颜色本质的第一次突破

牛顿浑身才华，犹如大坝水满，渠水四溢，发现万有引力定律，出版了《自然哲学的数学原理》一书后，这智慧之水又在光学上冲开一个缺口，奔涌而出。
原来，在颜色问题上，千百年来一直有一个难解的谜。那太阳光谁看也说是白的，可不知怎么雨后的天空会突然出现一条七色彩虹。于是众说纷纭，有说这是一条长龙弯身下海吸水；有言这是一座彩桥，仙人踏空而过；
有那刚登王位的，就说这是吉兆，上天呈祥；有那宝座不稳的，就疑是江山气数已尽，终日惶惶。——反正谁也说不清。中国古代已注意到虹是阳光与水珠的变幻。甲骨文里虹是“日”加“水”写作“O”。唐代张志和的《玄真子》中记载：“背日喷乎，水成虹霓之状。”——端着一碗水背向太阳一喷，眼前竟也能现出一条多彩小链。但这喷出的霓，伸手抓是一把湿汽，想多看一会儿又瞬间即逝，既不能抓在手里玩，更不能用刀将它剖开，终还是弄不清这颜色是怎么来的。至于平时红的花，绿的叶，五颜六色的什物，人们更不知到底是怎么回事。前面提到的那个法国数学家笛卡儿说：颜色是许多小粒子在转，转速不同，颜色也就不同。化学家波义耳说：光是有许多极小粒子向我们的眼睛视网膜上撞，撞的速度不同，看到的颜色也就不同。反正，为解这个谜有不少人都想来试一试，而运气最好的，还是牛顿。

　 　 1666年，牛顿还在剑桥大学当穷学生时，他脑海里就翻腾过这个颜色问题。说来真巧；回到乡下，因看到苹果落地发现万有引力；回到学校，却又因看到门缝里的光而解决了光学中的颜色问题。那是个假日，同学们都去郊游，刻苦的牛顿却将自己锁在房中，推演着那引力的公式。不觉日已当午，他饥肠辘辘，便推开稿纸，抬起头来伸个懒腰，这一抬头不要紧，只见紧闭的门缝里露进一缕细细的阳光，在幽暗的房间里显得格外明亮。他不由自语道：“从来没有见过这样细的光丝，不知可否将它再分成几缕?”这么想着，他便伸手从抽屉里摸出一块三棱境，迎上去截住那丝细光，然后又回过头去看这光落在墙上的影子。这一看不要紧，那墙上竟出现一段红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的彩色光带。他将镜子转转，光带不变，再前后移动，终于选出一个最佳点，这一下天上的彩虹便清楚地出现在他的房里。他捏着三棱镜就像抓住了那条巨龙的尾巴，任他细看细想。从这天起，牛顿一有空，就把自己关在房子里，还把门窗都用床单遮严，只放一道光进来，做着这种玩三棱镜的游戏。他已经悄悄地领悟到一个秘密：我们平时看到的白光，其实不是一色白，它是由许多光混合成的。但是那各个单色又是什么呢?
它们之间靠什么区别成不同颜色呢?按道理应将那单色光再分一次，但这还得要一块三棱镜，还得有暗室设备，他这个穷学生是办不到的。 牛顿在剑桥大学有一位恩师叫巴罗，他们生尊师爱，情同鱼水，结下了忘年之交。这巴罗几日不见牛顿出来走动，一天便到房里来找牛顿。他见门虚掩着，屋里静悄悄的不像有人，便推门而进。不想一头正撞在一个人身上。巴罗刚从阳光下走进这间暗屋里，他一时看不清是谁，只听有人喊了他一声“老师”，将他扶住，又一把扯下窗户上的床单——原来是牛顿。巴罗说：“你又在搞什么名堂，几天不露面，我还以为你病了呢。”牛顿却笑嘻嘻地如此这般地说了一遍。巴罗也大为惊喜，连声埋怨他何不早说。第二天，他就给牛顿又弄来一块三棱镜，布置起一个真正的暗室。他们先让一束光穿过一个黑色木板上的小孔，用三棱镜将它分成七条不同的彩色光，再用一个有孔的木板挡住分解后的光，让每条单色光逐一从孔里通过，木板后再放一个三棱镜。这时新的发现出现在粉墙上：一是这单色光通过三棱镜时不会再分解，二是各色光束经过三棱镜时折射的角度不同。凭着数学天才和实践才能，牛顿很快就计算出红、绿、蓝三色光的折射系数。这一实验不久，1669年底牛顿便接替巴罗老师，开始在剑桥大学向学生们开设光学课了。可惜学生们听不大懂他在讲些什么。