马吕斯的射线

机缘巧合常常被误解。它有时被等同于一个幸运的意外，一个几乎任何人都可能发现的发现，有点像中彩票。现实情况却大不相同。偶然的发现是由深入研究相关科学的人做出的，他们不仅发现了差异，而且坚持不懈地跟踪观察，以确定其真实性。

艾蒂安-路易斯·马勒斯(Etienne-Louis Malus)发现光的偏振就是一个很好的例子。马勒斯出生在法国巴黎的一个名门望族。作为一名优秀的学生，他获得了军事工程学院(Mézieres)的奖学金查尔斯·奥古斯丁·库仑有研究。不幸的是，法国大革命关闭了这所学校，导致马卢斯自愿参军，在敦刻尔克修建土方工程。马卢斯给他的上司留下了深刻的印象，以至于他们把他借调到最近在巴黎成立的École综合理工学院。

当他回到军队时，他是一名军事工程师;1798年，他随拿破仑远征军前往叙利亚和埃及，在那里他两次感染鼠疫。在他康复期间，他开始思考光的问题。在那个时候，光的粒子理论和波动理论之间的对比还完全没有解决。在他的第一篇论文中，马勒斯认为，由热物体发出的粒子组成的光，不可能像安东尼·拉瓦锡所说的那样是一种元素，而一定是“热量”和氧气的化合物。他错误地把颜色和温度联系起来，并提出“光分子”在水中传播得更快。人们可能会嗤之以鼻地认为，这对科学家职业生涯来说是一个不祥的开始，但事后诸觉是一件好事;马勒斯对光学的强烈数学方法开始引起人们的注意。

1801年，马勒斯回到法国，1809年，他被派回巴黎，在École综合理工学院担任考官。在他的光学专著他仔细地追踪反射和折射光线，从牛顿的角度扩展了惠更斯的工作。一个关键的挑战是理解双重折射，即通过冰岛石(方解石)或石英观察到的图像加倍。惠更斯注意到，如果一个物体通过两块方解石连续观察，两个图像中的一个可以消失，他称这一观察“不可思议”，但无法解释。

在观察一块方解石时，马勒斯注意到，如果将方解石旋转到特定的角度，从远处窗户反射的太阳几乎会消失。马勒斯感到惊讶，开始了一系列非常仔细的实验。他发现，折射和反射之间不仅有深刻的联系，而且还有一种与光的传播方向垂直的神秘的额外角度效应。通过与磁性的类比，他想象光“分子”具有对极，光与固体的相互作用就像指南针在磁场中的排列。他将这种效应称为极化，并推导出其强度作为角度函数的关键表达式。

在方解石晶体中，这种现象更加奇怪:两束光以直角极化。这是一篇轰动一时的文章，引起了广泛的关注和赞扬。但是，马卢斯的贡献几乎到了尽头;1812年2月24日死于肺结核。

因此，马卢斯的发现被留给了其他人去发展。1811年，在École理工学院，弗朗索瓦·阿拉戈(Francois Arago)报告了壮观的“棱镜”色彩，烛光在镜子中穿过云母，然后通过一块方解石观察。阿拉戈还设计了第一个偏振光滤光片，他将两块适当切割的方解石粘在一起，并确定了偏振光通过一块透明石英可以改变偏振光的方向/角度。这是第一次观测到旋光现象。

1815年，阿拉戈的朋友让-巴蒂斯特·比奥接手了这幅作品。在对固体进行了大量实验后，Biot让偏振光穿过一些松节油。令他惊讶的是，颜色就像云母和石英一样。毕奥委托了仪器制造商但福丁给他做了一个16厘米的带玻璃窗的偏振光管。Biot将显示测量旋转，溶液浓度和路径长度之间的定量关系。

马勒斯、阿拉戈和比奥都“偶然”发现了光与物质相互作用的不同方面，这不是偶然，也不是有意为之。具有讽刺意味的是，他们对其原因的工作模式是完全错误的。但是，极化为探测物质结构提供了广泛的精密工具，并使路易斯·巴斯德等化学家提出了分子手性的概念。它提醒我们，想法和发现可能是一场运气游戏。但有些人玩骰子。