Los agentes colorantes encontrados en la pintura y la cerámica prehistóricas muestran que los humanos han apreciado el color desde los tiempos más antiguos. Pero, increiblemente, no existió ninguna hipótesis científica sobre él hasta Newton. Hasta entonces, la mayoría de las ideas aceptadas sobre el color procedían de artistas y técnicos como da Vinci, que basaban sus ideas en su experiencia con la mezcla de pigmentos.

Desafortunadamente, las lecciones aprendidas con la mezcla de pigmentos rara vez se aplican a la mezcla de haces de luz de diferentes colores. En la antigüedad, se pensaba que la luz del Sol era «pura». El color resultaba de la adición de impurezas, como los casos en los que un rayo de «luz pura» se refracta en una pieza de vidrio y emerge con bordes de colores.

Newton se interesó por los colores cuando todavía era estudiante en la Universidad de Cambridge. En 1672, a la edad de 29 años, Newton publicó un modelo del color en las Philosophical Transactions de la Royal Society de Londres. Este fue su primer artículo científico publicado. En él escribió:

In the beginning of the Year 1666, at which time I applyed myself to the grinding of Optick glasses of other figures than Spherical, I procured me a Triangular glass-Prisme, to try therewith the celebrated Phaenomena of Colours. And in order thereto haveing darkened my chamber, and made a small hole in my window-shuts, to let in a convenient quantity of the Suns light, I placed my Prisme at his entrance, that it might be thereby refracted to the opposite wall. It was at first a very pleasing divertisement, to view the vivid and intense colours produced thereby. . . .

[A comienzos del año 1666, momento en el que me apliqué al pulimiento de lentes ópticas de formas diferentes a la esférica, me hice de un prisma triangular de vidrio para comprobar el famoso fenómeno de los colores. Para ello, tras oscurecer mi habitación y hacer un pequeño agujero en mis contraventanas para dejar entrar una cantidad conveniente de la luz del Sol, coloqué mi prisma en su entrada, para que así pudiera ser refractada hacia la pared opuesta. Al principio fue un divertimento muy agradable ver los colores vívidos e intensos producidos así. . . .] (Traducción propia)

El haz cilíndrico de luz solar «incolora» de la abertura circular pasaba a través del prisma y producía una mancha alargada de luz coloreada en la pared opuesta. Esta mancha era violeta en un extremo, rojo en el otro y mostraba una gradación continua de colores en el medio. Para este patrón de colores Newton inventó un nombre: espectro.

Pero, ¿de dónde vienen los colores? ¿Y por qué la imagen se extiende en una mancha alargada en len vez de ser un círculo? Newton pasó la luz a través de diferentes espesores de vidrio, cambió el tamaño del agujero en la contraventana e incluso colocó el prisma fuera de la ventana.

Ninguno de estos cambios tuvo ningún efecto en el espectro. Tal vez alguna rugosidad o irregularidad en el vidrio era lo que producía el espectro, pensó Newton. Para probar esta posibilidad pasó los rayos de colores de un prisma a través de un segundo prisma similar puesto del revés. Si alguna irregularidad en el vidrio causaba que el haz de luz se extendiera, entonces pasar este haz a través del segundo prisma debería extenderlo aún más. En cambio, el segundo prisma, cuando se colocaba en determinada posición, volvía a juntar los colores bastante bien [1]. Ahora se formaba un punto de luz blanca, como si la luz no hubiera pasado a través de ninguno de los prismas.

Siguiendo un proceso de eliminación, Newton se convenció a sí mismo de lo que probablemente creía desde el principio era cierto: la luz incolora (blanca) está compuesta de colores. El prisma no fabrica ni añade los colores; estaban allí todo el tiempo, pero mezclados no se podían distinguir. Cuando la luz incolora pasa a través de un prisma, cada uno de los colores componentes se refracta en un ángulo diferente. Como consecuencia el haz se despliega en un espectro.

Como prueba adicional de esta hipótesis, Newton cortó un pequeño agujero en una pantalla en la que proyectó un espectro. De esta manera, la luz de un solo color podría separarse y pasar a través de un segundo prisma. Encontró que el segundo prisma no tenía ningún efecto adicional en el color de este haz, tan solo cambiaba su dirección, lo refractaba, aún más. Es decir, una vez que el primer prisma había hecho su trabajo de separar los componentes de color de la luz incolora, el segundo prisma no podía cambiar el color de los componentes. Resumiendo sus conclusiones, Newton escribió:

Colors are not Qualifications of Light derived from Refraction or Reflection of natural Bodies (as ’tis generally believed) but Original and Connate Properties, which in divers Rays are divers. Some Rays are disposed to exhibit a Red Colour and no other; some a Yellow and no other, some a Green and no other, and so of the rest. Nor are there only Rays proper and particular to the more Eminent Colours, but even to all their intermediate gradations.

[Los colores no son calidades de la luz producidas por la refracción o reflexión de los cuerpos (como se cree en general), sino propiedades originales inherentes, que en los diferentes rayos son distintas. Algunos rayos exhiben un color rojo y ningún otro; algunos uno amarillo y ningún otro; otros uno verde y ningún otro, e igualmente el resto. Tampoco hay rayos propios y concretos de los colores primarios, sino iguales para todas sus gradaciones intermedias.] (Traducción propia)

Nota editorial (30/11/2020):

[1] Esta exposición es una sobresimplificación (y, por tanto, estrictamente no es correcta, aunque el concepto general sí lo sea) de algo mucho más complejo. Véase: Del Mazo Vivar A., Velasco Maíllo S. García-Molina R. (2020) Recomposición de un rayo de luz blanca descompuesto por un prisma. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias 17 (3), 3402. doi: 10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2020.v17.i3.3402

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance