有兩種看待光的不同觀點，一種將光視作粒子，另一種則是將光視為波，它們都包含著深刻的洞察力與價值。這兩種不同的觀點都各自啟發了人們，不僅幫助我們加深了對自然世界的理解，還使相關新技術的開發和設計成為可能。然而值得注意的是，這兩種觀點中對光究竟是什麽的概念似乎大相徑庭。一方麵，粒子模型將光視為一個固態的實體，具有能量，並沿著明確的軌跡移動；另一方麵，波動模型將光描述為一個可擴散的實體，它穿過空間，與固態物體的運動無關。這兩種觀點怎麽可能描述的是同一個概念？惠更斯及其同時代的人早就認識到了這種困境。作為對光本質的解釋，這兩種不同的觀點針鋒相對，一直持續到19世紀。
當麥克斯韋在發展他的電磁場理論時，他發現能夠用此來解釋光的波動性，正如我們在第3章中看到的那樣。這一推理的勝利似乎證實了托馬斯·楊(Thomas Young)和奧古斯丁·菲涅耳(Auguste Fresnel)分別做的兩個實驗(見第3章)，在這兩個實驗中他們揭示了兩個基本現象，幹涉與衍射，它們都不適宜用粒子模型解釋。然而，光作為粒子沿著軌跡運行的概念仍然非常強大，它可以用來分析和設計光學係統。因此，科學家們需要重新考慮一下，有沒有方法使光的粒子說與光的波動說握手言和呢？
再次審視光的軌跡
17世紀上半葉，法國人皮埃爾·德·費馬(Pierre de Fermat)就折射現象提出了一種巧妙的解釋，與斯涅爾的解釋截然不同。讓我們回顧一下斯涅爾定律，它描述了光在兩個透明介質之間的界麵處發生折射，即光的傳播方向發生變化。其中，光的傳播方向由它的入射和它撞擊到界麵的位置決定，其傳播方向的改變程度則與這兩種透明材料的折射率之比成正比。因此，最重要的似乎隻是光和界麵的局部特性。斯涅爾定律適用於軌跡上的任意一個點，就好像光可以憑著自己的“感覺”，在遇到新界麵時調整方向。