Empèdocles | El Fil de les Clàssiques

vid.Φῶς, φωτὀς al nostre bloc d’etimologia L’univers clàssic dels nostres mots

Ens hem de remuntar a Grècia, bressol de la ciència, per parlar de la història científica de la llum.

Bust d’Empèdocles, atri del Liceo Classico Empedocle di Agrigento

Empèdocles ( Ἐμπεδοκλῆς) considerava que Afrodita havia fet l’ull humà a partir dels quatre elements i que, gràcies al foc que havia encès, havia fet possible la visió. Deixant a banda la llegenda, Empèdocles considerava que hi havia una interacció entre els raigs que sortien dels ulls i els raigs provinents de fonts lluminoses com el sol. En astronomia, va identificar correctament que la llum de la lluna no era llum pròpia, sinó reflectida, i de la del Sol en pensava el mateix.

Euclides, Museo dell’Opera del Duomo, Florència, Itàlia.

Euclides (Εὐκλείδης) va avançar en l’estudi de la llum i de l’òptica. En el seu tractat Òptica, va fer un estudi matemàtic de la llum, tot elaborant postulats importants relatius a la naturalesa de la llum i afirmant que la llum viatja en línia recta. Va escriure les lleis de la reflexió i les estudia des d’un punt de vista matemàtic.

Heró d’Alexandria. Còdex de Sant Gregori Nazianzè. Manuscrist del segle IX

Heró d’Alexandria (Ἥρων ὁ Ἀλεξανδρεύς) va formular a Catòptric (κατοπτρικά) que la llum recorre el camí més curt entre dos punts.

“Ptolemeu amb l’esfera” de Joos van Ghent i Pedro Berruguete, Louvre

Entre els científics grecs que van fer aportacions a l’estudi de la llum, cal destacar Claudi Ptolemeu ( Κλαύδιος Πτολεμαῖος) que va realitzar un estudi de les propietats de la llum que està recollit en el seu tractat Òptica, un estudi matemàtic de la refracció i reflexió de la llum.

Després dels grecs, van haver de passar 1.000 anys fins arribar a les contribucions del persa Ibn al-Hàytham que en el segle XI explicà -amb idees modernes- el paper de l’ull en la visió, distingint entre la il·luminació de l’objecte per una font lluminosa independent de l’objecte i de l’ull, i la visió d’aquest objecte per part de l’ull, alhora que exposà les primeres idees sobre reflexió i refracció de la llum en superfícies.

Sis segles més tard, a principis del segle XVII, Johannes Kepler fa un treball matemàtic relacionat amb l’òptica, la càmara obscura. Després ja trobem noms molt importants en ciència: Thomas Harriot, René Descartes, Pierre de Fermat, Willebrord Snel van Royen, Bonaventura Cavalieri i James Gregory (descobridor de la difracció); l’últim terç del segle XVII fou molt frutífer en teories sobre la llum: Christian Huygens i Robert Hooke desenvolupen la primera teoria ondulatòria de la llum a partir de les idees prèvies de René Descartes. Altrament, Isaac Newton publica el 1672 la seva teoria del color basada en l’observació que un prisma descompon un raig de llum blanca en els colors de l’espectre visible (colors de l’arc de Sant Martí). Són també notables els seus arguments a favor que la llum està composta de partícules que viatgen en línia recta, teoria molt criticada per Hooke i Huygens, tot obrint una discussió que durà dos cents anys fins a James Maxwell que acaba amb la teoria corpuscular de Newton en afirmar que la llum és una ona i formula les famoses vuit equacions de Maxwell.

Pel que fa a la velocitat de la llum, la primera determinació fou d’ Ole Rømer el 1676 i ja el 1849 Hippolyte Fizeau determinà la velocitat de la llum en 300.000 Km/s.

[youtube]https://youtu.be/rgh6azo9KeI[/youtube]

L’any 1905 el físic Albert Einstein va proposar que la llum hauria d’estar formada per feixos de quàntums d’energia (o fotons). L’any 1924, el físic francès Louis de Broglie va proposar la teoria de la dualitat ona-corpuscle, segons la qual les ones electromagnètiques es poden manifestar com un flux de partícules, com també la matèria es pot manifestar en forma de raigs d’ones electromagnètiques. Des d’aleshores, aquesta teoria ha estat comprovada una i altra vegada i de formes molt diferents i s’ha demostrat que la llum es comporta com un corrent de partícules en interaccionar amb la matèria, mentre que es manifesta com un moviment ondulatori en desplaçar-se a través de l’espai. S’observa així la naturalesa ondulatòria de la llum en els fenòmens de difracció, polarització i interferència, mentre que es manifesta la naturalesa material mitjançant la refracció i la reflexió .

Tornant als nostres grecs, primera baula de la història científica de la llum, ja que el 2015 és l’Any intenacional de la llum i de les tecnologies basades en la llum, us proposo una activitat fotogràfica (φῶς, φωτός i γράφω) via Internet (fibra òptica) per celebrar del 13 al 22 de novembre la 20 Setmana de la Ciència. Hauríeu de fer fotografies sobre reflexió (en llatí, reflexio) i refracció (en llatí, refractio “retorn, inversió”) de la llum. Les heu de penjar a Instagram, tot etiquetant @filaracne, @fundaciorecerca amb el #fotosSC15 “Els grecs i la història de la llum” des del 13 al 22 de novembre (si voleu participar en el concurs general llegiu les bases aquí). No us oblideu de compartir-les també aquí en comentari i així les podrem comentar. Si, en canvi, la poesia (ποίησις de ποιέω) és el vostre punt font, ja sabeu que també podeu engrandir la nostra col·lecció de poemes sobre la llum (Llum de Grècia, Oda per a una llum perduda…) però, en aquesta ocasió, tot reflectint la reflexió i la refracció de la llum o les aportacions gregues a la història de la llum.