光是什麼?早在古希臘時期,自然哲學家就已經在思考這個問題了。最直觀的答案是:光是由極細小的微粒組成的。這可以很容易地解釋一些光學現象:光微粒的運動速度極快,所以光做直線傳播;光線反射是由於光微粒碰撞反射面引起的;光從一種媒介進入另一種媒介(例如從空氣進入水)時會發生折射,是因為光微粒在不同媒介的運動速度不同。

牛頓就是光的微粒學說的集大成者,認為光微粒遵循他發現的三大運動定律。牛頓發現陽光是由不同顏色的光混合而成的,他認為不同質量的光微粒產生了不同顏色的光,這些光微粒混合在一起,就變成了白光。
義大利數學家格裡馬第已經注意到,讓一束光穿過兩個小孔,其投影的邊緣出現明暗條紋。他聯想到水波的衍射,提出光可能是一種波,不同顏色的光是由於光波的頻率不同引起的。但是怎麼用波動來解釋光的反射和折射呢?惠更斯提出了一個後來被稱為「惠更斯原理」的學說,闡明波面在媒介中的傳播性質,在此基礎上用作圖法巧妙地解決了這些問題。

牛頓的死對頭胡克也支持波動學說。牛頓剛提出微粒學說時,備受胡克的譏諷,聲稱牛頓學說正確的部分是剽竊他的,其他部分則荒誕不經。牛頓一氣之下不再發表光學著作,等到胡剋死後,才出版《光學》一書,全面論述微粒學說,構建了一個相當精緻的體系。這時候惠更斯也已經死了,沒有人能和牛頓唱對臺戲。由於牛頓的權威,微粒學說被普遍接受,畢竟,這個巨人在那麼多科學問題上都對了,這一個想必也不會錯吧?

牛頓死後70多年,才有人試圖復興惠更斯的波動學說。英國物理學家託馬斯?楊、法國物理學家菲涅耳用幹涉實驗證明了光是一種波。不過,對牛頓微粒學說的致命一擊發生於1850年。
牛頓和惠更斯的學說都能解釋光的折射現象,但是有一個重大差別:牛頓學說認為光從空氣進入水發生折射,是因為光微粒在水中的運動速度比較快;而惠更斯學說恰恰相反,認為是由於光波在水中傳播速度比較慢導致的。當時人們還沒有辦法精確地測量光速,不能驗證誰對誰錯。1850年,條件成熟了。法國物理學家傅科用實驗證明了水讓光速變慢,牛頓的學說被推翻。

此後,麥克斯韋建立電磁學,認為光就是一定頻率範圍內的電磁波,赫茲用實驗證實了這個預見。波動學說取得了全面的勝利。但是赫茲同時也證實了光電效應,即在光的照射下物體會釋放出電子,這是波動學說沒法解釋的。為了解決這個問題,愛因斯坦提出光的發射和吸收都採取量子的形式,光波是由光子組成的,光具有波和粒子二重性質。

這給人的印象似乎牛頓也沒有錯。經常有人在爭論問題時引用這個所謂「波粒二象性」來說明真理不止一個,大家爭來爭去可能只是看到了問題的不同一面,最終會統一起來,證明大家都對。這個觀點是錯誤的。愛因斯坦的光子和牛頓的微粒除了都是粒子之外,並無任何相同之處。光子不是牛頓所描繪的那種遵循經典力學運動定律的微粒。牛頓對光的反射、折射、衍射、顏色等等光學現象的解釋都是錯誤的,波動學說才是正確的。在光的問題上,真理仍然只有一個。