Newtons Opticks (1704) beschäftigte sich in erster Linie mit Licht und Farbe, aber war auch zu ein wichtiger Beitrag für die Neurowissenschaften.
Newton zerlegte das Sonnenlicht an einem Glasprisma in seine Spektralfarben und konnte nachweisen, dass sich weißes Licht in eine Vielzahl von Einzelfarben teilen lässt. Das Prisma bricht blaues Licht stark, rotes Licht hingegen erfährt nur eine leichte Brechung – dazwischen liegen unendlich viele Abstufungen und ein Lichtspektrum von Violett über Blau, Grün, Gelb und Orange bis zum Rot.
For the Rays to speak properly are not coloured. In them there is nothing else than a certain Power and Disposition to stir up a sensation of this or that Colour. […] so Colours in the Object are nothing but a Disposition to reflext this or that sort of Rays more copiously than the rest; in the Rays they are nothing but the Dispositions to propagate this or that Motion into the Sonsorium, and in the Sensorium they are Sensations of those Motions under the Forms of Colours.
Newton, 1730, S 124f
Kurz: Farbe ist nicht im Licht, nicht im Auge, sondern eine Empfindung im Kopf.
Newton analysierte die prismatischen Farben mit einer ganzen Armada von systematischen Experimenten, konnte kleine Bereiche des Spektrums isolieren, mit anderen Bereich mischen und fand so die Gesetzmäßigkeiten der Farbmischungen heraus.
Schon vor Newton zerlegten Wissenschaftler das Licht durch ein Glasprisma. Allerdings glaube man, dass das Prisma das Licht färbt. Newton ging darum einen Schritt weiter und leitete das Licht durch einen schmalen Streifen, so dass nur das Licht einer Farbe durch das Prisma geleitet wurde. Dieses Licht in einer Farbe leitete er durch ein zweites Prisma. Wenn das Prisma das Licht gefärbt hätte, hätte das Licht hinter dem zweiten Prisma erneut in einer anderen Farbe austreten müssen. Aus diesem Experiment schloss Newton, dass das Prisma das Licht nicht färbte.
Nachdem Newton das Tageslicht durch ein Prisma in einzelne Farben zerlegt und dabei sieben Hauptfarben gezählt hatte, entdeckte er, dass sich die Farben zu einem Kreis verbinden lassen. Er nahm als erster Schwarz und Weiß aus der Sortierung der Farben, schob die Farbe Purpur (Purpur oder Magenta kommt bei der Spektralzerlegung von weißem Licht nicht vor) zwischen das violette Ende und den roten Anfang des Spektrums und schuf den Farbkreis, einer der wichtigsten Schritte zur Ordnung der Farben.
Das Experiment mit einer konvexen Linse trug ebenfalls ein wichtiges Elemente der modernen Farbtheorie bei: Fängt eine konvexe Linse einen blauen und einen gelben Lichtstrahl auf, entsteht wieder weißes Licht. Zwei Farben, die zusammen weißes Licht erzeugen, bilden Komplementärfarben.
Auch eine Mischung aus rotem, grünen und blauen Licht erzeugt weißes Licht.
Heute können wir die physikalische Mischung des Lichts messen und einen Unterschied zwischen dem weißen Licht aus der Mischung von Blau und Gelb und der Mischung von rotem, grünem und blauem Licht notieren – der Unterschied ist messbar, aber nicht sichtbar.
Farben, die physikalisch verschieden, aber in ihrer Perzeption (Empfindung) gleich sind, bezeichnet man als metamer. Solche Metamere sind Orange als Mischung aus Rot und Gelb und Orange als Mischung von Rot und Grün.
Nach Newton entstand eine lange Periode ohne Fortschritte in der Farbforschung – tatsächlich zweifelten Wissenschaftler Newtons Theorie an.
Johann Wolfgang Goethe gehörte zu den schärfsten Kritikern der Farbtheorie Newtons. Ihn ärgerte die die Theorie der Aufteilung des Sonnenlichts in pure Farben.
In Goethes Augen verletzte Newton die Idee der „Reinheit des weißen Lichtes“. Dabei waren Goethe zwei methodische Fehler unterlaufen: Er hielt die Prismen direkt for die Augen, statt einen dünnen Lichtstrahl durch das Prisma auf eine Projektionsfläche zu senden. Zudem verwechselte Goethe die additive und subtraktive Farbmischungen.
Man stelle sich diese Farben (des Spektrums) liquide vor und sehe, was herauskommt, wenn man sie zusammenstreicht.
Goethe 1810, S 457
