微粒說與波動說之爭，牛頓認為光是一種微粒。光學是一門最古老的物理學分支之一．光的本性問題一直是人們十分關心和熱衷探討的問題．17世紀以來，隨著科學技術的發展，這種爭論達到了空前激烈的地步，也就是物理學史上著名的微粒說與波動說之爭．
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學說由來
1638年，法國數學家皮埃爾·伽森荻(Pierre Gassendi)提出物體是由大量堅硬粒子組成的。並在1660年出版的他所著的書中涉及到了他對於光的觀點。他認為光也是有大量堅硬粒子組成的。 牛頓隨後對於伽森荻的這種觀點進行研究，他根據光的直線傳播規律、光的色散現象，最終於1675年提出假設，認為光是從光源發出的一種物質微粒，在均勻媒質中以一定的速度傳播。 微粒說很容易解釋光的直進性，也很容易解釋光的反射，因為粒子與光滑平面發生碰撞的反射定律與光的反射定律相同。然而微粒說在解釋一束光射到兩種介質分界面處會同時發生反射和折射，以及幾束光交叉相遇後彼此毫不妨礙的繼續向前傳播等現象時，卻發生了很大困難。
微粒說
17世紀的科學巨匠牛頓，也是光學大師，關於光的本性，牛頓是這樣認為的：光是由一顆顆像小彈丸一樣的機械微粒所組成的粒子流，發光物體接連不斷地向周圍空間發射高速直線飛行的光粒子流，一旦這些光粒子進入人的眼睛，衝擊視網膜，就引起了視覺，這就是光的微粒說．牛頓用微粒說輕而易舉地解釋了光的直進、反射和折射現象．由於微粒說通俗易懂，又能解釋常見的一些光學現象，所以很快獲得了人們的承認和支持．
但是，微粒說並不是“萬能”的，比如，它無法解釋為什麼幾束在空間交叉的光線能彼此互不干擾地獨立前時，為什麼光線並不是永遠走直線，而是可以繞過障礙物的邊緣拐彎傳播等現象．
為了解釋這些現象，和牛頓同時代的荷蘭物理學家惠更斯，提出了與微粒說相對立的波動說．惠更斯認為光是一種機械波，由發光物體振動引起，依靠一種特殊的叫做“以太”的彈性媒質來傳播的現象．波動說不但解釋了幾束光線在空間相遇不發生干擾而獨立傳播，而且解釋了光的反射和折射現象，不過在解釋折射現象時，惠更斯假設光在水中的速度小於在空氣中的速度，這與牛頓的解釋正好相反．誰是誰非，拉開了近代科學史上關於光究竟是粒子還是波動的激烈論爭的序幕．
儘管波動說可以解釋不少光學現象，但由於它很不完善，解釋不了人們最熟悉的光的直進和顏色的起源等問題，所以沒有得到廣泛的支持．再加上當時受實驗條件的限制，還無法測出水中的光速，便無法判斷牛頓和惠更斯關於折射現象的假設誰對誰錯．尤其是牛頓在學術界久負盛名，他的擁護者對波動說橫加指責，全盤否定，終於把波動說壓了下去，致使它在很長時間內幾乎銷聲匿跡．而微粒說盛極一時，居然在光學界稱雄整個18世紀．
波動說
進入19世紀以後，曾被微粒說壓得奄奄一息的波動說重新活躍起來．一個個嶄新的實驗事實，使波動說雄姿英發，應付自如，進入了一個“英雄時期”．
給微粒說以沉重打擊的第二個實驗是光的衍射實驗．衍射現象也是波的基本特性之一，這是一種波在傳播過程中可以繞過障礙物，或穿過小孔、狹縫而不沿直線傳播的現象．法國物理學家菲涅爾設計了一個實驗，成功地演示了明暗相間的衍射圖樣，在微粒說看來，光的衍射現象則是不可理解的．
給微粒說以致命打擊的是對光速值的精確測定．牛頓和惠更斯在解釋光的折射現象時，對於水中光速的假設是截然相反的，誰是誰非，難以證實．到了19世紀中葉，法國物理學家菲索和付科，分別採用高速旋轉的齒輪和鏡子，先後精確地測出光在水中的傳播速度只有空氣中速度的四分之三．又一次證明了波動說的正確性．
經過反覆較量，波動說終於壓過了微粒說，取得了穩固的地位．到19世紀60年代，麥克斯韋總結了電磁現象的基本規律，建立了光的電磁理論．到80年代，赫茲通過實驗證實了電磁波的存在，並證明電磁波確實同光一樣，能夠產生反射、折射、干涉、衍射和偏振等現象．利用光的電磁說，對於以前發現的各種光學現象，都可以做出圓滿的解釋．這一切使波動說錦上添花，使它在同微粒說的論戰中，取得了無可爭辯的勝利．
以太學說
波動說認為，光是依靠充滿於整個空間的連續介質——以太做彈性機械振動傳播的．為了驗證以太的存在，1887年，美國物理學家麥可遜和莫雷使用當時最精密的儀器，設計了一個精巧的實驗．結果證明，地球周圍根本不存在什麼機械以太．沒有以太，光波和電磁波是怎樣傳播的呢？面對這一波動說難以克服的困難，微粒說躍躍欲試．
新微粒說
光電效應的發現，使微粒說再次“復辟登基”．所謂光電效應，就是指金屬在光的照射下，從金屬表面釋放出電子的現象，所釋放的電子叫做光電子．大量的實驗證明，光電效應的發生，只跟入射光的頻率有關，只要入射光的頻率足夠高，不管它強度多弱，一旦照射到金屬上，立刻就有光電子飛出．而從波動說的觀點看，光電效應是絕對無法理解的．因此，波動說完全陷入了困境．至此，光的微粒說又昂首挺胸．活躍在科學的舞台上．
