事實上，相對論和牛頓熱學都是覺得客觀世界是決定論的，只要我們曉得某個時間下，整個宇宙的狀態函數，之后曉得了宇宙的動力學多項式，這么我們能夠確切預測出下一個時刻（很短的時間間隔）的宇宙是哪些樣的。這就是拉普拉斯決定論。并且那么淳樸的看法，在量子熱學卻難以做到！量子熱學的一個很重要假定就是，無論時間多么短，我們都難以確切曉得在這樣段時間后的宇宙到底是哪些樣！這就是非決定論。
非決定論來自于量子熱學的一個重要假定：一切化學狀態皆由波函數給出，并且波函數服從玻恩演繹。玻恩展現指的是波函數的復數模平方等于在單位容積內粒子能出現的機率。這個說法和物理上面的機率有一些相像。沒錯，數學學自量子熱學構建這天起，就在也離不開機率，或則說再也未能防止機率的陰霾。這條假定的后半句，到如今都沒有人真正理解其背后的數學機制！為何波函數會服從玻恩演繹，是哪些緣由造成機率出現。這種問題似乎始終未能被化學學家清晰而明晰地解決。
量子熱學另一個神奇的假定是關于疊加原理的，這個原理通常會造成很大的歧義：波函數可以分解為一系列相干波的線性疊加。這兒面的歧義就是，盡管它和精典熱學上面波的疊加原理很像，而且卻不是一回事。精典熱學的疊加原理是讓兩列波相乘，并且加的結果和先前兩列波沒有一毛錢關系！而量子熱學卻不是在物理學中,量子指什么，在量子熱學上面，波相乘的結果是：新的波可以是原先兩列波中的任何一個，也可以同時是兩列波。這個很具象，用宏觀現象類比就是，精典熱學覺得一個瓶子要么處于地上要么處于椅子上，兩者只能居其三；并且量子熱學覺得，瓶子既可以在地上又可以同時在椅子上，兩者可以兼得！
說了那么多都是關于量子熱學的假定，那量子熱學究竟是哪些？量子熱學似乎是基于微觀粒子的波粒二象性的一種數學理論，它的研究對象是微觀粒子非常組成的客觀實體。為此，無論是宏觀還是微觀，都屬于量子熱學的研究范疇！這兒面有一個名詞：波粒二象性。哪些是“波粒二象性”？它指的是，對于粒子和波來說，都是既具有波動性在物理學中,量子指什么，又具有可局域化的粒子性。對于粒子來說，我們可以指著空間一點說，這一點有一個粒子，其附近空間里沒有粒子；而波則不行，波是空間上面一種集體行為，不能說一個點上有波，其他點就沒有波。并且，真實的粒子卻兼顧著兩個性質。這才是量子熱學神奇之處！我當初討論過怎么理解“波粒二象性”，波粒二象性是不能根據精典熱學的粒子和波的理解方法來理解的，也就是說，我們要舍棄精典熱學的粒子觀和波動觀，構建屬于量子熱學的波和粒子。也就是說，量子熱學上面的粒子和波都是既有集體行為，也有局域性的。
量子熱學是一個非常成功的理論，二十世紀科技革命，和量子熱學的關系遠遠小于和相對論的關系。從核裝備的研發成功，到半導體技術，隨處可以看見量子熱學的身影。可以說量子熱學是一個無所不能的理論。物理、生物也都在量子熱學構建之后和化學學互相融合——也可以說化學學開始攻打物理和生物了。