Если целью учёного является изучение истины, то он должен сделать себя врагом всего, что он читает.
Хасан Ибн аль-Хайсам был арабским математиком, астрономом и физиком исламского Золотого века. Называемый «отцом современной оптики», он внёс значительный вклад в принципы оптики и визуального восприятия в частности. Его самая влиятельная работа называется Китаб аль-Маназир, «Книга оптики», написанная в 1011–1021 годах, которая сохранилась в латинском издании. Как универсальный учёный, он также писал по философии, теологии и медицине.
Ибн аль-Хайсам был первым, кто объяснил, что зрение происходит, когда свет отражается от объекта и затем проникает в глаза. Он также был первым, кто продемонстрировал, что зрение происходит в мозге, а не в глазах. Опираясь на натуралистический, эмпирический метод, разработанный Аристотелем в древней Греции, Ибн аль-Хайсам был ранним сторонником концепции, что гипотеза должна быть подкреплена экспериментами, основанными на подтверждаемых процедурах или математических доказательствах — ранний пионер научного метода за пять столетий до учёных Возрождения.
Родившись в Басре, он провёл большую часть своего продуктивного периода в столице Фатимидов Каире и зарабатывал на жизнь написанием различных трактатов и обучением представителей дворянства. Ибн аль-Хайсам иногда называли аль-Басри в честь его родного города или аль-Мисри «из Египта». Аль-Хайсам был назван «Вторым Птолемеем» Абу'л-Хасаном Байхаки и «Физиком» Джоном Пекхамом. Ибн аль-Хайсам проложил путь для современной науки физической оптики.
Биография
Ибн аль-Хайсам Альхазен родился около 965 года в арабской семье в Басре, Ирак, которая в то время была частью эмирата Буидов. Он занимал должность визиря в своей родной Басре и прославился своими знаниями прикладной математики. Поскольку он утверждал, что может регулировать наводнения Нила, его пригласил Фатимидский халиф аль-Хаким реализовать гидравлический проект в Асуане. Однако Ибн аль-Хайсам был вынужден признать невозможность своего проекта. После возвращения в Каир ему была предоставлена административная должность. После того как он оказался неспособен выполнить и эту задачу, он вызвал гнев халифа Аль-Хакима би-Амр Аллаха, и, как говорят, был вынужден скрываться до смерти халифа в 1021 году, после чего его конфискованное имущество было ему возвращено. Легенда гласит, что Альхазен симулировал безумие и находился под домашним арестом в течение этого периода. В это время он написал свою влиятельную Книгу оптики. Альхазен продолжал жить в Каире, в окрестностях знаменитого университета аль-Азхар, и жил на доходы от своего литературного творчества до своей смерти около 1040 года. Копия «Коник» Аполлония, написанная собственным почерком Ибн аль-Хайсама, сохранилась в Айя Софье.
Среди его учеников были Сорхаб Сохраб, персиянин из Семнана, и Абу аль-Вафа Мубашир ибн Фатик, египетский принц.
Книга оптики
Самый известный труд Альхазена — это семитомный трактат по оптике Китаб аль-Маназир Книга оптики, написанный с 1011 по 1021 год.
Оптика была переведена на латынь неизвестным учёным в конце XII века или в начале XIII века. Она была напечатана Фридрихом Рисснером в 1572 году под названием Opticae thesaurus: Alhazeni Arabis libri septem, nuncprimum editi; Eiusdem liber De Crepusculis et nubium ascensionibus Английский: Сокровище оптики: семь книг араба Альхазена, первое издание; того же автора, о сумерках и высоте облаков. Рисснер также является автором варианта имени «Альхазен»; до Рисснера он был известен на западе как Альхацен. Эта работа пользовалась большой репутацией в Средние века. Работы Альхазена по геометрическим предметам были обнаружены в Национальной библиотеке Франции в Париже в 1834 году Э. А. Седиллотом. Всего А. Марк Смит насчитал 18 полных или почти полных рукописей и пять фрагментов, которые хранятся в 14 местах, включая одну в Бодлеянской библиотеке в Оксфорде и одну в библиотеке Брюгге.
Теория оптики
Две основные теории о зрении преобладали в классической древности. Первая теория, теория эмиссии, поддерживалась такими мыслителями, как Евклид и Птолемей, которые верили, что зрение работает благодаря испусканию глазом лучей света. Вторая теория, теория интромиссии, поддерживаемая Аристотелем и его последователями, предполагала, что физические формы входят в глаз от объекта. Предыдущие исламские писатели, такие как аль-Кинди, в основном следовали евклидовым, галеновым или аристотелевским линиям. Самое сильное влияние на Книгу оптики оказала оптика Птолемея, в то время как описание анатомии и физиологии глаза было основано на учении Галена. Достижением Альхазена было создание теории, которая успешно объединила части математических лучевых аргументов Евклида, медицинскую традицию Галена и теории интромиссии Аристотеля. Теория интромиссии Альхазена следовала аль-Кинди и разошлась с Аристотелем в утверждении, что «из каждой точки каждого цветного тела, освещённого любым светом, исходят свет и цвет по каждой прямой линии, которую можно провести из этой точки». Однако это оставило его с проблемой объяснения того, как связное изображение формируется из многих независимых источников излучения; в частности, каждая точка объекта будет отправлять лучи на каждую точку глаза. То, что нужно было Альхазену, — это чтобы каждая точка на объекте соответствовала только одной точке на глазе. Он попытался разрешить это, утверждая, что глаз будет воспринимать только перпендикулярные лучи от объекта — для любой одной точки на глазе будет восприниматься только луч, который достиг её прямо, без преломления какой-либо другой частью глаза. Он утверждал, используя физическую аналогию, что перпендикулярные лучи сильнее косых лучей: точно так же, как мяч, брошенный прямо в доску, может сломать доску, тогда как мяч, брошенный косо в доску, отскочит, перпендикулярные лучи были сильнее преломленных лучей, и только перпендикулярные лучи воспринимались глазом. Поскольку был только один перпендикулярный луч, который попадал бы в глаз в любой одной точке, и все эти лучи сходились бы в центре глаза в конусе, это позволило ему разрешить проблему каждой точки объекта, посылающей много лучей в глаз; если имели значение только перпендикулярные лучи, то у него было взаимно-однозначное соответствие и путаница могла быть разрешена. Позже он утверждал в книге седьмой Оптики, что другие лучи будут преломляться через глаз и восприниматься как перпендикулярные.
Его аргументы относительно перпендикулярных лучей не ясно объясняют, почему воспринимаются только перпендикулярные лучи; почему более слабые косые лучи не воспринимались бы более слабо? Его последующий аргумент о том, что преломленные лучи будут восприниматься как перпендикулярные, не кажется убедительным. Однако, несмотря на свои слабости, ни одна другая теория того времени не была столь всеобъемлющей, и она была чрезвычайно влиятельной, особенно в Западной Европе. Прямо или косвенно его De Aspectibus Книга оптики вдохновила большую активность в оптике между XIII и XVII веками. Более поздняя теория Кеплера о сетчатом изображении, которая разрешила проблему соответствия точек на объекте и точек в глазе, строилась непосредственно на концептуальной основе Альхазена.
Альхазен показал посредством эксперимента, что свет распространяется по прямым линиям, и провел различные эксперименты с линзами, зеркалами, преломлением и отражением. Его анализы отражения и преломления рассматривали вертикальную и горизонтальную компоненты световых лучей отдельно.
Камера-обскура была известна древним китайцам и была описана китайским полиматом династии Хань Шэнь Ко в его научной книге Сны о Чжутане, опубликованной в 1088 году н. э. Аристотель обсуждал основной принцип, стоящий за ней, в своих «Проблемах», но работа Альхазена также содержала первое ясное описание камеры-обскуры, вне Китая, в регионах Ближнего Востока, Европы, Африки и Индии, и ранний анализ устройства.
Альхазен использовал камеру-обскуру для наблюдения частичного солнечного затмения. В своём эссе «О форме затмения» он пишет, что наблюдал серпообразную форму солнца во время затмения. Введение к его эссе гласит следующее: Изображение солнца во время затмения, если оно не полное, демонстрирует, что когда его свет проходит через узкое, круглое отверстие и попадает на плоскость, противоположную отверстию, он принимает форму лунного серпа. Его открытия укрепили важность в истории камеры-обскуры.
Альхазен изучал процесс зрения, структуру глаза, формирование изображения в глазу и зрительную систему. Ян П. Хауэрд утверждал в статье 1996 года в журнале Perception, что Альхазену следует приписать многие открытия и теории, ранее приписываемые западноевропейским писателям, жившим столетиями позже. Например, он описал то, что в XIX веке стало законом Геринга о равной иннервации. Он написал описание вертикальных гороптеров за 600 лет до Агилониуса, которое на самом деле ближе к современному определению, чем у Агилониуса — и его работа по бинокулярной диспаратности была повторена Панумом в 1858 году. Крейг Ээн-Стокдейл, соглашаясь с тем, что Альхазену следует приписать множество достижений, высказал некоторое предостережение, особенно при рассмотрении Альхазена в изоляции от Птолемея, с которым Альхазен был чрезвычайно хорошо знаком. Альхазен исправил значительную ошибку Птолемея в отношении бинокулярного зрения, но в остальном его рассказ очень похож; Птолемей также попытался объяснить то, что теперь называется законом Геринга. В целом Альхазен строил и расширял оптику Птолемея. В более подробном рассмотрении вклада Ибн аль-Хайсама в изучение бинокулярного зрения на основе Лежена и Сабры, Рейнад показал, что понятия соответствия, одноимённой и скрещённой диплопии присутствовали в оптике Ибн аль-Хайсама. Но вопреки Хауэрду, он объяснил, почему Ибн аль-Хайсам не дал круговой фигуры гороптера и почему, рассуждая экспериментально, он на самом деле был ближе к открытию области слияния Панума, чем к кругу Фита-Мюллера. В этом отношении теория бинокулярного зрения Ибн аль-Хайсама столкнулась с двумя основными ограничениями: отсутствие признания роли сетчатки и очевидное отсутствие экспериментального исследования глазных трактов.
Наиболее оригинальный вклад Альхазена состоял в том, что после описания того, как он думал, что глаз был анатомически устроен, он переходил к рассмотрению того, как эта анатомия вела бы себя функционально как оптическая система. Его понимание проецирования через точечное отверстие из его экспериментов, похоже, повлияло на его рассмотрение инверсии изображения в глазу, которой он стремился избежать. Он утверждал, что лучи, которые падали перпендикулярно на линзу или стекловидное тело, как он его называл, дополнительно преломлялись наружу, когда они выходили из стекловидного тела, и полученное изображение таким образом проходило в прямом виде в зрительный нерв в задней части глаза. Он следовал Галену в убеждении, что линза была рецептивным органом зрения, хотя некоторые его работы намекают на то, что он думал, что сетчатка также была вовлечена.
Синтез света и зрения Альхазена придерживался аристотелевской схемы, исчерпывающе описывая процесс зрения логичным, полным образом.
Научный метод
Аспект, связанный с оптическими исследованиями Альхазена, относится к систематической и методологической опоре на экспериментирование итибар и контролируемое тестирование в его научных исследованиях. Более того, его экспериментальные директивы опирались на объединение классической физики илм табии с математикой таалим; геометрия в частности. Этот математико-физический подход к экспериментальной науке поддерживал большинство его предложений в Китаб аль-Маназир Оптика; De aspectibus или Perspectivae и основывал его теории зрения, света и цвета, а также его исследования в катоптрике и диоптрике изучение отражения и преломления света соответственно.
Обязанность того, кто исследует труды учёных, если его целью является изучение истины, заключается в том, чтобы сделать себя врагом всего, что он читает, и... атаковать это со всех сторон. Он должен также подозревать себя по мере проведения своего критического анализа этого, чтобы он мог избежать впадания в предвзятость или снисходительность.
Согласно Маттиасу Шраму, Альхазен «был первым, кто систематически использовал метод изменения экспериментальных условий постоянным и равномерным образом в эксперименте, показывающем, что интенсивность светового пятна, образованного проекцией лунного света через два малых отверстия на экран, постоянно уменьшается по мере постепенного закрытия одного из отверстий». Г. Дж. Тумер выразил определённый скептицизм относительно взглядов Шрама, отчасти потому, что в то время (1964) Книга оптики ещё не была полностью переведена с арабского, и Тумер опасался, что без контекста конкретные отрывки могут быть прочитаны анахронично. Признавая важность Альхазена в развитии экспериментальных методов, Тумер утверждал, что Альхазена не следует рассматривать в изоляции от других исламских и древних мыслителей. Тумер завершил свой обзор, сказав, что было бы невозможно оценить утверждение Шрама о том, что Ибн аль-Хайсам был истинным основателем современной физики, без перевода большего количества
