El Año Internacional de la Luz y su significado histórico

La Asamblea General de las Naciones Unidas proclamó 2015 como el Año Internacional de la Luz y de las Tecnologías Basadas en la Luz mediante la resolución 68/221, aprobada el 20 de diciembre de 2013. Esta celebración tuvo como objetivo reconocer el papel fundamental que la luz ha desempeñado en el desarrollo científico, tecnológico y cultural de la humanidad.

En nuestra vida cotidiana, los fenómenos luminosos son tan habituales que hemos dejado de reflexionar sobre ellos. Sin embargo, hace 2.000 años existía una gran diversidad de ideas sobre cómo se producía la luz, cómo se transportaba y, finalmente, cómo la observábamos. El estudio de la luz ha sido crucial para comprender el universo que nos rodea y para el desarrollo de tecnologías que transformaron la sociedad.

Las teorías griegas sobre la luz y la visión

La teoría de la emisión o extromisión

La teoría de la emisión, también denominada teoría de la extromisión, es un antiguo postulado que afirma que la percepción visual se produce gracias a unos rayos visuales emitidos por los ojos. Las historias más conocidas sobre la luz nos llegan de los pueblos que constituían la Grecia antigua, donde predominaba la idea de que la luz era una sucesión de rayos que salían de nuestros ojos hacia los objetos y después regresaban hasta nosotros con las impresiones que los detallaban.

Platón, en su diálogo Timeo o de la naturaleza, explicaba que la luz del día encuentra la corriente del fuego visual, y lo semejante se une íntimamente a su semejante, formándose en la misma dirección de los ojos un cuerpo único en el que se confunden la luz que llega de lo interno y la procedente de lo exterior. Platón se refería específicamente a dichos rayos como el "fuego visual". Esta visión, retratada de manera detallada sobre algunos vasos antiguos, se parecía mucho a la representación moderna de Superman, cuyos ojos lanzan rayos que le permiten ver a través de las cosas.

La teoría de los tentáculos visuales de Galeno

Algunas teorías aún más aventuradas hablaban de una suerte de tentáculos que eran proyectados desde el ojo, palpaban los objetos y posteriormente nos revelaban su forma. Esta idea fue promovida por Galeno en el siglo II, quien debido a su autoridad como médico, ejerció una influencia considerable en Europa durante gran parte del milenio siguiente. Empédocles consideraba a la luz como un fluido que emanaba de los ojos del observador, que actuaba al modo de unos tentáculos, asemejando el sentido de la vista al sentido del tacto, interpretación que recibió el nombre de teoría táctil o teoría de la extramisión.

Limitaciones de las teorías antiguas

Sin embargo, estas hipótesis fallaban al tratar de explicar con claridad fenómenos como los de la reflexión y la refracción, así como la formación de imágenes invertidas que aparecían al hacer incidir la luz sobre algunos cristales. Estas limitaciones evidenciaban la necesidad de un enfoque más experimental y basado en la observación controlada.

Ibn Alhazen y la revolución científica del siglo X

La escuela de Bagdad y el contexto histórico

En el siglo X, los científicos musulmanes se encontraban reescribiendo la historia de la ciencia occidental. Entre ellos, la escuela de Bagdad era una de las más afamadas. Había médicos, filósofos, astrónomos y literatos que traducían todo el conocimiento del mundo antiguo y, a partir de este, construían una gran cantidad de nuevos tratados.

Alhazen, cuyo nombre completo era Abu Ali al-Hasan ibn al-Hasan ibn al-Haytham, nació hacia el año 965 en Basora, actual Iraq, en una familia árabe. Ibn al-Haitham nació en Basra en el año 965, en plena Edad de Oro de la ciencia islámica, época inaugurada y fomentada por al-Mamún, séptimo califa abasí, fundador de la Casa de la Sabiduría o Bayt al-Hikma.

El descubrimiento de la cámara oscura

Alhazen, siendo filósofo y matemático, tuvo acceso a los tratados de Aristóteles y Euclides sobre la luz. Las ideas descritas por ellos lo llevaron a pensar en construir algunos experimentos que permitieran ilustrar mejor sus conceptos. Es así como acabó inventando la cámara oscura, que consiste en un cuarto cerrado donde únicamente puede ingresar luz por un pequeño hoyo hecho en una de sus paredes.

Durante su estancia en una prisión egipcia, el científico observó cómo un rayo de luz entraba por un diminuto agujero haciendo que se proyectara la imagen del exterior sobre la pared opuesta. A partir de este hecho, realizó una serie de experimentos con los que probó que la luz viaja en línea recta y crea imágenes cuando llega al ojo humano.

La circunstancia histórica del descubrimiento

Tras afirmar que sería capaz de domar las aguas del Nilo con un sistema de diques, Alhazen se desplazó a El Cairo reclamado por el califa al-Hakim. Al ver el río con sus propios ojos, se dio cuenta de que no podría llevar a cabo el proyecto que tenía en mente. Por miedo a ser castigado por el califa, que era conocido por su carácter cambiante e inestable, se hizo pasar por loco hasta que el califa murió once años después, en 1021.

Durante esos años estuvo recluido en una residencia por su fingida locura, lo que le dio mucho tiempo libre para investigar los temas que le interesaban. Para cuando salió de la residencia, Alhazen casi había terminado de escribir su Tratado de óptica, una obra en siete volúmenes, quizás una de las más importantes en la historia de la física.

La nueva comprensión de la luz

Lo sorprendente de la cámara oscura es que sobre la pared opuesta al agujero se proyecta una imagen de objetos que se encuentran en el exterior de la cámara, y quien está adentro puede verla de manera invertida sin tener ningún otro contacto con el objeto proyectado. Este aparentemente sencillo invento permitió entender que la luz venía de los objetos, ya sea porque ellos la producían o la reflejaban, y no porque los ojos hubiesen enviado ningún tipo de rayo o tentáculo para percibirlo.

Alhazen es considerado uno de los físicos más importantes de la Edad Media. Sus trabajos fundamentales se refirieron a la óptica geométrica, campo en el que, al contrario que Ptolomeo, defendía la hipótesis de que la luz procedía del Sol y que los objetos que no poseen luz propia lo único que hacían era reflejarla, gracias a lo cual es posible verlos.

Observando y experimentando con varios fenómenos, como el daño que la luz brillante producía en los ojos o la persistencia retiniana, llevaron a al-Haitham a concluir que el ojo actuaba como recipiente de la luz. De sus experimentos dedujo que los objetos son visibles porque nos llega la luz desde ellos, aunque esta provenga inicialmente de una fuente luminosa, sugiriendo así el fenómeno de la reflexión.

El legado de Alhazen: De la cámara oscura a la fotografía

Comprensión del ojo humano

Alhazen estudió a fondo la anatomía del ojo, lo que le llevó a desechar la llamada teoría de la emisión o extromisión, en la que creyeron grandes pensadores como Platón y Ptolomeo, así como el gran médico del siglo II Galeno. Demostró que toda la luz natural procede del Sol, viaja en línea recta y crea imágenes al llegar a nuestros ojos. Este descubrimiento llevó a la comprensión del funcionamiento del ojo humano y a entender cómo se propagaba la luz.

Influencia en el arte renacentista

El principio de la cámara oscura fue utilizado para crear obras de arte en el Renacimiento. Canaletto usó todo tipo de técnicas para lograr el mayor realismo. El detallismo es tal que muchos sospechan que el pintor utilizaba una cámara oscura, artilugio que proyectaba una imagen sobre la cual el artista podía trabajar. En el museo Correr de Venecia hay una cámara oscura que se dice pertenece a Antonio Canaletto. Pintores como Caravaggio, Vermeer, Brunelleschi o Canaletto utilizaron la cámara oscura como ayuda en su trabajo.

El desarrollo de la fotografía y el cine

A principios del siglo diecinueve, se añadieron a la cámara oscura placas fotográficas para capturar imágenes de manera permanente. El resultado fue la creación de la cámara fotográfica. Todas las cámaras modernas, y hasta el propio ojo, usan los mismos principios físicos que la cámara oscura.

Casi mil años después de Alhazen aparecería en occidente la cámara fotográfica y posteriormente el cine, invenciones que usaron el principio de la cámara oscura para capturar toda clase de "embrujos del mundo exterior" y reproducirlos como pequeñas cápsulas de tiempo.

Alhazen: Padre del método científico

Un aspecto destacado de la labor de Alhazen fue la investigación minuciosa y sistemática de los fenómenos naturales. El enfoque que usaba era totalmente desconocido en su época. De hecho, fue uno de los primeros investigadores que sometió a prueba las teorías mediante experimentación. Además, no le daba miedo cuestionar ideas ampliamente aceptadas si no contaban con pruebas que las respaldaran.

Alhazen es considerado el creador del método científico, y realizó importantes contribuciones a los principios de la óptica y a la concepción de los experimentos científicos. Una máxima fundamental de la ciencia moderna es que hay que demostrar que lo que uno cree es cierto. Según el físico Jim al-Khalili, la grandeza de Alhazen no reside tanto en haber hecho algún descubrimiento revolucionario, sino en que nos enseñó a hacer ciencia. Su Tratado de óptica se considera un auténtico libro científico, con descripciones detalladas de experimentos, aparatos, mediciones y resultados obtenidos.

El homenaje de 2015 a un pionero milenario

En 2015, Año Internacional de la Luz, se celebró el primer milenio de la publicación de la obra de Alhazen, Kitab al-Manazir (Libro de Óptica). Es por esto que Alhazen es uno de los homenajeados en el Año Internacional de la Luz y de las Tecnologías Basadas en la Luz.

De acuerdo con la Sociedad Europea de Física, la elección de 2015 responde a que en este año se cumplen mil años (1015) de la aparición de los trabajos de óptica de Alhazen, 200 años de la publicación por parte de Augustin-Jean Fresnel de un artículo en el cual se plantea la naturaleza ondulatoria de la luz (1815) y 150 años del trabajo de James Clerk Maxwell acerca del electromagnetismo (1865).

Alhazen llevó a cabo también diversos estudios referidos a la reflexión y la refracción de la luz, al origen del arco iris y al empleo de las lentes, a través de la denominada cámara oscura. Asimismo, defendió la idea de la finitud del espesor de la atmósfera terrestre y al observar la forma en que la luz del Sol se difractaba a través de la atmósfera, pudo calcular una estimación bastante buena para la altura de la atmósfera, que encontró en unos 100 km.

El legado de Ibn al-Haytham, conocido en Occidente como Alhazen, trasciende su época y se mantiene vigente en cada cámara fotográfica, en cada proyección cinematográfica y en nuestra comprensión moderna de cómo funciona la visión humana. Su trabajo representa un puente fundamental entre el pensamiento antiguo y la ciencia moderna, demostrando que el conocimiento científico se construye a través de la observación, la experimentación y la voluntad de cuestionar incluso las ideas más establecidas.