Luz, Visión y Colores en Descartes(entre Aristóteles y Newton)

Seminario de la Luz (IV)

O somma luce che tanto ti levida’ concetti mortali, a la mia menteripresta un poco di quel che parevi,

e fa la lingua mia tanto possente,ch’una favilla sol de la tua gloria possa lasciare a la futura gente;

La Divina Commedia. Paradiso. Canto XXXIII

"... je voudrais m'arrêter ici quelque temps à la contemplation de Dieu comme tel, approfondir à part moi les attributs de ce Dieu et, de la beauté de cette immense lumière, autant que le regard de mon esprit, ébloui, pourra le supporter, faire l'objet de mon intuition, de mon admiration, de mon adoration...« 

Troisième Meditation,René Descartes

"My Design in this Book is not to explain the Properties of Light by Hypothesis, but to propose and prove them by Reason and Experiments"

"In a very dark Chamber, at a round Hole, about one third Part of a Inch broad, made in the Shut of a Window, I placed a Glass Prism, whereby the Beam of the Sun's Light, which came in at that Hole, might be refracted upwards toward the opposite Wall of the Chamber, and there form a colour'd Image of the SunOpticks, Isaac Newton

Do not all charms fly At the mere touch of cold philosophy?There was an awful rainbow once in heaven:We know her woof, her texture; she is givenIn the dull catalogue of common things.Philosophy will clip an Angel's wings,Conquer all mysteries by rule and line,Empty the haunted air, and gnomed mineUnweave a rainbow, as it erewhile madeThe tender-person'd Lamia melt into a shade.

Lamia. John Keats

"Siempre es de noche, si no, no necesitaríamos luz"

Contraluz, Thomas Pynchon

Cuando a un conjunto de pensadores griegos, allá por el s.VI a. C., se les ocurrió que podían y debían haber otras formas de comprensión de la realidad, incluidos en ésta a ellos mismos, distinta de los relatos míticos, decidieron utilizar facultades como la razón y la sensibilidad para abordar esa tarea de saber (...) Esta empresa de desvelamiento es precisamente la búsqueda filosófica del saber, el intento de acceder a la verdad que en griego aletheia significa eso “el no estar oculto”, el quitar el velo de la apariencia para acceder a lo incontrovertible, lo seguro, lo que no puede ser de otro modo, lo necesario, lo universal: la episteme.

En Platón:la visión es fuego en los ojos,

en el Menón: el color es una emanación de las figuras

el ojo se encuentra entonces lleno de fuego visual; él percibe, y pasa entonces de ser fuego

visual a ojo que ve

en el Teeteto:

En Aristóteles, la luz es la actividad de lo que es transparente

La teoría aristotélica de la visión podría resumirse brevemente del modo siguiente: la visión –y también el resto de las sensaciones– se realiza a través de un medio que en este caso es lo transparente o diáfano. La transparencia en cuanto posibilidad o potencia pertenece a diversos cuerpos, por ejemplo el aire o el agua. La actualización o acto de la transparencia es la luz; ésta es, por tanto, un estado de lo transparente como tal y no un movimiento: su aparición es instantánea. El color, en fin, actúa sobre lo transparente en acto que, a su vez, actúa sobre el órgano correspondiente.

[...] Todo color es un agente capaz de poner en movimiento a lo transparente en acto

...Y llegó el Dios cristiano, Dios Creador Omnipotente... y humano...

Y los seres humanos, cada vez más conscientes de ser criaturas que compartían de manera limitada los infinitos atributos divinos, pensaban e interpretaban a ese Dios según las necesidades intelectuales que aquella osada empresa de desvelamiento les iba presentando en cada momento histórico.

San Agustín no ponía límites a un Dios apasionado.

"Tu poder es grande y Tu sabiduría no tiene límite", dirá Agustín en sus Confesiones, y más adelante pondrá en la "mente de Dios" la posibilidad de captar el infinito actual:

"Todo número está caracterizado por su propiedad, así que dos cualesquiera son distintos. Por tanto los números son distintos, y tomados singularmente son finitos, y tomados todos juntos son infinitos.

Dios, entonces, a causa de su infinitud los conoce todos. ¿Cómo sería posible que la ciencia de Dios conociese unos números e ignorase otros? ¿El que sostuviese esto no sería un demente?"

(...el demente sería Aristóteles...)

En el siglo IV,

En el siglo XIII,

Santo Tomás pone límites, ahora, a un Dios sereno y racional, que ya se va perfilando como matemático:

"Dios no puede hacer que las líneas trazadas desde el centro de la circunferencia

no sean iguales"

René Descartes, En El Mundo o Tratado de la Luz, (1641), antes de entrar en materia y decir lo que eran, realmente, la luz y los colores, y sabiendo la dificultad de la empresa, invoca a la figura divina como garante de lo que va a

imaginar:

"... al poder imaginar distintamente todo lo que pongo en él (el nuevo Mundo imaginado, fabulado), es seguro que, aunque no hubiera

nada así en el antiguo Mundo, Dios puede sin embargo, crearlo en uno nuevo, porque es

cierto que Él puede crear todas las cosas que (nosotros) podemos imaginar..."

En el siglo XVII,

En relación con la luz, la visión y los colores

... Al-Hazen (965-1039) Witelo (1230-1285)Kepler (1571-1630)Snell (1580-1626)

DESCARTES (1596-1650)... Fermat (1601-1665)Huygens (1629-1695)

Boyle (1627-1691)Hooke (1635-1703)

NEWTON (1642-1727)

-Alhazen invirtió los fundamentos de la óptica geométrica al adoptar la idea de que la visión no se debía a rayos visuales emitidos por el ojo que encontraban el objeto, sino por el contrario, como resultado de rayos que surgiendo del foco luminoso y reenviados por el objeto hacia el ojo, por el que penetran a través de la pupila hasta el cristalino- Unificaba así, dos campos de estudio hasta entonces separados, el del "quid"o "las causas físicas" de la visión, reservada a los filósofos, y el del "propter quid" o "proceso geométrico" de la visión, según que accediese al ojo directamente, por reflexión o por refracción , procesos que correspondía describir a los matemáticos.- Fundaba sus teorías sobre la experiencia y en ocasiones recurría a dispositivos experimentales (Gerard Simon)

Al-Hazen (965-1039)

Witelo (1230-1285)

En el intensamente intelectual siglo XIII, destaca la figura del monje polaco Witelo, que estudió en París y en Padova. Lee y comenta a Alhazen. Admira sobremanera a Aristóteles. Conoce las obras de Grosetteste y de Roger Bacon. La Perspectiva de Witelo influyó también a las teorías renacentistas de la perspectiva.Perspectiva también incluye discusiones metafísicas platónicas. Witelo argumentó que existen cuerpos intelectuales y corpóreos, conectados por causalidad (correspondiendo a la doctrina idealista de lo universal y lo actual), emanando desde Dios en forma de Luz Divina

Las primeras lentes, con fines medicinales, se usaron alrededor de 1280. Sin embargo el primer telescopio no se obtuvo hasta 1590. ¿Por qué pasaron tres siglos hasta que a alguien se le ocurrió poner dos de esas lentes enfrentadas y montarlas en un tubo? ¿Por qué nadie pensó en todo ese tiempo que eso sirviese para algo?

Los filósofos medievales desconfiaban del sentido de la vista y con mayor razón de cualquier tipo de instrumento óptico. Esto puede parecer extraño hoy, pero habían buenas razones para ello en términos del conocimiento de aquel tiempo. Las "ilusiones ópticas" eran frecuentes, la estaca quebrada en la superficie del agua, la imagen en el espejo, que aparentemente existía detrás de él, etc. Todo ello llevaba a que el sentido de la vista no fuese fiable y que se necesitase una corrección por parte del sentido del tacto. Para estar seguro de algo que se veía, uno debía tocarlo.

Kepler (1571-1630)

La Óptica, para Kepler astrónomo, es vital como técnica para el estudio de los fenómenos celestes, a los que está supeditada. La Luz.

Para Kepler cosmólogo, místico, neoplatónico y pitagórico, la óptica es el nexo que liga la física con la metafísica y a ésta con la teogonía..

Los colores, para Kepler, "luz sepulta en la materia diáfana", participan de la armonía del Mundo en estrecha relación con la aritmética y los tonos de la escala musical.

En el arco iris, los colores resultan de la luz atenuada y de la incorporación de la oscuridad que contiene el agua..

La personalidad bifronte de Kepler, astrónomo y astrólogo, místico y numerólogo, obsesionadamente irracional y al tiempo tozudo empirista y escrupuloso calculador, representa bien y caracteriza el periodo de transición en el que vive.

En Ad Vitellionem Paralipomeni (1604)La Cámara Oscura es el artilugio técnico que está en la base de casi todas las argumentaciones ópticas de Kepler. El problema, planteado ya a Tycho Brahe, era el de por qué en los eclipses de Sol, el diámetro aparente de la Luna era un quinto inferior al medido en condiciones normales (recuérdese que en estos momentos todas las mediciones celestes se hacían a ojo desnudo, a simple vista). La Óptica para Kepler era una materia secundaria. Lo importante era el estudio de la órbita de Marte, estudio que le conduciría a sus epocales Leyes de Kepler.

"Había leído a Kepler cuando hice mi tesina, y había quedado impresionado por el contraste entre la atmósfera intelectual (más allá de los conceptos) que se desprendía de sus obra y de la de Descartes. Sin embargo, la distancia entre ellos en el tiempo no es más que de una treintena de años, apenas una generación. Esperaba entonces encontrar métodos de análisis que permitieran, en ese contraste, precisar a qué nivel, cuándo y cómo se producían los cambios decisivos: modificación de los saberes, exigencias intelectuales inéditas, mutación de las categorías de pensamiento...cuando todo esto cambia, las cosas ya no son lo mismo. Cuando por ejemplo la astrología, que desde tiempo de Ptolomeo formaba parte del bagaje del astrónomo y que Kepler quizo reformar bajo exigencias, a sus ojos, racionales, se convierte con Descartes en una pseudociencia practicada por charlatanes, no es ya la misma mirada la que se proyecta sobre los planetas, el sol o la luna" (Gerard Simon)

Cuando Descartes publicó primeramente sus ideas sobre la luz y los colores en la Dióptrica y en los Meteoros, presentó sus resultados como "frutos" del Método que había propuesto en su Discurso; y declaró entonces que esas ideas habían surgido y habían sido concebidas de acuerdo a un nuevo y metafísicamente fundado sistema de Física. En el primero de estos ensayos no quiere aún tratar con el arduo problema de lo que verdaderamente sea la luz, y lo dice explícitamente:

"Y no queriendo hablar de la luz más que para explicar cómo sus rayos entran en el ojo, y cómo sus rayos pueden ser desviados por los cuerpos con los que se encuentra, no hay necesidad de que yo intente decir cuál sea verdaderamente su naturaleza y bastará que use dos o tres "paragoni", para explicar todas aquellas propiedades que la experiencia nos hace conocer, y para deducir después todas aquellas que no pueden ser observadas, imitando así a los astrónomos, que aun partiendo de hipótesis casi siempre falsas o inciertas, no por ello dejan de inferirse de ellas consecuencias verdaderas y seguras, cuando se aplican a diversas experiencias por ellos establecidas"

El bastón del ciego, para ilustrar lo instantáneo de la luz, sin transporte de materia.

"Sin duda alguna habéis visto la necesidad de utilizar un bastón para guiaros cuando camináis sin luz por lugares difíciles durante la noche. (...) mediante el extremo del bastón podéis apreciar la existencia de diversos objetos que se encuentran a vuestro alrededor, e incluso que podéis distinguir si son árboles, piedras, arena, agua, hierba, barro o algún otro objeto semejante. Verdad es que esta forma de sentir es un poco oscura y confusa para aquellos que no han tenido una gran práctica. Pero si consideráis el constante ejercicio de aquellos que, habiendo nacido ciegos, se han servido de tal medio durante toda su vida, entonces la encontrareis tan perfecta y tan exacta que podríamos afirmar que ven por sus manos (...)”

Para establecer una comparación a partir de esto, deseo que penséis que la luz no es otra cosa en los cuerpos, que son llamados luminosos, que un cierto movimiento o una acción muy rápida y muy viva que se dirige hacia nuestros ojos a través del aire y de los otros cuerpos trasparentes, de igual forma que el movimiento o la resistencia de los cuerpos que encuentra este ciego llega a su mano a través del bastón. Tal consideración os impedirá encontrar extraño, que la luz pueda extender sus rayos en un instante desde el sol hasta nosotros, pues sabéis que la acción que mueve uno de los extremos del bastón debe alcanzar instantáneamente al otro (...)"

La cuba de uvas, para mostrar la trayectoria rectilínea en todas las direcciones de la luz.

"Pensad en una cuba durante la época de la vendimia, repleta de racimos medio prensados y en cuyo fondo se hubieren realizado uno o dos orificios, por donde el mosto contenido en la misma pudiera fluir. También se debe pensar que no existiendo vacío en la Naturaleza, tal como admiten la generalidad de los filósofos y, sin embargo, existiendo poros en todos los cuerpos que conocemos en torno a nosotros, es necesario que esos poros estén llenos de alguna materia muy sutil y muy fluida que se extiende sin interrupción desde los astros hasta nosotros. Entonces, si comparamos esta materia sutil con el vino de esta cuba y las partes menos ligeras y más gruesas tanto del aire como de los cuerpos transparentes con los racimos de uvas que están por medio, entendereis con gran facilidad que las partes del vino tiendan a descender en línea recta hacia los orificios (...)

De igual forma, todas las partes de la materia sutil que rodean al sol que está frente a nosostros, tienden en línea recta hacia nuestros ojos en el mismo instante en que estos son abiertos (...) Es preciso advertir que debe distinguirse entre el movimiento y la acción o inclinación a moverse (...) Y de esta forma, pensando que no es tanto el movimiento como la acción de los cuerpos luminosos lo que es preciso tomar como su luz, debeis juzgar que los rayos de esta luz no son otra cosa que las líneas siguiendo las cuales tiende tal acción. De suerte que existe una infinidad de tales rayos que parten de todos los cuerpos luminosos hacia todos los puntos de aquellos que iluminan".

Las pelotas de tenis, para ilustrar el fenómeno de la reflexión

"Finalmente, debe imaginarse, que cuando estos rayos encuentran otros cuerpos, están sujetos a ser fácilmente desviados o amortiguados, de la misma manera que se produce una desviación o amortiguamiento del movimiento de una pelota arrojada en el aire por aquellos cuerpos con lso que choca (...) Consideremos que los cuerpos que pueden ser encontrados por una pelota que atraviesa el aire, pueden ser blandos, duros o líquidos. Si son blandos, anulan y amortiguan completamente su movimiento (...) Por el contrario, si son duros, la despiden hacia otro lado sin detenerla; esto acontece según diversas formas (...) Debe notarse que la pelota además del movimiento simple y ordinario, que la impulsa de un lugar a otro, puede tener otro que la hace girar en torno a su centro, pudiendo guardar la velocidad de este diversas proporciones con la del otro".

Descartes fue el primero en publicar la correcta ley de refracción, sin la que no hubiese sido posible más progreso en la Óptica; y además, incorporó esta ley a una teoría físico matemática, la cual, y a pesar, o más bien, por sus muchos defectos, constituyó el punto inicial de las investigaciones de Fermat, Hooke, Huygens e incluso Newton (en una próxima sesión de nuestro seminario trataremos del tema “La Ley de Refracción en Descartes”).

Descartes, en la madurez, acepta la imposibilidad de hacer una Física exacta. La certeza queda para las demostraciones de los teoremas de la Aritmética y de la Geometría. La Matemática es un juego comparado con la Física, con la dura y compleja realidad.

"Me pregunta usted si yo considero como una demostración lo que he escrito sobre la

refracción en mi Dióptrica; y yo creo que sí lo es, al menos en el sentido que esto pueda ser

posible en estas materias, antes de que se tengan fundamentados los Principios de la

Física por la Metafísica (lo que yo espero algún día hacer), y en tanto como cualquier cuestión de Mecánica, Óptica o Astronomía, o cualquier

otra disciplina que no sea puramente geométrica o aritmética, haya sido demostrada. Pedirme una demostración geométrica en un tema de la Fisica es pedir cosas imposibles"

En una carta a Mersenne, en mayo de 1638, Descartes reconoce las limitaciones de lo que es una "demostración" en Física:

Descartes (1641):el Mundo como una fábula de los sentidos

En la física cartesiana y mecanicista, los fenómenos asociados con la luz debían ser explicados con modelos mecánicos. ¿Cómo podían ser entonces explicadas las propiedades conocidas de la luz: la propagación rectilínea, la reflexión, la refracción y la génesis de los colores?

En 1645, en los Principia philosophiae, en la Tercera Parte (Del Mundo visible) Parágrafo 52:"Que hay tres elementos principales en el mundo visible (...) Pues viendo que el Sol y las estrellas fijas envían hacia nosotros la luz, que los cielos la dejan pasar, y que la Tierra, los planetas y los cometas la rechazan y reflejan, me parece que puedo servirme de esta tres diferencias, ser luminoso, ser transparente y ser opaco u oscuro, como nos muestra, principalment,e nuestro sentido de la vista, para distinguir los tres elementos de ese mundo visible".

Esos tres elementos, serían, el primero, la "raclure", "raspaduras", infinidad de pequeñisimas partes, que se han desprendido de las otras partes de la materia como consecuencia de los choques entre ellas, y que constituyen lo que llamamos luz en esas luminarias celestiales, dada la enorme velocidad a la que se agitan. Estas partes del primer elemento tienden a escaparse del cuerpo luminoso y por un efecto centrífugo presionan a los elementos segundos: pequeñísimas bolas o glóbulos, ya cuantificables, que pueden ser divididas y cuyo papel es fundamental en la trasmisión de la luz, al hacera llegar instantáneamente hasta nuestros ojos. Y finalmente los terceros elemntos, partes de la materia que constituyen los planetas y que a cusa de su grosor y forma no pueden ser movidos tan fácilmente como las precedentes.

La Luz, sería, pues en este enmarque mecanicista, una tendencia al movimiento

Al final, Descartes va a estar de acuerdo con Aristóteles en que la luz es una acción, un estado, un accidente de la materia, y no un cuerpo, pero a diferencia de Aristóteles, no es un estado cualitativo, sino un estado mecánico. Los rayos de luz son la propagación de una tendencia al movimiento y no un movimiento efectivo de partes de materia.

DIOS,

YO...y la

MATEMÁTICA

Paul Valery en 1937, con motivo del tricentenario de la publicación del "Discurso del Método, publicó un artículo "Fragment d'un Descartes", en el que destacaba el admirable stilo literario de la prosa cartesiana:

"Prenoms pour exemple ce morceau de cire qui vient d'ètre tiré de la ruche; il n'a pas encore perdu la douceur du miel qu'il contenait, il retient encore quelque chose de l'odeur des fleurs dont il a été recueilli; sa couleur, sa figure, sa grandeur sont apparentes; il est dur, il est froid; on le touche, et si vous le frappez il rendra quelque son. Enfin, toutes les choses qui peuvent distinctement faire connaître un corps se rencontrent en celui-ci.Mais voici que, cependant que je parle, on l'approche du feu..."

En este párrafo de las Meditaciones, Valery observaba con admiración que "no hay una palabra que no sea inevitable, y que al mismo tiempo no haya sido delicadamente escogida. Veo aquí un modelo de adaptación de la palabra al pensamiento, en el cual se vislumbra la manera del geómetra que enuncia, con una cierta gracia discretamente poética que hacen más sensible el ritmo, el número, la estructura bien medida de este pequeño fragmento"