兩朵烏雲
普郎克量子輔射和光速不變是時間量子化假設的基礎。所以先介紹一下普郎克量子輔射和光速不變的由來------兩朵烏雲。
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第一朵烏雲
邁克耳遜－莫雷實驗與“以太”說破滅
人們知道，水波的傳播要有水做媒介，聲波的傳播要有空氣做媒介，它們離開了介質都不能傳播。太陽光穿過真空傳到地球上，幾十億光年以外的星系發出的光，也穿過宇宙空間傳到地球上。光波為什麼能在真空中傳播？它的傳播介質是什麼？物理學家給光找了個傳播介質——“以太”。
最早提出“以太”的是古希臘哲學家亞里士多德。亞里士多德認為下界為火、水、土、氣四元素組成；上界加第五元素，“以太”。牛頓在發現了萬有引力之後，碰上了難題：在宇宙真空中，引力由什麼介質傳播呢？為了求得完整的解決，牛頓復活了亞里士多德的“以太”說，認為“以太”是宇宙真空中引力的傳播介質。後來，物理學家又發展了“以太”說，認為“以太”也是光波的傳播介質。光和引力一樣，是由“以太”傳播的。他們還假定整個宇宙空間都充滿了“以太”，“以太”是一種由非常小的彈性球組成的稀薄的、感覺不到的媒介。19世紀時，麥克斯韋電磁理論也把傳播光和電磁波的介質說成是一種沒有重量，可以絕對滲透的“以太”。“以太”既具有電磁的性質，又是電磁作用的傳遞者，又具有機械力學的性質，它是絕對靜止的參考系，一切運動都相對於它進行。這樣，電磁理論因牛頓力學取得協調一致。“以太”是光、電、磁的共同載體的概念為人們所普遍接受，形成了一門“以太學”。
但是，肯定了“以太”的存在，新的問題又產生了：地球以每秒30公里的速度繞太陽運動，就必須會遇到每秒30公里的“以太風”迎面吹來，同時，它也必須對光的傳播產生影響。這個問題的產生，引起人們去探討“以太風”存在與否。
為了觀測“以太風”是否存在，1887年，邁克耳遜（1852－1931）與美國化學家、物理學家莫雷（1838－1923）合作，在克利夫蘭進行了一個著名的實驗：“邁克耳遜－莫雷實驗”，即“以太漂移”實驗。實驗結果證明，不論地球運動的方向同光的射向一致或相反，測出的光速都相同，在地球同設想的“以太”之間沒有相對運動。因而，根本找不到“以太”或“絕對靜止的空間”。由於這個實驗在理論上簡單易懂，方法上精確可靠，所以，實驗結果否定“以太”之存在是毋庸置疑的。
邁克耳遜一莫雷實驗使科學家處於左右為難的境地。他們或者須放棄曾經說明電磁及光的許多現象的以太理論。如果他們不敢放棄以太，那麼，他們必須放棄比“以太學”更古老的哥白尼的地動說。經典物理學在這個著名實驗面前，真是一籌莫展。
第二朵烏雲
黑體輻射與“紫外災難”
在同樣的溫度下，不同物體的發光亮度和顏色（波長）不同。顏色深的物體吸收輻射的本領比較強，比如煤炭對電磁波的吸收率可達到80%左右。所謂“黑體”是指能夠全部吸收外來的輻射而毫無任何反射和透射，吸收率是100%的理想物體。真正的黑體並不存在，但是，一個表面開有一個小孔的空腔，則可以看作是一個近似的黑體。因為通過小孔進入空腔的輻射，在腔裡經過多次反射和吸收以後，不會再從小孔透出。
19世紀末，盧梅爾（1860－1925）等人的著名實驗―黑體輻射實驗，發現黑體輻射的能量不是連續的，它按波長的分佈僅與黑體的溫度有關。從經典物理學的角度看來，這個實驗的結果是不可思議的。
怎樣解釋黑體輻射實驗的結果呢？當時，人們都從經典物理學出發尋找實驗的規律。前提和出發點不正確，最後都導致了失敗的結果。例如，德國物理學家維恩建立起黑體輻射能量按波長分佈的公式，但這個公式只在波長比較短、溫度比較低的時候才和實驗事實符合。英國物理學家瑞利和物理學家、天文學家金斯認為能量是一種連續變化的物理量，建立起在波長比較長、溫度比較高的時候和實驗事實比較符合的黑體輻射公式。但是，從瑞利——金斯公式推出，在短波區（紫外光區）隨著波長的變短，輻射強度可以無止境地增加，這和實驗數據相差十萬八千里，是根本不可能的。所以這個失敗被埃倫菲斯特稱為“紫外災難”。它的失敗無可懷疑地表明經典物理學理論在黑體輻射問題上的失敗，所以這也是整個經典物理學的“災難”。
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