Poesía y verdad de los colores

08/09/2014 0 comentarios
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En los últimos años del siglo XVIII el escritor alemán Johann Wolfgang von Goethe desarrolló una doctrina sobre la naturaleza de los colores y se enfrentó a las ideas newtonianas sobre el carácter compuesto de la luz blanca.

La imagen de Sir Isaac Newton dejando pasar un rayo de sol a través de un prisma de cristal y proyectando los colores del arcoíris sobre una pantalla pertenece ya al imaginario científico. A diferencia de la famosa manzana, en este caso sabemos con certeza que no se trata de una leyenda. El propio Newton nos dice en una carta dirigida a la Royal Society de Londres y fechada el 6 de febrero de 1671 que la escena tuvo lugar a principios de 1666, su llamado annus mirabilis. Tanto en esta carta como más adelante en su libro Opticks (1704), Newton describe con todo detalle sus experimentos ópticos y presenta sus conclusiones sobre la naturaleza y propiedades de la luz. Sir Isaac Newton

Una parte importante de los trabajos newtonianos en óptica se refieren a la naturaleza de los colores. Sus experimentos con prismas le llevan a concluir que la luz blanca está compuesta de

"...diferentes rayos, algunos de los cuales son más refrangibles que otros. [...] Así como los rayos difieren en su grado de refrangibilidad, también difieren en su disposición a exhibir un color u otro. [...] Al mismo grado de refrangibilidad siempre corresponde el mismo color, y al mismo color siempre corresponde el mismo grado de refrangibilidad."

                    (Carta a la Royal Society, 1671)

Los colores son por tanto una propiedad de los rayos que componen la luz blanca, que no es más que un "agregado confuso" (confused aggregate) de rayos de diferentes colores en una determinada proporción. Al pasar por un prisma, la diferente refrangibilidad de estos rayos resulta en su separación y la formación del familiar espectro de colores que interpolan entre el rojo -cuyos rayos son los menos refrangibles- y el violeta -formado por los rayos más refrangibles-.

El origen de los colores es un tema del que la filosofía natural se había ocupado desde antiguo. Aristóteles afirmaba que el color era una cualidad de los objetos y por ello no estaba asociada con la luz que los iluminaba. Descartes cambió el punto de vista al afirmar que los colores, lejos de ser una cualidad real de los cuerpos, consistían en una modificación de la luz. Con ello, la teoría de los colores pasaba a ser un problema óptico. Sin embargo, y a pesar de que ambos adscriben el color a la luz, Descartes y Newton difieren en un aspecto esencial. Para Newton el color es una propiedad intrínseca (original and connate) de los rayos y no una modificación sufrida por estos: en otras palabras, los "rayos rojos" no pueden ser modificados para convertirse en rayos "amarillos" o "azules".

A pesar de las críticas recibidas inicialmente -en particular por parte de Robert Hooke y Christiaan Huygens- la teoría de Newton se convirtió a lo largo del siglo XVIII en algo así como el "modelo estándar" de los colores.

Goethe y los coloresJohann Wolfgang von Goethe

El interés de Johann Wolfgang von Goethe por la teoría de los colores tiene su origen en el arte de la pintura y data de las experiencias durante su célebre viaje por Italia entre 1786 y 1788. Fue durante sus jornadas italianas cuando, en sus contactos con pintores, llegó al convencimiento de que las teorías científicas del color desarrolladas hasta ese momento eran de poca utilidad para la creación artística. Y quizás en el descubrimiento de los luminosos paisajes italianos y su contraste con los tonos más pálidos del norte esté también el germen de esa polaridad entre luz y oscuridad en la que basará toda su Farbenlehre, la doctrina sobre el origen de los colores.

Goethe estaba sin duda familiarizado con los resultados de Newton a través de los tratados de física de la época, aunque solamente fuera a un nivel superficial. Sus dudas sobre la explicación newtoniana del color provienen de una sencilla observación realizada con un prisma de cristal. Al mirar a través de él a una pared blanca observó que esta mantenía su color. Tal y como Goethe entendía la teoría newtoniana, el prisma debería descomponer la luz blanca produciendo una imagen colorida de la pared.

La observación de Goethe es sin embargo perfectamente explicable por la teoría newtoniana. Los rayos de diferentes colores que forman la luz blanca proveniente de varios puntos de la pared son refractados por el prisma en la dirección de la visual del ojo, de forma que a este llega una combinación de rayos de diferentes colores que produce la sensación de luz blanca, tal y como se muestra en la siguiente figura

Goethe observó además que si había figuras sobre la superficie blanca, los colores al mirar a través del prisma aparecían solamente alrededor de los bordes de estas. De aquí concluyó que la refracción no es la única condición para la aparición de los colores. También es necesario que la refracción actúe sobre la luz que llega de una figura. Según la interpretación goethiana, en la descomposición por el prisma de la luz blanca que penetra por un orificio -esto es, el celebérrimo experimento de Newton- el espectro de colores es el resultado conjunto de la refracción producida por el prisma y del hecho de que la luz está "acotada" por el orificio de entrada.

Hay que decir que, de nuevo, la observación de que los colores producidos al mirar a través de un prisma aparecen sobre los bordes de las figuras es perfectamente justificable dentro de la teoría de Newton. Si modificamos ligeramente la figura anterior, nos damos cuenta de cómo, cerca del borde de la figura negra, parte de los rayos de diferentes colores que convergen en la visual tras la refracción son "eliminados". Esto hace que esa región presente tonos violeta-azulados o rojizo-amarillos dependiendo de la posición relativa del prisma y la figura, tal y como mostramos a continuación

A partir de las observaciones mencionadas, Goethe construirá una doctrina del color alternativa a la de Newton y en la que trabajará durante décadas enfrentándose a gran parte de sus coetáneos. La importancia que el propio Goethe dio a su trabajo sobre el color queda claro en sus conversaciones con Johann Peter Eckermann (Gespräche mit Goethe in den letzten Jahren seines Lebens, 1836/1848). En la entrada del día 19 de febrero de 1829 Goethe confiesa que no siente especial orgullo por sus logros como poeta; hubo, hay y habrá mejores poetas que él. Sin embargo, en lo que se refiere a sus trabajos sobre el color considera haber sido el único entre sus contemporáneos en posesión de la verdad y por ello sí tiene "conciencia de su superioridad sobre muchos".

Sería un error descartar las ideas de Goethe como fantasías de un aficionado. Es mucho más útil y enriquecedor preguntarse qué le llevó a interpretar los hechos experimentales de forma tan diferente a como lo hiciera Newton. Para poder entender esto y valorar la Farbenlehre en su justa medida, habremos de penetrar primero en el concepto goethiano de filosofía natural y del papel del científico en su estudio de la naturaleza.


La filosofía natural de Goethe

El experimento es para Goethe el punto de partida de cualquier intento de conocer la naturaleza. Sin embargo, su postura empirista difiere en algunos aspectos esenciales de la mantenida por la filosofía natural contemporánea. Desde Galileo, el objetivo del experimento consiste en crear las condiciones que permitan la observación de los fenómenos minimizando el efectos de los aspectos no esenciales al mismo.  

Esta concepción del experimento presupone sin embargo la formulación de una teoría sobre el fenómeno objeto de observación, que es la que determina lo que consideramos esencial en él. De hecho, la hipótesis sobre la esencia del fenómeno es la guía en el diseño del experimento que permitirá confirmar o descartar esta hipótesis. En la filosofía de la ciencia este hecho se resume diciendo que los experimentos están "cargados de teoría" (theory laden).

El experimentum crucisEsto se aplica también a los experimentos con prismas de Newton, que están diseñados para confirmar o refutar su teoría de la diferente refrangibilidad de los colores. Y en particular el llamado experimentum crucis, en el que haciendo pasar rayos de un determinado color por un segundo prisma se observa cómo el ángulo de refracción varía al cambiar de color del rayo moviendo el primer prisma (véase la figura). Newton lo consideraba el experimento decisivo que confirma su teoría de la refrangibilidad diferencial de los diferentes colores.

El papel del experimento es precisamente uno de los puntos en los que la filosofía natural de Newton y la de Goethe entran en conflicto. Para ambos la experimentación es la piedra angular del conocimiento del mundo físico. Sin embargo, Goethe considera que la función del experimento no es la de confirmar o desmentir una hipótesis. Al contrario; según él el filósofo natural debe evitar caer en la tentación de formular teorías, limitándose a realizar múltiples observaciones del fenómeno en condiciones que sean ligeramente diferentes en cada caso.

El objetivo final de esta tarea es constatar cómo la variación de las condiciones influye sobre el resultado, con la finalidad de establecer una jerarquía de proximidad entre los experimentos. En lo alto de esta jerarquía se encontrarían un pequeño número de fenómenos primigenios -Goethe los denomina Urphänomene- a partir de los cuales sería posible deducir todas las demás observaciones. Para describir este proceso Goethe utiliza la analogía con las matemáticas, en las que los teoremas -que desempeñarían el papel de las observaciones- se obtienen a partir de postulados y axiomas -en este caso los Urphänomene-. Este método se contrapone a la elaboración de teorías y la comprobación experimental de las mismas, que Goethe compara no con la pureza intelectual de las matemáticas, sino con los argumentos y trucos dialécticos de un orador.

A partir de esta breve descripción vemos que la filosofía natural de Goethe se encuentra próxima al empirismo de Sir Francis Bacon, aunque también existen importantes diferencias entre ambos autores. Una de ellas es que Bacon considera que la investigación de los fenómenos naturales requiere forzar a la naturaleza a dar respuestas. Goethe, por el contrario, es reacio al empleo de instrumentos en los experimentos. El 1 de febrero de 1827 le confiesa a Eckermann que esa es precisamente la razón por la que él nunca se ha ocupado de la Astronomía. En ella, "los sentidos no son suficientes, sino que es necesario refugiarse en instrumentos, cálculos y mecanismos".

Otro punto de diferencia con la filosofía natural contemporánea se refiere al papel de las matemáticas. Goethe considera a esta disciplina la "más útil y sublime de las ciencias", siempre y cuando se aplique dónde está indicado su uso. En el caso del origen de los colores, considera que la observación y el raciocinio son más que suficientes. La matematización de este problema -tal y como hiciera el "matemático" Newton- conduce a "sinsentidos" (Unsinn).

Hemos resumido pues los presupuestos filosóficos que guiaron a Goethe en todos sus incursiones en el estudio de la naturaleza, no solamente en el problema del color, sino en sus estudios botánicos, geológicos y anatómicos. En todos estos casos -y en la Farbenlehre en particular- el resultado no son "teorías" tal y como este término se ha venido usando en la ciencia moderna durante siglos. Es por esto que, para evitar equívocos, renunciaremos a usar este vocablo y hablaremos en todo momento de "doctrina de los colores".  

Luz y oscuridad

Goethe publica sus primeras conclusiones sobre el origen de los colores en las dos partes de "Contribuciones a la Óptica" (Beiträge zur Optik), que aparecen respectivamente en 1791 y 1792. En 1810 aparece su gran obra sobre el tema, "Sobre la Doctrina de los Colores" (Zur Farbenlehre). Este largo tratado está dividido en tres partes. La más interesante es la primera o "Parte Didáctica". En ella describe sus experimentos con todo lujo de detalles y desarrolla su doctrina sobre el origen de los colores, que clasifica en tres tipos: fisiológicos, físicos y químicos.

Goethe define los colores fisiológicos como aquellos que "total o parcialmente residen en el ojo", esto es, los que no están directamente relacionados con el estímulo externo. Entre otros, estos incluyen las post-imágenes -que aparecen al mirar a una superficie blanca tras haber observado fijamente un objeto con color- o las sombras coloreadas que proyectan los objetos al ser iluminados desde direcciones opuestas por luz blanca y de otro color. Los colores físicos, por otra parte, son aquellos que aparecen por intervención de un medio no coloreado. En este grupo entrarían los colores que aparecen por refracción -es el caso de los experimentos de Newton con prismas- o los "colores atmosféricos" -el azul del cielo, por ejemplo-. Por último, los colores químicos son aquellos que residen en los cuerpos, tales como el rojo de las amapolas.

La segunda parte de Zur Farbenlehre es la "Parte Polémica" y está dirigida contra Newton y los newtonianos. El texto tiene un claro tono panfletario, llegando a caer frecuentemente en argumentos ad personam. Es quizá por esto que la mayor parte de las ediciones de Zur Farbenlehre e incluso de las recopilaciones de las obras de Goethe -incluyendo los 14 volúmenes de la Hamburger Ausgabe- omiten esta parte del libro.

Finalmente, la obra concluye con la "Parte Histórica", donde el autor hace una exhaustiva revisión de las teorías sobre el color desde la antigüedad hasta la época del propio Goethe. Esta última sección de "Zur Farbenlehre" fue concebida inicialmente como una obra independiente. Sin embargo la falta de tiempo impidió a su autor darle la forma final que deseaba, por lo que decidió añadirla como un apéndice a su tratado sobre el color.

Pero pasemos a describir brevemente las ideas goethianas sobre el color. Como hemos visto más arriba, el punto de partida de Goethe para construir la Farbenlehre es su observación de que los colores producidos al mirar a través de un prisma aparecen asociados con los bordes de las figuras. En el caso de un cuadrado negro sobre fondo blanco o viceversa, observado a través de un prisma horizontal con el ángulo refractor apuntando hacia abajo, los bordes horizontales del cuadrado adquieren la siguiente coloración:

Al disminuir el tamaño del lado vertical del cuadrado, los bordes horizontales coloreados se acercan uno a otro. Cuando el rectángulo resultante es suficientemente estrecho los dos bordes coloreados se mezclan y aparecen nuevos colores: en el caso del cuadrado negro, en la región en la que se superponen el azul y el rojo aparece una franja de color púrpura/magenta, mientras que en el rectángulo blanco emerge el verde en la zona de superposición del amarillo y el azul, tal y como se muestra a continuación

De aquí deriva Goethe una regla general para el origen de los colores "prismáticos": estos se producen en los bordes de la figura que son paralelos al eje del prisma. Cuando el blanco se encuentra en la parte superior de la figura, aparece el azul y el violeta. Si el blanco está en la parte inferior, los colores que emergen son rojo y amarillo. En el caso en que los bordes formen un ángulo con el eje del prisma, la franja coloreada se hace más estrecha hasta desaparecer cuando el ángulo es de 90 grados. Si la figura es suficientemente estrecha, aparece el púrpura/magenta al unirse el violeta y el rojo, mientras que el verde resulta de la unión del azul y el amarillo.       

Estas experiencias con prismas lleva a Goethe a la conclusión de que el color aparece como resultado de la interacción entre la luz y la oscuridad. Sin embargo, estos dos elementos no son suficientes por sí mismos para producir colores. El tercer elemento en juego lo encuentra Goethe en su estudio de los colores atmosféricos. Allí observa que la luz del sol toma un color primero amarillento y luego rojizo a medida que este se acerca al horizonte. La diferencia entre la luz del sol que nos llega a mediodía y la que vemos en un crepúsculo radica simplemente en que -en el segundo caso- esta ha de atravesar un mayor camino dentro de la atmósfera. Por lo tanto -concluye- la aparición del color a partir de la luz blanca está asociado con el medio a través del que se propaga y en particular en el hecho de que sea un medio turbio.

Esta es la forma en la que Goethe llega al Urphänomen a partir del cual derivará sus otras observaciones: los colores surgen de la interacción de la luz (Licht) y la oscuridad (Finsternis) en presencia de un medio turbio (trübes Mittel).

Por ejemplo, la luz blanca del sol al atravesar la atmósfera se torna amarilla o rojiza por el efecto de la turbiedad del aire. El azul del cielo puede también entenderse a partir del mismo Urphänomen, salvo que en este caso lo que en realidad observaríamos es la oscuridad del espacio exterior a través del aire iluminado por el sol. Según Goethe, el efecto del medio turbio iluminado es el de aclarar la oscuridad para convertirla en azul, con un tono que será más oscuro o más claro dependiendo de la cantidad de aire que nos separa del espacio. Por ejemplo, al subirnos a una montaña en un día sin nubes y mirar al cénit vemos el cielo de un color azul intenso, mientras que si miramos al horizonte este azul se aclara hasta convertirse en casi blanco, si es que el aire está suficientemente turbio ese día.

La polaridad inicial entre luz y oscuridad se ha transformado, gracias al efecto del medio turbio, en una polaridad entre amarillo y azul. Para obtener otros colores es necesario introducir un concepto básico en la Farbenlehre, la "intensificación" (Steigerung) del color. De nuevo esto se consigue a través del medio. En el caso del amarillo el color que resulta es el rojo, mientras que a partir del azul se obtiene el violeta. Finalmente -como vimos más arriba en los experimentos con prismas- la unión del amarillo y el azul da lugar al verde, mientras que la del rojo y el violeta produce el magenta. Todas estas relaciones las resume Goethe en el círculo que se muestra en la figura. El Farbenkreis o círculo de los colores de Goethe

Este gráfico resume diversos aspectos de la Farbenlehre. No solamente la diferente relación entre los colores por intensificación o mezcla, sino también las relaciones de complementariedad que aparecen, entre otros casos, en los colores fisiológicos. Por ejemplo, si observamos fijamente durante algún tiempo una figura coloreada -digamos rojo- y a continuación miramos a una superficie blanca, la post-imagen que veremos será del color que se encuentra diametralmente opuesto en el círculo al de la figura original -en este caso el azul-. La misma complementariedad se aplica en el caso de las sombras coloreadas.

En el caso de los experimentos con prismas, la aplicación del Urphänomen está basada en la idea de Goethe de que al observar un objeto a través de un prisma la refracción produce una imagen secundaria (Nebenbild) de la figura, que proporciona el medio turbio requerido para la producción de los colores. Es necesario decir que de los escritos de Goethe no queda demasiado claro el significado de esta imagen secundaria, lo que ha motivado diversas interpretaciones en la literatura. En cualquier caso, el efecto de la imagen secundaria sobre los bordes de la figura daría lugar a los colores, al "aclarar" el fondo negro en azul-violeta y "oscurecer" el blanco en amarillo-rojo:

La Farbenlehre se encontró sin embargo con un fenómeno particularmente relevante que fue incapaz de esclarecer a partir del Urphänomen. A pesar de los intentos continuados hasta el final de su vida, Goethe nunca pudo explicar los colores del arcoíris, fenómeno del que la teoría newtoniana daba cuenta en todos sus detalles.

Recepción y valor de la Farbenlehre

La respuesta científica a los trabajos de Goethe sobre los colores fue escasa y, cuando la hubo, claramente negativa. Tal fue el caso de Thomas Young que comparó Zur Farbenlehre con "un almanaque lleno de epigramas y sátiras". A ello sin duda contribuyó también el tono de la "Parte Polémica" de Zur Farbenlehre, donde como hemos dicho Goethe no ahorró comentarios irónicos y epítetos negativos hacia Newton y los defensores de la teoría newtoniana -que eran la mayor parte de los científicos de la época-.

En realidad, fueron muy pocos los que como Eckermann o Arthur Schopenhauer continuaron la obra de Goethe. Antes al contrario, a medida que durante el siglo XIX Goethe se convertía en el símbolo de la cultura en lengua alemana, sus trabajos sobre el color resultaban cada vez más embarazosos para sus admiradores. Por ejemplo, Rudolf Virchow en su opúsculo Goethe als Naturforscher (Goethe como investigador de la naturaleza, 1861) ignoró completamente la Farbenlehre, concentrándose en los trabajos anatómicos de Goethe y su descubrimiento del hueso intermaxilar.

Hermann von Helmholtz fue uno de los científicos que se aventuró a ocuparse de la Farbenlehre goethiana en dos conferencias, en 1853 en Königsberg y en 1892 en Weimar. El diagnóstico de Helmholtz es que el fracaso de la Farbenlehre tenía su origen en la filosofía natural de Goethe, que aborda el estudio de la naturaleza usando un punto de vista poético -es decir, como un conjunto de experiencias sensibles- y no científico-matemático -esto es, elaborando teorías que han de ser verificadas-. Lo que resultaba ser un serio impedimento a la hora de estudiar las leyes física no lo era, a juicio de Helmholtz, en otros contextos como en los estudios botánicos. En un apéndice escrito en 1875 al texto de su conferencia en Königsberg, Helmholtz veía incluso en los trabajos de Goethe sobre la metamorfosis en las plantas un precursor de las ideas darwinistas.

En el siglo XX, físicos como Max Planck, Arnold Sommerfeld o Werner Heisenberg también elaboraron sobre la teoría de los colores de Goethe. No obstante, un importante cambio de punto de vista llegó con la revaluación de la sección de Zur Farbenlehre dedicada a los colores fisiológicos. La detallada descripción de la fenomenología y el papel activo que adscribe al sistema sensorial del sujeto en la percepción del color hizo que fuera considerado como precursor de desarrollos posteriores.

Asimismo, y desde un punto de vista más cercano a la filosofía de la ciencia, se empezó a valorar el trabajo de Goethe dentro de los parámetros de su metodología científica. Por ejemplo, Neil Ribe y Friedrich Steinle han acuñado el término "experimentación exploratoria" (exploratory experimentation) para referirse a un tipo de investigación científica que incluiría no solamente la Farbelehre de Goethe sino también los experimentos electromagnéticos de Sir Michael Faraday.

Para apreciar el trabajo científico de Goethe, además de las peculiaridades metodológicas ya mencionadas, tenemos que tener en cuenta que su Farbenlehre no es una teoría de la luz, sino una doctrina de la sensación del color. Una de las razones de su rechazo a la teoría newtoniana es la imposibilidad de "descomponer sensaciones": para él la sensación del color blanco es algo primario que no puede descomponerse en una combinación de las sensaciones de los distintos colores del arcoíris. Esto le coloca en una postura diametralmente opuesta a la de Newton, para quien el elemento primario no es la luz blanca, sino cada uno de los rayos de un determinado color que la componen. Además, Goethe no está interesado -como sí lo está Newton- en la naturaleza física de la luz, sino en lo que podríamos llamar el "álgebra de sensaciones" que esta produce sobre el observador.

Y en tanto que se trata de una teoría de la percepción del color, no es extraño que la Farbenlehre encontrase una buena recepción entre los artistas. Esto ya lo sabía el propio Goethe, que en la introducción a Zur Farbenlehre escribe que sus ideas serán bienvenidas por todos aquellos interesados en los aspectos prácticos del uso del color. Además, la sección final de la "Parte Didáctica" está dedicada a aspectos estéticos del color, sus afinidades y disonancias.W. Turner: Light and Color (Goethe's Theory)

Un ejemplo de la influencia estética de la obra de Goethe lo encontramos en el pintor William Turner. En 1843 recibió como regalo un ejemplar de Zur Farbenlehre que leyó con interés como demuestran las anotaciones que realizó al margen. Influyeran las ideas del libro en la obra de Turner, o simplemente confirmaran estas la experiencia artística del pintor, lo cierto es que en el tratamiento del color en algunos de sus cuadros hay claras resonancias de la Farbenlehre. Tal es el caso de dos pinturas que datan del mismo año 1843: "Shade and Darkness - The Morning of the Deluge" y "Light and Color (Goethe's Theory) - The Morning after the Deluge - Moises Writing the Book of Genesis", la última de las cuales se muestra en la figura.

Uno de los aspectos que caracteriza la aparición de la ciencia moderna en los siglos XVI y XVII es lo que podríamos llamar la superación del sentido común. La física aristotélica estaba basada en el sentido común, en tanto tomaba los fenómenos tal y como se nos aparecen. Sin embargo, Copérnico afirmará que la Tierra se mueve a pesar de que no hay ninguna prueba de que esto sea así y Galileo y Descartes hablarán de un principio de inercia que no se sigue inmediatamente de lo que vemos a nuestro alrededor. Y lo mismo puede decirse de la idea newtoniana de una luz blanca "compuesta". En realidad, uno de los principios que subyacen a la llamada Revolución Científica es el convencimiento de que la manera de poner orden en los fenómenos naturales es yendo más allá de los propios fenómenos. A pesar de su andamiaje metodológico, en la inocencia empirista de Goethe hay una cierta reivindicación del sentido común que nos recuerda a la física premoderna.

Al final de su entrada del 27 de diciembre de 1826, Eckermann refiere una conversación que habría tenido lugar poco tiempo antes y en la que Goethe mostraba su sorpresa por el interés del público en conocer la ciudad que le sirvió de inspiración para su poema épico Hermann und Dorothea. Las palabras con las que el poeta zanja la discusión, a pesar de la diferencia de contextos, bien podrían darnos una pista sobre el origen último de la manera en la que Goethe contemplaba el estudio de la naturaleza:

Man will Wahrheit, man will Wirklichkeit und verdirbt dadurch die Poesie

(Queremos verdad, queremos realidad y con ello estropeamos la poesía)