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1900年，德国物理学家马克斯·普朗克第一次提出光的波动模型可能有问题。普朗克当时正在研究所有物体发出的热辐射。热的物体会发光是一种很常见的现象（最著名的例子是一块炽热的金属会发出红光），而且因为它如此普通，以至于看上去似乎很容易解释。然而，到了1900年，如何解释不同颜色的光（光谱）被发射出来难倒了当时最优秀的物理学家们。
普朗克知道光谱有一个非常特殊的模式 ，即大量的光以低频率发射，只有很少的以高频率发射；而光谱的峰值——也就是发出的光最亮时的频率——的大小只取决于物体的温度。他甚至想出了一个公式来描述光谱的特征性模式，但当他试图为这个公式找到理论依据时，却犯难了。他尝试的每一种方法都预示着在高频下会观测到更多的光。在绝望中，他想到了一个数学花招来得到正确的答案。
普朗克的花招是想象所有的物体都有虚拟的“振荡子”，它们只发出特定频率的光。然后他假设，和每个振荡子关联的能量（ E ）与振荡频率（ f ）相关，用一个简单的公式描述就是：
E=hf
这里的 h 是常数。普朗克第一次做出这个奇怪的假设时，只是用它来确立这个问题的框架，然后用一种常用的数学方法来消去虚拟的“振荡子”和这个额外的常数 h 。然而让他惊讶的是，他发现只有保留“振荡子”这个概念，同时 h 很小且不为零，他得到的结果才是有意义的。
今天，为了纪念普朗克， h 被称为“普朗克常数”，它的实测值为6.6261×10 -34 焦·秒。这毫无疑问是个极小的数值，但绝对不是零。
普朗克的花招相当于把光作为离散的物质处理。物理学家认为光是连续的波，而普朗克的方式是把它当作粒子，他的“振荡子”只能发出离散单位亮度的光。这好比一个池塘里的波浪只能达到1厘米、2厘米或3厘米的高度，而从未达到1.5厘米或2.25厘米的高度。日常的波不是这样的，但这是普朗克数学模型对光波的要求。
也正是这些“振荡子”把“量子”的概念引入了“量子物理”。普朗克用“量子”（来源于拉丁语，意思是“多少”）这个词来描述振荡子只能处在特定的能级这种现象，所以一个给定频率的振荡子可能包含1个量子（一个单位的能量—— hf ）、2个量子、3个量子等等，但从来没有1.5或2.25个量子。用于描述这个离散性质的词——“量子”——被保留了下来，并逐渐被应用在从普朗克的花招衍生出来的整个理论中。
尽管因确定了“量子”的概念而受到赞誉，普朗克却从未真正相信过光是离散的量子。他总是希望有人找到一个聪明的方法，不用耍花招就能推导出他的公式。
第一个严肃地将光作为量子粒子讨论的人是阿尔伯特·爱因斯坦 ，他在1905年用它来解释光电效应。光电效应是另一个似乎可以被简单描述的物理效应：当你把光照射在一块金属上时，电子就出来了。这是简单的光传感器和运动探测器的基本工作原理：落在传感器上的光把金属中的电子打出来，这些电子接下来在电路中流过。当击中传感器的光的光量发生改变时，电路可以执行一些操作，比如天黑时开灯，或当狗从传感器前面经过时开门。
光电效应看上去可以通过把光看作波来解释：光波来回摇动原子，直到电子被摇出来，就像一只狗摇着一袋狗粮直到它们散落在厨房的地板上。遗憾的是，光的波动模型完全错了：它预测离开原子的电子的能量大小取决于光的强度，光线越亮，振动就越剧烈，从原子脱离出的电子也应以更快的速度移动。然而，在实验中，电子的能量大小完全不依赖于光的强度。相反，电子的能量大小取决于波动模型所认为的完全不重要的频率。在低频下，无论振动得多厉害，你都永远不会得到任何电子；而在高频下，即使轻微的振动也能产生大能量的电子。
“物理学家真蠢。”
“啥？”
“嗯，任何狗都知道这一点。当你得到一个装有狗粮的袋子时，你总是尽可能快速和尽可能用力地摇晃它，这样你就能把狗粮弄出来了。”
“是的，好吧，我能说什么呢？狗有非常强的掌握量子理论的直觉？”
“谢谢。我们也很可爱。”
“当然，但物理学的重点是去理解为什么当他们这样做的时候，狗粮会出来。”
“也许对你来说是这样。但对狗来说，重点是得到狗粮。”
爱因斯坦利用普朗克描述光的公式解释了光电效应。他把一束光描述为一束粒子流，每一个粒子的能量都等于普朗克常数乘以光波的频率（与普朗克的“振荡子”的规则相同）。每个光子（指组成光的粒子）拥有一定的能量并且能够释放这些能量，能量的大小由光波的频率决定。还有，把一个电子从原子中击出需要一定的能量，如果单个光子的能量超过了所需的最小能量，电子就会被击出并携带剩余的光子能量。如同实验显示的那样，光波的频率越高，单个光子的能量就越大，电子被击出时带有的能量也就越大。如果一个光子的能量比击出一个电子所需的最小能量还小，那就什么都不会发生，这解释了在低频率的光下没有电子的现象
。
在1905年，将光描述为粒子是一个极具争议的想法，因为它颠覆了百年物理学的成规并且需要以一个非常不同的视角去看待光子。光必须被想象成离散的粒子流（好比倒入狗碗中的一勺狗粮），而不是连续的波（好比倒入狗碗里的水）。但是每个光子仍然有各自的频率，它们像波一样，叠加起来就产生了干扰图样。
当时其他的物理学家觉得这个想法很令人不安，爱因斯坦的模型花了相当长的一段时间才被接受。美国物理学家罗伯特·密立根反感爱因斯坦的这个想法。他在1916年做了一系列极其精确的光电效应实验，希望证明爱因斯坦是错的
。事实上，他的实验结果证实了爱因斯坦的预言，但即使是这样也不能让光是粒子这个想法被接受。这个想法被广泛接受要等到1923年。那时的阿瑟·霍利·康普顿做了一系列著名的X射线实验，不容置疑地证实了光有粒子般的行为：
光子可以携带动量
，这个动量会在与其他粒子的碰撞中转移。
如果你用普朗克公式计算一个光子的能量，然后把它和爱因斯坦的狭义相对论的方程结合起来，就会发现一个光子应该携带一个很小的动量。公式如下：
式中， p 为动量， λ 为光的波长。
“我记得你说过，这本书里没有相对论？”
“我是说这本书不是关于相对论的，不表示不提及相对论。相对论中的一些观点对量子理论很重要。”
“不过，相对论和这有什么关系呢？”
“相对论说因为光子有一些能量，所以它一定有动量，即使它没有任何质量。”
“那么……是 E=mc 2 吗？”
“不完全是，但很相似。光子因为有能量所以有动量，与物体因为有质量所以有能量的原理是一样的。你干得不错，在这里引入了一个方程。”
“拜托，即使是笨狗也知道 E=mc 2 ，何况我是只特别优秀的狗。”
一个波长很短的光子的动量很大，一个波长很长的光子的动量却很小。这意味着光子与静止物体之间的相互作用看起来就像两个粒子之间的碰撞：静止的物体获得一些能量和动量，运动的光子失去一些能量和动量。我们察觉不到这一点是因为所涉及的动量很小——普朗克常数是一个非常小的数。但是，如果我们观察一个质量非常小的对象，比如说电子，并且如果光子的波长非常短（因此光子有相对较大的动量），我们就可以检测到动量的变化。
1923年，康普顿以初始波长为0.0709纳米 [1] 的X射线去撞击一个固体目标（与波长约为500纳米的可见光相比，X射线是一种波长特别短的光）。他在观察从目标反弹回的X射线时，发现它们的波长变长了，这表明它们失去了动量（比如说，当X射线反弹回来的方向与初始方向成90°时，它的波长为0.0733纳米）。这种动量的损失正是光是粒子时会发生的情况：X射线进入目标并撞击其中一个算是静止的电子时，会把它的动量传给电子，电子就开始运动。正如康普顿所观察到的那样，碰撞后光子动量减小，所以波长变长了。
动量损失的多少也取决于光子反弹时的角度——一个光子从一个电子旁边擦过时不会失去太多动量，而如果它是垂直反弹回来的，则会损失很多动量。康普顿测量了许多不同角度的波的波长，测量结果与理论预测的精确吻合，这证实了光子波长的改变是因为光子与电子的碰撞，而不是因为其他的效应。
爱因斯坦、密立根和康普顿都因证明了光的粒子性质而获得诺贝尔物理学奖。综上所述，密立根的光电效应实验与康普顿的散射实验足以使大多数物理学家接受光由粒子流构成的观点
。
把光看作粒子的观点已经很奇怪了，但接下来的观点更奇怪。