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光(ひかり)とは、基本的には、人間の目(視覚)を刺激して明るさをかんじさせるもの(こと)のこと出典 - 広辞苑、大辞林。すなわち可視光線のことである。だが現代では自然科学の分野では「光」は電磁波の一種と説明されており、同分野では「光」という言葉で赤外線・紫外線まで含めて指していることも多い。

光は宗教、哲学、自然科学などの考察の対象とされている。

◆ 宗教や哲学での説明

光は様々な思想や宗教において、超越的存在者の属性を示すものとされた。

古くから宗教に光は登場しており、より具体的には太陽と結びつけられることも多かった。古代エジプトの神、アメン・ラーなどはその一例である。(太陽神も参照可)

プラトンの有名な「洞窟の比喩」では、光の源である太陽と最高原理「善のイデア」とを結びつけている。

新プラトン主義では、光に強弱や濃淡があることから、世界の多様性を説明しようとしており、哲学と神秘主義が融合している。

例えばプロティノスは「一者」「叡智(ヌース)」「魂」の3原理から世界を説明し、「一者」は、それ自体把握され得ないものであり光そのもの、「叡智(ヌース)」は「一者」を映し出しているものであり太陽であり、「魂」は「叡智」を受けて輝くもので月や星であるとし、光の比喩で世界の説明を論理化した。この新プラトン主義は魔術、ヘルメス主義、グノーシス主義にまで影響を及ぼした、とも言われている。

新約聖書ではイエスにより「私は、世にいる間、世の光である」(ヨハネ福音書 9:5)と語られる。またイエスは弟子と群集に対して「あなたたちは世の光である」(地の塩、世の光)と語る。ディオニュシオス・アレオパギテースにおいては、父なる神が光源であり、光がイエスであり、イエスは天上界のイデアを明かし、人々の魂を照らすのであり、光による照明が人に認識を与えるのだとされた。この思想はキリスト教世界の思想に様々な形で影響を与えた。

グノーシス主義では光と闇の二元的対立によって世界を説明した。

仏教では、光は、仏や菩薩などの智慧や慈悲を象徴するものとされる。

◆ 自然科学での説明

光は波動と粒子の二重性をもち、波動であることを強調する場合は光波、粒子であることを強調する場合は光子と呼ばれる。

光源や観測者の速度にかかわらず「相対速度が変化しない」という特徴を持つ。

◇ 光の波動性

波動としての光を光波と呼び、反射・屈折・回折などの現象を起こす。ヤングの干渉実験により光の波動説として証明され、その後マクスウェルらにより光は電磁波であることが示された。厳密にはマクスウェルの方程式で記述されるベクトル波であり偏光を持つが、波動光学では簡略化のためにスカラー波として扱うことが多い。

(光のエネルギーは電場の振幅の2乗に比例する)

(光の運動量はポインティング・ベクトルに比例する)

◇ 光の粒子性

粒子(量子)としての光を光子(光量子)という。光子は電磁場の量子化によって現れる量子の1つで、電磁相互作用を媒介する。ニュートンの光の粒子説によって唱えられた。現在の光子の概念はアインシュタインによって提唱された。

:$E\; =\; h\; \backslash nu$ (光のエネルギーは振動数$\backslash nu$に比例する)

:$E\; =\; p\; c$ (光のエネルギーは運動量$p$ に比例する)

◇ 粒子説と波動説

「光は粒子か波か?」

この問題は、かつてよく議論された。何故なら、光が波でなければ説明がつかない現象(たとえば光の干渉、分光など)と、光が粒子でなければ説明のつかない現象(光電効果など)が、どちらも明確に確認できたからである。

この問題は、20世紀前半から後半にかけて「量子力学」という学問分野が確立していく中で、「光は粒子でもあり波でもある。粒子と波の両方の性質を併せ持つ、量子というものである」という事が確かめられ、決着がついた。この量子の持つ特異な性質のことを指して、「光は〈粒子性〉と〈波動性〉を併せ持つ」と表現することがある(量子の詳しい性質については記事:量子を参照)。

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