在牛顿时期，人们已经在辩论光究竟是一种粒子还是一种波。牛顿本人是偏向认为光是由粒子流组成的。不过，到了19世纪末，基于麦克斯韦和赫兹等人的工作，人们已经普遍认为光是一种波。然而，后来又出现了一些新的实验结果，显示光的物理性质不能全部依赖经典的波动理论来解释。第一个表明光可能具有粒子的性质的证据，是普朗克发现辐射能量在发射过程中是被量子化的。这个实验主要是测量不同温度下的黑体辐射光谱。^[1]在传统的物理学里，光的能量分布应该是连续的。但这个理论预测的结果与黑体辐射的实验结果相差得非常远。1900年，德国物理学家普朗克做了一个大胆的假设。他认为光的能量分布不是完全符合传统理论的设想。光的辐射是不连续的，它释放的能量有一个最小的单位，即一个“量子”（quantum）。因此，光只能通过一串一串的量子把能量释放出去。而每一个光的量子，可以称为“光子”（photon），它的能量（E）是与光的频率成正比的，也就是：

其中：ν是光的振荡频率，h是个常数（现在称为“普朗克常数”）。采用了这个假设，他得到了与黑体辐射实验非常吻合的结果。这项工作在1901年正式发表，从此人们开始意识到光的辐射是以hν作为能量单位的光子来进行的。

图3.5　普朗克(www.daowen.com)

Max Planck,（1858—1947）是德国物理学家。他最出名的工作是1901年发表的普朗克方程，提出了“量子”（quantum）的概念，这项工作使他获得了1918年诺贝尔物理学奖。

普朗克的工作给了爱因斯坦一个极大的启发。爱因斯坦在1905年发表一篇关于光电效应的论文。他根据普朗克的理论，提出当光被一个电子吸收的时候，也是以光子的形式进行。每个光子的能量等于hν。而且，当光子被电子吸收时，光子的全部能量都会转移到电子上去。运用了爱因斯坦这个理论，人们就可以很容易地解释当时已知的光电效应的实验结果。

由于上述研究，物理学家在20世纪初开始认识到：物理世界里面能量的分布可能是非连续的。在微观世界里，许多物理现象可能是通过离散（非连续的）的能量来进行的。这里面涉及的最小的能量单位就被称为“量子”，而这种现象就被称为“量子现象”。