인류는 오랫동안 밤의 어둠을 밝히기 위해 불을 사용해 왔으며, 전기를 통해 빛을 자유롭게 통제하게 된 것은 비교적 최근의 일입니다. 사물을 보기 위해 필수적인 빛의 본질을 두고 고대부터 치열한 논쟁이 이어졌습니다. 데모크리토스는 빛이 미세한 알갱이들의 집합이라는 입자설을 주장한 반면, 아리스토텔레스는 불의 진동에 의해 퍼져나가는 파동설을 내세웠습니다. 이후 이븐 알하이삼의 광학 연구와 데카르트의 굴절의 법칙 해석을 거치며 빛을 둘러싼 입자와 파동의 대립 구도가 서서히 형성되기 시작했습니다.

17세기 과학계는 거장 아이작 뉴턴이 빛을 입자의 흐름으로 정의하면서 입자설이 주류 패러다임으로 자리 잡았습니다. 로버트 훅과 하위헌스가 파동설을 주장하며 맞섰으나 뉴턴의 거대한 권위에 가려 빛을 보지 못했습니다. 그러나 1801년 토마스 영이 수행한 역사적인 이중 슬릿 실험은 이러한 판도를 완전히 뒤집었습니다. 슬릿을 통과한 빛이 간섭과 회절을 일으켜 스크린에 여러 줄의 간섭무늬를 만들어내는 현상은 빛이 파동이 아니라면 결코 설명할 수 없는 결정적 증거였습니다.

영의 실험 이후 빛의 파동설은 더욱 견고해졌습니다. 프레넬은 회절과 편광, 그리고 복굴절 현상을 횡파 모델을 통해 완벽하게 설명해 냈습니다. 결정적으로 1865년 제임스 클러크 맥스웰은 전자기 이론을 정립하는 과정에서 전자기파의 속력이 실제 측정된 빛의 속력과 일치한다는 수식적 발견을 이루어 냈습니다. 이로써 빛은 전자기파의 일종이라는 사실이 증명되었고, 과학계는 뉴턴의 입자 패러다임을 뒤로한 채 빛의 본질이 파동이라는 확고한 믿음을 가지게 되었습니다.

완벽해 보였던 파동설의 성벽은 19세기 말 흑체 복사 실험을 설명하는 과정에서 균열이 가기 시작했습니다. 당시의 고전 물리학으로는 뜨거운 물체가 방출하는 빛의 스펙트럼을 모든 진동수 영역에서 온전히 설명할 수 없었습니다. 1900년 막스 플랑크는 에너지가 연속적이지 않고 특정한 기본 단위의 정수배로만 존재한다는 전대미문의 '양자 가설'을 도입하여 이 난제를 해결했습니다. 이 불연속적인 에너지 개념은 물리학의 패러다임을 뒤흔들며 새로운 시대의 서막을 열었습니다.

미국의 과학자 로버트 밀리컨은 아인슈타인의 광양자설에 격렬하게 반대하여 이를 반증하고자 노력했으나, 결국 그의 정밀한 실험 결과들은 아이러니하게도 아인슈타인의 생각을 지지하는 증거가 되었습니다.

알베르트 아인슈타인은 플랑크의 양자 가설을 빛에 적용하여 빛이 입자의 성질을 가짐을 보여주는 광양자설을 발표했고, 이는 금속에 빛을 쪼일 때 전자가 튀어나오는 광전효과를 완벽히 설명했습니다. 이후 컴프턴 산란 실험을 통해 빛의 입자성이 재차 확인되면서, 과학계는 빛이 파동과 입자의 성질을 모두 갖는 '이중성'을 지닌 존재임을 인정하게 되었습니다. 나아가 드 브로이는 빛뿐만 아니라 우주의 모든 물질도 이중성을 가질 것이라는 물질파 이론을 제시하기에 이릅니다.