La luz

EL SENTIDO DE LA LUZ

La luz es fundamental para la comunidad de los seres vivientes. Actúa, al menos, de dos maneras diferentes. La primera de ellas lo hace a través del proceso de la fotosíntesis, mediante el cual la energía luminosa contribuye a las reacciones químicas cuyo resultado es la liberación de oxígeno. No es necesario aclarar la importancia del oxígeno para la vida, aunque es obvio que pocos recuerdan esta lección vista la facilidad y rapidez con que desaparecen nuestros bosques.

El otro aspecto principal está relacionado con la visión, entendida ésta no como el disfrute de las cosas bellas del mundo, sino como la posibilidad de huir del peligro. ¿Cómo, si no, explicar la presencia del complejo ojo encontrado en fósiles de trilobites -que vivieron hace unos 500.000.000 de años- en algunos casos con unas mil caras, al modo de los ojos de los insectos?

La misma existencia del ojo es, en sí, sorprendente; la pregunta principal se centraría sobre su formación. Las células sensibles a la luz pudieron concentrarse en determinados centros, formando el órgano sensor; ¿pero qué es un ojo sin sistema nervioso que interprete la información? Teorías recientes sostienen que el ojo es una parte del cerebro que alcanza el exterior en busca de información.

Cualquiera que sea su formación, cada ojo ha seguido caminos distintos en su especialización y, así, la mariposa es capaz de recibir las radiaciones infrarrojas, mientras que los perros no son capaces de percibir todos los colores. Unos ojos son simples,  como el del nautilus, que consiste en una cavidad con un pequeño orificio para formar la imagen; otros sólo distinguen los cambios de luces, para identificar el movimiento. El ser humano sin contar con un órgano muy sofisticado disfruta de la ventaja de un cerebro más desarrollado.

El objetivo final del ojo es, en todo caso, recibir los estímulos luminosos del exterior. En un principio la luz natural, procedente del Sol como fuente única; su presencia trae la sensación de vida y desgarra las tinieblas por lo que no es de extrañar que se le confiera un poder especial y llegue a entronizarse como deidad por algunos pueblos. Los cambios estacionales, determinados, en suma, por la cantidad total de luz solar que cae sobre cada zona de nuestro planeta, condiciona la vida del hombre. El menor número de horas de luz, y con menor intensidad, condiciona, en parte, el carácter de sus habitantes.

Este sentido vital de la luz, tan profundo, aparece recogido en los textos sagrados de religiones diversas. Se equipara la divinidad a la luz y el aspecto dual de la ética humana se asocia a la luz y a la oscuridad. En el libro del Génesis se describe, así, la creación de la luz: «Dijo Dios: ‘Haya luz’; y hubo luz. Y vio Dios ser buena la luz, y la separó de las tinieblas; y a la luz llamó día, y a las tinieblas noche, y hubo tarde y mañana, día primero».

 

LA VISIÓN DE LA LUZ

Si bien parecen claras las razones de este profundo enraizamiento en el ser humano de la relación entre la luz y la vida, nuevas dudas surgen cuando se buscan respuestas a dos grandes problemas como son averiguar cuál es la naturaleza de la luz y cómo tiene lugar el proceso de la visión. Aunque íntimamente interrelacionados son problemas distintos; por un lado la luz es una forma de la energía y, por tanto, susceptible de un estudio objetivo, mientras que, por otro, el hombre es sensible a ella, reaccionando de manera subjetiva. El primer planteamiento se aborda desde la Física, mientras que el segundo desde la Psicología, dando lugar, en este caso a la creación de una rama nueva, la Psicofísica.

La secuencia lógica de abordar los problemas parece, en  principio, la dada: conocer, primero, en qué consiste la luz, para acabar viendo cómo actúa sobre el órgano de la visión. Los descubrimientos, en cambio, no tienen por qué seguir un orden coherente, dado que la investigación está asociada, en muchos casos, con las necesidades más inmediatas y el ser humano se planteó primero su forma de percibir la realidad.

La comunicación visual se establece por la interacción de la luz y el ojo. Esta afirmación (tan simple, aunque quizás no tan evidente), es el resumen de milenios de meditación. La idea de cómo se produce la visión ha cambiado a lo largo de la historia, y no siempre en el sentido de aproximación a la explicación actual. Estos vaivenes, agrupados según un criterio de calidad de las teorías, en vez de cronológico, recoge todas las posibilidades combinatorias: existían teorías que afirmaban que ningún fenómeno físico intervenía entre el ojo y el objeto, otras defendían la existencia de una radiación que va del ojo al objeto, una tercera corriente propugnaba que tanto ojo como objeto emiten radiaciones que interactúan y, por fin, la que dice que percibimos aquellos objetos que emiten radiaciones a las que el ojo es sensible.

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Robert Grosseteste

Las teorías son, como se ven, para todos los gustos, aunque, lamentablemente respondieron más al espíritu de la época que a una evolución científica. Así, Grosseteste, en el siglo XIII, considera que la luz está identificada con Dios, de donde proviene la visibilidad en forma de radiación potente. En esta misma línea, aunque con un planteamiento distinto, se manifestaban los neoplatónicos, en el siglo III, afirmando que nada se interpone entre el objeto y el ojo, sino que vemos mediante una facultad psíquica que permite acceder al objeto en sí mismo. Una idea que imperó durante mucho tiempo fue la de que era posible ver, merced a unos rayos que salían del ojo y podían explorar la realidad. Con distintas variantes la defienden desde los pitagóricos (siglo VI a.d.C.) hasta Theon de Alejandría (Siglo V), pasando por Ptolomeo y Euclides, aunque este último conocía el fenómeno de la refracción de la luz.

La caída del Imperio Romano es, como se sabe, el comienzo de una época de crisis en el campo científico en toda Europa. El avance del Islam por toda el área mediterránea lleva aparejado, en cambio, la recogida y atesoramiento de todos los conocimientos anteriores. El campo de la óptica se desarrolla especialmente gracias a Al-Hazen (Siglo XI), el cual no sólo estudia las leyes de la reflexión, sino que hace una descripción detallada del ojo. Pero su contribución fundamental para dilucidar la naturaleza del proceso de la visión está en los argumentos que emitió para probar que la luz es una radiación que va hacia el ojo y no es proyectada por él.

 

LA NATURALEZA DE LA LUZ

Al-Hazen

La obra del Al-Hazen se tradujo al latín en el siglo XIII y se inicia, a partir de este momento, un lento resurgir de la ciencia en Europa. Hay que esperar hasta el siglo XVII para que comiencen a aparecer hipótesis sobre la naturaleza de la luz que, en este caso, empiezan a ser sólidas según la entendemos hoy. Por un lado Robert Hooke propuso la idea de que la luz era un movimiento rápido del medio, que se propagaba a gran velocidad; por otro, un contemporáneo suyo, Isaac Newton, era partidario de una naturaleza corpuscular. La influencia de Newton era tan grande en el mundo científico que condicionó, en gran medida, el avance en los estudios sobre la naturaleza de la luz.

Mientras tanto, en el continente, siguen nuevos experimentos que apoyan la naturaleza ondulatoria de la luz (Huygens). A principios del siglo XIX, el británico Thomas Young, médico y arqueólogo convertido en físico, diseñó un ingenioso experimento que sólo podía tener sentido si la luz se propagaba como ondas. Y tuvo éxito. El espectro de Newton, sin embargo, se abatió sobre él, al igual que sobre Huygens, del brazo, nuevamente, de sus impenitentes seguidores, más convencidos de la infalibilidad del genio que de la teoría corpuscular que propugnó.

El escocés James Clerk Maxwell sintetizó los conocimientos de la época postulando, a finales del siglo pasado, unas ecuaciones matemáticas que establecían una naturaleza electromagnética para la luz, propagándose como  onda transversal en el éter. La velocidad de la luz obtenida de sus fórmulas coincidía con las calculadas mediante experimentos astronómicos. Todo parecía ir bien.

Todos los movimientos ondulatorios conocidos hasta entonces necesitaban de un soporte material para propagarse. De aquí surge la existencia del éter, el medio por el que se propaga la luz, pero que debe cumplir unos requisitos contradictorios, como el de ser tenue o de baja densidad para que no interfiera con cualquier objeto.

Según esto debían existir diferencias en el tiempo de llegada de un rayo de luz cuando la Tierra giraba en el sentido de acercarse a la fuente luminosa o en sentido inverso. Con esta propuesta, hecha por Maxwell, Michelson realizó los experimentos pertinentes que resultaron un total fracaso.

La crisis, la más rotunda que ha sufrido la Física, estaba planteada. Después de esta carrera de éxitos obtenidos a pesar del espectro de Newton, la teoría ondulatoria no era capaz, finalmente, de explicar la naturaleza de la luz. Poincaré, a principios de este siglo, es el primero en plantearse la existencia del éter. Einstein, en 1905, expone su teoría de la relatividad, que demostraba cómo el éter no era necesario.

Espectro de Newton

Espectro de Newton

También a principios de siglo, Max Planck sienta las bases de lo que constituiría la mecánica cuántica. Basándose en estas ideas, Einstein propone una nueva forma de teoría corpuscular; según ella, la luz estaría formada por corpúsculos, llamados fotones o paquetes de energía. Las investigaciones posteriores demostraron la verdad de sus asertos. La luz se  muestra, pues, bajo un doble aspecto, ondulatorio y corpuscular. En su propagación a través de cualquier medio se comporta como onda transversal; en su interacción con la materia adquiere su carácter corpuscular. En fotografía, por ejemplo, es posible recoger la luz que parte de un objeto y hacerla converger mediante una lente para formar una imagen, haciendo uso de su comportamiento a su vez,  en fotografía analógica cuando la luz actúa sobre la emulsión fotosensible es necesario, al parecer, un mínimo de cuatro fotones para separar un átomo de plata de una molécula de haluro de plata. La plata forma la imagen negativa fotográfica. Este planteamiento tiene su análogo en los sensores digitales.

Este recorrido histórico sobre la luz nos revela la complejidad y dificultad en desentrañar los secretos de su naturaleza a lo largo de tres mil años. Pensar que se ha alcanzado la meta no es correcto. Se ha logrado un modelo que explica, por ahora, el comportamiento de la luz. Pero surgen nuevos conceptos y, consiguientemente, nuevas dudas. Hecht y Zajac se lo cuestionan de una manera hermosa: «En efecto, es maravilloso observar que la pregunta ¿qué es la luz? continúa inmutable.”

En nuestros días casi todas las personas conocen la existencia de la luz y su papel en la visión. Existe una tendencia, en mi opinión, a considerar las teorías neoplatónicas como ciertas, inconscientemente, por esa naturalidad y simplicidad con la que contemplamos la realidad; es decir, se tiene la sensación de acceder directamente al objeto. Esto así, posiblemente, porque no vemos la luz mientras se propaga; sólo vemos la luz cuando incide sobre los  objetos, y así los percibimos. Pero de esto hablaremos más adelante.

 

LA LUZ Y EL LENGUAJE

A pesar de todas las disquisiciones científicas sobre la  luz, alguna adscripción que de ella se ha hecho al campo de lo divino, parece también probado que las intuiciones humanas funcionan. La demostración de ello se encuentra en la incorporación al lenguaje cotidiano de términos relacionados con la luz, de frases hechas o de refranes que constatan que las personas corrientes han establecido conexiones en unos casos o conferido connotaciones en otros entre la vida y la luz. La razón de ello está, posiblemente, en los argumentos ancestrales que vimos antes, ligando luz solar a vida, noche a tinieblas; también, por otra parte, en esa idea de naturalidad con el que parece que accedemos directamente a los objetos y, por último, en el órgano visual que es el sentido que proporciona más información al ser humano.

Voy a dar algún ejemplo para ilustrar este aspecto. La acción de parir es sustituida por «dar a luz» y, dado que el verbo no describe la acción desde el punto de vista del nacido, parece indicar que se está identificando la vida con la luz, aunque esta frase se utilice, hoy en día, por personas que consideran el verbo en español como escabroso. Con un sentido muy parecido utiliza «salir a la luz» o «sacar a la luz», refiriéndose a personas u objetos, respectivamente, que se hacen públicos. Con un sentido más ligado a la aparente inmediatez de la visión, que antes comentábamos, está el uso de “a todas luces” como sustituto de “evidentemente”. Otras expresiones, como “echar luz” sobre un asunto o “la luz de la razón”, están más ligadas con la identificación de la luz con la verdad o con el conocimiento.

 

LA VISIÓN DE LAS COSAS

La existencia de la luz es una condición necesaria para poder ver. Pero no es suficiente. Imaginemos una habitación con una luz uniforme iluminando una serie de objetos idénticos. La luz procedente de todos ellos sería la misma, por lo que no podríamos distinguirlos. La información se encuentra, como siempre, en la diferencia. Para ver necesitamos, por tanto, que cada objeto envíe distinta cantidad de luz hacia el ojo. Este concepto se recoge con el término contraste.

Pero volvamos de nuevo al principio. Ya vimos antes que no es posible ver la luz en su propagación, sino sólo cuando se refleja en las objetos. La forma en que esto tiene lugar, conocida como reflexión, es identificada con frecuencia a la reacción de una bola de billar cuando, después de recibir un impulso, incide sobre una de las bandas de la mesa. El ángulo de incidencia de la bola sobre la banda es igual al de salida y este hecho tan simple permite a los jugadores calcular la trayectoria que deben dar a su bola. Esta comparación que hago no tiene una finalidad meramente pedagógica, sino que fue muy importante para la defensa de la teoría ondulatoria que hizo Newton.

Este tipo de reflexión recibe el nombre de especular y tiene lugar en las superficies lisas. La mayor parte de la luz que incide es reflejada en una única dirección privilegiada. A no ser que nuestro ojo se encuentre en esa dirección no podrá interceptar los rayos reflejados. Si recibimos esta luz, lo que se percibe, en general, es la forma de la fuente luminosa, y poco o nada acerca del objeto que la refleja (por ejemplo una fuente luminosa reflejada en un espejo). Esta reflexión especular es, por otra parte, fácil de obviar variando la dirección de nuestra mirada respecto de la del rayo reflejado.

En las superficies rugosas el fenómeno es distinto. Aunque ateniéndose al mismo principio, la luz, al reflejarse en las numerosas irregularidades de este tipo de superficies, sale en todas direcciones de manera divergente de cada punto iluminado. Reflexión La reflexión difusa permite, por tanto, que podamos evolucionar en torno a un punto iluminado de una superficie, recibiendo continuamente de él luz reflejada. Es este tipo de fenómeno el que nos permite ver los objetos desde cualquier posición que nos encontremos respecto de ellos, siempre que podamos trazar una línea recta que una nuestro ojo con el punto. El haz incidente ha repartido así su intensidad en las innumerables direcciones de los rayos reflejados. La inmensa mayoría de las cosas de nuestro entorno reflejan la luz de manera difusa y los objetos brillantes son muy escasos. La reflexión especular si es intensa puede resultar molesta; en menor intensidad, como los brillos de las joyas y abalorios se utiliza, además de por razones estéticas, para atraer la mirada de los demás, como una forma de seducción.

La luz que incide sobre los objetos es reflejada, pero no toda. Si contemplamos simultáneamente dos superficies iluminadas de forma homogénea por la misma fuente, se produce una sensación que permite compararlas y determinar cuál es la más luminosa. Dado que las dos superficies están homogéneamente iluminadas, si observamos una de ellas como más luminosa que la otra es porque envía más luz hacia el ojo. O, lo que es lo mismo, la superficie más luminosa absorbe menos luz incidente. Este hecho es el que nos va a permitir distinguir los objetos, separar unos de otros y  hacer que la luz sí nos permita ver.

Todos los objetos se caracterizan por absorber parte de la energía luminosa que incide sobre ellos, siendo este porcentaje siempre el mismo y dependiendo para cada cuerpo de su estructura molecular. La luz reflejada por el objeto se convierte, así, en aquella energía que no puede absorber y la rechaza por tanto, devolviéndola al mismo medio del que procedía. La luz retenida en los cuerpos es transformada, en general, en calor.

Siempre se absorbe algo de esta energía, por poca que sea, impidiendo la posibilidad de que exista en la naturaleza -o artificialmente- un cuerpo blanco absoluto; tampoco existe ningún cuerpo capaz de absorber toda la energía que le incide que sería, en este caso, el negro absoluto. Entre estos valores extremos de máxima y mínima reflexión se encuentran todos los objetos de cualquier escena que contemplemos, produciendo sensaciones de luminosidad que se extienden entre el blanco y el negro y dan valores de grises.

 

LA LUZ Y LA SENSACIÓN DE COLOR

Hablar de los objetos como si sólo recibiéramos de ellos  un valor tonal no deja de ser una abstracción, porque el mundo que percibimos es coloreado. De todas formas está en el tono la capacidad de distinguir los objetos y queda probado en la misma fotografía o televisión en blanco y negro. Pero el color, que tantas sensaciones es capaz de desencadenar, está en nosotros.

La luz está formada por ondas que se diferencian entre sí en la frecuencia con que son producidas; el ojo es sensible a una serie de ellas conocidas como espectro visible. longitud-de-onda-de-colores

La luz natural generada por el Sol, por ejemplo, y la luz creada por incandescencia o combustión, poseen todas estas ondas, aunque en diferentes proporciones. El ojo las percibe porque en su fondo se encuentra la retina con células sensibles a la luz de todas las frecuencias, pero de tal forma que se agrupan en tres tipos distintos de manera que cada uno de ellos es más sensible a una de ellas. Estas ondas a las que el ojo es más sensible producen sensaciones de color a las que denominamos azul, verde y rojo.

Lo original del comportamiento del Órgano de la visión radica en su forma de reaccionar cuando las células nerviosas sensibles a los colores (conos) reciben simultáneamente varias longitudes de onda. En vez de funcionar como el oído que distingue perfectamente cada una de las ondas que está recibiendo, separando cada instrumento y cada nota, el ojo responde sintetizando. Así. cuando al ojo le llegan por igual ondas de las que producen sensaciones de azul, verde y rojo, no distinguimos ninguno de estos colores y a la sensación nueva producida le damos el nombre de blanco. Igualmente, si sólo son excitados los conos sensibles al rojo y al verde, la sensación producida la denominamos amarillo. Este fenómeno recibe el nombre de síntesis aditiva.

El fenómeno por el cual vemos los colores de los objetos responde al mismo de la reflexión difusa. Cuando la luz alcanza alguna superficie la energía es absorbida, pero de una forma selectiva; algunas radiaciones del espectro visible son afectadas en mayor o menor cuantía, reflejándose el resto. El objeto que vemos azul se caracteriza justamente por no absorber esas ondas y sí las restantes.

 

LA LUZ Y LA COMUNICACIÓN

La luz es, por tanto, la portadora de la información del mundo visual. La luz que incide sobre los objetos es modulada o modelada, si se prefiere, mediante un proceso de eliminación de ciertas ondas del espectro de la fuente luminosa. Tiene lugar así, la comunicación visual, entendiendo que hay comunicación siempre que exista un aporte de información que es procesada. El entorno visual de la realidad nos ofrece, así, los datos que nos permiten decidir el camino a seguir, averiguar el momento del día o extasiarnos ante un paisaje. Es cierto que en este tipo de comunicación no existe intencionalidad por parte del emisor. Sí la tiene, en cambio, las manifestaciones corporales, todo un lenguaje gestual que es puesto, también, al servicio de la representación teatral y alcanza su esencia en el mimo.

EL OBJETO VISUAL

Todas estas formas  comunicativas poseen  como característica su limitación temporal; perduran mientras subsiste la intencionalidad comunicativa del emisor. El ser humano ha encontrado, sin embargo, la forma de perpetuarse, transgrediendo  su mortalidad, en el desarrollo de una forma de comunicación mediada -no directa- a través de la creación de objetos que subsisten al paso del tiempo. Esta obra tiene la finalidad de reproducir la realidad o de servir a la expresión y a veces alcanza calificación de artística. Podemos considerar, también, todos aquellos objetos que rodean nuestra vida cotidiana y cumplen una función y que, de alguna forma, cuentan nuestra forma de vivir.

La capacidad simbólica del hombre, la característica que permite diferenciarnos de los animales, se encuentra desplegada a través de la obra que ha desarrollado en el tiempo, y que recoge sus pasiones, su miedo, su felicidad y su historia. Constituye también, en cierta medida, las raíces del hombre. El hecho de conservar esta obra y  de hacerla accesible a todos a través del museo intenta satisfacer esta necesidad del hombre por saber qué es y cómo ha sido.

LA LUZ REGISTRADA

En ese mundo de imágenes creadas por el hombre existen algunos tipos que se diferencian de las demás en que usan la luz de una manera distinta. La imagen registrada de manera mecánica, como se la denomina en numerosas ocasiones, tiene su origen en la Fotografía, y continúa con el Cine y el Video.

La luz procedente de la escena es la que va a generar la imagen sobre el material sensible. Esto obliga a una preparación cuidadosa y un tratamiento posterior que conlleva, en muchas ocasiones una gran complejidad y tiempo. A lo largo de todo el proceso, de todas formas, la luz va a actuar solamente durante una fracción de segundo, en la mayoría de los casos. Es el momento en el que tenemos que conseguir que la luz moldee el material fotosensible de acuerdo con nuestros deseos y forma de ver. Ese momento se convierte, así, en paradigmático en el campo de la Fotografía y que, mal entendido, pero bien aprovechado por los fabricantes, ha desembocado en la manida frase de que hacer una fotografía es apretar un botón.

Ese momento, tan breve, de la exposición del material fotográfico a la luz es, por otra parte, el que le confiere un carácter único a la Fotografía frente a otras formas de representación. Si bien los medios de creación de imágenes pueden revestir el carácter de reproducción de la realidad y de medio de expresión, con su lenguaje propio asociado, la Fotografía añade -al igual que los otros medios mecánicos- la certeza, como si de un acta notarial se tratara, de la existencia de la escena fotografiada. Esto es así porque es necesariamente la luz procedente de la escena la que va a transferir su información visual a la película fotográfica, dejando sobre ella una traza de los objetos de los que procede. Por otra parte, deja patente, también, el hecho de que el fotógrafo estuvo allí, subrayando la forma en que tuvo lugar la toma de la fotografía mediante la relación establecida entre el fotógrafo y los elementos de la escena, puesta en evidencia por la naturaleza de cada imagen.

La luz juega, por último, otro papel principal en la Fotografía. El uso de la luz, iluminando la escena para revelar las formas, crear la profundidad, destacar elementos concretos y conferir, en general, el ambiente dramático, lo convierten en un juego fascinante que hace cierta la afirmación de que la Fotografía es Pintar con luz.

Joaquín Perea