波在其他介質中的傳播速率要小於在以太中的傳播速率可以用哪一種理論解釋?
波動說
幾何光學，又稱射線光學，描述了光的傳播。在幾何光學中，光被稱作是 射線。光線會在兩種不同介質的界面改變傳播方向，並有可能在折射率隨位置變化的介質中發生曲線彎折的現象。幾何光學中的光線是抽象的物體，它的前進方向垂直於光波的波前。幾何光學給出了光線通過光學系統的傳播規律，以此可以預測其實際波前的位置。費馬原理是幾何光學的基本定理：光傳播的路徑是光以最短時間通過的路徑，由此可以推導出許多幾何光學的定律。考慮一個由透鏡、反射鏡及稜鏡組合而成的光學系統，用幾何光學可以說明其中的反射、折射等現象，需要注意的是，幾何光學簡化了光學理論，因此它無法解釋很多重要的光學效應，例如：繞射、偏振等。通過近軸近似，可以對幾何光學做進一步簡化，並對應於數學描述上的線性化。在近軸近似條件下，光學元件和系統可以通過簡單的矩陣來表示。高斯光學以及近軸光線跟蹤都是以近軸近似的基礎進行發展，可以確定光學系統的一階特性，例如找出成像位置、物體位置以及放大倍率的近似值等。高斯光束傳播是近軸光學的擴展，它可以更為精確地描述相干傳播。即使仍然使用近軸近似，這一技術可以部分描述繞射，能夠精確計算雷射束隨距離傳播的速率以及其最小的匯聚尺寸。高斯光束傳播理論因此可以溝通幾何光學與物理光學。
心理學是否為自然科學的範圍，目前也尚存爭議，一般較廣為接受的說法是心理學同時包含在自然科學與社會科學的範疇之中。自然科學的根本目的在於尋找隱藏在自然現象背後的規律，但是自然科學的工作尚不包括研究為什麼會存在這些規律。自然科學認為超自然的、隨意的和自相矛盾的現象是不存在的。自然科學的最重要的兩個支柱是觀察和邏輯推理。由對自然的觀察和邏輯推理自然科學可以引導出大自然中的規律。假如觀察的現象與規律的預言不同，那麼要麼是因為觀察中有錯誤，要麼是因為至此為止被認為是正確的規律是錯誤的。一個超自然因素是不存在的。
還原論是將世界上的事物的解釋簡化到一些基礎的理論的哲學觀點。在粒子物理學這個觀點是提出一個可以解釋世界上的一切的一種最基礎的物理理論，或者用一個比較大眾化的語言來說，來尋找一個概括宇宙一切的公式。但在粒子物理學的發展過程中也一直有人批評這種極端的還原論。這些批評者中有粒子物理學家、化學家、生物學家、固態物理學家和整體論者。他們並不向標準模型理論本身挑戰，但他們認為基本粒子的特性並不一定也是它們所組成的原子、分子或更大的結構的特性，尤其是它們並不能表達很多粒子組成的系統的特性。基於混沌理論，一些批評者認為即使物理學家完全認識基本粒子的所有的特性的話，人們以此不能完全理解所有的自然的過程；另一些批評者懷疑人們能夠完全理解基本粒子的特性。
光的本性問題是物理學界長久以來一直爭論不休的一個難題。牛頓在思考這個問題時，將他所擅長的物質、粒子和力等概念滲透到光學中，從而將光的本性解釋為物質的微粒。這些微粒以一定的速率在真空中保持直線運動，碰撞到光滑的鏡面則產生彈性反射，而前文中笛卡爾的理論推導也證明了這種假說能夠解釋光的折射現象。微粒說能夠在相當程度上完整地解釋幾何光學，而對於色散的問題，則要假設每一種顏色的光對應一種顏色的微粒，不同顏色的微粒在真空中具有相同的速度，而在介質中則具有不同的速度。然而，關於光的本性很多物理學者一直持有另外一種觀點，即光是一種彈性的機械波，持這種波動觀點的代表人物有虎克和惠更斯等人。惠更斯在1678年所闡述的觀點認為，光是發光體內部的粒子振動所產生的機械波，這種機械波傳播所依靠的介質被稱作以太。惠更斯認為光是一種縱波，從而以太這種物質類似於空氣一樣，但沒有任何質量，瀰漫於整個宇宙中而無處不在。因此在波動說看來，光的本質就是能量通過以太的振動在空間中的傳遞。波動說同樣可以解釋很多光學現象，例如波在其他介質中的傳播速率要小於在以太中的傳播速率，因而這種效應會引起折射。對於色散，波動說認為每種顏色的光對應有不同的波長，因而在以太以外的其他介質中波速不同。儘管波動說能夠貌似更簡單地解釋光學現象，當時的科學界由於更相信牛頓的權威，在波動說提出的一百多年裡一直更推崇微粒說。