Opticks

L’Ottica di Newton è uno studio della luce in tre libri, pubblicato in inglese nel 1704 (una versione latina seguì nel 1706). Esplora la natura fondamentale della luce attraverso la rifrazione con prismi e lenti, la diffrazione con lamine di vetro sottili e il modo in cui i colori si mescolano a partire dalla luce spettrale o dai pigmenti in polvere. Fu la seconda grande opera di fisica di Newton, accanto all’Astronomiae Pars Optica di Keplero e al Trattato sulla luce di Huygens come testo chiave della Rivoluzione scientifica.

Il libro è in gran parte una registrazione di esperimenti e delle loro conclusioni, che copre quella che in seguito divenne l’ottica fisica. Non si concentra sull’ottica geometrica – la riflessione tramite specchi o la rifrazione tra mezzi – ma indaga la natura della luce, del colore e della diffrazione (che Newton chiamava «inflessione»). Newton descrive in dettaglio i suoi esperimenti del 1672 sulla dispersione, mostrando come il colore nasca dall’assorbimento selettivo, dalla riflessione o dalla trasmissione delle componenti della luce.

La sua scoperta fondamentale rovesciò l’antica idea che la luce pura fosse bianca e diventasse colorata mescolandosi con l’oscurità. Egli dimostrò il contrario: la luce è composta da distinte tonalità spettrali (rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco, violetto), e tutti i colori, incluso il bianco, derivano dalla mescolanza di queste tonalità. Il colore, sosteneva, è una proprietà fisica – ogni tonalità rifrange a un angolo specifico – ma è anche una sensazione mentale, non una proprietà intrinseca degli oggetti o della luce stessa.

Ad esempio, sovrapponendo rosso e violetto da due spettri si ottiene il magenta, un colore assente dallo spettro. Collegando le estremità dello spettro, formò un cerchio cromatico che predice le mescolanze e descrive le somiglianze percepite tra le tonalità. Newton fu anche pioniere degli array di prismi multipli, che in seguito divennero essenziali per i laser sintonizzabili.

L’Ottica differisce nettamente dai Principia. Pubblicata in inglese anziché in latino, contribuì a promuovere la scrittura scientifica in volgare. Il suo stile è accessibile, persino per i lettori moderni, con colloquialismi e metafore, a differenza dei densi Principia. Invece di dimostrazioni geometriche a partire da assiomi, l’Ottica definisce i termini e dimostra le proposizioni attraverso esperimenti dettagliati.

La frase di apertura di Newton afferma che il suo scopo non è spiegare la luce con ipotesi, ma provare le proprietà attraverso ragionamenti ed esperimenti. Un esperimento cruciale mostrò che il «grado di rifrangibilità» (angolo di rifrazione) di un colore è fisso e non può essere alterato da ulteriori riflessioni, rifrazioni o filtri. L’opera funge da manuale per lo sperimentatore, mostrando come generalizzare dalle osservazioni ed escludere spiegazioni alternative con test.

A differenza del «Non formulo ipotesi» dei Principia, l’Ottica azzarda congetture al di là delle prove – ad esempio, che la luce si comporti come corpuscoli, o che i colori corrispondano armonicamente ai toni musicali.

Newton progettò originariamente quattro libri ma abbandonò l’ultimo sull’azione a distanza. Invece, concluse l’Ottica con una serie di quesiti – domande senza risposta e affermazioni. I primi quesiti erano brevi; quelli successivi divennero lunghi saggi.