U svom optičkom klasiku – jednostavno nazvanom Opticks – Isaac Newton postavlja temelje korpuskularne teorije svjetlosti. S obzirom na autora, nije čudno da ova knjiga spada, zajedno uz Astronomiae Pars Optica Johannesa Keplera i Traité de la Lumière Christiaana Huygensa, u temeljne tri kapitalne knjige o optici nastale u vrijeme znanstvene revolucije (ali i uspona Zapadne civilizacije)
Da je Newton mislio ozbiljno kada je odlučio objasniti prirodu optike, svjedoči i eksperiment koji samo teoretičaru može pasti na pamet:
'Uzeo sam dugačku šivaću iglu sa tupim vrhom i stavio ga između svojeg oka i očne kosti što bliže stražnjem dijelu oka koliko sam mogao: i pritisnuo sam svoje oko s krajem te igle i tada se pojavilo nekoliko bijelih, tamnih i obojenih krugova. Ti su krugovi bili najjasniji kada sam nastavio trljati svoje oko krajem igle, ali ako bih držao oko i iglu mirno, iako sam nastavio pritiskati oko s njom, krugovi bi postajali blijedi i često bi nestajali dok ih ne bih uklonio pomicanjem svog oka ili igle.'
Da, dobro ste pročitali: uzeo je dugu tupu iglu i zabio ju ispod oka, deformirajući oko u raznim točkama a, b, c, d, e, f, prikazanih na slici, ne bi li bolje razumio prirodu svjetla.
Po Newtonovu zaključku, svjetlo se sastojalo od velikog roja čestica (malenih tjelešaca, ili korpuskula), a takav zaključak je bio u sklopu filozofske doktrine mehanicizma koja sve pojave u svemiru reducira na mehaničke odnose. Promatrajući refleksiju i lom svjetla – fenomene iz koje je bilo moguće zaključiti da se svjetlo giba pravocrtno, što je u suprotnosti od ponašanja valova – Newton je došao do zaključka da je svjetlost sastavljena od čestica. Treba napomenuti da korpuskularna teorija ne implicira atomizam, koji implicira nedjeljive elemente, dok se spomenute čestice u principu mogu dijeliti.
Zanimljivo je spomenuti da je Josip Ruđer Bošković, veliki poštovatelj Isaaca Newtona i njegove teorije, smatrao je pak da je svjetlost vrsta fluida sastavljena od interagirajućih čestica.
S druge strane, spomenuti Huygens i kasnije Thomas Young udarili su temelje valnoj slici svjetlosti, koja je implicirala određena valna svojstva, kao npr. interferencija i difrakcija. Njihov zadatak je, pak, bio da objasne postojeće eksperimente (npr. refleksiju i refrakciju) iz valnih principa. S obzirom da su čestice lokalizirane, a valovi delokalizirani, bilo je jasno da su ove dvije teorije isključive, odnosno jedna je morala biti pogrešna.
Isaac Newton već dulje vrijeme nije bio na ovom svijetu – barem ne u svjesnoj formi – kada je 10. svibnja 1788., rođen Augustin-Jean Fresnel. Premda tom slabom i boležljivom djetetu nisu davali previše izgleda, Fresnel završava École polytechnique, kao i École des Ponts, te svojim ustrajnim radom i izuzetnim znanstvenim sposobnostima postaje ključna karika u dokazu da svjetlost ima valnu narav.
I dok su ga nezvani gosti koji su svoj dom našli u njegovim plućima, danas poznati pod kolektivnim nazivom Mycobacterium tuberculosis, učestalim krvavim kašljom, bolovima u kostima, vrućicama, slabosti i gubitkom tjelesne mase, konstantno podsjećali na vrijeme koje mu je preostalo, Fresnel je ulagao posljednje korpuskule svoje psihofizičke snage u borbi sa silama. Silama koje su vođene uspjehom, ne samo Newtonove teorije, već i opće filozofije mehanicizma, pružale značajan otpor promjeni pogleda na prirodu jednog od najznačajnijih elemenata prirode – svjetla.
Uz brojne inženjerske doprinose o kojima nećemo govoriti u ovom tekstu, Fresnelov najveći znanstveni doprinos je što je kombinirajući spoznaje Huygensa i Younga, o različitim valnim svojstvima svjetla, sa vlastitim spoznajama o interferenciji svjetlosti, uspio objasniti pravocrtno gibanje svjetlosti uz difrakciju koja nastaje kada svjetlost pada na rubove ili rupice – s čime je riješio optički problem star 40 godina, ali i pokrpao dotadašnje rupe u valnoj hipotezi svjetlosti. Baveći se prirodom svjetla, Fresnel je napravio širok skup optičkih eksperimenata, kao i objašnjenja raznih svjetlosnih fenomena (npr. polarizacije) iz pretpostavke valne prirodne svjetlosti, do te mjere da je pobornicima korpuskularne teorije postalo nemoguće ignorirati takve rezultate.
Za razliku od njegovih prethodnika koji su promovirali valnu hipotezu, Fresnel je eksplicitno osudio Newtonovu Optiku kao „pogrešnu i površnu“, smatrajući da će fizika imati koristi ako se oslobodi ustaljenih predrasuda, napadajući korpuskularnu teoriju u svim njenih segmentima. S druge strane, interesantno je primijetiti da je Fresnel, kao i njegov teorijski suparnik Newton, bio duboko inspiriran i motiviran religijom smatrajući da je istraživanje zakona prirode dio istraživanja prirode samoga Boga.
Fresnel prestaje istraživati optiku 14. srpnja 1827. godine, u dobi od 39. godina, kad se trajno seli u Père-Lachaise, najveće pariško groblje. Premda slavu nije doživio za vrijeme života, danas je priznat kao jedan od ključnih osoba u razumijevanju valne prirode svjetla.
Ipak, početni uvjeti svemira htjeli su da priča o ova dva, međusobno isključiva, valna i čestična pogleda na svjetlost dobiju neočekivan epilog: početkom dvadesetog stoljeća, u kontekstu kvantne teorije, postaje jasno da svjetlost ima i valna i čestična svojstva.
