利欢呼万岁的时候，它的体系本身却开始出现了危机。不久以后，这些危机发展成为一场翻天覆地的革命大风暴。
危机是从不可捉摸的媒质"以太"开始的。1887年迈克尔孙－莫雷的寻找"以太"实验，实验结果同理论预测相反，否定了以太的存在，引起了物理学家的震惊。当时，英国的一名著名实验物理学家曾大声疾呼："我们仍然期待着第二个牛顿来给我们一种关于以太的理论，它将不仅包括电和磁的事实，光辐射的事实，而且还可能包括引力的事实。"为送别旧世纪，英国科学界最有地位的勋爵，于1900年4月27日作了题为《热和光的动力学理论上空的十九世纪之云》的长篇讲话，这位思想保守的"元老"认为经典物理学理论在本世纪末出现了两朵云。第一朵就是"以太漂移问题"；而第二朵云，是与比热有关的能量均分定理。
事实上，到了十九世纪末，由于X射线（1895年），放射性（1896年），电子（1897年）以及镭（1898年）的发现，物理学上空已不是两朵云，而是危机四伏。大有山雨欲来风满楼之势。在世纪交替时，经典物理学领域中，几乎所有的原理、基本概念都受到怀疑和重新审查，如物质的不灭性、能量守恒性、原子的不可分割和不变性、时空的绝对性、运动的连续性。第一个对当时物理学的危机进行全面、深入分析的是法国数学家彭加勒，他于1905年出版的《科学的价值》一书中的第八章标题就是"数学物理学当前的危机"。物理学在酝酿一次伟大的革命。
三、物理学的革命
X射线、放射性和电子的发现揭开了二十世纪物理学革命的序幕。
X射线的发现起源于阴极射线的研究。阴极射线是在研究真空放电现象中发现的，它是当时普遍关注的一个中心论题，伦琴于1895年11月发现了真空管发出的谁也没有发现过的本质不明的射线，成为第一位诺贝尔物理学奖得主。但他没有进一步了解X射线的本质，他的发现对许多应用学科都有重大意义。
放射性是由法国的居里夫妇发现的，他们揭开了原子物理学的伟大序幕。新西兰物理学家卢瑟福根据用α粒子轰击原子的实验结果，提出了原子的核模型。放射理论、原子核模型和元素的人工蜕变理论，都来自他的奠基性工作，他被尊为核物理之父。
X射线的发现也促进了电子的发现，而电子的发现是历时四十年的阴极射线研究的直接结果，它最后搞清了阴极射线的本性问题。英国物理学家J.J汤姆孙对阴极射线作了定性和定量的研究，他设计了一个巧妙的实验装置，证明阴极射线在电场和磁场中发生偏转，且同带负电的粒子的路径相同，测出了荷质比约为H+荷质比的千分之一，无可辩驳地证实了阴极射线是由带负电荷的粒子组成的，这个荷质比对所有材料都不变，由此汤姆孙得出阴极射线粒子比原子小，是"建造一切化学元素的物质"的结论，阴极射线粒子后来改称为"电子"，它所带的电量是电荷的最小单位。
量子概念的建立和相对论的建立，是二十世纪初发生在物理学领域的一场革命。
(1)量子概念的建立
量子物理世界的大门是在黑体辐射问题研究中打开的，德国的普朗克在1900年12月发表了论文"正常光谱辐射能的分布理论"，给出了一个猜测性质的黑体辐射定律和它的理论根据：能量在辐射过程中不是连续的，而是一股股的"再不可分"的涓流被释放或吸收。
普朗克的量子理论是牛顿以后自然哲学所经受的最巨大、最深刻的变革，能量的量子思想奠定了现代微观物理的基础。
爱因斯坦在1905年提出电磁场能的能量量子化，把光子引入物理学，创立了固体热容量的量子理论，解释了光电效应。爱因斯坦的
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