愛因斯坦是從普朗克的量子假設那裏出發的。大家都還記得，普朗克假設，黑體在吸收和發射能量的時候，不是連續的，而是要分成“一份一份”，有一個基本的能量單位在那裏。這個單位，他就稱作“量子”，其大小則由普朗克常數h來描述。我再一次把量子的計算公式寫在下麵，供各位複習一遍：
在這裏筆者要停下來稍微交待兩句。對於我們這次量子探險之旅的某些隊員，特別是那些對數學沒有親切感覺的隊員來說，一再遇到公式可能會引起頭暈嘔吐等不良症狀，還請各位多多包涵體諒。史蒂芬·霍金在他那暢銷書《時間簡史》的Aowledgements裏麵說，插入任何一個數學公式都會使作品的銷量減半，所以他考慮再三，隻用了一個公式E = mc2。我們的史話本是戲作，也不考慮那麼多，但就算列出公式，也不強求各位看客理解其數學意義。不過唯有這個 ，筆者覺得還是有必要清楚它的含義，這對於整部史話的理解也是有好處的。從科學意義上來說，它也決不亞於愛因斯坦的那個E = mc2。所以還是不厭其煩地重複一下這個方程的描述：E代表一個量子的能量，h是普朗克常數（6.626×10-34焦耳·秒），ν是輻射頻率。最後宣布一個好消息：除此之外，讀者在後麵的旅途中如果對任何其他公式有不適反應，簡單地跳過它們就是，這對於故事的整體影響不大。
回到我們的史話中來。1905年，愛因斯坦閱讀了普朗克的那些早已被大部分權威和他本人冷落到角落裏去的論文，量子化的思想深深地打動了他。憑著一種深刻的直覺，他感到，對於光來說，量子化也是一種必然的選擇。雖然有天神一般的麥克斯韋理論高高在上，但愛因斯坦叛逆一切，並沒有為之而止步不前。相反，他倒是認為麥氏理論隻能對於一種平均情況有效，而對於瞬間能量的發射、吸收等等問題，麥克斯韋是和實驗相矛盾的。從光電效應中已經可以看出端倪來。
讓我們再重溫一下光電效應和電磁理論的不協調之處：
電磁理論認為，光作為一種波動，它的強度代表了它的能量，增強光的強度應該能夠打擊出更高能量的電子。但實驗表明，增加光的強度隻能打擊出更多數量的電子，而不能增加電子的能量。要打擊出更高能量的電子，則必須提高照射光線的頻率。
提高頻率，提高頻率。愛因斯坦突然靈光一閃： ，提高頻率，不正是提高單個量子的能量嗎？而更高能量的量子，不正好能夠打擊出更高能量的電子嗎？另一方麵，提高光的強度，隻是增加量子的數量罷了，所以相應的結果自然是打擊出更多數量的電子！一切在突然之間，顯得順理成章起來 。
愛因斯坦寫道：“……根據這種假設，從一點所發出的光線在不斷擴大的空間中的傳播時，它的能量不是連續分布的，而是由一些數目有限的，局限於空間中某個地點的‘能量子’（energy quanta）所組成的。這些能量子是不可分割的，它們隻能整份地被吸收或發射。”
組成光的能量的這種最小的基本單位，愛因斯坦後來把它們叫做“光量子”（light quanta）。一直到了1926年，美國物理學家劉易斯（G.N.Lewis）才把它換成了今天常用的名詞，叫做“光子”（photon）。
從光量子的角度出發，一切變得非常簡明易懂了。頻率更高的光線，比如紫外光，它的單個量子要比頻率低的光線含有更高的能量，因此當它的量子作用到金屬表麵的時候，就能夠激發出擁有更高動能的電子來。而量子的能量和光線的強度沒有關係，強光隻不過包含了更多數量的光量子而已，所以能夠激發出更多數量的電子來。但是對於低頻光來說，它的每一個量子都不足以激發出電子，那麼，含有再多的光量子也無濟於事。
我們把光電效應想象成一場有著高昂入場費的拍賣。每個量子是一個顧客，它所攜帶的能量相當於一個人擁有的資金。要進入拍賣現場，每個人必須先繳納一定數量的入場費，而在會場內，一個人隻能買一件物品。
一個光量子打擊到金屬表麵的時候，如果它帶的錢足夠（能量足夠高），它便有資格進入拍賣現場（能夠打擊出電子來）。至於它能夠買到多好的物品（激發出多高能量的電子），那要取決於它付了入場費後還剩下多少錢（剩餘多少能量）。頻率越高，代表了一個人的錢越多，像紫外線這樣的大款，可以在輕易付清入場費後還買得起非常貴的貨物，而頻率低一點的光線就沒那麼闊綽了。
但是，一個人有多少資金，這和一個“代表團”總共能夠買到多少物品是沒有關係的。能夠買到多少數量的東西，這隻和“代表團”的人數（光的強度）有關係，而和每一個人有多少錢（單個光子的頻率）沒關係。如果我有一個500人的代表團，每個人都有足夠的錢入場，那麼我就能買到500樣貨品回來，而你一個人再有錢，你也隻能買一樣東西（因為一個人隻能買一樣物品，規矩就是這樣的）。至於買到的東西有多好，那是另一回事情。話又說回來，假如你一個代表團裏每個人的錢都太少，以致沒人付得起入場費，那哪怕你人數再多，也是一樣東西都買不到的，因為規矩是你隻能以個人的身份入場，沒有連續性和積累性，大家的錢不能湊在一起用。