“Antes de dar un paso más, realizaré experimentos, porque mi propósito es exponer primero la experiencia y luego, mediante el razonamiento, mostrar por qué esa experiencia está destinada a operar precisamente de esta manera. Es ésta la verdadera regla que deben seguir quienes reflexionan sobre los fenómenos de la naturaleza.” Leonardo Da Vinci, C. 1513
Prefacio
Leonardo da Vinci (1452-1519), tal vez el más grande de los pintores y genios del Renacimiento, es conocido por pinturas icónicas como La Última Cena y La Mona Lisa; sin embargo, pocos saben que para pintar esas obras maestras Leonardo desarrolló estudios científicos y técnicos inéditos que las convirtieron en revolucionarias desde su nacimiento.
El método de investigación de Leonardo no sólo se basaba en la observación cuidadosa y sistemática de la naturaleza. Como artista y como científico, su enfoque era predominantemente visual y empezó sus exploraciones de la “ciencia de la pintura” con el estudio de la perspectiva, esto es, con la investigación de la manera en que la distancia, la luz y las condiciones atmosféricas afectan la apariencia de los objetos. A partir de la perspectiva procedió en direcciones opuestas: hacia fuera y hacia dentro, por así decirlo. Por un lado, exploró la geometría de los rayos luminosos, la interrelación de la luz y la sombra y la verdadera naturaleza de la luz; además, estudió la anatomía del ojo, la fisiología de la visión y las trayectorias de la impresiones sensoriales a lo largo de los nervios hasta la “sede del alma”.
La naturaleza de los rayos lumínicos
Los estudios de Leonardo sobre perspectiva y sobre luz y sombra no sólo encontraron expresión artística en su maestría para producir complejas sutilezas visuales, sino que fueron también para su mentalidad científica un estímulo que lo llevó a investigar la naturaleza misma de los rayos que, en pirámides, transportaban la luz de los objetos al ojo. Con su método empírico de observación sistemática y con experimentos enormemente ingeniosos que sólo se valían de los instrumentos más rudimentarios, estudió fenómenos ópticos y formuló conceptos acerca de la naturaleza de la luz que sólo siglos más tarde serían descubiertos.
Para aceptar que la luz emitida por objetos luminosos los rayos luminosos se propaga en línea recta, Leonardo utilizó el principio de la cámara obscura, conocida desde la antigüedad. He aquí cómo describe su experimento.
“Si la fachada de un edificio, o una plaza o un campo cualesquiera. Iluminados por el sol, tienen una casa enfrente, y si en la fachada de esta casa en la que no da el sol se hace un pequeño agujero redondo, todos los objetos iluminados enviarán sus imágenes a través de ese agujero y aparecerán en el interior de la casa sobre la pared opuesta que tiene que ser blanca. Y allí estarán, exactamente e invertidos. Si los cuerpos son de distintos colores y formas, los rayos que configuran las imágenes serán de distintos colores y formas, y de distintos colores y formas serán las representaciones sobre la pared.”
Leonardo repite ese experimento muchas veces con varias combinaciones de objetos y con diversos agujeros en la cámara oscura y confirma que “las líneas…solares y otros rayos luminosos que atraviesan el aire, se mantiene forzosamente rectas”. También especifica que estas líneas son infinitamente delgadas, como líneas geométricas. Las llama “espirituales” porque según él son carentes de sustancia material.
La naturaleza ondulatoria de la luz
Por el tratado de Alhazen sobre óptica conocía Leonardo, antes de someterla a una prueba experimental, la idea de que los rayos de luz emanan de los objetos luminosos en líneas rectas y en todas direcciones. Otra idea popular en la óptica medieval era el concepto de pirámides de luz que llenaban el aire de imágenes de objetos sólidos:
El cuerpo del aire está lleno de infinidad de pirámides compuestas de radiantes líneas rectas que tienen su origen en los bordes de las superficies de los cuerpos opacos en él ubicados; y cuanto más lejos se hallan de su causa, más agudas son las pirámides, y aunque sus trayectorias convergentes se crucen y se entretejan, nunca se mezclan, sino que proliferan de manera independiente, impregnando todo el aire circundante.
Leonardo llega a la conclusión de que la luz se expande en círculos y de inmediato asocia este modelo circular a la expansión circular de las ondulaciones del agua y del sonido en el aire: “Así como la piedra que se arroja al agua se convierte en el centro y la causa de diversos círculos, y así como el sonido producido en el aire se expande en círculos, así también todo objeto que se encuentra en el aire luminoso se difunde en círculos y llena su entorno con un número infinito de imágenes de sí mismo”.
El ojo, los sentidos y el alma
“¿No ves que el ojo abraza la belleza del mundo entero? Es señor de la astronomía, practica la cosmografía, aconseja y corrige todas las artes humanas; traslada al hombre a diferentes partes del mundo. Es el príncipe de las matemáticas; sus ciencias son absolutamente seguras. Ha medido la altura y el tamaño de las estrellas, ha descubierto los elementos y sus localizaciones…Ha creado la arquitectura, la perspectiva y la divina pintura… [El ojo] es la ventana del cuerpo humano, a través de la cual [el alma] contempla la belleza del mundo y goza con ella”
Leonardo dedica más de veinte años a investigar la anatomía y la fisiología del ojo mediante cuidadosas disecciones del globo ocular y sus músculos y nervios asociados. El estudio de la percepción visual que llevó a cabo Leonardo fue un programa extraordinario de investigación científica, que combinaba la óptica, la anatomía del ojo y la neurociencia. Exploró estos campos sin inhibición alguna, aplicando a ellos el mismo meticuloso método empírico que utilizaba para explorar cualquier otra cosa de la naturaleza, sin temor a que pudiera quedar algún fenómeno fuera de su alcance.
Una de las primeras cosas que advirtió Leonardo cuando estudió en detalle la estructura del ojo fue su capacidad para cambiar el tamaño de la pupila de acuerdo con la exposición a la luz. Observó este fenómeno por primera vez mientras pintaba un retrato, y luego lo puso a prueba en una serie de experimentos en los que expuso a los sujetos a diferentes intensidades de luz. “La pupila del ojo —concluyó— adopta tantos tamaños como diferencias haya de grados de brillo y de obscuridad de los objetos que se presentan ante ella […] La naturaleza ha dotado a la facultad visual, cuando el exceso de luz la irrita, de la capacidad de contraer la pupila […]”
