Я слышал рисовательное правило: «Свет холодный → Тень тёплая» и наоборот. Почему это так и как это работает?

Помимо того что это подчеркивает контраст тени и света - это чистая физика.
И кстати и то, и другое может быть и холодным, и теплым.

Одна из основных загадок квантовой физики, положившая ей начала связана с осознанием того, что синий свет и красный - это разные частицы. Имеющие разную массу. И естественно воспринимающиеся визуально по-разному. Как мы никогда не спутаем попу с пальцем, так и свет: теплый с холодным никогда не спутаем, тк это материально разные явления.

Конечно художники вряд ли интересуются физикой, а лишь опираются на уведенное. На синюю листву под вечер и теплые пятна солнечных лучей на траве.

Например, Леонардо Да Винчи пишет в своих заметках о том, что воздух имеет массу, плотность и цвет (в определенном кол-ве) Потому например уходя в даль зеленые луга будут приобретать голубой оттенок. Так же он даже говорит что свет идущий с востока имеет более теплый оттенок, нежели с севера (достаточно лихое заявление)

На самом деле это правило следует из практики. Из того что мы видим. Актуально было тогда, когда художники являлись "фотоаппаратами" своего времени. Это лишь приближет нас к реалиям, но не является обязательным пунктом.