Die menschliche Fähigkeit zu sehen – angefangen beim umgekehrten Erregungsmuster auf der Retina bis hin zu den Neuronen im Sehzentrum des Gehirns – ist einer der erstaunlichsten und am schwersten fassbaren Vorgänge des Körpers. Das Ergebnis dieses Vorgangs ist nichts weniger als unsere plastische Wahrnehmung und Orientierung im Raum, auf der unser gesamtes Agieren in der Welt basiert. All das ist möglich durch Licht, das in unser Auge einfällt und auf die Retina ein umgekehrtes Bild der Realität projiziert. Nur 10% des ins Auge eintreffenden Lichtes erreicht tatsächlich die Retina, wobei diese selbst so sensibel ist, dass sie bereits durch einzelne Lichtquanten erregbar ist. Sie ist also so genau, wie es nur physikalisch möglich ist.
Ausgehend vom gesamten Spektrum der elektromagnetischen Strahlung sind wir jedoch fast blind, nehmen wir doch nur Wellenlängen im Bereich von 380 bis 780 nm wahr, während alle anderen Strahlungen wie Ultraviolett-, Röntgen- und Radiostrahlen für das Auge unsichtbar bleiben. Heute sind viele dieser Tatsachen über das Licht und das Sehen bekannt, doch all diese fundamentalen Erkenntnisse stammen erst aus der jüngsten Vergangenheit. Lange Zeit war es nicht einmal klar, dass Licht das Sehen überhaupt erst ermöglicht. Noch Platon ging beispielsweise von korpuskulären Sehstrahlen aus, die das Auge aussendet. Mit dem Beginn der wissenschaftlichen Revolution war man sich schnell über das Primat des Lichtes beim Sehvorgang im Klaren, doch stand man vor der viel fundamentaleren Frage, was das Licht eigentlich ist. Eine der ersten Fragen, die sich die Wissenschaftler stellten, war diejenige nach der Geschwindigkeit des Lichts, von der man nicht wusste, ob sie endlich oder unendlich ist. Eine Antwort darauf fand schließlich der Astronom Ole Rømer, der die Eklipsen der Jupitermonde beobachtete und herausfand, dass deren Intervalle zeitlich variieren, und zwar je nach der Position der Erde zum Jupiter. Befand sich der Jupiter in Oppositionsstellung, also in seiner Kreisbahn so erdnah wie möglich, war die Dauer zwischen zwei Mondverdunkelungen um ca. 16 Minuten länger als in der erdfernsten Konstellation. Daraus schloss Rømer, dass das Licht mit endlicher Geschwindigkeit reist und wir also eigentlich immer nur die Vergangenheit sehen. Diese Tatsache wird umso extremer, je ferner das Objekt der Beobachtung ist: Von der Andromedagalaxie, dem entferntesten Himmelsobjekt, das mit bloßem Auge sichtbar ist, braucht das Licht beispielsweise mehrere Millionen Jahre. Beschaut man also von der Erde den Andromedanebel, sieht man in eine Zeit zurück, in der es auf der Erde noch keine Menschen gab.
Ein weiterer grundlegender Streitpunkt war die Frage danach, woraus Licht eigentlich besteht. Newton vertrat die lange Zeit vorherrschende These, dass sich das Licht aus Lichtpartikeln zusammensetzt, während Huygens der Meinung war, Licht müsse man sich als Impulswellen vorstellen. Man versuchte daher von beiden Seiten ausgehend die verschiedenen Phänomene, die sich am Licht beobachten lassen, zu deuten. Die Lichtbrechung erklärte Newton beispielsweise damit, dass dichtere Medien die Lichtpartikel anziehen und dadurch eine Änderung der Ausbreitungsrichtung zwischen zwei Medien zustande kommt. Huygens‘ Modell dagegen erklärt dieses Phänomen damit, dass sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit beim Übergang des Lichtes in ein Medium von unterschiedlicher Dichte ändert, womit er schlussendlich recht behalten sollte. Seine bis dahin unpopuläre Vorstellung vom Wellenmodell begann sich aber erst langsam im Verlauf des 19. Jahrhunderts durchzusetzen, beginnend mit den Doppelspaltexperimenten von Young, der 1802 zeigen konnte, dass sich Licht durch Interferenz auslöschen lässt. Da man davon ausging, dass das Licht als Welle ein Medium braucht, um sich auszubreiten, nahm man eine allgegenwärtige Grundsubstanz an, die man Äther nannte. Diese müsse sich auch im All befinden, da sonst das Licht nicht von der Sonne zur Erde gelangen könne. Letztendlich sollten sowohl Huygens als auch Newton recht haben, denn mit seinen Arbeiten zum äußeren fotoelektrischen Effekt postulierte Einstein das Lichtquantum, welches laut seiner These sowohl Wellen- als auch Teilchencharakter hat. Diese These gilt heute als empirische Tatsache und Einstein enthielt für seine revolutionäre Entdeckung 1921 den Nobelpreis für Physik.
