הפיזיקאי המפורסם שגילה פוטונים

אלברט איינשטיין זכור בזכות תורת היחסות והמשוואה שמשווה מסה ואנרגיה, אך אף הישג לא זיכה אותו בפרס נובל. הוא קיבל את הכבוד הזה על עבודתו התיאורטית בפיזיקה קוונטית. איינשטיין פיתח רעיונות שקידם הפיזיקאי הגרמני מקס פלאנק, והציע כי האור יהיה מורכב מחלקיקים נפרדים. הוא חזה שאור מאיר על משטח מתכת מוליך ייצור זרם חשמלי, וחיזוי זה הוכח במעבדה.

סר אייזק ניוטון, שתיאר את התנהגות האור המופרע במנסרה, הציע כי האור יהיה מורכב מחלקיקים. הוא חשב כי עקיפה נגרמת מכיוון שהחלקיקים האטו בעת נסיעה דרך מדיה צפופה. מאוחר יותר פיזיקאים נטו לעבר התפיסה כי האור הוא גל. אחת הסיבות לכך הייתה שהאיר של האור דרך שני חריצים בו זמנית מייצר דפוס הפרעה, שאפשר רק עם גלים. כאשר ג'יימס פקיד מקסוול פרסם את תורת האלקטרומגנטיות שלו בשנת 1873, הוא ביסס את המשוואות על האופי הדומה לגל של חשמל, מגנטיות ואור - תופעה קשורה.

האלגנטיות של המשוואות של מקסוול היא עדות חזקה לתיאוריית הגלים של העברת האור, אך מקס פלאנק קיבל השראה להפריך את התיאוריה הזו כדי להסביר את ההתנהגות שנצפתה בעת חימום "קופסה שחורה", שהיא אור שממנו אין אור יכול בריחה. על פי ההבנות של דינמיקת הגלים, התיבה צריכה להקרין כמות אינסופית של קרינה אולטרה סגולה בעת חימום. במקום זאת הוא הקרין בתדרים נפרדים - אף אחד מהם אינו אינסופי. בשנת 1900 קידם פלאנק את הרעיון שאנרגיית האירוע "מכמתה" במנות דיסקרטיות כדי להסביר תופעה זו, שהייתה ידועה כקטסטרופה האולטרה סגולה.

אלברט איינשטיין לקח את רעיונותיו של פלאנק ללב, ובשנת 1905 פרסם מאמר שכותרתו "על נקודת מבט היוריסטית בנוגע ל ייצור ושינוי אור, "בו השתמש בהם כדי להסביר את האפקט הפוטואלקטרי, שנצפה לראשונה על ידי היינריך הרץ בשנת 1887. לדברי איינשטיין, אור הפוגע על משטח מתכת יוצר זרם חשמלי מכיוון שחלקיקי אור דופקים אלקטרונים מהאטומים המרכיבים את המתכת. האנרגיה של הזרם צריכה להשתנות בהתאם לתדירות - או לצבע - של האור הנפל, ולא בהתאם לעוצמת האור. רעיון זה היה מהפכני בקהילה מדעית בה משוואות מקסוול היו מבוססות היטב.

הפיזיקאי האמריקני רוברט מיליקן לא היה משוכנע בהתחלה בתיאוריות של איינשטיין, והוא המציא ניסויים מדוקדקים לבדיקתן. הוא הניח לוחית מתכת בתוך נורת זכוכית פונתה, האיר זוהר בתדרים שונים על הלוח ורשם את הזרמים שהתקבלו. אף שמיליקן היה ספקן, תצפיותיו הסכימו עם תחזיותיו של איינשטיין. איינשטיין קיבל את פרס נובל בשנת 1921 ומיליקן קיבל אותו בשנת 1923. לא איינשטיין, פלאנק ומיליקן לא כינו את החלקיקים "פוטונים". מונח זה לא נכנס לשימוש עד שטבע אותו הפיזיקאי של ברקלי גילברט לואיס בשנת 1929.