뉴턴(Isaac Newton, 1642-1727)은 혈기가 왕성했던 1660년대 중반에 데카르트(René Descartes, 1596-1650)의 프리즘 실험을 직접 재현해 보고자 했다.
당시의 다른 사람들처럼 데카르트 역시 빛과 색은 서로 다른 것이라 생각했으며, 따라서 빛을 굴절시키는 유리처럼 투명하고 매끄러운 면들을 가진 광학 장치인 프리즘을 통과한 빛이 무지개 색을 보이는 것은 프리즘의 재질 때문이라고 생각했다.
데카르트는 빛은 본래 색이 없는데 프리즘을 지나가면서 변화를 일으킨다고 생각한 것이다. 젊은 뉴턴은 과연 데카르트의 생각이 옳은지 실험해봤다.
첫 번째 실험에서 그는 자신의 방을 어둡게 만들고 창문에 작은 구멍을 만들어 그곳으로 햇빛이 들어오도록 하여 프리즘을 통과하게 했다.
그런 다음 다시 검은 종이에 구멍을 뚫어 그곳으로 프리즘에서 나온 무지개 색광들 중 하나의 색광만을 통과 시키고 그 색광이 다시 두 번째 프리즘을 지나가게 하였다.
그 결과 두 번째 프리즘을 통과한 색광은 첫 번째와 똑같은 색으로 나타났다. 만일 데카르트의 생각대로 프리즘의 재질이 빛을 변화시킨다면, 첫 번째 프리즘을 통과한 색과 두 번째 프리즘을 통과한 색은 달라야 했다. 뉴턴은 빛에 대한 새로운 사실을 발견했다.
즉 빛은 프리즘의 재질 때문에 여러 색으로 변화하는 것이 아니라 빛 자체가 그와 같은 여러 색들을 함유하고 있다는 것을 발견한 것이다.
뉴턴은 첫 번째 실험을 통해 빛이 프리즘을 통과하면서 굴절하는 정도에 따라 여러 다른 색들로 나타난다는 것을 확인했다. 그는 이를 보다 더 심화시켜서 두 번째 프리즘 실험을 행했다.
먼저 그는 첫 번째 프리즘을 통과하여 무지개처럼 여러 색으로 나뉜 빛을 볼록 렌즈를 이용하여 두 번째 프리즘으로 다시 수렴되도록 하였다. 이렇게 하여 마치 한낮의 햇빛처럼 다시 백색광(white light)이 된 빛이 세 번째 프리즘을 통과하자, 그 빛은 첫 번째 프리즘을 통과할 때와 똑같이 무지개처럼 여러 색으로 나뉘었다.
이러한 일련의 프리즘 실험 등을 통해, 뉴턴은 스펙트럼의 모든 색들은 백색광 안에 내재하고 있으며 백색광을 무지개와 같은 색들의 스펙트럼으로 분해할 수도, 이 색들을 다시 백색광으로 재구성할 수도 있음을 증명하였다. 그리고 이 실험들은 1704년 <광학>이란 그의 저서에 포함된다.
뉴턴은 자신의 저서 <광학>에서 프리즘을 통과한 스펙트럼 색들을 일곱 가지로 구분하였다. 그는 이 스펙트럼의 색들을 우리에게 매우 친숙한, 흔히 무지개색이라 부르는 빨강(red), 주황(orange), 노랑(yellow), 초록(green), 파랑(blue), 남색(indigo), 보라(violet)로 구분했다.
지금도 서구에서는 이 일곱 가지 색들을 뉴턴의 분류에 따라, 머리글자만 따서 Roy G. Biv라고 사람 이름처럼 외우고 있다. 또한 그는 이 스펙트럼을 둥글게 표시했는데, 이는 색들의 혼합을 수학적으로 구분하기 위해서였다.
또한 그의 빨강부터 보라까지의 스펙트럼 색들은 음악의 음계를 차용하여 나눈 것이기도 하였다. 다시 말해서 이것은 빨강을 D로 하여, D에서 D까지 완전한 한 옥타브를 이루고 있는 것이다.
뉴턴은 이 원(circle)에서 서로 반대되는 두 개의 색을 혼합하면 중성적인 백회색(whitish-grey)이 됨을 주목하였다. 그리고 이것은 뉴턴 이후에 보색 대비로 발전하는 기반을 이룬다. 이와 같은 뉴턴의 발견은 앞서 보았던 것들의 밑거름이 되며, 색채학 이론에 많은 기여를 하게 되었다.