A lo largo de la historia se han mantenido diferentes opiniones sobre la naturaleza de la luz, su comportamiento y su relación con el sentido de la vista. Pitágoras de Samos (580-495 a.C.) sostenía que la luz era “algo” que fluía desde el objeto luminoso, que era percibido por nuestros ojos y despertaba y estimulaba el sentido de la vista. Esta interpretación fue compartida por el atomista Leucipo de Mileto (460-370 a.C.) y se le suele llamar teoría de la emisión.
Otros filósofos, como Empédocles (495-435 a. de C.) defendían una teoría opuesta. Consideraban a la luz como un fluido que partía de los ojos del observador y actuaba como un apéndice indetectable con función análoga a la del sentido del tacto. Esta interpretación de la naturaleza de la luz fue compartida, en parte, por R. Descartes y se suele llamar teoría táctil de la luz. El filósofo árabe Alhazen (s. XI d. C) se oponía a esta interpretación y decía que la luz dependía del objeto que se observaba y no del ojo, que no era otra cosa que un simple receptor.
Platón (427-347 a.C.) propuso un planteamiento más complejo, poniendo en juego una relación entre el ojo que miraba, el objeto que se observaba y el foco que iluminaba.
En cualquier caso, fue creencia general que la luz estaba formada por unas partículas que se movían en línea recta a gran velocidad. Esta hipótesis fue tenida como válida durante muchos siglos después y, de hecho, sería la que más convenció a I. Newton (1643-1727).
A lo largo del tiempo los medios técnicos para favorecer la visión humana tuvieron un avance considerable. A lo largo de la edad media, poco antes de 1300, apareció un invento de vital importancia: las lentes que cambiaron la vida de una parte considerable de la humanidad. Las gafas, mejoraban la visión e incrementaron la vida lectora de los monjes y copistas de los monasterios. Además, el desarrollo, el dominio y la experimentación con lentes llevó a la invención del telescopio refractor, aparecido a finales de siglo XVI, que fue utilizado por Galileo en 1609 para observar los cielos y marcó el nacimiento de la astronomía moderna. Asimismo, se diseñaron los primeros microscopios ópticos compuestos que perfeccionaron y utilizaron ampliamente R, Hooke (1635-1703) y A. van Leeuwenhoek (1632-1723).
Con más datos experimentales, estimulados por los logros obtenidos por los descubrimientos y la enorme curiosidad del sabio renacentista se comenzó a especular sobre la naturaleza de la luz y realizaron grandes progresos en el estudio de la misma que supusieron un salto significativo en el siglo XVII. En el avance teórico de la óptica intervinieron científicos tan notables como W. Snel (1580-1626), R. Descartes (1596-1650), Ch. Huygens (1629-1695) o I. Newton (1643-1727). Fue precisamente en siglo XVII en el que aparecieron las dos teorías rivales sobre la naturaleza de la Luz: La teoría corpuscular y la teoría ondulatoria.
El germen de ambas teorías se encuentra en la obra de Descartes. El sabio francés había separado los campos de estudio de la filosofía. Por una parte, estaba el campo de la materia (res extensa) en el que estaba del mundo material de la física (del que se excluían creencias religión, sentimientos, pensamiento, etc) y para su estudio adoptó el mecanicismo una idea de vital importancia en el desarrollo posterior de la ciencia. Por otro lado estaba el mundo del espíritu (res cogitans).
El mecanicismo explicaba la realidad a partir de palancas, ruedas, poleas y engranajes, en suma, de modelos proporcionados por la mecánica. En el mecanicismo se concebía el universo como una gran máquina en la que cada una de sus partes integrantes (incluso los seres vivos) eran y funcionaban como otras máquinas que contribuían al funcionamiento total. El universo mecanicista cartesiano estaba gobernado por leyes fijas que se expresaban exclusivamente a partir de las nociones básicas de materia y movimiento local.
Descartes pensó que el mundo físico estaba formado por pequeños corpúsculos de materia en continuo movimiento. Debemos matizar que la teoría corpuscular cartesiana está relacionada con el atomismo y, a veces, se ha identificado identifica con ella. Las dos diferencias principales entre ambas teorías eran que Descartes, igual que los aristotélicos, no aceptaba, la existencia del vacío, como lo hacían los atomistas griegos del siglo IV a. de C., para los que todo en el mundo estaba formado por agregaciones de átomos que se movían libremente en el vacío mientras que la máquina del mundo cartesiano estaba gobernada por unas leyes fijas que no podían proceder del choque accidental de los átomos o partículas y demandaba unas leyes eternas ya establecidas e impresas en el funcionamiento desde siempre o la existencia de un dios relojero que dirigiera el sentido de los choques.
Como en la concepción del universo cartesiano no podía haber ningún espacio vacío, toda la materia corpuscular debía estar arremolinándose continuamente para no dejar huecos y no crear un vacío mientras los corpúsculos se desplazaban. R. Descartes en El Mundo o el Tratado de la luz, escrito entre 1629 y 1633, hizo un serio intento de sistema filosófico completo enfrentarse de tú a tú a la filosofía aristotélica. En su sistema todos los fenómenos del universo se podían explicar mediante los principios de materia y movimiento sin echar mano de la existencia de fuerzas ocultas. Se presentaba una cosmología corpuscular en la que mediante remolinos o vórtices se podían explicar, entre otros fenómenos, la creación del sistema solar o el movimiento circular de los planetas alrededor del Sol.
La luz debería desplazarse por un espacio inexistente entre las partículas arremolinadas que llenaban el espacio. Seguramente, pensó, que, si la luz estaba formada por partículas, chocaría con las otras partículas que llenaban el espacio y su desplazamiento no sería rectilíneo. El caso es que, independientemente de las leyes de movimiento impuestas para la materia del universo, R. Descartes describió, en su Dióptrica (1637), una teoría sobre la propagación de la luz. Para filósofo francés la luz debía ser como un impulso que se trasladaba instantáneamente, sería como una sacudida o estremecimiento que se propagaba de golpe a través de todas las partículas adyacentes.
Según sus palabras la luz no era otra cosa que un cierto movimiento, o acción muy viva que se dirigía a nuestros ojos a través del aire y de los cuerpos transparentes. Era algo parecido al modo como un ciego detectaba el movimiento o la resistencia de los cuerpos a través de su bastón. Todo lo que podía detectar con el extremo del bastón llegaba instantáneamente a la empuñadura y así debía suceder, aunque la distancia la punta del bastón a la empuñadura fuera mayor que la existente entre la Tierra el Sol.
Con esa analogía física Descartes separaba la naturaleza de la luz del comportamiento general de la naturaleza (res extensa); la luz podría estar formada por partículas, pero parecía que su desplazamiento no exigía traslación de materia por lo que se podría pensar en que la luz debía ser una onda con velocidad infinita o enormemente grande.
No obstante, desde la publicación en 1637 de la Dióptrica de Descartes sucedieron muchas cosas: En 1676: O. Ch. Roemer (1644-1710) determinó la velocidad de la luz 225.000 km/s, Ch. Huygens (1629-1695) escribió Tratado de la luz en la Academia de Ciencias de París en 1678, aunque fue publicado en 1690, en el cual, basándose en las similitudes entre la luz y el sonido, llegó a la conclusión de que la luz también era una onda. Es lo que conocemos como hipótesis ondulatoria de la luz. En 1704, I. Newton escribió Óptica, o tratado de las reflexiones, refracciones , inflexiones y colores de la luz. Para Newton, la luz estaba constituida por pequeñas partículas que emitían de los cuerpos luminosos o iluminados que al interaccionar con el ojo producían el efecto de la visión.
Un argumento de Newton a favor de la teoría corpuscular y en contra de la ondulatoria era que la luz producía sombras de contorno bien definido, mientras que las ondas, por ejemplo, el sonido, se difractaban y debido a este fenómeno, el sonido no dejaba sombras algo que fuera opaco sonoramente detrás de los obstáculos. El sonido se podía escuchar ser oído tras un obstáculo, pero la luz no. Newton realizó multitud de experimentos con luz pero nunca aceptó que la luz se difractaba. Consideraba que la luz no podía ser una onda y que la hipótesis correcta era la corpuscular. Su justificación se basaba en argumentar: la teoría corpuscular se muestra consistente en la explicación de muchos fenómenos ópticos los fenómenos ondulatorios tales como la interferencia se puede justificar aceptando que las vibraciones no son de la luz sino que de la superficie del medio a causa del impacto de los corpúsculos de luz con la superficie ,
Como dice en la Cuestión 16 de su Óptica. ¿No puede ocurrir que excite en el medio refractante o reflejante ondas vibraciones o temblores que surjan en el punto de incidencia y continúen surgiendo y propagándose a partir de ahí…?
Esta batalla se libraría en el siglo XIX y sus resultados supondrían un enorme avance en los estudios de la física.
