量子論的創立：普朗克和愛因斯坦
量子論在許多重要的方面與相對論有所不同。幾乎每一個人都聽說過相對論和他的創立者A．愛因斯坦，但只有科學家和少數非科學家（他們不是學過科學，就是對科學感興趣。）知道量子論。然而，幾乎每一個涉及到物理學某一方面的人（不僅是物理學家，也包括化學家，天文學家，生物化學家，分子生物學家，冶金學家等）都會在他們各自的工作中經常性地應用量子論及其成果。在這方面，廣義相對論遠遠不能望其項背。量子論不僅廣泛滲透到許多學科中，而且也和相對論一樣，使我們的科學思想和科學哲學發生了根本變革。相對論和量子論的革命性很早就被人們認識到，但兩者都長時間處在理論革命階段。
量子論的發展經歷了三個主要階段：古典量子論（普朗克，愛因斯坦，玻爾，索未菲，康普頓），量子力學（德布羅意，薛定諤，海森伯，約爾丹，玻恩）以及最新的相對論量子力學或量子場論，前兩個階段均被視為革命。事實上，物理學家們感到很難找到足夠有力的言詞表述量子革命的深度和廣度。W．維斯考普夫（1973，441）認為，"M．普朗克發現量子這一壯舉，…創立了一門最富成果的學科，也是自然科學最具革命性的發展"。他補充說，在普朗克做出發現後的三十年間，"我們關於物質特性和行為的知識發生了廣泛而深遠的變革"，歷史上很少有哪個時期能與之相比。P．戴維斯（1980，9）寫道："本世紀初，關於物質的量子論的出現導致科學和哲學發生了一場革命"。他指出，"耐人尋味的是，歷史上幾次最偉大的科學革命在很大程度上都不被一般人所注意"，他認為這是由於"革命所蘊含的摧枯拉朽之力幾乎超出了人們的想像——一甚至超過了科學革命本身。"（p．11）
量子論通常被視為創立於1900年，這一年，普朗克發表了他的"作用量子"的概念。普朗克不像愛因斯坦五年後所做的那樣，他沒有涉及光或輻射相互作用的過程。他探討的僅僅是容器壁上振動粒子的能量交換和黑體輻射問題。他通過研究發現，能量的交換是以跳躍的方式進行的，大小與能量值hv有關，這裡的h是普朗克首次引入的自然界的普遍恆量。正如T．S．庫恩所指出的，普朗克在1900年僅僅作了這樣的假定：能夠以頻率v振動的振蕩體（有形體，而非以太振動）的總能量可能是由一組與它們的頻率成正比的單元能量子的集合。與後來的光量子概念相比，這個假定是非常克制的。而光量子概念則指出，光是有一個個具有確定性質的分立實體組成的，每一個實體（即光量子）具有的能量為hv。
我們很容易理解普朗克為什麼沒有，哪怕是設想進一步做出更為實質性的假設：光是由分立的粒子或能量小球"組成的"。首先，這樣的假設對他的黑體輻射公式來說並不必要；其次，也是更重要的，它與19世紀建立的最為完善的物理學分支之——-光學有著不可調和的矛盾和衝突。由麥克斯韋，赫茲以及其他人建立起來的光學理論表明，光（和各種電磁輻射）是一種波動現象，在空間傳播過程中始終振蕩著，顯然這與所謂的分立粒子的概念是絕對不相容的。事實上，當愛因斯坦五年後公布他的光量子假說時，它本身就包含著概念上的困難。因為按照這個假說，光量子的能量取決於光的頻率，光的頻率又是通過測定波長換算的，而測定波長必須使用"干涉"技術，而這恰恰是幾十年前波動光學理論賴以建立的實驗基礎。
普朗克後來談到他大膽建立能量子概念時說，這是"孤注一擲的行動"（佩斯1982，370）。按照佩斯的說法，他的推理"是瘋狂的"，但這種"瘋狂卻是神聖的"，"只有最偉大的劃時代的人物才能把這種神聖的瘋狂引人科學"。這種精神使他做出"第一次偉大的觀念上的突破"，把我們這個時代的物理學與全部經典物理學區分開來；這種精神把一個非常保守的思想家"改造成一個有些猶豫不決的革命者"。儘管普朗克通常被描繪成一個違背自己意願，被迫邁出通向量子論關鍵性一步的物理學家，但他在許多場合下卻流露出對愛因斯坦和他自己工作所體現出的革命性的由衷稱讚。他對愛因斯坦相對論極盡讚美之辭（見霍爾頓1981，14），他在一次談話中說："這種新的思維方式……遠遠高於理論科學研究，甚至知識論研究所取得的任何成就"。對普朗克來說，"相對論引發的一場物理學觀念的革命，在深度與廣度上只有哥白尼體系引發的天文學革命可與之相比"。普朗克在諾貝爾獎授獎儀式上所作的講演中說，"要麼作用量子是一個虛構的量，輻射定律的全部推導也是虛構的，不過是空洞而毫無意義的算術遊戲；要麼輻射定律的推導是以正確的物理概念為基礎"。他解釋說，如果是後者，那麼作用量子將"在物理學中起根本性的作用"。原因是，它"是一種嶄新的，前所未聞的事物，它要求從根本上修改我們自從牛頓和萊布尼茲在一切因果關係的連續性基礎上，創立了微積分以來的全部物理學概念"。在這篇演講中，謹慎的普朗克在談自己的工作時，沒有明確使用"革命"術語。愛因斯坦充分認識到普朗克在開創全新的物理學過程中的地位和貢獻。1918年，愛因斯坦推薦普朗克作為諾貝爾獎候選人，以表彰他"奠定了量子論的基礎，豐富了全部物理學，這在近年來表現得尤為明顯"（佩斯1982，371）。
M．玻恩在皇家學院為普朗克寫的悼詞中，描述了1900至1905年整個知識界的疾風暴雨之勢。玻恩"毫不懷疑"普朗克有關"作用量子的發現"，是"堪與伽利略和牛頓，法拉第和麥克斯韋開創的科學革命相媲美"的一件大事。他在早些時候曾寫道，"量子理論可以追溯到1900）年，那一年，普朗克宣布了他的能量子或量子這一革命性概念"（196，l）。他宣稱，這件大事"對科學的發展是決定性的"，因此，"它通常被視為經典物理學和現代或量子物理學的分水嶺"。但玻恩（1948，169;171）提醒我們說，不要輕率地接受所謂"普遍承認"的觀點，即"普朗克做出偉大發現的1900年，標誌著物理學新紀元的真正到來"，因為"在新世紀的最初幾年，幾乎什麼事情也沒有發生過"。玻恩又說，"當時正是我作學生的時候，我記得在課堂上很少提及普朗克的觀點。即使偶爾提到了，也是作為一個理所當然應當被拋棄的曇花一現的假說。"玻恩特彆強調愛因斯坦的兩篇論文（分別寫於1905和1907）的重要性。可是，儘管玻恩宣稱1900年後"普朗克已轉入別的研究領域"，但他"絕沒有忘掉他的量子"。1906年普朗克所寫的一篇關於熱輻射的論文表現了這一點，這篇論文"巧妙地展示了導致量子假說的一個步驟，給人以極深刻的印象"（玻恩1948，171）。
愛因斯坦在開創相對論革命的年代裡，還對量子論做出了根本性的貢獻，這充分說明了愛因斯坦的偉大之處。在1904年一篇關於統計物理學的論文中，愛因斯坦首次提到量子論。1906年，他再次以統計力學為主題進行了研究，建立了今天所謂的"固態量子論"。更為重要的是，正是他在1905年3月撰寫的論文標誌從普朗克潛在的革命思想到真正的科學革命的轉變，儘管還只是處在理論革命階段。1905年論文包含兩個根本性的假設：一個是，當光或"純"輻射在空間傳播過程中，它被構想成由分立的和單個的粒子或小球（量子）組成；另一個是，物質在輻射或吸收光（或任何形式的電磁輻射）的過程中，也是以同樣的量子形式進行的。這些假說不僅同普朗克1900年的假說相去甚遠，構成一場徹底的轉變，而且也與當時普遍接受的物理學理論有著根本性的衝突。佩斯（同上）認為，這項工作已成為"愛因斯坦對物理學最具革命性的貢獻"；它"推翻了關於光和物質相互作用的全部現存觀念"。我們已經看到，愛因斯坦本人特別把他的這項發現描述成"革命的"。
愛因斯坦1905年3月的論文題為"關於光的產生和轉化的一個啟發性觀點"。"heuristic"一詞在物理學中很少使用，它主要是在哲學和教育學中使用，意思是某種假定（或說法）對發現和解釋有一定的幫助，但不必把它當真。按理說，愛因斯坦應該在1907年那篇相對論的論文和《狹義和廣義相對論淺說》（1917，英譯本1920）中再次使用這個辭彙，但他沒有這樣做。他之所以在論述光學的論文中引進這個詞，原因是他提出了一個可能並不存在的粒子性概念解釋光的大部分已知現象。光的波動學說是19世紀物理學取得的最偉大的成就之一，並且被光的干涉實驗所證實。克萊因援引別人的話說，愛因斯坦（克萊因1975，118）顯然是在提議"物理學家們放棄光的電磁波理論"，而這是"麥克斯韋的電磁場理論和全部19世紀物理學取得的最偉大的勝利"，除此之外，愛因斯坦的假說沒有任何實際意義。因此，愛因斯坦提出的只是臨時性的假說。