在外在电磁场作用下释放一个新光子，但无法解释自发发射，即电子在完全没有外在电磁场作用之下，仍然自发性地降低能级并释放光子。在理论方面，薛定谔方程无法描述光子；而且，量子力学并不符合相对论，因为它把时间视为一个普通数值，却把粒子在空间上的位置提升为一个线性算符。
量子电动力学.1920年代，电磁场是唯一已知的场。因此，很自然的，量子场论开启于对于电磁相互作用的量子化研究。1925至1926年，马克斯·玻恩、海森堡和帕斯库尔·约当利用正则量子化程序，将电磁场视为一组量子谐振子，建立