새롭게 바라본 우주는 뜻밖의 사실을 알려주었다. 우리 눈에는 컴컴하게 비어 있는 것처럼 보이는 어두운 밤하늘 저편에는 사실 매우 많은 존재들이 숨어 있지만, 단지 우리가 눈으로 보지 못할 뿐이라는 것이다. 태양이 추분점을 지나면 하루 중 어두운 시간이 더 길어진다. 겨울에 가까이 가는 끊임없는 여정이 한 번 더 시작되는 것이다. 낮이 짧아지고 밤이 길어지면서 사람들은 어둠의 존재를 새삼 느끼게 된다. 대부분의 문명에서 빛과 어둠은 세계를 이루는 가장 기본적인 한 쌍이었다. 지역마다 빛의 신과 어둠의 신이 있었고, 그들에 얽힌 갖가지 신화와 제의와 금기가 있었다. '어둠'과 '빛'이라는 2개의 명사를 짝지어 쓰는 것이 거의 모든 언어에서 어색하지 않은 데서도 알 수 있듯이 인간은 예로부터 어둠을 빛에 맞서는 독립된 존재로 여겨 왔다. 빛과 어둠은 예술가들의 마르지 않는 영감의 원천이기도 하다. 프랑스를 중심으로 한 19세기 인상주의 화가들은 특히 빛과 그림자가 만들어내는 다채로운 변화들에 주목하여 독특한 화풍을 만들어내었다. 이들에게 많은 영향을 미친 영국의 낭만주의 화가 터너(J. M. W. Turner, 1775~1851)는 빛과 어둠이 뒤섞인 동틀녘이나 해질녘의 풍경을 탁월하게 묘사하여 이름을 높였다. 파동과 입자의 모습을 모두 보여주는 빛 그런데 잠깐 생각해 보자. 어둠과 빛은 정말 동등한 '존재'인가? 곰곰 따져보면 어둠이란 빛이 없는 결핍 '상태'인 것이지 빛과 별개로 존재하는 것은 아니다. 빛에 대한 지식들이 하나의 학문으로 정립되어 나가면서 어둠은 빛의 결핍에 불과한 것으로 여겨졌고 학자들의 관심은 빛의 정체에 집중되었다. 근대화학의 토대를 세운 라부아지에(1743~1794)는 빛도 세상을 이루는 근본물질 중 하나라고 보았다. 그는 뉴턴의 생각을 받아들여 빛도 무게가 없는 작은 입자로 이루어져 있다고 생각했고 따라서 <화학원론>(1789)에서 새로운 원소체계를 제안하면서 빛을 33개의 원소 가운데 하나로 포함했다. 하지만 19세기가 되자 빛을 입자로 이해해서는 설명할 수 없는 현상들이 하나둘씩 알려졌다. 대표적인 것이 2개의 빛살이 만나면 서로 간섭하는 현상이었다. 빛이 입자라면 서로를 튕겨낼 수는 있지만 이렇게 섞일 수는 없는 노릇이기 때문이다. 따라서 19세기 중반까지는 빛을 음파나 마찬가지로 파동의 일종으로 설명하려는 시도들이 성행했다. 19세기 후반 전기와 자기에 대한 이론이 통합되어 전자기학(electromagnetism)이라는 학문이 정립되면서 빛에 대한 이해가 더욱 깊어졌다. 맥스웰(James Clerk Maxwell, 1831∼1879)은 전자기학을 수학적으로 정리하면서 빛의 정체도 함께 설명했다. 전기장과 자기장이 상호작용하면 전자기파라는 파동이 생겨나는데, 우리가 보는 '빛' 즉 가시광선은 이 전자기파 중 특정한 주파수의 것을 일컫는다는 것이다. 이후 20세기 초 양자역학이 발전하면서 빛을 비롯한 전자기파는 파동의 성질뿐 아니라 입자의 성질도 보여준다는 것이 새롭게 알려졌고, 상대성이론은 물질과 에너지가 사실 같은 것이며 'E=mc²'이라는 관계식으로 서로 변환될 수 있다는 것을 보여주었다.
맥스웰은 전기장과 자기장의 상호작용으로 생기는 전자기파 중 특정한 주파수의 것이 바로 '빛'이라는 가시광선이며, 우리가 보는 '빛'은 전자기파 중 특정한 주파수인데 이는 20세기 초 양자역학이 발전하면서 파동의 성질 뿐 아니라 입자의 성질도 보여준다는 것이 새롭게 알려졌다.