Ένα από τα πιο σκοτεινά αλλά ταυτόχρονα και πιο ελκυστικά θέματα – προβλήματα που απασχόλησαν τον άνθρωπο, είναι η φύση του φωτός. Η έρευνα γύρω από το πρόβλημα αυτό διήρκεσε αιώνες και συνέδεσε μεγάλα ονόματα της επιστήμης.
Μέχρι και τον πέμπτο αιώνα π.Χ. οι άνθρωποι πίστευαν ότι το φως και το σκοτάδι ήταν δύο οντότητες ανεξάρτητες μεταξύ τους. Το φως είναι ένα λαμπερό νέφος και ότι το σκοτάδι είναι ένα μαύρο νέφος που υψωνόταν από την επιφάνεια της γης και εναλλάσσονταν ημέρα και νύχτα.
Κατά τους αιώνες που ακολούθησαν η αντίληψη αυτή ανετράπη. Η νέα ιδέα την οποία αποδεχόμαστε μέχρι και σήμερα είναι ότι εκείνο που έχει υλική υπόσταση είναι μόνο το φως. Το σκοτάδι δεν έχει υλική υπόσταση, δεν είναι άλλο παρά η απουσία φωτός. 
Στα πλαίσια της αντίληψης αυτής, οι αρχαίοι Έλληνες πίστευαν ότι, το φως είναι κινούμενα σωματίδια που διαδίδονται ευθύγραμμα. Άλλοι στοχαστές πίστευαν και υποστήριζαν ότι τα σωματίδια αυτά εκπέμπονται από το μάτι προς το ορατό αντικείμενο, άλλοι υποστήριζαν ότι εκπέμπονταν από το αντικείμενο προς το μάτι και άλλοι όπως ο Πλάτων ότι η εκπομπή των σωματιδίων γίνεται ταυτόχρονα και από το μάτι και από το αντικείμενο και η σύγκρουσή τους κάνει το αντικείμενο ορατό στο μάτι.
Αυτή η θεωρία ότι το φως είναι «κινούμενα αόρατα σωματίδια», έφθασε μέχρι και στους Λατίνους. Τον πρώτο αιώνα π.Χ. ο Λουκρήτιος διατύπωσε με επιχειρήματα την άποψη ότι η ταχύτητα του φωτός είναι άπειρη.
Η άποψη της ευθύγραμμης διάδοσης αόρατων σωματιδίων από τα φωτεινά σώματα προς το μάτι έφτασε μέχρι τον δέκατο έβδομο αιώνα μ.Χ.
Ο Isaac Newton (1643 – 1737) είχε πει: «Εάν ήμουν υποχρεωμένος να αποδεχτώ μια θεωρία, αυτή που θα υποστήριζα, είναι αυτή της εκπομπής αόρατων σωματιδίων από τα φωτεινά αντικείμενα. Είναι η πλέον αληθοφανής.»
Η θεωρία του Νεύτωνα δεχόταν ότι τα φωτεινά σώματα εκπέμπουν αόρατα σωματίδια, τα οποία κινούνται ευθύγραμμα και με ταχύτητα ίση με την ταχύτητα διάδοσης του φωτός. Τα σωματίδια αυτά ανακλώνται στο μάτι και προκαλούν την ανάλογη αίσθηση – αντίληψη.
Αυτή ήταν η πρώτη θεωρία που εξηγούσε ικανοποιητικά ορισμένα από τα φαινόμενα που έχουν σχέση με το φως. Βέβαια δεν μπορούσε να δώσει λύσεις σε όλο το εύρος της και δεν μπόρεσε να αντέξει ελέγχους και παρατηρήσεις που είχαν να κάνουν με τις μετρήσεις της ταχύτητας του φωτός. Ωστόσο το μεγάλο κύρος του Νεύτωνα απέτρεπε συμβιβασμούς, ενστάσεις και πολύ περισσότερο άλλες προτάσεις.
Οι Christian Huygens (1629 – 1695) και Thomas Young (1773 – 1829) ασχολήθηκαν με την περίθλαση και με τη συμβολή του φωτός που δεν μπορούσαν να ερμηνευτούν με τη θεωρία της ευθύγραμμης διάδοσης του Νεύτωνα. Ο Euler υπερασπίστηκε την κυματική θεωρία αλλά δεν κατάφερε να κλονίσει την εδραιωμένη πεποίθηση για τη σωματιδιακή υπόσταση του φωτός.
Όμως παρατηρήθηκε και στο φως το φαινόμενο της συμβολής που ήταν ήδη γνωστό από τον ήχο. Το φαινόμενο αυτό συνίσταται στο ότι όταν συμβάλλονται δύο όμοια κύματα τότε δημιουργούνται οι λεγόμενοι κροσσοί, δηλαδή σημεία που το συνιστάμενο κύμα είναι ενισχυμένο και σημεία που το συνιστάμενο κύμα είναι μηδέν.
Είχε ήδη παρατηρηθεί στον ήχο, που διαδίδονταν κυματικά, ότι συνέβαινε να υπάρχουν σημεία στα οποία (ήχος)+(ήχος)=(σιωπή). Έτσι λοιπόν όταν διαπίστωσαν πειραματικά ότι υπήρχαν σημεία στα οποία συνέβαινε (φως)+(φως)=(σκοτάδι), πράγμα που δε μπορεί να εξηγηθεί από την ευθύγραμμη διάδοση αναγκάστηκαν να αποδεχτούν σαν επικρατέστερη την κυματική διάδοση του φωτός. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το φως έχει κυματική φύση και μάλιστα είναι κύματα εγκάρσια (Κυματική θεωρία). Η πιο σημαντική εξέλιξη του 19ου αιώνα σε ότι αφορά την παραγωγή και διάδοση του φωτός ήταν η διατύπωση το 1865 – 1873 της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας από τον James Clerk Maxwell (1831 – 1879).
Ο Maxwell υποστήριξε ότι το φως είναι εγκάρσια ηλεκτρομαγνητικά κύματα, τα οποία ξεκινούν από τη φωτεινή πηγή και διαδίδονται προς όλες τις κατευθύνσεις. Όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο ταλαντώνεται, παράγει ηλεκτρομαγνητικό κύμα, που αποτελείται από ένα ηλεκτρικό (με ένταση Ε) και ένα μαγνητικό (με ένταση Β) κύμα, που είναι κάθετα μεταξύ τους, και παίρνουν ταυτόχρονα τις μέγιστες και τις ελάχιστες τιμές τους (έχουν την ίδια φάση) και διαδίδονται με την ίδια ταχύτητα c.
Οι συνηθισμένες πηγές ορατού φωτός δίνουν τέτοιες συχνότητες (ή μήκη κύματος) ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, ώστε να γίνονται αντιληπτά από το μάτι.
Η κυματική θεωρία όμως δεν κατόρθωσε να ερμηνεύσει κάποια άλλα φαινόμενα που σχετίζονται με την αλληλεπίδραση της φωτεινής ακτινοβολίας με την ύλη.
Το 1900 ο Max Planck (1858 – 1947), για να ερμηνεύσει την ακτινοβολία που παράγει ένα θερμαινόμενο σώμα, εισήγαγε τη θεωρία των κβάντα φωτός (Κβαντική Θεωρία), την οποία εφήρμοσε αργότερα ο Albert Einstein (1879 – 1955), για ν
α ερμηνεύσει το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Ο όρος κβάντα προέρχεται από τη λατινική λέξη quantum που σημαίνει ποσότητα.
Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία του Planck μία δέσμη φωτός αποτελείται από μικρά πακέτα ενέργειας, που ονομάζονται κβάντα φωτός ή φωτόνια (ο όρος φωτόνια οφείλεται στον Einstein). Το φως εκπέμπεται και απορροφάται από τα άτομα της ύλης όχι κατά συνεχή τρόπο αλλά κβαντισμένα. Από το άτομο λοιπόν δεν εκπέμπονται συνεχώς κύματα, αλλά φωτόνια, καθένα από τα οποία χαρακτηρίζεται από συγκεκριμένη συχνότητα και έχει συγκεκριμένη ποσότητα ενέργειας Ε. Δηλαδή κάθε άτομο εκπέμπει ή απορροφά στοιχειώδη ποσά ενέργειας, κβάντα φωτός ή φωτόνια.
Η κβαντική θεωρία δεν αναιρεί αλλά συμπληρώνει την κυματική θεωρία. Το φωτόνιο έχει και κυματικές ιδιότητες, για παράδειγμα η ενέργεια του εξαρτάται από τη συχνότητα του, που είναι κατ’ εξοχήν κυματική ιδιότητα. (Ε=h · f Όπου το h=6,63·10-34 J·s είναι η σταθερά του Planck και f είναι η συχνότητα.)
Άραγε η ιστορία τελειώνει εδώ ή θα υπάρξει και συνέχεια; Μήπως θα βρεθεί φαινόμενο που δεν θα μπορεί να ερμηνευτεί με την τελευταία και επικρατέστερη περί φωτός θεωρία;