光是什麽?古往今來,人們一直在探索這個問題的答案。
很久很久以前,古希臘人給光畫了一張象——光從人眼睛裏流出來。他們認為,由於人的眼睛能夠自然而然地流出光來,所以人才會看到周圍的東西。這正象動物長著長長的觸須,碰到了物體即知道物體的存在一樣。
光,究竟是什麽東西呢?許多世紀以來,人們運用人類逐漸積累起來的知識,給光勾畫了一張又一張的畫象。有的似象非象;有的畫出了光的某些特點,卻沒有表現出其它特點。
1675年,英國科學家牛頓在解釋陽光通過三棱鏡產生七色光譜現象時,將光描繪為從發光物體發射出來而作高速直線運動的一種非常細小的粒子,這就是光的“微粒說”。這種學說,很好地解釋了光的直線傳播、反射和折射定律,然而,對於衍射、幹涉和偏振等現象卻無能為力。根據微粒說觀點,光在水、玻璃這樣密度大的物質中傳播速度大於空氣中的速度,而實驗測得的結果與此卻恰恰相反。
1678年,荷蘭物理學家惠更斯對光作出了完全不同的描繪:光是在充滿整個空間的特殊媒質“以太”中傳播的某種彈性波動。按照波動說解釋,光在水、玻璃等媒質中傳播速度比在空氣中慢,而且各種色光波長不同,傳播速度也不一樣,因而進入水、玻璃中之後發生偏折就不同,紅光波長最長,偏折最小,紫光波長最短,偏折最厲害。一些科學家運用光的波動理論,研究、解釋了幹涉、衍射和偏振等現象。但是,波動說卻不能解釋光的直線傳播,後來邁克耳遜實驗還證明並不存在以太。
牛頓和惠更斯是同時代的人,微粒說和波動說各有長短,爭論不休。由於那時候的實驗條件和方法所限,無法判斷和證實兩種學說的優劣。微粒說能夠直觀地、自然地解釋光的直線前進等現象,易於為人們所接受,因此在十八世紀前一直占上風。