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光的故事（一）
現(xiàn)代物理學有兩根支柱一罩，一個是相對論，另一個是量子力學撇簿。
這兩根支柱是20世紀物理學革命而來的成果聂渊，不知是巧合還是命運的必然，他們都開始于對同一個東西的研究四瘫。
那就是——光
光汉嗽，是我們這個世界最常見也是最神秘的現(xiàn)象。其實人類從文明開始的時候找蜜，就已經探索光了饼暑。
在幾乎所有的神話里，總是會有類似的開頭洗做，光明劈開黑暗和混沌弓叛，世界開始運轉。光從人類文明一開始就被認為是這個世界運轉的終極奧義诚纸，代表著未來撰筷，生命，活力畦徘。
可是毕籽，光到底是什么抬闯？
哥本哈根學派有一句名言，先有自然才有人類关筒，但是先有人類才有自然科學溶握。
人類天生是擁有好奇心的群體，我們在認識自然的時候蒸播，總是希望能夠搞明白一件事情背后的原因睡榆，才能罷休。
對于“光是什么”這個問題廉赔，從久遠的幾千年前人們就試圖去用理論解釋肉微。
最開始人們認為，光是從我們眼睛中發(fā)射出去的東西蜡塌，碰到物體了碉纳，我們就看到了這個物體。
但是慢慢的發(fā)現(xiàn)有一個問題：
如果在一片漆黑的夜晚馏艾，我們睜開眼睛劳曹，也看不到東西。如果光是從我們眼睛里發(fā)出來的話琅摩，不應該看不見東西铁孵。
公元前300年左右，歐幾里得在著作《光學》中寫到了他對光性質的研究房资。歐幾里得設想光線筆直傳播蜕劝，用數學方法研究并闡述了反射定律。
之后托勒密在他的著作里對于光的反射做了詳細的研究轰异，給出了完整的光的反射理論岖沛，這理論能夠分析光從平面鏡、圓球面鏡搭独、圓柱面鏡等等凹面形或凸面形鏡子的反射婴削。并且設計了一些光的折射的實驗。
由此人類牙肝，開始認識到光的基本的傳播規(guī)律唉俗。
時間拉到千年以后的中世紀，整個歐洲處于科學的黑暗時期配椭，而同時代的阿拉伯科學家登上了歷史舞臺虫溜，他們進一步發(fā)展了光學理論。
比如看到物體的基本原理颂郎，是因為光通過物體反射到我們眼睛里成像吼渡，我們才能看到，而不是因為我們眼睛發(fā)射光線去碰撞物體乓序。
比如為巴格達宮廷效勞的伊朗學者伊本·沙爾在專著《論點火鏡子與透鏡》里最先正確地表述出折射定律寺酪。不過沒有得到重視。
到了近代科學時代替劈，對于光學的研究越來越多寄雀，荷蘭物理學家威理博·斯涅爾總結了前人的研究，于1621年發(fā)表了光的折射定律的數學公式陨献。關于幾何光學的一些基本定理盒犹，都有了基本的研究。
一般科學研究到了這個階段眨业，會出現(xiàn)一個極簡的基本定理急膀，就像超級大佬牛頓橫空出世，用幾條基本的定理來推導萬事萬物的運動一樣龄捡。
到了1662年卓嫂，被后世稱為“業(yè)余數學之王”的費馬，給出了一個幾何光學的基本定理：光線傳播的路徑是需時最少的路徑聘殖。
怎么理解這個規(guī)律呢晨雳？
正常情況光是沿直線傳播的，因為兩點之間直線最短奸腺。
但是光從空氣進入水中餐禁，不是沿一條直線傳播？而是發(fā)生了折射突照，這樣距離不是變長了么帮非？
但是我們知道，光在空氣中傳播速度非扯锬ⅲ快末盔，而在水中傳播速度會變得很慢。如果沿直線傳播衔肢，在水中走過的路程庄岖，會比按照折射定律發(fā)生的路徑要長，所用的時間反而更多角骤，所以需要一個折射隅忿，選擇用時最短的路徑。
通過這條理論邦尊，可以推出真空中光沿直線傳播背桐，光的反射定律，光的折射定律蝉揍。
簡潔而優(yōu)雅链峭。
當然費馬的這個定理后來做了一定程度的修正，改成了一個更為嚴謹的數學表述又沾，我們就先不說了弊仪∥蹩ǎ總之，通過費馬定理励饵，我們能推導出光的很多運動規(guī)律驳癌。
到這里，光學作為一門科學分支終于建立起來了役听。人們根據光的性質颓鲜，制作出天文望遠鏡，觀察宇宙典予。制作出顯微鏡甜滨，觀察微觀世界。
但是瘤袖，光的本質究竟是什么衣摩？
這個問題，在這個階段還沒有人能回答孽椰。本來以為這不會是一個特別難以探索的問題昭娩，沒想到最后竟然成為了科學史上最著名的爭論，無數科學家為了光究竟是什么展開了曠日持久的論戰(zhàn)黍匾，后面我們會慢慢介紹這段歷史栏渺。
