Se imparare la verità è l'obiettivo di uno scienziato, allora deve fare di se stesso il nemico di tutto ciò che legge.
Hasan Ibn al-Haytham era un matematico, astronomo e fisico arabo dell'Età dell'Oro islamica. Soprannominato "il padre dell'ottica moderna", ha dato contributi significativi ai principi dell'ottica e della percezione visiva in particolare. La sua opera più influente è intitolata Kitab al-Manazir, "Libro dell'Ottica", scritto durante il 1011–1021, che è sopravvissuto in un'edizione latina. Poliedrico, ha anche scritto di filosofia, teologia e medicina.
Ibn al-Haytham è stato il primo a spiegare che la visione si verifica quando la luce si riflette da un oggetto e poi passa agli occhi. È stato anche il primo a dimostrare che la visione si verifica nel cervello, piuttosto che negli occhi. Basandosi su un metodo naturalistico ed empirico pionierato da Aristotele nell'antica Grecia, Ibn al-Haytham è stato uno dei primi sostenitori del concetto che un'ipotesi deve essere supportata da esperimenti basati su procedure confermabili o prove matematiche—un pioniere iniziale del metodo scientifico cinque secoli prima degli scienziati del Rinascimento.
Nato a Bassora, ha trascorso la maggior parte del suo periodo produttivo nella capitale fatimide del Cairo e ha guadagnato da vivere scrivendo vari trattati e facendo da tutor ai membri della nobiltà. Ibn al-Haytham è talvolta nominato al-Basri dal suo luogo di nascita, o al-Misri "dell'Egitto". Al-Haytham è stato soprannominato il "Secondo Tolomeo" da Abu'l-Hasan Bayhaqi e "Il Fisico" da John Peckham. Ibn al-Haytham ha aperto la strada alla moderna scienza dell'ottica fisica.
Biografia
Ibn al-Haytham Alhazen è nato c. 965 da una famiglia araba a Bassora, Iraq, che era allora parte dell'emirato buyide. Ricopriva una posizione con il titolo di visir nella sua Bassora nativa, e si è fatto un nome per le sue conoscenze di matematica applicata. Poiché affermava di poter regolare le inondazioni del Nilo, è stato invitato dal Califfo Fatimide al-Hakim per realizzare un progetto idraulico ad Assuan. Tuttavia, Ibn al-Haytham è stato costretto a riconoscere l'impraticabilità del suo progetto. Al suo ritorno al Cairo, gli è stato assegnato un incarico amministrativo. Dopo che ha provato di essere incapace di portare a termine questo compito, ha contratto l'ira del califfo Al-Hakim bi-Amr Allah, e si dice che sia stato costretto a nascondersi fino alla morte del califfo nel 1021, dopo di che i suoi beni confiscati gli sono stati restituiti. La leggenda vuole che Alhazen fingesse la follia e fosse tenuto agli arresti domiciliari durante questo periodo. Durante questo tempo, ha scritto il suo influente Libro dell'Ottica. Alhazen ha continuato a vivere al Cairo, nel quartiere della famosa Università di al-Azhar, e ha vissuto dai proventi della sua produzione letteraria fino alla sua morte intorno al 1040. Una copia delle Coniche di Apollonio, scritta di pugno da Ibn al-Haytham, esiste presso la Moschea di Santa Sofia.
Tra i suoi studenti c'erano Sorkhab Sohrab, un persiano di Semnan, e Abu al-Wafa Mubashir ibn Fatek, un principe egiziano.
Libro dell'Ottica
L'opera più famosa di Alhazen è il suo trattato in sette volumi sull'ottica Kitab al-Manazir Libro dell'Ottica, scritto dal 1011 al 1021.
L'Ottica è stata tradotta in latino da uno studioso sconosciuto alla fine del XII secolo o all'inizio del XIII secolo. È stata stampata da Friedrich Risner nel 1572, con il titolo Opticae thesaurus: Alhazeni Arabis libri septem, nuncprimum editi; Eiusdem liber De Crepusculis et nubium ascensionibus Inglese: Tesoro dell'Ottica: sette libri dell'arabo Alhazen, prima edizione; dello stesso, sul crepuscolo e l'altezza delle nuvole. Risner è anche l'autore della variante di nome "Alhazen"; prima di Risner era noto in occidente come Alhacen. Questa opera ha goduto di una grande reputazione durante il Medioevo. Opere di Alhazen su argomenti geometrici sono state scoperte nella Bibliothèque nationale di Parigi nel 1834 da E. A. Sedillot. In totale, A. Mark Smith ha contabilizzato 18 manoscritti completi o quasi completi, e cinque frammenti, che sono preservati in 14 sedi, incluso uno nella Bodleian Library di Oxford, e uno nella biblioteca di Bruges.
Teoria dell'ottica
Due teorie principali sulla visione prevalevano nell'antichità classica. La prima teoria, la teoria dell'emissione, era sostenuta da pensatori come Euclide e Tolomeo, che credevano che la vista funzionasse emettendo raggi di luce dagli occhi. La seconda teoria, la teoria dell'intromissione sostenuta da Aristotele e dai suoi seguaci, aveva forme fisiche che entravano nell'occhio da un oggetto. Scrittori islamici precedenti come al-Kindi avevano argomentato essenzialmente lungo linee euclidee, galeniste o aristoteliche. L'influenza più forte sul Libro dell'Ottica è stata dall'Ottica di Tolomeo, mentre la descrizione dell'anatomia e della fisiologia dell'occhio era basata sul resoconto di Galeno. Il merito di Alhazen è stato quello di elaborare una teoria che ha combinato con successo parti degli argomenti matematici di Euclide, della tradizione medica di Galeno e delle teorie dell'intromissione di Aristotele. La teoria dell'intromissione di Alhazen ha seguito al-Kindi e si è allontanata da Aristotele affermando che "da ogni punto di ogni corpo colorato, illuminato da qualsiasi luce, emanano luce e colore lungo ogni linea retta che può essere tracciata da quel punto". Questo tuttavia lo ha lasciato con il problema di spiegare come un'immagine coerente fosse formata da molte fonti di radiazione indipendenti; in particolare, ogni punto di un oggetto manderebbe raggi verso ogni punto dell'occhio. Quello che Alhazen aveva bisogno era che ogni punto di un oggetto corrispondesse a un solo punto sull'occhio. Ha tentato di risolvere questo affermando che l'occhio percepirebbe solo i raggi perpendicolari dall'oggetto—per ogni punto sull'occhio, solo il raggio che lo raggiungesse direttamente, senza essere rifratto da nessun'altra parte dell'occhio, sarebbe percepito. Ha argomentato, usando un'analogia fisica, che i raggi perpendicolari fossero più forti dei raggi obliqui: così come una palla lanciata direttamente verso una tavola potrebbe romperla, mentre una palla lanciata obliquamente verso la tavola rimbalzerebbe, i raggi perpendicolari erano più forti dei raggi rifratti, ed erano solo i raggi perpendicolari che erano percepiti dall'occhio. Poiché c'era solo un raggio perpendicolare che entrebbe nell'occhio in qualsiasi punto, e tutti questi raggi convergerebbe verso il centro dell'occhio in un cono, questo gli ha permesso di risolvere il problema di ogni punto su un oggetto che invia molti raggi all'occhio; se solo il raggio perpendicolare importava, allora aveva una corrispondenza uno a uno e la confusione potrebbe essere risolta. Ha successivamente affermato nel libro sette dell'Ottica che altri raggi sarebbero rifratti attraverso l'occhio e percepiti come se fossero perpendicolari.
I suoi argomenti riguardanti i raggi perpendicolari non spiegano chiaramente perché solo i raggi perpendicolari fossero percepiti; perché i raggi obliqui più deboli non sarebbero percepiti più debolmente? Il suo successivo argomento secondo cui i raggi rifratti sarebbero percepiti come se fossero perpendicolari non sembra convincente. Tuttavia, nonostante i suoi punti deboli, nessun'altra teoria dell'epoca era così completa, ed è stata enormemente influente, in particolare nell'Europa occidentale. Direttamente o indirettamente, il suo De Aspectibus Libro dell'Ottica ha ispirato molta attività nell'ottica tra il XIII e il XVII secolo. La successiva teoria di Kepler dell'immagine retinica, che ha risolto il problema della corrispondenza dei punti su un oggetto e dei punti nell'occhio, è stata costruita direttamente sul quadro concettuale di Alhazen.
Alhazen ha mostrato attraverso l'esperimento che la luce viaggia in linee rette, e ha condotto vari esperimenti con lenti, specchi, rifrazione e riflessione. Le sue analisi della riflessione e della rifrazione consideravano separatamente i componenti verticali e orizzontali dei raggi di luce.
La camera obscura era nota all'antica Cina, ed è stata descritta dal genio poliedrico cinese Han Shen Kuo nel suo libro scientifico Saggi del Bacino dei Sogni, pubblicato nell'anno 1088 d.C. Aristotele aveva discusso il principio fondamentale dietro di essa nei suoi Problemi, ma il lavoro di Alhazen conteneva anche la prima chiara descrizione, al di fuori della Cina, della camera obscura nelle aree del Medio Oriente, Europa, Africa e India, e l'analisi iniziale del dispositivo.
Alhazen ha usato una camera obscura per osservare un'eclissi solare parziale. Nel suo saggio "Sulla Forma dell'Eclissi" scrive che ha osservato la forma a falce del sole al momento di un'eclissi. L'introduzione al suo saggio recita come segue: L'immagine del sole al momento dell'eclissi, a meno che non sia totale, dimostra che quando la sua luce passa attraverso un buco stretto e rotondo e è proiettata su un piano opposto al buco assume la forma di una falce di luna. Le sue scoperte hanno consolidato l'importanza nella storia della camera obscura.
Alhazen ha studiato il processo della vista, la struttura dell'occhio, la formazione dell'immagine nell'occhio e il sistema visivo. Ian P. Howard ha sostenuto in un articolo Perception del 1996 che Alhazen dovrebbe essere accreditato di molte scoperte e teorie precedentemente attribuite agli europei occidentali che scrivevano secoli dopo. Ad esempio, ha descritto quella che divenne nel XIX secolo la legge di Hering dell'innervazione uguale. Ha scritto una descrizione degli orotter verticali 600 anni prima di Aguilonio che è effettivamente più vicina alla definizione moderna di quella di Aguilonio—e il suo lavoro sulla disparità binoculare è stato ripetuto da Panum nel 1858. Craig Aaen-Stockdale, pur concordando sul fatto che Alhazen dovrebbe essere accreditato di molti progressi, ha espresso una certa cautela, soprattutto quando si considera Alhazen isolatamente da Tolomeo, con cui Alhazen era estremamente familiare. Alhazen ha corretto un errore significativo di Tolomeo riguardante la visione binoculare, ma altrimenti il suo resoconto è molto simile; Tolomeo ha anche tentato di spiegare quella che oggi è chiamata legge di Hering. In generale, Alhazen ha costruito e ampliato l'ottica di Tolomeo. In un resoconto più dettagliato del contributo di Ibn al-Haytham allo studio della visione binoculare basato su Lejeune e Sabra, Raynaud ha mostrato che i concetti di corrispondenza, diplopia omonima e incrociata erano in atto nell'ottica di Ibn al-Haytham. Ma contrariamente a Howard, ha spiegato perché Ibn al-Haytham non ha dato la figura circolare dell'orotter e perché, ragionando sperimentalmente, era effettivamente più vicino alla scoperta dell'area fusionale di Panum che del cerchio Vieth-Müller. A questo proposito, la teoria della visione binoculare di Ibn al-Haytham ha affrontato due limiti principali: la mancanza di riconoscimento del ruolo della retina, e ovviamente la mancanza di un'indagine sperimentale dei tratti oculari.
Il contributo più originale di Alhazen è stato che, dopo aver descritto come pensava fosse costruito anatomicamente l'occhio, ha continuato a considerare come questa anatomia si comporterebbe funzionalmente come un sistema ottico. La sua comprensione della proiezione del foro stenopeico dai suoi esperimenti sembra aver influenzato la sua considerazione dell'inversione dell'immagine nell'occhio, che ha cercato di evitare. Ha sostenuto che i raggi che cadevano perpendicolarmente sulla lente o l'umore glaciale come l'ha chiamato erano ulteriormente rifratti verso l'esterno mentre uscivano dall'umore glaciale e l'immagine risultante così passava diritta nel nervo ottico sul retro dell'occhio. Ha seguito Galeno nel credere che la lente fosse l'organo ricettivo della vista, anche se alcuni dei suoi lavori suggeriscono che pensava che anche la retina fosse coinvolta.
La sintesi di Alhazen della luce e della visione aderiva allo schema aristotelico, descrivendo esaustivamente il processo della visione in modo logico e completo.
Metodo scientifico
Un aspetto associato alla ricerca ottica di Alhazen è correlato all'affidamento sistematico e metodologico sulla sperimentazione i'tibar e sulle prove controllate nelle sue indagini scientifiche. Inoltre, le sue direttive sperimentali si basavano sulla combinazione della fisica classica ilm tabi'i con la matematica ta'alim; la geometria in particolare. Questo approccio matematico-fisico alla scienza sperimentale ha supportato la maggior parte delle sue proposizioni in Kitab al-Manazir L'Ottica; De aspectibus o Perspectivae e ha fondato le sue teorie della visione, della luce e del colore, così come la sua ricerca in catottrica e diottrica lo studio della riflessione e della rifrazione della luce, rispettivamente.
Il dovere dell'uomo che investiga gli scritti degli scienziati, se imparare la verità è il suo obiettivo, è di fare di se stesso un nemico di tutto ciò che legge, e ... attaccarlo da ogni lato. Dovrebbe anche sospettare di se stesso mentre conduce il suo esame critico, in modo da evitare di cadere in pregiudizio o indulgenza.
Secondo Matthias Schramm, Alhazen "è stato il primo a fare un uso sistematico del metodo di variare le condizioni sperimentali in modo costante e uniforme, in un esperimento che mostra che l'intensità della macchia di luce formata dalla proiezione della luce lunare attraverso due piccole aperture su uno schermo diminuisce costantemente mentre una delle aperture è gradualmente bloccata." G. J. Toomer ha espresso una certa scetticismo riguardo al punto di vista di Schramm, in parte perché all'epoca il 1964 il Libro dell'Ottica non era ancora stato completamente tradotto dall'arabo, e Toomer era preoccupato che senza contesto, passaggi specifici potessero essere letti anacronisticamente. Pur riconoscendo l'importanza di Alhazen nello sviluppo di tecniche sperimentali, Toomer ha sostenuto che Alhazen non dovrebbe essere considerato isolatamente da altri pensatori islamici e antichi. Toomer ha concluso la sua recensione dicendo che non sarebbe stato possibile valutare l'affermazione di Schramm che Ibn al-Haytham fosse il vero fondatore della fisica moderna senza tradurre di più
