Prima pagină Stiinta

Câte culori are de fapt curcubeul?

Mihaela Stănescu | 02.11.2014 | ● Vizualizări: 20649
Spectrul electromagnetic al luminii vizibile are mult mai multe de 7 culori.     (Foto: Shutterstock.com) + zoom
Galerie foto (5)

Câte culori sunt în curcubeu? Dacă aţi răspuns „şapte”, înseamnă că sunteţi în continuare – toţi suntem – moştenitorii şi victimele unei alegeri făcute de un singur om, în urmă cu peste 3 secole. Cel care ne-a învăţat că în curcubeu sunt 7 culori a fost Sir Isaac Newton, legendară figură a ştiinţei şi întemeietor al fizicii moderne. Dar – fără a-i scădea câtuşi de puţin meritele - asta nu înseamnă că tot ceea ce a făcut el era obiectiv, exact, riguros şi perfect. În cazul curcubeului, cel puţin, este vizibil subiectivismul alegerii. Curcubeul conţine, în realitate, un spectru continuu de nuanţe, aşa că... de ce a ales el 7 culori? Ar fi putut la fel de bine să aleagă 8, sau 11, sau 12. Şi de ce a ales indigoul şi violetul, două culori pe care mulţi oameni le văd destul de asemănătoare? Răspunsul, poate dezamăgitor, este: pentru că aşa i-a plăcut lui. Sigur, era vorba despre concepţia lui asupra Universului, despre viziunea lui asupra lumii, dar adevărul e că alegerea a fost prea puţin ştiinţifică şi în mare măsură subiectivă.

Faimoasele experimente ale lui Newton cu prismele de sticlă ce descompun lumina solară au demonstrat, pentru prima oară, în mod precis şi spectaculos, totodată, relaţia care există între culoare şi lumină şi au lămurit deplin formarea curcubeului: lumina soarelui trece prin picăturile minuscule de apă - şi ele nişte corpuri transparente - care o descompun în radiaţii cu lungimi de undă diferite, pe care noi le percepem drept culori. Ceea ce vedem reprezintă spectrul electromagnetic al luminii vizibile, descompus în radiaţii cu diferite lungimi de undă. 

De atunci şi până astăzi, cu toţii am învăţat la şcoală despre aceste experimente şi am băgat la cap formula mnemonică ROGVAIV (cuvânt format din iniţialele numelor celor 7 culori, în ordinea descrescătoare a lungimii de undă - roşu, oranj, galben, verde, albastru, indigo, violet – ca să ne ajute să ni le amintim pe toate, în ordine). Ne-am minunat în faţa curcubeului miniatural care apărea când prisma de cristal era aşezată în bătaia razelor soarelui şi am încercat şi noi să numărăm cele 7 culori ale lui Newton. Vă amintiţi că nu ne era întotdeauna uşor să le identificăm pe toate? Profesorul de fizică ne asigura că sunt toate acolo, dar noi nu reuşeam prea bine să distingem violetul de indigo.

Ei bine, explicaţia este că, de fapt, curcubeul adevărat, spre deosebire de cel desenat în ilustraţii, cuprinde o gamă imensă de culori,  de lungimi de undă, cu o trecere gradată de la una la alta - un spectru continuu. Ochiul uman poate să distingă în el în jur de 100 de culori. Iar Newton ar fi putut la fel de bine să stabilească mai mult ori mai puţin de şapte culori pentru a-l caracteriza. Dar aşa a vrut el, să fie şapte. Aşa i s-a părut lui că e bine, să existe 7 culori fundamentale în spectrul luminii – şi veţi vedea de ce a vrut aşa.

 

Lumină şi culoare

Newton a realizat multe experimente cu prisme de sticlă şi raze de lumină, încercând să înţeleagă de reprezenta culoarea. Graţie lucrărilor lui, s-a consolidat definitiv ideea legăturii dintre culoare şi lumină, o problemă care preocupase mult lumea medievală şi renascentistă.

De altfel, interesul pentru culoare al multor oameni de ştiiţă din secolul XVII-lea a fost o urmare firească a dezvoltării picturii în Renaştere, crede istoricul Alan Shapiro.

În lucrarea sa Artists' Colors and Newton's Colors, el explorează această legătură, ajungând la concluzia că viziunea lui Newton, ca şi a altor savanţi, a fost influenţată de artă, de modul în care era utilizată şi înţeleasă culoarea în pictură. În cursul Renaşterii, pictura evoluase spectaculos în ceea ce priveşte înţelegera unor concepte la opticii, dar şi ceea ce priveşte aplicaţiile practice ale unor cunoştinţe; pictorii descoperiseră noi materii colorante, noi amestecuri de pigmenţi, noi nuanţe, iar ca urmare, preocupările lor pentru înţelegerea fenomenului culorii se adânciseră. Munca oamenilor de ştiinţă în domeniul opticii se înscria şi ea în domeniul interesului faţă de culoare ca manifestare a unui fenomen natural.

Pe de altă parte, ar fi inexact să spunem că Newton a fost primul care a explorat relaţia lumină-culoare şi a făcut asemenea experimente de descompunere a luminii albe în mai multe culori. Fenomenul descompunerii luminii la trecerea prin cioburi de sticlă sau globuri de sticlă transparentă era cunoscut cle puţin din Evul Mediu. Iar discuţiile despre natura culorilor şi despre numărul nuanţelor din curcubeu erau încă şi mai vechi, datând din Antichitate.

Culoarea, natura ei, relaţia ei cu lumina şi diferitele materiale constituiau, aşadar, una dintre cele mai vechi  teme de dezbatere printre învăţaţi. Cartea lui Newton, Opticks, este unul dintre reperele de bază ale acestui drum al cunoaşterii, dar nu înseamnă că totul e aşa cum scrie acolo.

Acum ajungem la partea cea mai interesantă. După multe  experimente cu prisme şi raze de toate culorile, Newton şi-a formulat, în cele din urmă, concluziile asupra compoziţiei luminii albe şi asupra descompunerii ei în culori diferite.

Iniţial, a nominalizat – atenţie! – 5 (cinci) culori: roşu, galben, verde, albastru, violet. Ulterior, a considerat însă că ar trebui să fie 7 – acelaşi număr ca al notelor muzicale. La baza alegerii sale ar fi stat, se pare, o credinţă moştenită încă de la sofiştii greci, care considerau că există o legătură între culoare, notele muzicale, numărul corpurilor cereşti din Sistemul Solar (cunoscute la acea vreme) şi zilele săptămânii. 

Tendinţa de a găsi conexiuni între diferite elemente, în încercarea de a stabili o ordine în acest Univers uriaş şi aparent haotic care ne înconjoară, este o particularitate binecunoscută a fiinţelor umane. Multe credinţe leagă între ele elemente disparate, prin intermediul unor numere cu proprietăţi deosebite, „cifre magice” care, cred unii oameni, se regăsesc deopotrivă în alcătuirea lumii naturale şi a celei create de om şi care sunt, totodată, dovadă şi fundament al armoniei cosmice.

 

În căutarea armoniei cosmice

Şi Newton credea într-o astfel de armonie, în corespondenţele subtile dintre fenomenele naturale şi lumea creată de om, între material şi imaterial, între culoare şi muzică, între cer şi pământ. Odată ce înţelegem asta, alegerea de către el a 7 culori fundamentale ale spectrului luminos, ce pare supărător de arbitrară, devine explicabilă.

Să fi avut oare legătură cu faptul că Newton era şi alchimist? Iată încă un lucru puţin cunoscut şi, odată ştiut, greu de acceptat de către mulţi: cum, Sir Isaac Newton, acest părinte al fizicii, acest titan al ştiinţei moderne, era alchimist?!

Mai întâi, trebuie să înţelegem contextul în care se petreceau lucrurile: în secolul al XVII-lea, diferitele ştiinţe începeau, treptat, să se definească, să se individualizeze, multe desprinzându-se dintr-un trunchi comun, un domeniu vast şi diversificat, ce aduna mai toată ştiinţa lumii, cunoaşterea dobândită până atunci, într-o unică şi uriaş de complexă construcţie: alchimia. Până atunci, chimia şi fizica practic nu existau ca ştiinţe de sine stătătoare, astronomia era amestecată intim cu ceea ce numim azi astrologie, medicina, biologia, mineralogia erau şi ele tributare viziunii alchimice asupra Universului. Scriam, într-un articol consacrat alchimiei, că „A fi alchimist însemna, în Evul Mediu, a fi foarte multe lucruri. Medicii erau adesea şi astrologi, matematicieni, naturalişti, dar şi – sau mai ales – alchimişti, aceasta din urmă disciplină fiind una de graniţă, care implica studiul mineralogiei, al chimiei, al fizicii, al zoologiei şi botanicii, al astronomiei şi astrologiei…”

De fapt, era condiţia multor savanţi, mai puţin specializaţi decât azi, dar cu o viziune complexă, cuprinzătoare, asupra lumii, chiar dacă multe dintre ideile lor  ne par nouă azi de un misticism naiv. Nu e de mirare că ecourile acestui mod de gândi s-a prelungit şi în secolele următoare, chiar dacă slăbind treptat în intensitate, şi că savanţi ca Isaac Newton, Robert Boyle (celebrul fizician şi chimist), faimosul matematician şi filosof Gottfried Leibniz şi alţi învăţaţi de acelaşi calibru intelectual şi cu o contribuţie imensă la dezvoltare ştiinţei moderne au fost, totodată, alchimişti.

Nu e uşor de înghiţit această idee, e drept; primul biograf al lui Newton care a văzut scrierile alchimice ale acestuia a fost oripilat şi nu şi-a ascuns oroarea în faţa revelaţiei că „un spirit atât de măreţ s-a putut înjosi într-atât” încât să îşi petreacă vremea cu îndeletniciri socotite, pe atunci, oculte  şi suspecte, cum ar fi încercarea de a transforma metale comune în aur. Da, Newton a făcut şi asta, dar această preocupare nu-i micşorează meritul de a fi înnoit în chip covârşitor ştiinţa. Şi el, ca şi Boyle, ca şi Leibniz, ca şi alţi învăţaţi care au fost atât promotori ai metodei ştiinţifice moderne, cât şi alchimişti, erau copii ai timpului lor, fază de tranziţie între alchimia medievală şi ştiinţele moderne, şi erau tributari unei concepţii asupra ştiinţei încă existente în vremea lor.

În al doilea rând, trebuie să înţelegem ce a fost, de fapt, alchimia şi ce rol a jucat ea, părăsind concepţiile secolelor XVIII şi XIX, care considerau alchimia o pseudoştiinţă suspectă, un ansamblu de concepţii şi practici mistice şi oculte, fără nimic ştiinţific în el. Esta o viziune ce se înscrie în viziunea mai largă – şi complet eronată – asupra Evului Mediu ca fiind o epocă întunecată, de decădere, de regres al cunoaşterii. Cercetătorii serioşi au depăşit de mult această viziune, înţelegând, în sfârşit, că în Evul Mediu ştiinţa, cunoaşterea, au continuat să progreseze, sub forme specifice, iar alchimia a fost o precursoare a ştiinţelor moderne, puntea dintre ştiinţa Antichităţii şi cea modernă. Alchimiştilor li se datorează descoperirea multor substanţe (printre care câteva elemente chimice), punerea la punct a unor metode de laborator, inventarea unor instrumente specifice, promovarea metodei experimentale. Cu alte cuvinte, nimic mai greşit decât discreditarea în bloc a alchimiştilor şi a alchimiei. Aceasta nu este în niciun caz o simplă aiureală magico-mistică complet lipsită de sens, ci un domeniu de studiu ce corespundea nivelului de cunoştinţe al vremurilor acelora; este o „mamă” - abia de curând recunoscută şi repusă în drepturi – a fizicii şi chimiei, a astronomiei şi ştiinţelor naturii şi a altor teritorii ale cunoaşterii, azi distincte şi bine individualizate.

Alchimiştii credeau, aşadar, într-un întreg concert de armonii misterioase care leagă între ele lucrurile existente în acest Univers. Omul era un microcosmos în sânul macrocosmosului, iar între el şi universul nemărginit din jur, între lumea creată de el şi lumea naturală, exista o întreagă gamă de corespondenţe şi armonii subtile.

Nu mai pare atât de surprinzătoare, atunci, ideea că şi culorile trebuie să fie în număr egal cu al notelor muzicale, pentru a împlini armonia desăvârşită a lumii. Dacă sunt 7 note, ne trebuie şi 7 culori fundamentale; era o idee perfect logică în simplitatea ei, chiar dacă nu acceptăm premisele de la care pornea Newton.

Pentru a împlini misterioasa armonie a celor 7 culori, Newton a adăugat celor 5 culori iniţiale oranjul şi indigoul, lăsându-ne moştenire conceptul celor 7 culori ale spectrului, pe care ne străduim şi azi să le desluşim în curcubeu sau în fâşia de lumină multicoloră ieşită din prisma de cristal. Iar profesorul de fizică este unul din lungul şir al celor care, de la Newton încoace, au asimilat şi transmis conceptul celor 7 culori ale curcubeului, găsindu-l simplu de înţeles, de explicat şi de reţinut.

Iar faptul că în spatele acestei idei, perpetuate în fizică de trei secole şi mai bine, se găseşte o concepţie stranie pentru mulţi dintre noi, tulburătoare şi mistică, despre corespondenţele magice dintre muzică şi culori, dintre ciclurile naturale şi corpurile cereşti, nu face decât să ne arate că, sub o aparentă şi reconfortantă simplitate,  lucrurile pot fi mai complexe şi mai profunde decât par.