ニュートンディスク

ニュートンディスクは、消える色ディスクとしても知られ、さまざまな色（通常はニュートンの原色である赤、オレンジ、黄、緑、青、藍、紫で、一般に略語ROYGBIV で知られています）のセグメントが付いた回転ディスクで、軸の周りを高速で回転させると白（またはオフホワイトや灰色）に見えるというよく知られた物理実験です。

このような光刺激の混合は、加法平均混合の一種である時間的光学混合と呼ばれます。^[1]人間の視覚では高速運動の詳細を区別できないという考え方は、視覚の残像としてよく知られています。

この円盤はアイザック・ニュートンにちなんで名付けられている。彼は、自分が発見した原色を区分した円形の図 (つまり色相環) を発表したが、光の原理を示すために回転する円盤を使用したことはなかったと思われる。彼は、回転するコマに塗られた色の混合を「汚い」と呼び、自分の理論を裏付けるいくつかの実験について説明した。

マジックランタン投影用の透明なバリエーションが制作されている。 ^[2]

紀元165年頃、プトレマイオスは著書『光学』の中で、さまざまな色のろくろが回転している様子を描写しています。ろくろが高速で回転すると、さまざまな色の部分が1つの色に混ざり合い、点が円として現れる様子を彼は指摘しています。円盤の軸に線を引くと、表面全体が均一な色に見えます。「最初の回転で生じた視覚的印象は、必ずその後に同じ印象を生じる繰り返しの事例に続きます。これは流れ星の場合にも当てはまります。流れ星の光は、その動きの速さのために膨張しているように見えますが、これはすべて、通過する知覚距離の量と視覚機能に生じる感覚的印象に応じて異なります。」^{[3] [4]}

ポルピュリオス（ 243年頃～ 305年頃）は、プトレマイオスの『ハーモニクス』の注釈の中で、感覚は安定しておらず、混乱していて不正確であると記している。繰り返される印象の間の特定の間隔は検出されない。回転する円錐（またはコマ）上の白または黒の点は、その色の円として現れ、コマ上の線は表面全体をその色で表示する。「動きの速さのため、線が動くと、円錐のあらゆる部分に線の印象が現れる。」^[5]

11世紀、プトレマイオスの著作に精通していたイブン・アル＝ハイサムは、回転するコマの色のついた線が異なる色として識別されるのではなく、線のすべての色で構成された1つの新しい色として現れることを記述した。彼は、視覚が色を識別するにはある程度の時間が必要であると推論した。アル＝ハイサムはまた、コマを非常に速く回転させると、コマが動かないように見えることにも言及した。「そのどの点も、知覚できるほどの時間、同じ場所に固定されていない」からである。^[6]

イブン・アル＝ハイサムの後、ファフル・アッディーン・アル＝ラーズィー（1209年没）が回転円盤の実験を行い、先人たちと同様に、それは錯覚であると結論付けた。しかし、天文学者で数学者のナスィルッディーン・アル＝トゥースィーは、アル＝ラーズィーのテキストを記述し、非常に異なる結論に達した。トゥースィーは、色の印象を魂に伝える常識器官を導入した。色があまりにも速く変化すると、この器官は混合色しか伝えることができない。トゥースィーの弟子の一人、クトゥブ・アッディーン・アル＝シーラーズィー（1311年没）は、弟子のカマル・アッディーン・アル＝ファリシとともに、実験で知覚された色を説明しようとした。^[7]

1672年2月16日（旧暦1671年2月6日）、ニュートンは、 1666年以来ガラスプリズムを通した光の屈折に関する実験を行ってきた論文を、王立協会の雑誌『哲学論文集』に送った。ニュートンは、他の光線と十分に分離した、異なる屈折光線は、他の光線と混合しない限り、それ以上の屈折や反射、その他の手段によっても変化しないという結論に達した。こうして、赤、オレンジ、黄色、緑、青、「すみれ色」、藍の7原色を発見した。プリズムから発せられる色光線を混合すると、「最も驚くべき、そして素晴らしい構成は白色である」ことがわかった。これには、すべての原色が「適切な割合で混合」される必要がある。^[8]

ロバート・フックによる新しい光理論への批判に応えて、ニュートンは哲学論文集に、太陽光がさまざまな色の光線で構成されていることを証明する他の実験を添えた手紙を掲載した。彼は、プリズムの後ろにある回転する車輪の歯車が光の一部を遮り、車輪がかなりゆっくり回転すればすべての色が次々に投影されるが、車輪が非常に速く回転すればすべての色が白色光に混ざり合うことを説明した。また、多色の物体から反射された光線は多くの光線が失われることで弱まり、それらの光線を混ぜると純粋な白ではなく灰色または「汚れた」色になることを指摘した。これは、よく観察すると多くの色の粒子でできていることがわかるほこりや、複数の色の塗料を混ぜた場合に見られる。彼はまた、複数の色で塗って鞭で叩いて高速回転させると「汚れた」色になる子供用のコマについても言及した。^[9]

ニュートンは太陽光を原色に分割し、それらを混ぜ合わせて白色光に戻すという結論を発表した後、著書『光学』 （1704年）の中でこれらの色の関係を説明する色相環を提示した。^[10]

多くの現代の資料では、アイザック・ニュートン自身が色のついたセクターを持つ回転する円盤を使って、白色光が原色の複合体であることを実証したと述べています。^{[11] [12] [13]}しかし、これらは歴史的な資料を参照していません。

ジョセフ・プラトー によれば、ニュートンの7原色を備えた回転ディスクがどのようにして（不完全な）白色を示すかを最初に説明したのは1762年のピーテル・ファン・ムッシェンブロークであった。 ^[14]

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• 「ニュートンのディスクフラッシュ」。TDフラッシュゾーン。2017 年。