Параллельно с практической оптикой Ломоносов усиленно занимается и оптической теорией. Здесь вопросом вопросов для всех европейских ученых была проблема происхождения света. Поиски ее решения определялись противоборством двух точек зрения: теории истечения, предложенной Гассенди и детально разработанной Ньютоном, и волновой теории, философски обоснованной Декартом и физически утвержденной Гюйгенсом. Ломоносов так же, как и его «добрый гений» Эйлер, выступил, в сущности, адептом волновой теории. 1 июля 1756 года он произнес в торжественном публичном собрании Академии наук «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющее». Излагая свою теорию, Ломоносов вступил в противоречие с очевидными, экспериментально доказанными фактами. Он, например, вопреки Ньютону, показавшему части спектра, на которые распадается белый цвет, считал, что белое состоит лишь из трех элементарных цветов: красного, желтого и голубого. При этом ломоносовская аргументация носила скорее риторический, чем научный характер: «Живописцы употребляют цветы главные, прочие через смешение составляют: то в натуре ли положить можем большее число родов эфирной материи для цветов, нежели она требует и всегда к своим действиями простых и коротких путей ищет». Как оратор Ломоносов здесь безупречен: зачем природе семь элементарных цветов, когда даже человек обходится тремя? И потом: не сам ли Ньютон писал, что «природа проста и не роскошествует излишним количеством причин»? С. И. Вавилов замечал по этому поводу: «Ясно, конечно, что Ломоносов смешал физические характеристики элементарных цветов, найденные Ньютоном (различное преломление и различную длину волны света), с их физиологическими характеристиками». Причем Ломоносов до конца жизни защищал свою ошибочную точку зрения. Но наряду с нею в «Слове» была высказана очень перспективная догадка о резонансе между светом и веществом. Кроме того, Ломоносов всерьез размышлял над электрической природой света (предвосхищая мысли Фарадея по этому поводу) и ставил перед собой, например, такие экспериментальные задачи: «Отведать в фокусе зажигательного стекла или зеркала электрической силы»; «Будет ли луч иначе преломляться в наэлектризованной воде или наэлектризованном стекле».
Но, повторяем, наиболее впечатляющим образом гений Ломоносова в рассматриваемое десятилетие проявился в работах, так или иначе связанных с цветным стеклом. Открыв секрет окраски стекол, Ломоносов рассудил за благо поставить свое изобретение на широкую практическую ногу. Памятуя о разрешении 1723 года, подписанном рукою Петра I, «всякого чина людем в России... фабрики и манифактуры заводить и распространять», Ломоносов в октябре 1752 года обратился в Сенат с прошением, в котором говорилось: «Во уповании на такое высочайшее обнадеживание желаю я, нижайший, к пользе и славе Российской империи завесть фабрику делания изобретенных мною разноцветных стекол и из них бисеру, пронизок и стеклярусу и всяких других галантерейных вещей и уборов, чего еще поныне в России не делают, но привозят из-за моря великое количество ценою на многие тысячи».
С помощью Шувалова Ломоносову удалось получить просимое разрешение. 17 декабря 1752 года Мануфактур-контора решила выдать Ломоносову на устройство фабрики беспроцентную ссуду 4000 рублей со сроком погашения в пять лет. Из них 500 рублей он получил сразу же, а остальные ему выдавались по мере наличия свободных денежных средств в конторе.
Ломоносов, когда какая-нибудь идея овладевала им, служил ей самозабвенно и артистически. Так было, когда он двенадцати лет с особой «ломкостию» в голосе читал односельчанам книги, когда он, уже девятнадцатилетний, со слезами на глазах умолял караванного приказчика взять его с собою «посмотреть Москвы», когда, обманом завербованный в рейтары, всем видом своим показывал послушание, но уже знал, что совершит побег из везельской крепости, что «послушание» необходимая часть подготовки к побегу. Так было и на сей раз. Сохранилось правдоподобное предание о том, что Ломоносов в пору его увлечения стекольным делом носил камзол со стеклянными пуговицами, намеренно вызывая удивление окружающих. Его убежденность в великих пользах стекла, недооцененных людьми, материализовалась многоразлично. В конце 1752 года он написал дидактическую поэму «Письмо о пользе Стекла», в которой доказывал, что
И хотя значение этой поэмы нельзя свести только лишь к талантливой рекламе стекольного дела (в своем месте разговор о «Письме» еще предстоит), игнорировать рачительно-хозяйственный подход бывшего помора ко всем своим начинаниям было бы глубоко неверно. Его активность по устройству фабрики цветных стекол служит ярким подтверждением его энергичной предприимчивости.