עקרון פרמה [1], שנוסח על ידי המתמטיקאי פייר דה פרמה [2] קובע שקרן אור תנוע בין שתי נקודות במסלול שבו זמן התנועה שלה יהיה הקצר ביותר. מהעיקרון אפשר להסיק שכשקרן אור מוחזרת ממראה, הזווית שבין הקרן הפוגעת במראה שווה לזווית שבין הקרן המוחזרת מהמראה. כמו כן, כיוון שמהירות האור משתנה בתוך חומרים שונים, העיקרון מאפשר לחזות שאור ישנה את כיוונו כשהוא עובר מחומר אחד לחומר אחר - תופעה הנקראת שבירת אור. בנוסף מאפשר העיקרון לחשב בדיוק באיזה אופן יתרחש שינוי הכיוון הזה.
נשים לב לנקודה מעניינת: על פניו נראה שיש כאן מצב פרדוקסלי לפיו כדי למצוא את מסלול הקרן עלינו לדעת מראש את נקודת היעד שלה.הקרן, הרי, לא בוחרת יעד ומחשבת מסלול. למעשה, אין פה בעיה אמתית. ניתן להסתכל על האילוץ הגורם לאור לשנות את מהירותו כמשהו שמעוות את המרחב בו האור נע. למשל, אפשר להתייחס לקרן אור שעוברת בין אוויר למים כאילו היא נעה בהתחלה במישור ולאחר מכן בעלייה. אדם שהולך לאורך מסלול כזה לא יכול לנוע בקו ישר בין נקודת ההתחלה לסיום. כדי לנוע בקו ישר הוא יאלץ להתנתק מהקרקע. בצורה דומה קרן האור לא יכולה להתקדם בקו ישר תחת האילוץ הזה, אבל היא תתקדם במסלול הקצר ביותר האפשרי במרחב העקום, שהוא גם המסלול המהיר ביותר. מאחר שמסלול הקרן נקבע על ידי החומרים דרכם היא עוברת, אין צורך לדעת את נקודת היעד שלה מראש כדי למצוא את הדרך המהירה ביותר לשם.
מדוע האור זז במסלול המהיר ביותר? עקרון פרמה הוא מקרה פרטי של עקרון הפעולה המינימלית [3]. לפי עקרון מרכזי זה הדינמיקה של המערכת תהיה כזו שתמזער את האנרגיה שלה. עוד על עקרון זה - בפוסטים עתידיים.
 
מקורות וקריאה נוספת:
[1] עקרון פרמה: https://goo.gl/WimV1W
[2] עוד על פייר דה פרמה: https://goo.gl/kPPGms
[3] עוד על עקרון הפעולה המינימלית: https://goo.gl/rZpxpM