在十八世纪，光学很少有什么发展。大部分人都接受牛顿关于光是由一道直线运动的粒子组成的观点，而对牛顿认为光的微粒的运动激起或者伴随着一种到处渗透的以太振动的看法却被人们遗弃了。由于拉格朗日和拉普拉斯全面地发展了牛顿体系，而光的微粒说又被认为是这个体系的不可分割的部分，所以到了十八世纪末，光的微粒说的正确性好象完全肯定了。可是就在这个时候，德国的自然哲学家开始攻击牛顿哲学，特别是反对牛顿的光学理论。那些自然哲学家认为各种光谱颜色并不合成白光。在他们看来，各种颜色都是光与暗冲突的结果。白光本身并不是由运动的粒子所组成，它不过是以太中的一种张力。这些自然哲学家的想法都带有高度的臆测性，对光学直接的影响很小，但它可能使光学研究从物理学角度转到生理学方面来，因为他们认为眼睛所产生的光学上的错觉和其他光学现象同样真实，而且同样值得研究。
这些自然哲学家的理论可能是牛顿哲学的一种更广泛反抗的征兆，因为惠更斯的光的波动说在公元1801年就被伦敦物理学家托马斯？杨重新提了出来，虽然当时并没有什么支持这个学说的新证据。托马斯？杨声称：“尽管我仰慕牛顿的大名，但我并不因此非得认为他是百无一失的。我……遗憾地看到他也会弄错，而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步。”
托马斯？杨和他同时代的科学家道尔顿一样，都出身于教友会会员的家庭。他学的是医，后来在外科医生约翰？亨特（John Hunter，公元1728－1793）下面在伦敦研究生理光学的问题，托马斯？杨证明眼睛适应不同距离的物体是靠改变眼球水晶体的曲度。他设想眼网膜有几种不同结构分别感受红、绿、紫的光线，并以此说明颜色的感觉和色盲现象。
托马斯？杨继续在爱丁堡、剑桥以及最后在德国的哥廷根从事医学研究，在德国他看出有理由恢复光的波动学说。他在哥廷根的博士论文里，提出一个关于声音和人的语言的论题。在这个题目下，他联系自己早期的光学研究，提出声和光都是波的振动，颜色和不同频率的音是一样的。人们都公认声音是沿着声音传播的方向的空气中的波动，而托马斯？杨假定光也是一种到处渗透的发光以太中类似的纵向振动，正如惠更斯在他以前所主张的那样。他指出一个弱的光源发出的光和一个强的光源发出的光，走得同样快，这一事实用光的波动说来解释要比用光的微粒说来解释容易。人都熟知两道声波或者水波可以相互干预，所以托马斯？杨就作了一项实验使两道光线互相重迭和干预，从而产生交替的黑白条纹，说明一道光线可以加强或者抵消另一道光线。根据波段的间距和仪器的大小，他可以算出光波振动的波长，得到波长约为一米的百万分之一。由于光的振动波长比照见的物体的尺寸小得多，所以他指出光将沿直线走动，并能投出清晰的影子。他知道光线确能在某种程度上绕过不透明物体的边缘，产生边缘带颜色的影子和相互干扰的效果，这些在十七世纪都曾经为格里马第和其他人研究过，托马斯？杨举出这些现象作为事例以证实光的波动说。在完成了用光的振动说解释当时知道的光学现象之后，托马斯？杨和武拉斯顿证实了惠更斯在冰洲石晶体中所看到的双折射现象的分析是正确的。
光的波动说在英国的复兴。刺激了法国的牛顿学派，并推动了法国对光学问题的研究。拉普拉斯在对托马斯？杨答辩时，于公元1808年用光的微粒说对双折射现象作了分析。同年，马吕斯（Malus，公元1775－1812）在法国多种工艺学院，发现光反射时的偏振现象。这种效应是在光束碰到透明介质如玻璃时发生的，这时光束部分地反射出去，部分地透进去。马吕斯发现被玻璃反射并通过冰洲石晶体所看到的两个太阳影象具有不同强度，而阿拉戈（Arago，公元1786－1851）在多种工艺学院以同样方式察看透过的光束，也发现同样现象。这个问题后来由大卫？布儒斯特（David Brewster，公元1781－1868）在爱丁堡作了进一步的探讨，他证明当反射光线和透入光线相互成直角时，两者都偏振得很充分，即是说，不论研究的是反射光线或者透入光线，我们通过冰洲石晶体所能看见的影象只有一个。另外，他还找到了一条普遍的经验定律，描写两种光束相互不成直角时的偏振强度。
光反射时的偏振现象的发现，开头好象对光的微粒说有利。牛顿曾经设想的光的微粒有“边”，以此来说明光束通过冰洲石晶体时分裂为二的现象。现在看起来，好象光的微粒不同的“边”使得有些光透进透明介质，另外一些则在透明体表面被反射出去，从而产生偏振光束。托马斯？杨有一个时期认为这种现象和光的波动说是矛盾的，但是在公元1817年他看出如果光的振动不是象声波那样沿着运动方向的纵向振动而是象水波或者拉紧的琴弦那样的垂直于运动方向的横向振动的话，这个问题说不定可以得到解释。相对于光束运动的方向，可能有两种形式的相互成直角的振动，这样光的偏振就可以归之于这两种振动方式在玻璃面处被分开的结果，一种振动方式成为透入光线，另一种成为反射光线。托马斯？杨在公元1817年写给阿拉戈的一封信中提到了这个假说。在同一年，巴黎科学院悬赏征求阐述光折射现象的最佳论文，参与竞赛的有一位土木工程师菲涅耳（Fresnel，公元1788－1827），他和托马斯？杨并无联系，单独地企图恢复旧的光纵向波动说。阿拉戈把托马斯？杨的最近假设告诉了菲涅耳，菲涅耳就以托马斯？杨的假设作为应征论文的基础，在论文中他指出所有已知的光学现象都可以根据光是横向振动的波这个假设予以解释。
新的光波说引起了关于发光的以太，即光振动借以产生的介质的许多问题。菲涅耳在公元1821年指出，纵向振动可以通过气状介质传播，如声波通过空气传播那样，但是横向振动，就象胶质的抖动一样，只能在具有固体物质许多特点的介质中才能产生。人们很难设想一种凝固得足以传播横向光波，同时又能容许天体自由运行的以太。还有，巴黎大学的泊松（Poisson，公元1781－1840）在公元1828年指出，如果发光的以太是一种类固体，那末光的横向振动就总会伴随着纵向振动，这样就又增加了一项困难，因为纵向振动和横向振动一样，都将把光源中的能量带走。
大部分固体对压缩、延伸、扭转和弯曲都是抗拒的，而且可以认为固体并不一定同时具备全部这些性质，因此有可能设想一种假想的固体以太，它可以很容易地被压缩或者延伸，以允许天体毫无阻碍地通过；它又对扭转或弯曲具有弹性，以容许它传播光波的振动。
公元1845年，剑桥大学的乔治？斯托克斯（George Stokes，公元1819－1903）指出有些众所周知的固体，如沥青和蜡，就硬得可以传播抖动或横向振动，然而又能压缩或延伸。发光的以太只要明显地具备这些综合性质就成了。他设想的另一个类比是一种溶在水里高度稀薄的胶质，这种溶液将容许物体通过，而且同时又能传播振动。公元1839年詹姆斯？麦古拉（James MacCullagh，公元1809－1847）在都柏林设想一种以太，这种以太的元素只抵抗旋转扭动的压力；据此，他就有可能根据力学定律解释一系列形形色色的光学现象。后来在公元1889年，凯尔文爵士（Lord Kelvin，公元1824－1907）在格拉斯哥对麦古拉以太的元素造了一个机械模型。他把四根棍子排成四面，每一个根棍子作为以对转向相反的回转仪飞轮的轴。这个模型可以抵御一切转动式的干扰，但抵御不了直向运动。
与此同时，法国多种工艺学院的奥古斯丁？柯西（Augustin Cauchy，公元1789－1857）提出了两种以太学说，企图根据以太在物体内改变密度或者弹性的假定，来说明光的反射和折射现象。在公元1839年，他又提出第三种以太学说，设想以太是易缩或滑动的，具有一种消极可压缩性，企图解决泊松在公元1828年指出的横向振动必然伴随振动的困难。柯西指出，在这种以太里，纵向振动的速度将是零，因此它不可能带走横向振动的任何能量。剑桥大学数学物理学派的创始人乔治？格林（George Green，公元1793－1841）指出这种以太将是不稳定的，它会不断地萎缩下去。凯尔文公元1888年重又考察了柯西的以太，设想它很象一种均匀的泡沫，没有空气，靠粘着在坚硬的容器壁上而不致坍下。这样一种以太，他认为，如果延伸到无限的空间，或者有一个坚硬的容器作边界，将不会是不稳定的。
到了十九世纪中叶，光的波动说已经取得很稳固的地位了；看来这个学说的最基本证据是由两个法国业余科学家，斐索（Fizesu，公元1819－1896）和傅科（Foucault，公元1819－1868）所提供的；他们在公元1849到公元1862这几年间测定了光在各种不同介质中的速度。在十七世纪，笛卡儿曾经表明，根据光的微粒说，光在密度高的透明介质中的速度就比在空气中快，而光的波动说则设想光在这种介质中应当走得慢些。斐索在公元1849年用一只旋转的齿轮测量光走过某一给定距离的时间，齿轮以一定的速度运动并让光通过某两齿之间的空隙，而在下一个间隙中回来。傅科在公元1850年和公元1862年用一只旋转的镜子，令镜子以一定的速度转动，使它在光线发出并从一面静止镜子反射回来这段时间内，恰好旋转一周。他们的实验结果都和布拉德雷在公元1728 年根据天文学所测量的光速值相符，而傅科的工作表明光在水中比在空气中走的慢，而且其比值等于水和空气的折射率之比，犹如光的波动说所预言的那样。
[英]梅森
