惠更斯和牛顿,早期光理论
最早的综合光理论是由克里斯蒂安·惠更斯所发展的,他提出了一个光的波动理论,解释了光波如何形成波前,直线传播。该理论也能很好地解释折射现象。
但是,该理论在另一些方面遇见了困难。因而它很快就被艾萨克·牛顿的粒子理论所超越。
牛顿认为光是由微小粒子所组成,这样他能够很自然地解释反射现象。并且,他也能稍显麻烦地解释透镜的折射现象,以及通过三棱镜将阳光分解为彩虹。
由于牛顿无与伦比的学术地位,他的理论在一个多世纪内无人敢于挑战,而惠更斯的理论则渐渐为人淡忘。直到十九世纪初衍射现象被发现,光的波动理论才重新得到承认。
费涅尔、麦克斯韦和杨
十九世纪早期由托马斯·杨和奥古斯丁-让·费涅尔所演示的双缝干涉实验为惠更斯的理论提供了实验依据:这些实验显示,当光穿过网格时,可以观察到一个干涉样式,与水波的干涉行为十分相似。并且,通过这些样式可以计算出光的波长。詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在世纪末叶给出了一组方程,揭示了电磁波的性质。而方程得到的结果,电磁波的传播速度就是光速,这使得光作为电磁波的解释被人广泛接受,而惠更斯的理论也得到了重新认可。
光的波动性与粒子性的争论从未平息。
爱因斯坦和光子
1905年A.爱因斯坦为解释光电效应而提出光子假设,重新提出了光的粒子性概念,解决了之前光的波动理论所无法解释的这个实验现象。他引入了光子,一个携带光能的量子的概念。
但爱因斯坦的光子概念不同于牛顿的机械粒子,不能用经典力学规律来描述其全部行为。
爱因斯坦因为他的光电效应理论获得了1921年诺贝尔物理学奖。
自然科学尚且有如此大的争论与异议,更何况人文学科?