按照当时使用的儒略历，牛顿出生于1642年的圣诞节（也就是格里高利历的1643年1月4日）。牛顿在剑桥三一学院拿到学士学位之后，为了免受1665—1667年瘟疫的影响，从学校回到了家中。在此期间，他在伍尔斯索普庄园，进行了一系列关于光的实验。

图30 重现牛顿的实验：太阳光（白光）通过棱镜变成彩虹色（上图），再通过第二个倒像棱镜重组为白光（下图）。加利福尼亚州圣马力诺亨廷顿图书馆在重复这个实验的过程中，使用杠杆移动右图中的第二个棱镜，将彩虹光向右侧折射，重组为白光。

在牛顿的决定性实验中，他检验了当时最流行的一个猜想：在光的折射过程中，棱镜使光产生了颜色，并在从棱镜射出的光束中被观测到。牛顿让一束太阳光穿过百叶窗上的小孔，照射到棱镜上面，于是太阳光被分解成了彩虹色。接下来，牛顿将其中某个颜色的一束光用第二块屏幕上的小孔与其他光分开，然后投射到另一块棱镜上，结果是这束单色光并没有再次产生更多颜色的光，而且，经过棱镜折射的光的数量与入射的光总量相当。由此，牛顿得出结论，棱镜折射并不能制造颜色，而是因为一束光是由不同颜色的光组成，这些各种颜色的光的折射度不同。折射仅仅是使其显形而非创造出它们。

在另一个实验中，牛顿使用一块透镜来展示彩色，这束光从第一个棱镜打到另一个倒置的棱镜上后，第二块棱镜将其变回白光（图30）。然后将新产生的白光投射到第三块正置的棱镜上，又一次出现了彩色。

牛顿在最初的五种颜色体系中加入了靛蓝色和橙色，使之与七音阶相对应。我们使用一组记号来表示对应的七种颜色，以方便记忆：ROY G BIV，对应红橙黄绿蓝靛紫。牛顿可能是为数不多的可以将靛蓝色分辨出来的人，大多数人会将其视为蓝色的一部分。

1678年，克里斯蒂安·惠更斯提出一个理论，指出光是由波组成而不是粒子。这个理论引起了牛顿的注意。毕竟，两束光可以毫无相互作用地穿过彼此。但是，牛顿依然指出了惠更斯“光的波动说”中的问题：如果在弹性介质中，光是振荡的，那么光应该从新的扰动中心向各个方向发散。1689年，惠更斯随前往伦敦继承英国皇位的荷兰国王（威廉三世。—编者注）一起来到英国，并与牛顿会面。此后，牛顿与惠更斯一直保持通信，讨论光以及其他物质。遗憾的是，光到底是波还是粒子依旧没有定论。1704年，牛顿在《光学》一书中提出了一个微粒子理论：光是由微小的粒子组成的。

关于波与粒子理论的讨论持续了近一个世纪。每一个理论都只能解释部分光的现象。最终，这个问题在量子理论的解释下得到了解决。针对研究问题的角度，光可以看作波，又可以看作一群粒子（光子），这就是我们现在所说的“波粒二象性”。 Yu8tlWYla+3Q2bedz/AkYrr786VmoB8vdYtFfb4G15YNOkqjZNtkCLJdadfQXKRB