Newton Newton Los colores de la luzLos colores de la luz

Investigación de los colores de la luz Investigación de los colores de la luz en el siglo XVIIen el siglo XVII

Motivación principal: explicar el arco irisMotivación principal: explicar el arco iris Modo de investigar el fenómeno natural: Modo de investigar el fenómeno natural:

adaptarlo al laboratorioadaptarlo al laboratorio- controlar las condiciones de la producción del - controlar las condiciones de la producción del fenómenofenómeno- poder reproducirlo a voluntad- poder reproducirlo a voluntad- controlar las condiciones de la observación- controlar las condiciones de la observación

Autores principales antes de Newton:Autores principales antes de Newton:- Descartes: la luz como flujo de partículas- Descartes: la luz como flujo de partículas- Grimaldi: la luz como fluido compresible - Grimaldi: la luz como fluido compresible - Hooke: la luz como un pulso- Hooke: la luz como un pulso

Modo de explicación según los cánones del Modo de explicación según los cánones del mecanicismomecanicismo

Explicación de Robert HookeExplicación de Robert Hooke

L L LA

D

B

E

C

F

G

T

H

K

I

O N

M M

M

Al penetrar en el medio Al penetrar en el medio M M los pulsos AD, BE, CF los pulsos AD, BE, CF cambian de velocidad y se deformancambian de velocidad y se deforman

Dentro del medio los pulsos GH, IK se debilitan más Dentro del medio los pulsos GH, IK se debilitan más hacia H y K que hacia G e Ihacia H y K que hacia G e I

Las deformaciones de los pulsos son percibidas por Las deformaciones de los pulsos son percibidas por el ojo como colores: violeta hacia H y K; rojo hacia el ojo como colores: violeta hacia H y K; rojo hacia G e IG e I

Rasgos de la Rasgos de la explicación mecanicistaexplicación mecanicista

Explicación por causasExplicación por causas- Rechazo a las “cualidades ocultas” de la física - Rechazo a las “cualidades ocultas” de la física medieval como entidades causalesmedieval como entidades causales- Búsqueda de causas mecánicas- Búsqueda de causas mecánicas

Dinámica de la explicaciónDinámica de la explicación- Hipótesis sobre la naturaleza de la luz - Hipótesis sobre la naturaleza de la luz (corpúsculos, fluido, pulso). Para Hooke la luz blanca (corpúsculos, fluido, pulso). Para Hooke la luz blanca es un “pulso simple”.es un “pulso simple”.- Modelo mecánico: interacciones de la luz con el - Modelo mecánico: interacciones de la luz con el mediomedio- Modificaciones sufridas por la sustancia de la luz- Modificaciones sufridas por la sustancia de la luz- Interpretación de las modificaciones como colores - Interpretación de las modificaciones como colores

Problemas de la explicaciónProblemas de la explicaciónmecanicistamecanicista

Idea de ciencia naturalIdea de ciencia natural- Salvar los fenómenos- Salvar los fenómenos- Brecha entre matemáticas y ciencia- Brecha entre matemáticas y ciencia

Arbitrariedad de los modelos - Carencia de necesidadArbitrariedad de los modelos - Carencia de necesidad- - Explicación apenas hipotéticaExplicación apenas hipotética- Falta de certeza- Falta de certeza- Sólo se puede argumentar la plausibilidad de la explicación, no su verdad - Sólo se puede argumentar la plausibilidad de la explicación, no su verdad

Explicación cualitativaExplicación cualitativa- Ninguna posibilidad de cuantificar, medir, matematizar- Ninguna posibilidad de cuantificar, medir, matematizar

Imposibilidad de diseñar experimentos para falsear las Imposibilidad de diseñar experimentos para falsear las hipótesishipótesis- - Experimento concebido sólo como instancia de descubrimientoExperimento concebido sólo como instancia de descubrimiento

Imágenes más que conceptosImágenes más que conceptos- Explicar es construir una imagen plausible de lo que ocurre- Explicar es construir una imagen plausible de lo que ocurre- No se acuñan conceptos que permitan establecer nexos precisos con - No se acuñan conceptos que permitan establecer nexos precisos con elementos de la observaciónelementos de la observación

NewtonNewton Investigación sobre Investigación sobre los colores de la luzlos colores de la luz

Artículo de 1672Artículo de 1672

Philosophical TransactionsPhilosophical Transactions

Primer párrafo - Artículo de Primer párrafo - Artículo de 16721672

"Para cumplir con mi reciente promesa, le informo "Para cumplir con mi reciente promesa, le informo sin más ceremonia que a comienzo del año de sin más ceremonia que a comienzo del año de 1666 (en cuyo momento me aplicaba en pulir 1666 (en cuyo momento me aplicaba en pulir vidrios ópticos de formas distintas a la esférica) vidrios ópticos de formas distintas a la esférica) me procuré un prisma triangular de vidrio para me procuré un prisma triangular de vidrio para intentar el célebre fenómenointentar el célebre fenómeno de los colores. de los colores.

“ “Y para lograrlo, habiendo oscurecido mi cuarto y Y para lograrlo, habiendo oscurecido mi cuarto y abierto un pequeño orificio en las persianas para abierto un pequeño orificio en las persianas para dejar entrar una cantidad conveniente de luz dejar entrar una cantidad conveniente de luz solar, coloqué mi prisma a la entrada de la luz de solar, coloqué mi prisma a la entrada de la luz de tal manera que pudiese ser refractada en la pared tal manera que pudiese ser refractada en la pared opuesta. opuesta.

“ “Al comienzo constituyó una diversión muy Al comienzo constituyó una diversión muy placentera observar los vívidos e intensos colores placentera observar los vívidos e intensos colores así producidos; pero después de un rato, así producidos; pero después de un rato, aplicándome en considerarlos de manera más aplicándome en considerarlos de manera más circunspecta, me sorprendí de verlos en una circunspecta, me sorprendí de verlos en una forma forma oblongaoblonga, forma que, según las leyes , forma que, según las leyes conocidas de la refracción, yo esperaba que conocidas de la refracción, yo esperaba que hubiese sido hubiese sido circular.circular.""

El experimento del prismaEl experimento del prisma

persiana

prisma

pared

forma del espectro

sol

rojo

azul

Aspectos circunstancialesAspectos circunstanciales

Defectos del prisma Tamaño finito Defectos del prisma Tamaño finito del Soldel Sol

haz incidente

Forma de la mancha

Haz divergente incidiendo sobre el prisma

Sol

Experimentum CrucisExperimentum Crucis

Luzblanca

Persiana

Tabla

TablaPared

Forma dela mancha

Premisas de la teoríaPremisas de la teoría La luz está formada por La luz está formada por

“rayos”“rayos”

- Cada rayo tiene disposición - Cada rayo tiene disposición para recibir un solo colorpara recibir un solo color- Existen rayos para todos - Existen rayos para todos los colores y todos los los colores y todos los matices de un colormatices de un color- Cada rayo posee una única - Cada rayo posee una única refrangibilidadrefrangibilidad- Las propiedades de cada - Las propiedades de cada rayo –color y refrangibilidad- rayo –color y refrangibilidad- son inmutablesson inmutables

La ley de la refracción es La ley de la refracción es válida pero debe ser válida pero debe ser modificada: la refrangibilidad modificada: la refrangibilidad depende también del colordepende también del color

La luz blanca es una mezcla La luz blanca es una mezcla de rayos de todos los colores de rayos de todos los colores

Rayo

Color

Refrangibilidad

La explicación del alargamiento del La explicación del alargamiento del espectro en el experimento del prismaespectro en el experimento del prisma

La luz blanca La luz blanca proveniente del Sol que proveniente del Sol que cae sobre el prisma cae sobre el prisma tiene rayos de todos los tiene rayos de todos los colorescolores

Como cada rayo posee Como cada rayo posee una refrangibilidad que una refrangibilidad que le es propia, cada rayo le es propia, cada rayo sale del prisma a un sale del prisma a un ángulo determinadoángulo determinado

Los distintos colores Los distintos colores ocupan posiciones ocupan posiciones distintas sobre la pareddistintas sobre la pared

Aspectos de método en la Aspectos de método en la investigación de Newton - Iinvestigación de Newton - I

La observaciónLa observación- Ninguna observación es “ingénua”- Ninguna observación es “ingénua”- Siempre se observa desde una perspectiva que - Siempre se observa desde una perspectiva que determina:determina:

. lo que se observa. lo que se observa

. la selección de los elementos observados. la selección de los elementos observados

. la jerarquización de los elementos . la jerarquización de los elementos observados observados

- Lo observado es una “construcción” que - Lo observado es una “construcción” que obedece a propósitos y orientaciones obedece a propósitos y orientaciones previamente determinadospreviamente determinados

HookeHooke privilegió en la observación del fenómeno privilegió en la observación del fenómeno los coloreslos colores

NewtonNewton, al darse cuenta de una posible , al darse cuenta de una posible contradicción con la ley de la refracción, privilegió contradicción con la ley de la refracción, privilegió la forma alargada del espectrola forma alargada del espectro

Aspectos de método en la Aspectos de método en la investigación de Newton - IIinvestigación de Newton - II

El problemaEl problema-Un mismo fenómeno, según la perspectiva desde la cual se -Un mismo fenómeno, según la perspectiva desde la cual se aborda, puede dar lugar a problemas muy distintosaborda, puede dar lugar a problemas muy distintos- El problema y la forma cómo éste se formula moldean la - El problema y la forma cómo éste se formula moldean la investigación investigación

Problema antes de NewtonProblema antes de Newton: : - Explicar, según los cánones del mecanicismo, la aparición - Explicar, según los cánones del mecanicismo, la aparición de los colores: ¿cómo se forman colores a partir de la luz de los colores: ¿cómo se forman colores a partir de la luz blanca?blanca?

Problema de NewtonProblema de Newton: : - Investigar la contradicción (aparente o real) entre la forma - Investigar la contradicción (aparente o real) entre la forma del espectro y la ley de la refracción: ¿por qué se alarga el del espectro y la ley de la refracción: ¿por qué se alarga el espectro, en aparente contradicción con la ley de la espectro, en aparente contradicción con la ley de la refracción?refracción?

Aspectos de método en la Aspectos de método en la investigación de Newton - IIIinvestigación de Newton - III

La explicaciónLa explicación- Explicar un fenómeno es dar razón de él- Explicar un fenómeno es dar razón de él- El tipo de explicación y su forma dependen de la - El tipo de explicación y su forma dependen de la perspectiva adoptadaperspectiva adoptada

Explicar según el mecanicismoExplicar según el mecanicismo: Idear una : Idear una representación (modelo) causal del fenómeno que sólo representación (modelo) causal del fenómeno que sólo ponga en juego entidades materiales e interacciones entre ponga en juego entidades materiales e interacciones entre ellasellas

Explicar según NewtonExplicar según Newton: Representar conceptualmente : Representar conceptualmente el fenómeno de tal manera que pueda ser lógicamente el fenómeno de tal manera que pueda ser lógicamente comprendido a partir de las premisas generales de la teoría comprendido a partir de las premisas generales de la teoría

Explicación del arco irisExplicación del arco iris

Aspectos de método en la Aspectos de método en la investigación de Newton - IVinvestigación de Newton - IV

El experimentoEl experimento- En física se ponen en práctica ideas distintas de - En física se ponen en práctica ideas distintas de experimento que cumplen a su vez propósitos distintosexperimento que cumplen a su vez propósitos distintos

Idea de experimento en el mecanicismoIdea de experimento en el mecanicismo- Es un punto de partida- Es un punto de partida- Suministra elementos para encontrar algo nuevo. Es una - Suministra elementos para encontrar algo nuevo. Es una instancia de descubrimientoinstancia de descubrimiento

Noción fuerte de experimento en NewtonNoción fuerte de experimento en Newton- Es una instancia de corroboración- Es una instancia de corroboración- Se diseña y se interpreta a partir de la teoría- Se diseña y se interpreta a partir de la teoría- Sus resultados se comparan con resultados previstos - Sus resultados se comparan con resultados previstos desde la teoríadesde la teoría

Ejemplo de experimentoEjemplo de experimento

Propósito: corroborar Propósito: corroborar (o falsear) la premisa (o falsear) la premisa según la cual la luz según la cual la luz blanca es una blanca es una mezcla de todos los mezcla de todos los colorescolores

Idea: separar y luego Idea: separar y luego unir en un punto unir en un punto todos los colorestodos los colores

Comprobar si en ese Comprobar si en ese punto se obtiene el punto se obtiene el color blancocolor blanco

Mostrar que si se Mostrar que si se suprime algún color suprime algún color no se obtiene el color no se obtiene el color blancoblanco

Aspectos de método en la Aspectos de método en la investigación de Newton - Vinvestigación de Newton - V

Delimitación de un campo de trabajoDelimitación de un campo de trabajo- La teoría delimita un campo de - La teoría delimita un campo de preguntas y problemas que pueden ser preguntas y problemas que pueden ser legítimamente respondidas por ellalegítimamente respondidas por ella- Se construye un juego de lenguaje- Se construye un juego de lenguaje

. . Preguntas legítimasPreguntas legítimas: problemas : problemas relativos a la combinatorias de los coloresrelativos a la combinatorias de los colores

. . Preguntas ilegítimasPreguntas ilegítimas: naturaleza de : naturaleza de la luz y de los coloresla luz y de los colores

Consecuencias tecnológicas de la Consecuencias tecnológicas de la investigación - Iinvestigación - I

Problema: si la Problema: si la refrangibilidad depende refrangibilidad depende del color, en una lente del color, en una lente cada color tendrá un cada color tendrá un punto distinto de punto distinto de convergenciaconvergencia

Al observar una estrella Al observar una estrella por el telescopio se por el telescopio se producen muchas producen muchas imágenes superpuestasimágenes superpuestas

Se produce una Se produce una aberración cromáticaaberración cromática

Una consecuencia tecnológica:Una consecuencia tecnológica:El telescopio de reflexiónEl telescopio de reflexión

Los rayos de todos Los rayos de todos los colores se reflejan los colores se reflejan de la misma manerade la misma manera

Se elimina la Se elimina la aberración cromáticaaberración cromática

La imagen se forma La imagen se forma en Oen O

El espejo la traslada El espejo la traslada al ocular O´al ocular O´

O

A

B

O'

Telescopio de NewtonTelescopio de Newton

El debate con Robert HookeEl debate con Robert Hooke Juicio de Hooke sobre el trabajo de NewtonJuicio de Hooke sobre el trabajo de Newton

- Hooke juzga el trabajo de Newton desde su propio punto - Hooke juzga el trabajo de Newton desde su propio punto de vista: piensa que Newton está explicando la aparición de de vista: piensa que Newton está explicando la aparición de los colores hipotéticamentelos colores hipotéticamente- Hooke se sorprende de que Newton defienda la verdad de - Hooke se sorprende de que Newton defienda la verdad de su teoría. Newton, según Hooke, peca de dogmatismosu teoría. Newton, según Hooke, peca de dogmatismo- Según Hooke muchas formas de explicación distintas pero - Según Hooke muchas formas de explicación distintas pero equivalentes son posibles. Ninguna de ellas puede equivalentes son posibles. Ninguna de ellas puede abrogarse un carácter de verdadabrogarse un carácter de verdad

Estrategia de HookeEstrategia de Hooke: aceptar la validez de las : aceptar la validez de las

observaciones de Newton pero negar el carácter de observaciones de Newton pero negar el carácter de necesidad que éste le concede a su teoríanecesidad que éste le concede a su teoría- - "...el mismo fenómeno se resuelve por mi hipótesis tan "...el mismo fenómeno se resuelve por mi hipótesis tan bien como por la suya sin ninguna clase de dificultad o de bien como por la suya sin ninguna clase de dificultad o de distorsión”distorsión”- "...no veo ninguna necesidad absoluta de nada que haya - "...no veo ninguna necesidad absoluta de nada que haya dicho [Newton] hasta ahora, puesto que la cosa es dicho [Newton] hasta ahora, puesto que la cosa es susceptible de ser explicada sin hacer uso de aquella susceptible de ser explicada sin hacer uso de aquella suposición tan inteligiblemente como admitiéndola”. suposición tan inteligiblemente como admitiéndola”.

Newton: contra las hipótesisNewton: contra las hipótesisNewton: las hipótesis no tienen cabida en la Newton: las hipótesis no tienen cabida en la

filosofía naturalfilosofía natural

"Examinar cómo los colores pueden ser explicados "Examinar cómo los colores pueden ser explicados hipotéticamentehipotéticamente está más allá de mi propósito. está más allá de mi propósito. Nunca intenté mostrar en qué consiste la naturaleza Nunca intenté mostrar en qué consiste la naturaleza y la diferencia de los colores, sino solamente y la diferencia de los colores, sino solamente mostrar que mostrar que de factode facto ellos son cualidades originales ellos son cualidades originales e inmutables de los rayos que los exhiben…”e inmutables de los rayos que los exhiben…”

"... yo sabía que las propiedades que establecí "... yo sabía que las propiedades que establecí sobre la luz podían ser explicadas en alguna medida sobre la luz podían ser explicadas en alguna medida no sólo por ésta [la hipótesis corpuscular] sino por no sólo por ésta [la hipótesis corpuscular] sino por muchas hipótesis mecánicas. Y, por lo tanto, escogí muchas hipótesis mecánicas. Y, por lo tanto, escogí declinarlas todas y hablar de la luz en términos declinarlas todas y hablar de la luz en términos generales, considerándola abstractamente como generales, considerándola abstractamente como algo que se propaga en todas direcciones en línea algo que se propaga en todas direcciones en línea recta a partir de los cuerpos luminosos, sin recta a partir de los cuerpos luminosos, sin determinar qué es esa cosa..." determinar qué es esa cosa..."