Teoria kolorów

Teoria Goethego

Dla Goethego, "najwyższą jest zrozumienie, że wszystkie fakty to naprawdę teoria". "Błękit nieba odsłania nam podstawowe prawo koloru. Nie szukaj niczego poza zjawiskami, one same są teorią."

Goethe dostarczył w pełni to, co obiecał w tytule swojego znakomitego dzieła: Dane do Teorii koloru. Są to ważne, kompletne i znaczące dane, bogaty materiał dla przyszłej teorii koloru. Nie zobowiązał się jednak do dostarczenia samej teorii; dlatego też, jak sam zauważa i przyznaje na stronie xxxix wstępu, nie dostarczył nam prawdziwego wyjaśnienia zasadniczej natury koloru, lecz naprawdę postuluje go jako zjawisko, a jedynie mówi nam, skąd się bierze, a nie czym jest. Kolory fizjologiczne... przedstawia jako zjawisko, kompletne i istniejące samo w sobie, nie starając się nawet pokazać ich związku z kolorami fizycznymi, które są jego głównym tematem. ...jest to naprawdę systematyczne przedstawianie faktów, ale na tym się kończy. (Schopenhauer, O wizji i kolorach, wprowadzenie)

Eksperymenty z użyciem mętnych mediów

Badania Goethego nad barwą rozpoczęły się od subiektywnych eksperymentów, które badały wpływ mętnych mediów na postrzeganie światła i ciemności. Zaobserwował on, że światło widziane przez mętny ośrodek wydawałoby się żółtawe, a ciemność widziana przez mętny ośrodek, który został rozjaśniony, wydawałaby się niebieskawa.

"Najwyższy stopień światła, taki jak ten słoneczny... jest w większości bezbarwny. Jednak światło to, widziane przez medium, ale bardzo lekko pogrubione, wydaje się nam żółte. Jeśli gęstość takiego ośrodka wzrośnie, lub jeśli jego objętość wzrośnie, zobaczymy, że światło przybierze stopniowo żółto-czerwony odcień, który w końcu pogłębia się do rubinowego koloru". (ToC, 150)

"Jeśli natomiast ciemność widziana jest przez półprzezroczyste medium, które samo w sobie oświetla światło, pojawia się niebieski kolor: staje się on jaśniejszy i jaśniejszy w miarę wzrostu gęstości medium, ale przeciwnie, wydaje się ciemniejszy i głębszy, im bardziej przezroczysty staje się medium: w najmniejszym stopniu przyćmiony, pozbawiony absolutnej przejrzystości, zawsze zakładając idealnie bezbarwne medium, ten głęboki błękit zbliża się do najpiękniejszego fioletu". (ToC, 151)

Wychodząc od tych obserwacji, rozpoczął liczne eksperymenty, obserwując wpływ zaciemnienia i rozjaśnienia na postrzeganie koloru w wielu różnych okolicznościach.

Ciemność i światło

Dla Goethego światło jest "najprostszą, niepodzielną i najbardziej jednolitą istotą, jaką znamy". Konfrontacja z nim jest ciemnością" (List do Jakuba). W przeciwieństwie do swoich współczesnych, Goethe nie postrzegał ciemności jako braku światła, ale raczej jako polaryzację i interakcję ze światłem.

W oparciu o swoje eksperymenty z mętnymi mediami Goethe określił kolor jako wynikający z dynamicznej gry mroku i światła. Redaktor wydania Kurschnera dzieł Goethego daje następującą analogię:

"Współczesna nauka przyrodnicza postrzega ciemność jako zupełną nicość. Zgodnie z tym poglądem, światło, które spływa w ciemną przestrzeń, nie ma żadnego oporu ze strony ciemności do pokonania. Goethe obrazuje sobie, że światło i ciemność odnoszą się do siebie jak północny i południowy biegun magnesu. Ciemność może osłabić światło w swojej mocy roboczej. I odwrotnie, światło może ograniczać energię ciemności. W obu przypadkach pojawia się kolor. "(Steiner, 1897)

Goethe pisze:

Żółty to światło, które zostało stłumione przez ciemność;

Niebieski jest mrokiem osłabionym przez światło. (Goethe, Theory of Colours )

Warunki brzegowe

Przy oglądaniu przez pryzmat istotne jest ukierunkowanie jasno-ciemnej granicy w stosunku do pryzmatu. W przypadku bieli powyżej ciemnej granicy obserwujemy światło rozszerzające niebiesko-fioletową krawędź w ciemne miejsce, natomiast w przypadku ciemności powyżej jasnej granicy obserwujemy czerwono-żółtą krawędź rozszerzającą się w jasne miejsce.

Goethe był zaintrygowany tą różnicą. Uważał, że to powstawanie koloru na jasno-cienistych granicach jest fundamentalne dla powstania widma (które uważał za zjawisko złożone).

Jasne i ciemne widma

Ponieważ zjawisko kolorystyczne polega na graniczeniu światła i ciemności, istnieją dwa sposoby tworzenia widma: z wiązką światła w ciemnym pomieszczeniu i z ciemną wiązką (tzn. cieniem) w jasnym pomieszczeniu.

Goethe zarejestrował sekwencję kolorów wyświetlanych w różnych odległościach od pryzmatu dla obu przypadków (patrz tabliczka IV, Teoria kolorów). W obu przypadkach stwierdził, że krawędzie żółte i niebieskie pozostają najbliżej boku, który jest jasny, a krawędzie czerwone i fioletowe pozostają najbliżej boku, który jest ciemny. W pewnej odległości krawędzie te zachodzą na siebie. Gdy te krawędzie zachodzą na siebie w jasnym spektrum, uzyskuje się kolor zielony; gdy zachodzą na siebie w ciemnym spektrum, uzyskuje się kolor magenta.

Z widmem światła, wychodzącym z pryzmatu, widać trzon światła otoczony ciemnością. Wzdłuż górnej krawędzi znajdują się kolory żółto-czerwone, a w dolnej niebiesko-fioletowe. Widmo z zielenią w środku powstaje tylko tam, gdzie niebiesko-fioletowe krawędzie nakładają się na żółto-czerwone.

W ciemnym spektrum (tj. cień otoczony światłem) znajdujemy fioletowo-niebieskie wzdłuż górnej krawędzi, a czerwono-żółte wzdłuż dolnej - tam gdzie krawędzie te zachodzą na siebie, znajdujemy magenta.

Widmo światła - gdy kolorowe krawędzie zachodzą na siebie w widmie światła, pojawia się zielony kolor.


Ciemne spektrum - gdy kolorowe krawędzie zachodzą na siebie w ciemnym spektrum, powstaje magenta.

Newton i Goethe

Ze względu na różne podejścia do wspólnego tematu, powstało wiele nieporozumień pomiędzy matematycznym rozumieniem optyki przez Newtona, a doświadczalnym podejściem Goethego.

Ponieważ Newton rozumie, że białe światło składa się z pojedynczych kolorów, a Goethe widzi kolor wynikający z interakcji światła i ciemności, dochodzą oni do różnych wniosków na pytanie: czy widmo optyczne jest zjawiskiem pierwotnym czy złożonym?

Dla Newtona wszystkie kolory istnieją już w białym świetle, a pryzmat jedynie rozmywa je zgodnie z ich powtarzalnością. Goethe starał się pokazać, że jako mętne medium, pryzmat jest integralnym czynnikiem w powstawaniu koloru.

Podczas gdy Newton zawęził wiązkę światła w celu wyizolowania zjawiska, Goethe zaobserwował, że przy szerszej aperturze nie ma widma. Widział tylko czerwono-żółte krawędzie i niebiesko-cytanowe krawędzie z bielą między nimi, a widmo pojawiło się tylko tam, gdzie te krawędzie były na tyle bliskie, że zachodziły na siebie. Widmo można było dla niego wytłumaczyć prostszymi zjawiskami kolorystycznymi wynikającymi z oddziaływania krawędzi jasnych i ciemnych. Reifikacja ciemności przez Goethego spowodowała, że prawie cała współczesna fizyka odrzuciła jego teorię.

Newton wyjaśnia wygląd bieli z kolorowymi krawędziami mówiąc, że ze względu na różną ogólną ilość załamań, promienie mieszają się, tworząc pełną biel w kierunku środka, podczas gdy krawędzie nie korzystają z tej pełnej mieszanki i pojawiają się z większymi czerwonymi lub niebieskimi składnikami.

Tabela różnic

Jakość światła	Newton (1704)	Goethe (1810)
Jednolitość	Białe światło składa się z elementów barwnych (niejednorodnych).	Światło jest najprostszą, niepodzielną i najbardziej jednorodną rzeczą (jednorodną).
Ciemność	Ciemność to brak światła.	Ciemność jest polarna w stosunku do światła i wchodzi w interakcję ze światłem.
Widmo	Kolory są wygaszane w świetle zgodnie z ich powtarzalnością (zjawisko pierwotne).	Kolorowe krawędzie, które powstają na jasno-ciemnym obrzeżu nakładają się na siebie, tworząc widmo (zjawisko złożone).
Prism	Pryzmat jest nieistotny dla istnienia koloru.	Jako mętne medium, pryzmat odgrywa rolę w powstawaniu koloru.
Rola refrakcji	Światło ulega rozkładowi w wyniku załamania, załamania i odbicia.	Załamanie, załamanie, załamanie i odbicie mogą istnieć bez pojawienia się koloru.
Analiza	Białe światło rozkłada się na siedem czystych kolorów.	Istnieją dwa czyste kolory - niebieski i żółty, reszta to ich stopnie.
Synteza	Tak jak białe światło może zostać rozłożone, tak samo może zostać złożone z powrotem.	Kolory łączą się z odcieniami szarości.
Cząstka czy fala?	Cząstka	Ani też, ponieważ są one wnioskowane i nie są obserwowane przez zmysły.
Kolorowe koło	Asymetryczny, 7 kolorów	Symetryczny, 6 kolorów