В 1897 г. Макс Планк занялся проблемой излучения абсолютно черного тела и получил формулу, которая правильно описывала зависимость плотности энергии излучения абсолютно черного тела от частоты излучения. Чтобы правильно получить формулу, он вынужден был в основу положить гипотезу о дискретности энергии (об энергии, как бы разделенной на отдельные порции). При этом Планк предполагал, что энергия делима не до бесконечности, что существует наименьшая порция энергии = hv. Подлинное значение соотношения = hv было понято позднее, когда энергия была представлена как поток квантов - фотонов. Планк наложил ограничение лишь на энергию электрических зарядов, являющимися элементарными излучателями электромагнитных волн, которые излучает тело при нагревании.

Планк не сразу понял революционный характер своей формулы. А когда понял, попытался перечеркнуть сделанное, искал другой теоретический подход, который не использовал бы формулы = hv. Планк посвятил этому многие годы. Однако с годами правильность работы Планка становилась все более очевидной. Планк, введя квант энергии hv, получил формулу для распределения интенсивности в спектре излучения абсолютно черного тела. Формула была скорее угадана при попытке соединить известные формулы: формулу Вина для больших частот с формулой Рэлея-Джинса при низких частотах. Эти формулы были получены из обычных представлений классической физики, но требовалась формула, которая бы описывала весь спектр энергий. Такую формулу и нашел Планк.

Если бы Планк ограничился только своей удивительной догадкой, он вошел бы в историю как человек, открывший закон излучения. Но его подлинный подвиг состоял в том, что он пытался вывести угаданный им закон теоретически, что и привело к рождению квантовой механики. В 1918 г. Планк получил Нобелевскую премию за заслуги в развитии физики, связанные с его открытием кванта энергии.

В 1931 г. Планк вспоминал: "… это был акт отчаяния. Я должен был получить положительный результат во что бы то ни стало, любой ценой". Вывод не выдерживал серьезной критики, в качестве объекта рассматривались элементы энергии осцилляторов (элементарных излучателей), которые как бы имеют смысл частиц, что противоречит классической физике. Соотношение Планка = hv висело в воздухе и было бельмом на глазу классической физики до тех пор, пока в 1905 г. не появилась работа Эйнштейна, посвященная явлению фотоэффекта.

В 1905 г. в работе "Об эвристической точке зрения на возникновение и превращение света" Эйнштейн распространяет планковскую идею о квантах энергии осцилляторов на электромагнитное излучение. Эту идею Эйнштейн применил к объяснению явления фотоэффекта, открытого Генрихом Герцем в 1887 г. Завершающей в этой области работой явилась работа Эйнштейна "К квантовой теории излучения", опубликованная в 1916 г.

Рассматривая равновесие между молекулами и излучением, Эйнштейн вводит понятие вероятности индуцированного излучения и поглощения и вероятности спонтанного излучения и очень простым путем получает формулу Планка. Самое важное в этой теории - это введение вероятности излучения и предположение о случайном направлении вылета кванта из молекулы. Впервые вероятность спонтанного излучения была введена Резерфордом в 1900 г. при описании радиоактивного распада. Кто решает, в какой момент и в каком направлении вылетит частица? Эйнштейн до конца дней считал вероятностное описание недостатком теории.

Гипотеза световых квантов в то время не вызывала доверия у большинства физиков. В 1913 г. Планк, Нернст, Рубенс и Варбур выдвинули Эйнштейна в члены Прусской АН. Пайс в своей книге приводит заключительную часть их рекомендации: "В целом можно сказать, что вряд ли найдется какая-нибудь из важных проблем современной физики, в решение которой Эйнштейн не внес бы замечательного вклада. То, что он иногда не попадает в цель, как, например, в случае гипотезы световых квантов, нельзя считать отрицательным аргументом, поскольку невозможно выдвинуть новую идею, даже в наиболее точной науке, без некоторой доли риска". Только в 1923-24 гг., после исследования Комптон-эффекта, кванты были признаны. Термин "фотон" был введен Дж. Льюисом в 1926 г. в работе, где он рассматривал квант света как неделимый атом. Работы его были забыты, а термин прижился. В 1927 г. состоялся V Сольвеевский конгресс, посвященный "электронам и фотонам". Фотон стал полноправной элементарной частицей.

Работы Планка, Эйнштейна и Резерфорда совершенно изменили ситуацию в физике. В 1890 г. казалось, что в физике известно все. К 1911 г. оказались абсолютно непонятными и странными следующие явления: дискретный характер испускания и поглощения электромагнитного излучения, устойчивость атома Резерфорда, связь между энергией и частотой света и, наконец, квант действия Планка. Наступило время великих перемен, время новых захватывающих приключений, новых возможностей, время ломки старых представлений и создание на их месте новых. Уже в 1913 г. Бор предложил свою модель атома, распространив идею квантования энергии излучателей на атом.