În 1666, Newton observă un fenomen pe care l-am putea vedea drept o anomalie pentru teoriile optice ale vremii (pentru care un reprezentant important este Hooke): Newton observă că proiecția unei raze de lumină ce trece printr-un orificiu din fereastră și apoi printr-o prismă nu are forma acelui orificiu (circulară), ci o formă mai alungită, în care lungimea e cam de cinici ori mai mare decât lățimea. Acest fenomen este discutat de Newton într-o scrisoare către Societatea Regală, apărută în Philosophical Transactions.
Newton ia în considerare mai mulți factori care i-ar fi putut altera setup-ul experimental: grosimea lentilelor, forma imperfectă a acestora, sau chiar ipoteza în conformiate cu care lumina s-ar mișca circular. Însă niciunul din acești posibili factori nu par să explice fenomenul. Acest aspect îl încurajează pe Newton să construiască un experiment crucial, care ar trebui să ne elucideze natura luminii: Newton adaugă o a doua prismă și observă că fasciculele colorate de lumină nu se desfac mai departe în alte componente. De aici, Newton conchide că lumina albă e compusă din raze colorate, de refrangibilități diferite (”Light consists of Rays differently refrangible”), și că aceste raze nu sunt proprietăți ale luminii (apărute în urma refracției sau a reflexiei), ci constituenții ultimi ai acesteia (”Colours are not Qualifications of Light, derived from Refractions, or Reflections of natural Bodies […], but Original and connate properties, which in divers Rays are divers”).
Textul lui Newton poate fi împărțit în trei părți: mai întâi, o descriere a anomaliei și a setup-ului experimental ”crucial”. Mai apoi, ”doctrina” culorilor construită pe baza acestui experiment, ce conține 13 propoziții (care ne spun, de pildă, că fiecărui grad de refrangibilitate îi corespunde doar o singură culoare; că razele violet sunt cele mai refrangibile, iar cele roșii sunt cele mai puțin refrangibile; că, deși există un număr indefinit de astfel de raze, totuși între ele nu există o diferență esențială; ori că unele dintre aceste raze – mai apropiate pe spectrul culorilor- se pot amesteca, iar altele nu; și că dacă le amestecăm pe toate recompunem lumina ”albă”; sau că uneori nu vedem lumina ”albă” pentru că prisma pe care o folosim este ușor colorată etc.). Finalmente, Newton propune alte experimente în favoarea doctrinei culorilor.
Numai că această ”doctrină” este prezentată ca rezultând în urma unui experiment crucial. Iar acest lucru atrage atenția unui experimentator ce deja devenise, în epocă, parte a establishment-ului în ale opticii: Robert Hooke (Westfall 1963, Purrington 2009, ch 8). Într-un răspuns adresat tot Societății Regale, Hooke susține că ”teoria” lui Newton (după cum o numește acesta din urmă) este departe de a rezulta dintr-un experiment crucial, și că aceasta este mai degrabă o ”ipoteză” cu nimic mai certă decât alte ”ipoteze”, printre care și cea propuse de Hooke însuși: pentru el, lumina este indivizbilă, se propagă ondulatoriu, iar fenomenul culorilor este doar o aparență (”the Phantasm of Colour”) ce rezultă în urma indicilor de refracție diferiți pe care lumina îi întâlnește la contactul cu diferite suprafețe (deși uneori pare să fie ceva mai aproape de Newton și să spună că există totuși două culori fundamentale – roșu și albastru) (Micrographia 57-69, Purrington op. cit 136- 139). Cu alte cuvinte, Hooke respinge caracterul de experimentum crucis al demersului lui Newton, susținând că ambele teorii sunt coerente cu setup-ul experimental. Despre acest exemplu vom discuta mai îndelung la curs.
Dana Jalobeanu 