空，那麼，地球在其橢圓軌道（轉向兩極的時候更快，快接近它們時速度下降）上飛過太空時，從地球上看去，其飛過太空的不同速率應該導致光速的不同，正如逆風行駛的自行車手感覺風速快過與風向一致的自行車手感覺到的風速。正如兩位朝著風暴的不同方向行進的自行車手在一個酒館坐下來，通過加上或者減去他們兩人在騎車過程中測量到的風速，得到真正的風速，以此核對大風的