現代物理學有兩塊非常重要的基石，一塊是著名相對論，另一塊就是今天要介紹量子力學。愛因斯坦的相對論徹底改變了我們對宇宙的看法，而量子力學，透過今天這篇文章介紹後，您會發現它則徹底改變了我們的生活，和我們周邊的一切息息相關。有了量子力學，才會有半導體，有了半導體才會有我們現在幾乎人人都在使用的手機和網際網路，有趣的是，開啟相對論和量子力學的大門的都是同一樣東西，那就是---光。
光，是我們這個世界最最常見但也是最最神秘的現象。自從有了人類文明，研究學者和科學家都一直在尋找一個答案，到底什麼是光？早期的觀點主要分為兩派，以大科學家牛頓為首的微粒派和惠更斯的波動說，史稱“微波戰爭”
微粒派認為光就是一連串的微粒，就像機關槍打出的一串串的子彈，所有發光物體不論大小，比如太陽或者蠟燭，都在不斷髮射出無數的微粒，當這些微粒射到人的眼睛中，就是我們感受到的光。它可以解釋光為什麼是沿著直線傳播和它的反射現象。但是人們也很快發現無法用微粒學說解釋的現象，比如說，在手電筒上罩一層帶花紋的塑膠紙，然後把手電筒的光照在牆上就會出現了花紋的光影，這個時候你再開啟另一支手電筒，對著前面的花紋照射過去，假如按照牛頓的說法就說不通，因為兩束交叉的粒子流肯定會發生碰撞的，那應該就會導致牆上的圖片會變得模糊不清，但兩束光看起來像井水不犯河水一樣相互穿過去了，牆上的圖片依然很清楚。因此牛頓的微粒學說無法解釋這個現象。
波動學說的荷蘭物理學家惠更斯並不同意牛頓的觀點，認為光不是微粒的聚合，而是一種波。那什麼是波呢？比如說水波，就是水分子上下震動產生的視覺效果。波有一種很神奇的效應，如果兩個波面對面相遇，就好像對方不存在一樣互相穿了過去。不信的話你可以在一個平靜的水盆裡做個小實驗，同時放入兩根手指，看波的運動狀態。如果光也是一種波，就能解釋為什麼牆上的花紋影象不會變化。
牛頓和惠更斯兩個人的觀點是針鋒相對的，誰也不服誰，按牛頓觀點，光是一粒粒會向前運動的微粒組成，而波只是一種假象，無論水波，光波，介質本身並沒有向前運動，它們只是在做著週期性的振動而已。但按惠更斯的觀點光是波的話又有一個問題就來了，產生光波的振動介質又是什麼呢？遙遠的太陽管和星光照射到地球上，它們穿過的可是空無一物的太空。所以波動學說派也一直無法自圓其說。
大家都知道光在水中會發生折射。當時牛頓的微粒派認為光在水中由於受到某種力的拖拽所有導致了折射，因此他認為光在水中的速度更快。而惠更斯波動派則認為光波在水中的速度變慢了，所以才發生偏轉。直到後來人們測出光在水中傳播的速度後才知道誰對誰錯，之後，光在水中的速度被測量出來了，大約為22.5萬km。於是，微波戰爭以波動學說派的暫時勝利結束了。不過，波動學說派一直沒有找到光波振動的介質。
1887年德國科學家赫茲用一束光照射在相隔非常近的兩個銅球上，他發現銅球之間產生了電火花，這說明當金屬被光照射到的時候，就會有電子跑出來，這就是著名的光電效應實驗。但是奇怪的是並不是什麼光都行，比如，紫色光可以打出電子，藍色光卻不行。現代科學證明光的顏色是由光波的頻率決定的，振動的越快其頻率就越高。後來進一步實驗發現，對於某種特定的金屬來說，只有當頻率超過了一定數值才能打出電子來，如果頻率低於某個數值，哪怕照射時間再長也無法打出電子。這個現象立馬讓波動學說派大為震驚，為什麼呢？因為波的能量傳遞是連續不斷的，如果光是一種波的話，那麼光的能量是連續不斷被金屬所吸收的，當金屬吸滿電子後，電子就應該會跑出來了，而不同頻率的光最多也就決定照射的時間長短。就好比一個杯子被注滿水後，水就會漫出來，不同大小的杯子或者不同的注水速度只是會影響最終漫出來的時間問題而已。這個實驗結果震驚了當時所有的科學家，雖然這個實驗幾乎可以推翻了波動學說派，但當時沒有人可以對其解答，讓所有人都百思不得其解。
直到後來天才科學家舉世聞名的愛因斯坦解答了這個問題，他也並不是拍腦袋想出來的，而是基於德國物理學家普朗克偉大理論。普朗克也可以說是量子科學的引路人，他是第一個發現溫度與光之間關係的數學公式——黑體輻射公式，但這個公式必須有一個在當時看來是非常大膽的假設，能量是有一個最小的單位的，而高溫問題發射出某種頻率的光是一份一份發射出來的，並不是連續的，也就是說能量是不能細分的，有最小顆粒單位的，這個假設在當時連他自己也很糾結，在很長一段時間內也沒有被人所接受。
而偉大的愛因斯坦則將光電效應與普朗克的理論聯絡在一起，他認為物體的原子對光的吸收是一份一份的，每一份被成為光量子，後被成為光子。光子的能量和頻率成正比，頻率越高能量越大，否則頻率過低能量不夠大無論多久電子都無法散發出來，這就是愛因斯坦對於光電效應的解釋。後來美國科學家經過多年的實驗證明了愛因斯坦的理論是對的。 光電效應清晰的表明，光是具有粒子的特性，因此牛頓的微粒學說又一次完美逆襲，但光也有波的特徵，到底是粒子還是波關鍵看你如何策略。這就是光的波粒二象性。
最後總結說下，如果一個物理量是一份一份的，是不連續的，那麼就被稱為“量子化”，波粒二像性開啟了量子學的大門。