奥古斯丁·菲涅耳

1818 年，法国科学院悬赏征集关于光的衍射的论文。评委会由拉普拉斯、毕奥、泊松组成——三个人都是光微粒说的支持者。设立这个奖题的部分动机，就是想让波动说彻底出局。

结果适得其反。

停职带来的空闲

菲涅耳的正式职业是国家道路桥梁工程师，负责修路。他童年发育很慢，八岁还几乎不会读书；后来考进巴黎桥路学校，毕业后在外省修了几年路。

1815 年拿破仑从厄尔巴岛回来，百日王朝期间菲涅耳站在波旁王室一边，因此被停职，遣返回母亲家中监视居住。

正是这段强制赋闲的日子，他开始认真研究光。他在乡下自制器材，用蜂蜜滴成的小透镜当显微镜，观察各种物体边缘投下的条纹。

泊松的反例

他 1818 年提交的论文做了一件杨没有做完的事：给惠更斯的「子波」图像配上数学。

惠更斯说波前上每一点都是新的子波源，但他没有处理相位——所以他能解释反射折射，解释不了衍射条纹。菲涅耳把每个子波的相位算进去，让它们带着相位叠加，于是任意形状的障碍物后面的光强分布，第一次可以计算出来。

评委泊松读了论文，从菲涅耳的公式里推出一个他认为荒谬的推论：一个不透明圆盘的影子，正中央应该出现一个亮点。这显然违反常识——影子中心怎么会亮？他认为这足以证明整个理论是错的。

评委会主席阿拉戈决定动手试试。他做了实验：一束光照在一个小圆盘上，影子正中央确实有一个亮点。

菲涅耳获奖。这个亮点今天叫泊松亮斑，或阿拉戈亮斑——用反对者的名字命名，因为是他推出来的。

光是横波

还有一件事困扰着波动说：偏振。光通过某些晶体后会显出方向性，而声波这类纵波不可能有这种性质。

1821 年前后，菲涅耳与杨各自意识到答案：光的振动方向垂直于传播方向，是横波。这一条解释了全部偏振现象，也让他推出了描述反射与透射比例的菲涅耳公式。

代价是当时的以太模型变得极其别扭——横波要求介质有剪切刚度，也就是说以太得像固体。这个矛盾一直悬到 1905 年才被取消前提。

灯塔

菲涅耳留下的最实在的东西是一种透镜。

传统的大透镜要做得又厚又重，光在玻璃里损失严重。他的办法是把透镜切成一圈圈同心的环带，每一环只保留起折射作用的那层曲面，去掉中间的实心玻璃——厚度骤减，重量骤减，光却几乎不损失。

1823 年这种透镜装上了吉伦特河口的科尔杜昂灯塔。灯塔的可见距离从十几公里提高到数十公里。此后一个世纪，全世界的灯塔陆续换上菲涅耳透镜，海难数量显著下降。

今天它还在别处：汽车前照灯、投影仪的聚光镜、交通信号灯、太阳能聚光器、以及很多相机的取景屏。

1827 年菲涅耳因肺结核去世，年仅三十九岁。临终前几天，英国皇家学会把伦福德奖章送到了他的床边。