當太陽的光輝把大地照亮，我們才能夠欣賞五彩繽紛的世界，讚美千姿百態的大自然。沒有光，人們將陷入可怕的、永恒的黑暗之中。因此，什麼是光，長期以來就是人們非常關心的問題。為了獲得對光的本性的認識，從17世紀後半葉開始，經曆了幾百年的激烈爭論。科學巨匠牛頓也是光學大師，他在總結前人經驗和自己實踐的基礎上，在17世紀末發表了科學史上第一部完整的光學著作——《光學》。他認為：光是由一顆顆像小彈丸一樣的機械微粒組成的粒子流，這些光粒子進入人眼睛，衝擊視網膜，就引起視覺。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。發光物體發出的光粒子都是沿直線高速運動的，所以光線必然沿直線前進。光粒子是彈性小球，遵循力學規律，碰到光滑界麵會發生反彈，形成反射現象，就像力學中理想剛球被彈性表麵彈回一樣。
對於折射現象，牛頓認為，這是由於光粒子到達兩種媒質界麵的時候，受到媒質的垂直於界麵方向的吸引，使得粒子垂直於界麵方向的前進速度發生改變造成的。為了說明進入水中的光線折向法線，牛頓假設光在水中的速度大於在空氣中的速度。牛頓的“微粒說”由於能夠簡單、通俗地解釋光學現象，很快獲得了人們的承認和支持。
但是，“微粒說”不是萬能的。一些當時已知的光學現象，比如在空間交叉的幾束光線能夠互不幹擾地獨立前進；光線不是永遠走直線，它可以繞過障礙物的邊緣拐彎前進等，“微粒說”就無法解釋。
為了解釋這些現象，荷蘭物理學家惠更斯提出和“微粒說”相對立的波動說。他把光和聲波、水波相類比，認為光是一種機械波，由發光物體引起，依靠一種特殊的彈性媒質來傳播。這一種學說，既解釋了幾束光線相遇不會發生幹擾的現象，又解釋了光的反射和折射現象。
在解釋折射現象的時候，惠更斯同牛頓相反，他假設光在水中的速度小於在空氣中的速度。
波動說的創立，打破了“微粒說”“一統天下”的局麵，拉開了光究竟是粒子還是波動的激烈爭論的戰幕。
但是盡管波動說可以解釋不少光學現象，由於它很不完善，解釋不了人們最熟悉的光的直進和顏色起源等問題，所以沒有得到普遍支持。再說，受當時實驗條件的限製，不能測出水中的光速，無法判斷牛頓和惠更斯的假設誰對誰錯。牛頓在學術界享有崇高的聲望，他的擁護者又利用他的權威對波動說橫加指責，全盤否定，以致波動說在很長時間裏幾乎銷聲匿跡，“微粒說”盛極一時，在光學界統治了近一個世紀。
進入19世紀以後，在以往爭論中被“微粒說”壓得奄奄一息的波動說，又活躍了起來。嶄新的實驗事實，接二連三地暴露了“微粒說”的無能和錯誤，而波動說卻應付自如。
幹涉現象是波的一種特性。兩個或者兩個以上具有相同頻率、相同振動方向和恒定相位差的波，在空間相遇，在交疊區域中，有的地方振動加強，有的地方振動減弱，形成特殊的幹涉花樣。如果光是一種波，也一定會產生幹涉現象。
為了證明這一點，楊氏在暗室裏做了有名的幹涉實驗：取甲、乙、丙三塊光屏，甲屏中央有兩個離得很近的小圓孔，把它們立在桌上，讓太陽光通過甲屏小孔照射到乙屏的兩個小孔上，丙屏上立刻出現了亮暗交替的彩色幹涉條紋。丙屏上的條紋是乙屏的兩個小孔射出的兩束光發生幹涉的結果。甲、乙屏的設置就是為了使乙屏兩個小孔射出的光頻率相同，相位差恒定。至於彩色的出現，是因為太陽光由各種顏色的光組成，各種色光形成的亮暗條紋的位置不同的緣故。楊氏實驗的成功，證明了光確實是一種波，它隻有用波動說才能解釋，“微粒說”就解釋不了。
給“微粒說”沉重打擊的第二個實驗，是光的衍射實驗。波在傳播過程中可以繞過障礙物的現象叫做衍射現象，它也是波的基本特征之一。比如，把門窗打開一條小縫，室裏各處都可以聽到室外傳來的聲音；湖麵上水波遇到障礙物，能夠繞過障礙物的邊緣傳到後麵去，這是聲波和水波的衍射現象。光如果是一種波，它也一定會發生衍射現象。