（二）顏色理論引起的風波
牛頓發明反射望遠鏡，是以新的更深刻的光學原理為基礎的。牛頓被選入皇家學會後寫的致謝信中說，他將獻給會員們一篇在他看來是比反射望遠鏡更有價值的論文。他在1672年1月18日的信中寫道：“我不懷疑，這個報告將比那個對儀器的報道更令人高興。據我看來，這件事如果不是關係到極重大的發現，那也是關係到一項非常值得重視的發現，而這種對大自然作用的發現，不論什麼時候都會發生的。”這封信裏所說的重大發現，就是關於光的色散現象的發現和對顏色的理論研究。這篇論文於1672年2月6日寄給皇家學會書記奧爾登堡，宣讀後於2月19日在皇家學會的正式刊物《哲學會報》上刊登，題目是《關於光和顏色的新理論》，內容是敘述他在家鄉躲避鼠疫期間所做的光學實驗，即用棱鏡將一束日光分解為七種單色光，他發現白光由從紅到紫的多種單色光混合組成，每種光都有不同程度的折射“能力”，並敘述了他由此找到了折射望遠鏡產生缺陷的原因，從而使他製造反射望遠鏡得以成功。
1665年，年僅23歲的牛頓就已開始研究光學，這先於他在《自然哲學中的數學原理》一書中所敘述的在力學方麵的工作。他不是靠無根據的假說，而是根據大量的實驗。在鄉間作的光色散實驗，長期未對別人公開，返回劍橋後繼續深入研究，最後終於引導到這樣一個判決性的實驗。牛頓寫道：“我用兩塊木板，將其中一塊放在窗口處緊貼棱鏡的後麵，使光能通過板上特製的一個小孔而射在另一塊木板上，這後一塊板放在12英尺遠的地方，板上也有一個小孔，可讓入射進來的一些光通過。然後，我在這第二塊木板後麵放上第二個棱鏡，使穿過兩板的光也能通過它而在到達牆壁之前再被折射一次。這樣安排好後，我把第一個棱鏡拿在手裏，緩慢地繞著它的軸來回轉動，轉動範圍之大足以使投射在第二塊板上的像的不同部分能相繼穿過這塊板上的小孔，而我可以觀察到第二個棱鏡把它們折射到牆上的哪些位置上。”結果牛頓發現，在第一個棱鏡上被折射得最厲害的藍光，在第二個棱鏡上也受到最大的折射，紅光在這兩個棱鏡上都被折射得最少。這樣就弄清楚了那個像之所以會變長的真正原因。牛頓寫道：“這原因不是別的，正是由於光不是同類的或均勻的，而是由不同類型的光線組成的，其中的一些比另一些更能被折射，”或者說，“不過是由於光是由折射率不同的光線組成所致，這些光線無論其入射方向有何不同，都是按照它們折射率的大小而被傳送到牆的不同部分上去的。”
緊接著，牛頓又做了另一個實驗，用一塊大的透鏡把經過棱鏡折射後的整個光譜收集起來，發現它們會重新聚成白光。這樣，牛頓就通過實驗完成了一個完整的科學認識過程，即把白光分解為不可再分解的單色光，又從這些單色光組成白光。
牛頓在接受巴羅教授的職務後，承擔了每年寫一份講義的任務。他把對光學的研究作為第一份講義的選題。三年後，他把講義中有關上述實驗、觀察過程及結論的內容，都寫入上交皇家學會的光學論文中。
在論文中，牛頓根據大量的反複的實驗提出了重要的顏色理論，他寫道：“白色是光的通常顏色，因為光線是從發光體的各部分雜亂地發射出來的，而光本身是由帶有各種顏色的這些光線所形成的一個混亂的集合體。“如果各組成部分相互間具有一定的比例，那麼從這樣一種混亂的集合中就會產生出白色；但是，如果有一種成分特別占著優勢，那麼光必定傾向於顯現這種成分的顏色，例如硫磺火的藍色，蠟燭火的黃色，以及恒星的各種不同的顏色。”他進一步指出：“顏色不像一般所認為的那樣是從自然物體的折射或反射中所導出的光的性能，而是一種原始的、天生的、在不同的光線中不同的性質。”因此，有兩類顏色，一類是原始的、單純的，另一類是由這些原始的顏色組成的，原始的或本原的顏色為紅、黃、綠、藍和紫紺。橙黃和靛青等隻是一大堆不確定的中間層顏色。一切自然物體的顏色隻是由於它們對某一種光譜色的光反射得更多些。