Posted on Leave a comment

Teori Warna dan Optik dari Aristoteles hingga Newton

Serial Warna & Desain – 1442 H / 2021 M

Berkaitan dengan warna, kita para praktisi tentu sehari-harinya sering berinteraksi dengan pewarna (dye) dan pigmen. Pigmen adalah mineral yang secara alami memiliki warna, yang sejak dahulu diolah dan digunakan pada cat, karet, plastik, linoleum, keramik, pensil warna, dan aneka produk lainnya. Pigmen tidak berikatan secara kimia dengan substrat yang diwarnainya, sementara pewarna celup (dye) adalah pewarna yang secara kimia berikatan dengan substrat yang diwarnai. Egyptian blue (calcium copper silicate) dianggap sebagai pigmen pertama yang digunakan oleh manusia (Crewdson, 1953: 34; Habashi, 2016: 156). Pada perkembangan pigmen, bahan-bahan mineral yang sering digunakan sebagai sumber warna adalah: (1) alumunium, (2) arsenic (sudah dilarang karena beracun), (3) cadmium, (4) karbon, (5) cobalt, (6) krom (chromium), (7) tembaga (copper), (8) besi (iron), (9) timbal (sudah dilarang karena beracun), (10) mangan, (11) mercuri (beracun, dahulu pekerja tambangnya adalah narapidana buangan karena merkuri memang sudah dikenal beracun), (12) molybdenum, (13) titanium, (14) seng (zinc), (15) uranium, dan (16) emas (Habashi, 2016: 156-164). Sementara itu bahan organik yang dikenal menghasilkan pigmen di-antaranya: (1) Indanthrene, (2) Phosphotungstic, (3) Alizarin Crimson, (4) Permanent Orange, dan (5) Indanthrene Blue (Crewdson 1953: 88).

Pewarna celup (dye) terbagi kepada pewarna sintetis dan pewarna alami. Pewarna celup dari bahan alami sangat banyak, bisa diperoleh dari segala sesuatu yang ada di alam termasuk mineral, serangga, dan tanaman. Misalnya di Indonesia, pewarna alami untuk batik dapat menggunakan kunyit (Curcuma longa), pisang (Musa paradisiaca L.), batang mahoni (Swietenia mahogany), bawang merah, (Allium cepaL.), indigofera (Indigofera tinctoria) serta puluhan tanaman lainnya (Ulfah & Rohmawati, 2017: 2). Pewarna (dye) dari bahan tanaman juga sangat popular di India, Cina, negara-negara Afrika, Meksiko (misalnya bahan Anatto), dan negara lainnya.

Teori Warna, Optik, serta Cara Kerja Warna

Frederick Crewdson, 1953, dalam bukunya ‘Color in Decoration and Design’, menyebutkan bahwa pengklasifikasian warna secara sistematis di awal sejarah tidak banyak dilakukan sekalipun perkembangan pewarna dan pigmen cukup signifikan. Ia memaparkan secara singkat mulai dari Aristoteles (Yunani Kuno, 384-322 BC) yang mengembangkan teori bahwa warna adalah campuran dari cahaya dan gelap, atau putih dan hitam. Lalu pada abad ke tujuh belas, Descartes, mengabaikan teori tersebut dan mengembangkan teori ‘ether’ atau ‘plenum’ Ia meyakini cahaya adalah tekanan yang bergerak melintasi ruang, bahwa warna yang berbeda memiliki kecepatan yang berbeda. Pada abad 17 ini Robert Boyle meyakini keberadaan ether, dan juga bahwa warna diproduksi dari proses pantulan dan refraksi. (Crewdson, 1953: 35)

Sekilas, ada jenjang sejarah yang belum tersebut dari kutipan buku Frederick Crewdson di atas, yaitu periode antara Aristoteles (Yunani Kuno, 384- 322 BC) dan Descartes (Perancis di abad ke-17) yang berjarak sangat lama, yakni 20 abad. Kita mempelajari bahwa pada abad-abad itu sangat mungkin terjadi perkembangan ilmu pengetahuan, baik di Babilonia, India, China, Mesir, Romawi, Persia dan dunia Islam tergantung peradaban mana yang sedang berkembang pada rentang waktu tertentu. Eric Kirchner, 2013, pada papernya yang berjudul ‘Color Theory and Color Order in Medieval Islam: A Review’ mengemukakan sebagian sejarah teori warna pasca Aristoteles dari tulisan-tulisan Al-Kindi, Ibn Rusyd, Ibn Al-Haytham, Ibn Sina, Ibn Bajja, al-Tusi, Qutb Al-Din al-Shirazi beserta paparan diskusi yang terjadi pada perkembangan teori warna di masa Islam (pertengahan). Selain artikel Kirchner, kita juga bisa melihat paparan Guerlac (1986) yang memaparkan teori-teori warna (optik) sebelum Newton.

Aristoteles

Menurut Aristoteles, setiap benda itu memiliki bentuk (form) dan akan dapat menampakkan sifat-sifat bentuk itu kepada mata pengamat melalui medium. Medium (misalnya udara, walaupun tidak disebut sebagai udara pada masa itu) dapat bersifat transparan hanya apabila ia terpapar cahaya, tanpa cahaya ia akan menjadi hitam. Keberadaan cahaya dibutuhkan untuk penglihatan agas bisa melihat warna-warna atau sifat suatu benda. Dalam teori Aristoteles ini, medium penghantar (dalam hal ini misalnya udara itu tadi atau bahkan ruang hampa, intinya yang dimaksud medium adalah ketiadaan benda padat) yang menentukan warna-warna benda, ketika medium itu menjadi transparan. Pandangan ini kemudian diikuti oleh Ptolemy dan Alexander of Aphrodisias. (Kirchner, 2015: 6)

Euclid

Euclid (325-265BC), ketika membahas teori optik, melihat dari sudut pandang geometris bagaimana sinar bekerja. Tidak ada perbedaan apakah sinar datang dari mata atau dari objek yang diamati, juga warna suatu benda tidak terlalu dibahas dalam karyanya. Namun hal penting yang dibahas Euclid berhubungan erat dengan cahaya, sudut pandang, dan perspektif. Teorinya disusun dengan asumsi ada garis-garis sinar yang memancar dari mata ke segala arah, dan ketika garis-garis sinar itu mengenai suatu benda, maka mata akan bisa melihat benda sesuai dengan letaknya dari mata, ukurannya, sudutnya, ketinggiannya, jaraknya, dan pergerakan benda yang diamati itu.

Ptolemy

Ptolemy (100-170 AD) mengikuti Aristoteles dalam banyak detail terkait teori warna, namun menekankan bahwa setiap kualitas suatu benda ada di dalam benda tersebut. Kemudian berbeda dengan Aristoteles yang hanya menyebutkan tiga warna pelangi, Ptolemy mengidentifikasi tujuh warna pelangi. (Guerlac, 1986: 8)

Al-Kindi

Ibn Bajja (1095-1138 M) dan Ibn Rusyd (1126-1198 M) menyetujui pendapat Aristoteles mengenai pentingnya medium dalam menghantarkan sifat-sifat benda kepada pengamat, namun juga mempertanyakan apakah benda-benda tetap memiliki warna ketika medium menjadi gelap. Sementara itu, Al-Kindi yang hidup di masa sebelum kedua ilmuwan tersebut (tahun 805-873 M), menolak pandangan Aristoteles yang menganggap medium yang transparan sebagai penentu / pembuat warna, sebaliknya berpendapat bahwa warna itu berasal dari sebuah benda (dense object) yang berada di hadapan kita sebagai pengamat, adapun medium yang di antara kita dan benda hanya bersifat menghalangi atau tidak menghalangi pandangan kita kepada benda tersebut. Artinya saat gelap, benda tetap memiliki warna namun terhalang oleh medium yang menjadi gelap. Pandangan Al-Kindi ini kemudian diikuti oleh Ibn al-Haytham (965-1040 M) dan Qutb al-Din al-Shirazi (1236-1311 M). (Kirchner, 2015: 6)

Al-Biruni

Al-Biruni (973-1048) dalam manuskrip berjudul Mas’udic Canon (al-Qānūn al-Masʾūdī) mengemukakan sebuah pengamatan bahwa warna sebuah benda bisa berubah tergantung cahaya yang meneranginya. ‘’Sebuah teratai berwarna abu-abu dalam cahaya matahari namun nampak merah dalam cahaya lilin.’’ Selain itu, beliau juga menuliskan pengamatan bahwa warna bisa tampak berbeda tergantung dari sudut pandang mata pengamat. Dengan demilikian cahaya adalah suatu yang menimpa benda, dan sifat cahaya itu berbeda-beda (seperti dicontohkan berbedanya sifat cahaya matahari dan cahaya lilin). Keberadaan cahaya berbeda dengan sifat-sifat yang menempel pada benda itu sendiri. Pengamatan Al-Biruni ini dilanjutkan oleh Ibn Rusyd dan Ibn al-Haytham.

Ibn Al-Haytham

Ibn Al-Haytham (965-1040 M) dalam kitabnya yang berjudul Al-Manazir, menyebutkan bahwa warna-warna seperti ungu, biru, dan semacamnya apabila diamati pada cahaya yang redup akan tampak keruh atau kusam, sementara pada cahaya yang kuat ia menjadi berwarna cerah. Ibn Al-Haytham juga mencatat bahwa perbedaan (kontras) antara warna satu dan lainnya semakin jelas apabila diamati pada cahaya yang kuat, dan tingkat perbedaannya berkurang ketika diamati dalam cahaya yang redup. Maka Ibn Al-Haytham adalah ilmuan yang pertama kali berkesimpulan bahwa cahaya adalah suatu zat tersendiri yang berpindah-pindah dari objek ke mata. Adapun terkait bagaimana perjalanan cahaya itu berpindah dari objek ke mata, konsep tersebut mengikuti prinsip matematis Euclidian Geometry. (Darrigol, 2010: 135 dalam Kirchner, 2015: 6).

Al-Farisi

Kamal al-Din al-Farisi (1260-1320 M) menuliskan pengamatan yang sama dengan pengamatan Al-Biruni, bahwa benda-benda bisa berbeda warnanya di bawah cahaya matahari, di bawah cahaya bulan, dan dalam cahaya lilin. Kemudian apabila cahaya lilin akan padam, warna benda yang diamati semakin pudar dan semakin pudar sebelum menjadi hitam. Al-Farisi berpendapat bahwa warna tidak melekat pada benda, sebab bila iya tentu tidak akan bergantung pada cahaya yang menyinarinya. Akan tetapi Al-Farisi juga berpendapat bahwa warna itu nyata dalam realita dan dipengaruhi oleh cahaya yang mengenai benda.

Dietrich of Freiburg

Dietrich of Freiburg (1250-1310 M) mengambil pendapat Aristoteles. Juga mengambil pendapat Ibn Al-Haytham terkait perbedaan cahaya dan warna, serta bahwa keduanya diperlukan dalam penglihatan. Juga ia berpendapat bahwa lebih memungkinkan bagi suatu benda untuk memiliki ‘warna’ sekalipun dalam gelap, seperti halnya ‘potensi’. (Guerlac, 1986: 11)

Descartes

Rene Descartes (1596-1650 M), yang pandangannya anti-Aristotelian, berpendapat bahwa cahaya (lumen) yang berasal dari benda bercahaya adalah gerakan melingkar cepat yang melewati kita berupa impuls yang melalui butiran-butiran. Cahaya mencapai kita dari matahari atau bintang-bintang “dalam sekejap”. Cahaya (lux) bukanlah entitas zat tetapi “kecenderungan untuk bergerak” yang diteruskan oleh butiran-butiran yang padat. Pengamat dapat memvisualisasikannya sebagai rantai kompak bola kecil yang menghubungkan pengamat, di sepanjang garis pandang pengamat, dengan sumber cahaya. (Guerlac, 1986: 13) Crewdson menyebut permisalan ini dengan ‘ether’ atau ‘plenum’.

Gassindi

Gassendi (1592-1655 M) yang lebih banyak mendalami tentang teori atom, mengemukakan pendapat bahwa cahaya adalah suatu zat yang memancar dari benda bercahaya seperti matahari, bintang, dan api; serta dapat sampai kepada kita secara langsung ataupun hasil pantulan dari benda lain. Menurutnya cahaya terdiri dari segmen-segmen sangat kecil yang dipancarkan kepada kita dalam kecepatan yang tidak dapat dipahami. (Guerlac, 1986: 15)

Boyle

Boyle (1627-1691 M) banyak mengutip Gassendi terkait pemahamannya terhadap warna. Kemudian warna dianggapnya melekat atau menjadi sifat suatu benda, akan tetapi cahaya akan dipengaruhi oleh tekstur suatu benda sehingga nampak berwarna ketika dipantulkan ke mata pengamat.

Newton

Isaac Newton (1642-1727 M) dalam karyanya yang berjudul Optiks (1704) menjelaskan sebuah percobaan di mana para peneliti menggunakan prisma untuk membiaskan sinar matahari yang dianggap berwarna ‘putih’ atau ‘putih kekuningan’. Hasil dari pembiasan itu adalah rangkaian warna pelangi yang sering kita lihat dalam percobaan di Sekolah Dasar. Percobaan ini memicu banyak diskusi dan perdebatan mengenai warna hingga ke abad Sembilan Belas (Finlay, 2007: 384). Newton mengadopsi kata ‘spectrum’ yang berarti ‘to look’ untuk mengidentifikasi warna-warna pelangi itu (Finlay, 2007:384), yakni warna-warna yang disebut merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu seperti yang kita kenal dengan akronim mejikuhibiniu. Namun perlu dibahas di sini, bahwa ada sedikit pergeseran persepsi masyarakat di Indonesia terhadap warna nila, yang dianggap lebih menyerupai warna pink atau salem, berasosiasi dengan ikan nila yang berwarna pink. Sebenarnya terjemah yang lebih tepat untuk warna nila adalah indigo (biru tua).

Persepsi Mejikuhibiniu pada Sebagian Masyarakat. Sumber: Google Search, diakses 15 Juli 2021
Spektrum tujuh warna dari Optiks (Newton, 1704 dalam Shapiro, 1980: 234) dengan pewarnaan oleh penulis.

Color Basic Terms

Pada saat Newton menuliskan tujuh spektrum warna yang terkenal itu, belum banyak diketahui apakah di belahan dunia lain orang membedakan hijau dan biru, nila dan ungu, merah dan jingga seperti dalam Bahasa Inggris atau Latin; serta apakah dalam bahasa lain ada juga kata khusus untuk warna-warna tersebut. Akan tetapi dalam Al-Qur’an dan penuturan hadits Nabi, serta tulisan-tulisan para ilmuwan dan pemikir Islam, sudah dapat dibedakan beragam warna merah, kuning, hijau, kehijauan, kemerahan, biru, indigo, abu-abu, hingga violet. Berlin & Kay (1991) dalam survey linguistiknya menguatkan bahwa ada keragaman penyebutan warna-warna di berbagai tempat dan suku budaya, yang beririsan satu sama lain serta bisa mengidentifikasi merah biru hijau dan semacamnya dalam Bahasa masing-masing, Dari survey linguistik ini nama suatu warna dapat diterjemahkan dari satu bahasa ke dalam bahasa lain dengan lebih akurat.

The Spinning Disc

Percobaan Newton juga memberikan kesimpulan baru bahwa gabungan warna-warna, yang sebelumnya dalam percobaan The Spinning Disc (Maxwell, Ptolemy, Al-Haytham, Al-Razi, Al-Tusi) hanya membentuk warna keabu-abuan, menjadi warna yang lebih ekstrim yaitu putih (Kirchner, 2015: 11). Cahaya putih yang dapat diurai menjadi berbagai spectrum warna, dan digabung kembali menjadi cahaya putih. Konsep inilah yang dikembangkan di dunia optik modern, hingga ke perkembangan warna-warna pada layar televisi, LED, dan virtual digital imaging.

Kesimpulan

Teori warna menjelaskan secara teknis bagaimana warna itu dipersepsikan oleh pengamat, yakni tergantung dari cahaya yang mengenai benda dan dipantulkan hingga diterima oleh mata. Adapun pigmen dan pewarna celup adalah zat-zat dengan karakter yang secara akurat dapat memantulkan spectrum warna terntu, sehingga dapat dipastikan benda yang diolesi atau dilapisi pigmen tertentu akan ‘berwarna’ sesuai warna yang diharapkan. Misalnya benda yang dilapisi pigmen besi akan berwarna antara kuning, merah, hitam, dan biru (Habashi, 2016: 159-160) sementara benda yang diberi pigmen uranium akan berwarna hijau mint atau hijau kekuningan (Habashi, 2016: 164). Demikian pula dengan pewarna celup (dye) modern ini yang memiliki sifat yang akurat dalam memantulkan spectrum warna tertentu. Dalam bahasa inggris, dye dan pigment keduanya disebut colorant.

——————–
Wallahua’lam

——————–

[Selanjutnya]

(24 Juli 2021) Perkembangan Sistem Warna dari Aristoteles hingga Coloroid, RGB, dan CMYK
(31 Juli 2021) Aplikasi Warna dalam Arsitektur dan Ruang
(23 Agustus 2021) Keseimbangan dan Persepsi Warna dalam Ruang Eksterior dan Interior
( Agustus 2021) Teknik-Teknik Transisi Warna dalam Arsitektur
( Agustus 2021) Perservasi Warna, Kualitas Pewarnaan, dan Perawatan
( Agustus 2021) Bonus 1
( September 2021) Bonus 2
Insyaa Allah

——————–

Referensi:
Baines, J. 2007. “Color Terminology and Color Classification: Ancient Egyptian Color Terminology and Polychromy.” In: J. Baines. Visual and written culture in ancient Egypt. Oxford, Oxford University Press, pp. 240-262.
Berlin, B., & Kay, P. (1991). Basic color terms: Their universality and evolution. Univ of California Press.
Crewdson, F. M. (1953). Color in decoration and design. FJ Drake.
Darrigol, O. (2010). The Analogy between Light and Sound in the History of Optics from the Ancient Greeks to Isaac Newton. Part 1. Centaurus, 52(2), 117–155. doi:10.1111/j.1600-0498.2010.00167.x
Druding, S. C. (1982). Dye History from 2600 BC to the 20th Century. Susan C. Druding.
Elsahida, K., Fauzi, A. M., Sailah, I., & Siregar, I. Z. (2019, December). Sustainability of the use of natural dyes in the textile industry. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 399, No. 1, p. 012065). IOP Publishing.
Finlay, R. (1998). The pilgrim art: The culture of porcelain in world history. Journal of World History, 141-187.
Finlay, R. (2007). Weaving the rainbow: visions of color in world history. Journal of World History, 383-431.
Gokhale, S. B., Tatiya, A. U., Bakliwal, S. R., & Fursule, R. A. (2004). Natural dye yielding plants.
Gong, W., Du, X., Jia, Y., & Pan, Z. (2018). Color Cotton and Its Utilization in China. In Cotton Fiber: Physics, Chemistry and Biology (pp. 117-132). Springer, Cham.
Goodwin, C. (2000). Practices of color classification. Mind, culture, and activity, 7(1-2), 19-36.
Gou, A., & Wang, J. (2010). The development of roof color in ancient China. Color Research & Application, 35(4), 246-266.
Guerlac, H. (1986). Can there be colors in the dark? Physical color theory before Newton. Journal of the History of Ideas, 3-20.
Habashi, F. (2016). Pigments through the ages. Interceram-International Ceramic Review, 65(4), 156-165.
Kirchner, E. (2015). Color theory and color order in medieval Islam: a review. Color Research & Application, 40(1), 5-16.
Mansour, R. (2018). Natural dyes and pigments: Extraction and applications. Handbook of renewable materials for coloration and finishing, 9, 75-102.
Rahimi, B. (2018). Sky Blue Stone: The Turquoise Trade in World History by Arash Khazeni, and: Constantinopolis/Istanbul: Cultural Encounter, Imperial Vision, and the Construction of the Ottoman Capital by Çiğdem Kafescioğlu. Journal for Early Modern Cultural Studies, 18(3), 217-224.
Tulyaganov, D. U., & Tomalino, M. U. (2019). Porcelain’s Contribution to World History and Culture. Acta of Turin Polytechnic University in Tashkent, 9(2), 33-38.
Ulfah, M., & Rohmawati, I. Local Wisdom Omah Sawah Community Ngesrepbalong Kendal Indonesia in Maintaining Sustainability of Batik Natural Dyes.

Please Login to Comment.

nineteen − six =