光的历史

19世纪物理学巨人之一的苏格兰物理学家J. C .麦克斯韦的研究成果问世，物理学家对光学定律有了明确的认识。从某种意义上说，麦克斯韦是迈克尔·法拉第的对立面。法拉第在实验中有着惊人的直觉却完全没有受过正规训练，而与法拉第同时代的麦克斯韦则是高等数学大师。他在剑桥大学擅长数学和物理，艾萨克·牛顿两个世纪前在那里完成了他的工作。

牛顿发明了微积分。微积分是用“微分方程”的语言来表达的，描述的是事物如何在时间和空间中平稳地经历微妙的变化。海浪、液体、气体和贝壳的运动都可以用微分方程的语言来描述。麦克斯韦开始他的工作有一个明确的目标——用精确的微分方程来表达法拉第革命性的研究成果和他的立场。

麦克斯韦从法拉第那里发现电场可以转化为磁场，反之亦然。他采用了法拉第对力场的描述，并用微分方程的精确语言重写，得到了现代科学中最重要的方程之一。它们是一组八个看起来非常困难的方程。世界上每个物理学家和工程师在研究生阶段学习掌握电磁学时，都必须努力消化这些方程。

后来，麦克斯韦问了自己一个决定性的问题:如果磁场可以转化为电场，反之亦然，那么如果它们永远互相转化，会发生什么？麦克斯韦发现这些电磁场会产生一种波，这种波与海浪非常相似。令他惊讶的是，他计算了这些波的速度，发现是光速！在1864发现这一事实后，他预言性地写道:“这个速度如此接近光速，似乎我们完全有理由相信光本身就是一种电磁干扰。”

这可能是人类历史上最伟大的发现之一。历史上第一次，光的奥秘终于被揭开了。麦克斯韦突然意识到，日出的辉煌，日落的红色火焰，彩虹的绚丽色彩和天空中闪烁的星星，都可以用他匆忙写在一页纸上的波浪来描述。今天我们认识到，整个电磁波谱——从电视天线、红外线、可见光、紫外线、X射线、微波、伽马射线——只是麦克斯韦波，也就是振动的法拉第力场。

根据广义相对论，当光通过强引力场时，会发生扭曲。

光具有波粒二象性。