爱因斯坦从普朗克遗留的量子问题入手，这不是巧合。和普朗克一样，他的职业生涯开始于研究原子在热力学这个落后领域中的作用。但和普朗克不同的是，他像是一个和当代物理学的大部分内容没有接触的局外人。至于原子，爱因斯坦和普朗克的目标完全相反，因为普朗克的博士研究目标在于使物理学摆脱原子的影响，而爱因斯坦在他写于1901—1904年的第一篇论文中提出了他的目标，即“发现尽可能多的事实去证明具有明确有限体积的原子的存在”，随着他在1905年对原子的随机运动如何引起布朗运动的革命性分析论文的发表，他最终完成了这个目标。
尽管爱因斯坦帮助物理学家最终接受了原子的存在，但在关于普朗克量子概念的著作中，爱因斯坦引入了一种新的“类似原子”（atom-like）的光理论，物理学家发现这个理论甚至更难理解。他是在思考普朗克关于黑体辐射的研究后发展出这个理论的。由于对普朗克的分析不满意，他发明了自己的数学工具去分析这种现象。尽管他得出了相同的结论——即黑体辐射只能通过量子概念来解释——但他的解释有一个关键的技术上的不同：普朗克曾推测能量的离散特性是由于在释放辐射的过程中黑体中的原子或分子发生振荡所致；而爱因斯坦则把离散的特性视为辐射本身固有的属性。
爱因斯坦把黑体辐射视为自然界一种新的基本定律的证据：所有电磁能量以离散包的形式出现，以及辐射是由类似光原子的粒子构成。正是由于这种洞察力，爱因斯坦成为第一个意识到量子原理革命意义的人——它是我们世界的一个基本层面，而不仅是一个专门用来解释黑体辐射的数学技巧。他把辐射的粒子称为“光量子”，在1926年他的光量子将获得一个现代名字：光子。
假如爱因斯坦就此止步，他的光子理论将仅仅是一个解释黑体辐射的替代模型，就像普朗克的模型一样。但假如光子真的是一种基本概念，它应该可以阐明现象的本质，而不只是解释黑体辐射这种现象。爱因斯坦在这些现象中发现了一种被称为光电效应的现象。
光电效应是光照射金属从而使它释放电子的过程。这些电子形成的电流可以应用于各种装置。这种技术在电视机的发展过程中将发挥重要的作用，它还会在各种装置中得到应用，例如烟雾探测器和防止你在进入电梯时被电梯门夹住的传感器。在后一种应用中，一束光穿过门口照射在另一头的光电接收器上，这个装置会产生电流；如果你走进电梯，你将阻断这束光线，因此也就切断了电流，电梯制造商通过这种方式安装设备，电流的中断将会使电梯门保持开启状态。
光照射金属可以产生电流，这是由德国物理学家海因里希·赫兹在1887年发现的，他是第一个有意制造和探测由加速电荷释放的电磁波的人，因此频率的单位赫兹就是以他的名字命名的。但赫兹无法解释光电效应，因为电子尚未被发现。1897年英国物理学家J. J. 汤姆孙在实验室中发现了电子——此时赫兹去世已经三年，他在76岁时死于一种引起血管发炎的罕见疾病。
光子的存在为光电效应提供了一个简单的解释：当电磁波照射金属时，激发了金属内部的光子，使其飞出来并以电火花、射线和电流的形式呈现。受到汤姆孙工作的启发，物理学家开始更深入地研究这种效应。但经过长期艰难的实验，他们最终发现光电效应在有些方面并不符合理论框架。
比如，当你增加一束光线的强度时，它会使金属释放出更多的电子，但却对这些电子的能量没有影响。这与经典物理学的预测相矛盾，因为强度更大的光携带有更多的能量，所以，当能量被吸收后，它应该产生更快、更活跃的电子。
爱因斯坦思考这个问题已经很多年了，在1905年他终于把它和量子联系起来：如果光是由光子构成的，这个数据就可以得到解释。爱因斯坦以这样的画面描述光电效应：每个撞击金属的光子将它的能量转移给了某些特别的电子。每个光子携带的能量与光的频率，或者颜色成比例，如果一个光子携带了足够的能量，它将使电子自由地飞出去。频率较高的光由能量较高的光子构成。另一方面，如果只增加光的强度（而不是频率），光将由更多的光子组成，但不是那些能量更高的光子。结果，强度更高的光将导致更多的电子被释放出来，但电子的能量将不会改变——这和先前观察到的现象完全一致。
光是由光子——粒子——构成的提议与麦克斯韦极其成功的电磁学理论相矛盾，这个理论认为光是以波的形式传播的。爱因斯坦认为当我们展开的光学观察涉及由数量庞大的光子产生的净效应时——在普通情况下就是这样——光经典的“麦克斯韦式”波状特性就会出现。 比如，一个100瓦的电灯泡每十亿分之一秒释放出大约10亿个光子。相较而言，当光的强度较低时，或者在某种其机制由光子的离散本质决定的现象中（比如光电效应），光的量子本质才会变得明显。但爱因斯坦的推测并不足以使其他人接受他激进的观点，他遭遇到了极大的，几乎是普遍的怀疑。
对于爱因斯坦工作的评价，我最喜欢的是由普朗克和多位其他顶级科学家在1913年为爱因斯坦入选享有盛誉的普鲁士科学院联名写的推荐信：“总而言之，人们可以说，在现代物理学存在的许多重大问题中，还没有哪个是爱因斯坦没有做出过非凡贡献的。他有时候或许会在推测中遗漏了某些目标，比如他的光量子假设，但这不能成为反对他的理由，因为在最精密的科学中引入真正的新概念在某些时候就必须得冒险。”
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阿尔伯特·爱因斯坦，1921年
讽刺的是，正是光子理论最初的反对者之一罗伯特·密立根最终完成了精确测量，确认了爱因斯坦描述的被释放的光电子能量的定律—— 他因为这些成就（以及他对电子电荷的测量）在1923年获得了诺贝尔奖。当爱因斯坦在1921年获得诺贝尔奖时，颁奖词说得很简单：“该奖颁发给阿尔伯特·爱因斯坦，感谢他为理论物理学做出的贡献，尤其是他对光电效应定律的发现做出的贡献。” 诺贝尔委员会选择认可爱因斯坦的公式，但却忽视了他推导这个公式所经历的知识革命。他们也没有提及光量子，或爱因斯坦对于量子理论的贡献应得的荣誉。亚伯拉罕·派斯把这称为“一个历史性的低估，但也准确地反映了物理学界的共识”。 随着“量子力学”理论的正式提出，对于光子以及通常的量子理论的怀疑将在下一个十年被平息，量子力学理论将取代牛顿运动定律作为控制物体如何运动以及对作用力做出反应的根本原理的地位。当这个理论最终出现时，爱因斯坦将会认可它的成功，但也正是从那个时候起他开始反对量子理论。
爱因斯坦拒绝接受量子理论是最终答案的说法，他一直相信它终将会被一个更为基本的理论取代，这个理论将恢复传统的因果概念。在1905年他曾发表了三篇论文，每一篇都改变了物理学的发展轨迹；在他余下的人生中，他徒劳无功地试图再这么做一次——去颠覆因他而起的东西。1951年，在他最后的信件中，有一封是写给他的朋友米歇尔·贝索的，爱因斯坦在信中承认他失败了。“所有这50年的思索，”他写道，“并没有使我更接近这个问题的答案：什么是光量子？” 罗塞塔石碑是解读失传千年的埃及象形文字的关键，后用来比喻解决一个问题或困难的 关键线索或工具。——编者注 普朗克经常被错误引用的一句话更简短有力：“科学的每一次进步都是在葬礼上取得的。” 索末菲是一位重要的量子理论先驱；正如我说的那样，迈特纳完成了很多发现，包括核裂变；戴森在电磁学的量子理论中发挥了重要作用；伽莫夫、迪克以及皮泊斯解释和预测了宇宙微波背景辐射，但因此而获奖的却是阿尔诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔森，他们只是偶然探测到它，但他们并不了解自己发现的东西。
然而，和门捷列夫一样，迈特纳获得了国际纯粹与应用化学联合会的认可，它在1997年 将第109种元素命名为。迈特纳于1968年去世。
