人類對客觀世界的認知首先取決于人體感覺器官對世界的感知，而大部分認知來自視覺，或者來自光。
光，是最接近世界本質的存在。 從某種意義上說，對光本質的研究推動了數(shù)學的革命，光的歷史構建了數(shù)學的歷史。
黑洞邊緣的光
長期以來，哲學家和科學家都對光感興趣。 赫拉克利特說，光是燃燒的過程光折射本質的推導，而不是燃燒的東西； 牛頓認為光在同一條直線上連續(xù)，同時在不同的直線上連續(xù)； 愛因斯坦認為光速不受時間限制，永恒不變的存在。 光的歷史大致可以分為三個階段：幾何光學、具體光學和具體光學。
幾何光學
正如幾何學應用于物質研究一樣，關于光學的爭論也依賴于經(jīng)驗歸納的事實。 ——惠更斯。
人類早期的光學研究是幾何光學，將光視為幾何概念，主要觀察光的線性傳播、反射定律、透鏡成像等經(jīng)驗問題。 它不涉及光的本質，但仍然充滿哲理。
蝕
戰(zhàn)國時期墨齋在《墨經(jīng)》中提到了光與影的關系，認為光是從物體發(fā)出的，或者是被物體反射的，所以被耳朵聽到。 在古埃及，阿那克西曼德提出月亮通過反射太陽光線而發(fā)光，亞里士多德批評了耳朵將視覺傳遞給物體的觀點。 公元前3世紀，歐幾里得在《反射光學》中給出了光學領域第一個定量反射定理。 整個幾何光學的頂峰就是費馬原理：最小路徑。
費馬原理：光路泛函的變化量為零δF(t)=0。
抽象光學
“光的各種顏色”與物體運動的不同方式密切相關。 ——笛卡爾
對于光的認知，真正走向現(xiàn)代科學的是達芬奇、伽利略和笛卡爾。 笛卡爾于1635年在《折射光學》中首先假設平行于兩種介質界面的速度分量不變，從理論上推導出折射定理光折射本質的推導，并首先提出了關于光的性質的兩個假設。 有人認為光是一種類似于粒子的物質，后來成為牛頓支持的粒子論； 另一個認為光是一種物質。 一種以“以太”為介質的壓力，這就是惠更斯所堅持的波動理論。
以太：所有的空間，即使是距離恒星最遠的地方，都應該充滿物質。 ——笛卡爾
通過思考，牛頓覺得如果光是一種波，它應該像聲音一樣避開障礙物而不形成陰影，并通過雙折射實驗發(fā)現(xiàn)光在不同的側面應該被賦予不同的性質。 這一非凡的靈感促使牛頓加深了他對波動理論的反對，因為如果壓力或波通過均勻介質傳播，那么它在所有方面都必須是相同的。
雙折射和偏振光：光波的電矢量振動相對于光傳播方向失去對稱性
1672年，牛頓在《光與色理論》中提出了光的重組與色散：不同顏色光的粒子混合或分離，形成各種顏色的光。
光的色散實驗：相同的折射率總是屬于相同的顏色，相同的顏色總是屬于相同的折射率。
我不認為重力是物體的基本屬性。 我之所以有這樣的疑問，是因為缺乏實驗，所以對它不滿意。 — 牛頓
牛頓折射定律：入射余弦和折射余弦形成給定的百分比。 AD 是入射角的余弦，EF 是折射角的余弦。
1704年，牛頓將粒子論與光學中的牛頓熱系統(tǒng)相結合，合理地解釋了反射和折射定理，光的粒子論占據(jù)了上風。
光漲落理論：以蠟燭火焰的ABC三點為中心構成的同心圓代表來自它們的光波
另一種是惠更斯所堅持的漲落說。 惠更斯認為，如果光是一種粒子，那么光在交叉時就會發(fā)生碰撞并改變方向。 1690年，惠更斯在《光論》中構建了惠更斯原理：介質中任意波陣面上的每個點都是發(fā)射小波的新波源，此后的任意時刻，這個小波的包絡面就是新的波前。 根據(jù)這個原理，可以完美地推導出入射光的反射和折射定理。
反射定理
惠更斯反射定理：CB為入射光，AC代表一部分入射光波（光波中心無限遠，AC可以看成一條直線），弧形SNR以A為中心， AG為直徑，另外三個圓弧分別以三個K為圓心，三個KM為直徑。 直線BN是四個圓弧的唯一公切線，因此反射光只能沿著AN的方向。 根據(jù)三角形相似性，入射角∠CBA等于反射角∠NAB。
折射定理
惠更斯折射定理：DA是入射光，AC是入射光的一部分，假設光波在介質中的傳播速度會減弱，所以以A為中心形成的球面波SNR的直徑為大于BC，類似地形成K點如果球面波的當量大于HK，則BN是所有弧的公切線，從A點畫BN的垂直線AN，即折射光。
1801年，托馬斯·楊進行了著名的楊氏雙縫實驗，光幕上出現(xiàn)了黑白格子。 他首先提出光是橫波以及光的干涉現(xiàn)象。 后來，菲涅耳用兩個平面鏡形成的相干光源完成了光干涉實驗，弗勞恩霍夫發(fā)現(xiàn)了光透過光柵的衍射現(xiàn)象，光的波動論變得越來越可靠。
夫瑯和費衍射
在這相當長的一段時間內，人們對光波的認識僅限于某種介質的熱振動，而眾所周知的“以太”就是所謂的光的載體。
具體光學
1865年，麥克斯韋構造了電磁場的麥克斯韋方程組，提出電磁場的擾動是通過“以太”為介質的振動來傳播的，并估算出光速為每秒31萬公里（?2ψ） /?t2-c2?2ψ/?x2= 0)。 1887年，邁克爾遜-莫雷的實驗否定了月球相對于“以太”的運動，“以太”從此失去了作為絕對參考系的價值，促使人們接受電磁場本身就是物質的一種存在方式，最后讓光速不變原理和狹義相對論原理被普遍接受。
麥克斯韋方程組
1887年，赫茲發(fā)現(xiàn)了光電效應，光的粒子性再次被否定。 1900年，普朗克首次提出量化假說（ε=?ω）。 1905年，愛因斯坦提出光量子假說（E=hv）。 康普頓證明了 X 射線的粒子性質 (λ=h/mc2)。 1923年，德布羅意提出波粒二象性（λ=h/P）。 1927年，湯姆森在實驗中否認了電子束的波動性。 量子熱的構建突破了光只是某種振動的自私觀念，人們終于認識到了光的具體思想。
克西米爾效應
20世紀末，科學家認識到真空漲落中存在虛光子（i-）。 1948年，克西米爾發(fā)現(xiàn)了真空量子化的克西米爾效應（F=-Cπ/d2）。 1954年，楊振寧建立了楊——米爾斯理論，基本粒子的行為不再符合對稱群的描述。
楊-米爾斯理論
光是從黑暗中涌出的原始力量——啟蒙。
光既是粒子又是波，既是確定的又是不確定的，既是概率又是實體。 光的概念從模糊到抽象再到具體。 最終的“體驗”慢慢接近最初的“印象”，這實際上暗示著某種循環(huán)包含著某種深刻的含義。
光在各種創(chuàng)世神話中象征著世界的秩序
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