Alhazen

Mary Stone | 28 prosince, 2022

Souhrn

Ḥasan Ibn al-Haytham, latinizováno jako Alhazen celé jméno Abū ʿAlī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Haytham أبو علي، الحسن بن الحسن بن الهيثم; c.  965 – cca 1040), byl arabský matematik, astronom a fyzik islámského zlatého věku. Je označován za „otce moderní optiky“ a významně přispěl k principům optiky a zejména zrakového vnímání. Jeho nejvlivnější dílo nese název Kitāb al-Manāẓir (arabsky: كتاب المناظر, „Kniha o optice“), napsané v letech 1011-1021, které se dochovalo v latinském vydání. Byl polyhistor, psal také o filozofii, teologii a medicíně.

Ibn al-Hajtham jako první vysvětlil, že k vidění dochází, když se světlo odráží od nějakého předmětu a pak prochází do očí. Byl také prvním, kdo prokázal, že vidění se odehrává v mozku, nikoli v očích. Ibn al-Hajthám byl raným zastáncem koncepce, že hypotéza musí být podložena experimenty založenými na ověřitelných postupech nebo matematických důkazech – byl prvním průkopníkem vědecké metody pět století před renesančními vědci. Na základě toho je někdy označován za „prvního skutečného vědce na světě“.

Narodil se v Basře, ale většinu svého produktivního období strávil ve fátimovském hlavním městě Káhiře a živil se psaním různých traktátů a vyučováním příslušníků šlechty. Ibn al-Hajthám někdy dostává podle svého rodiště přízvisko al-Bašrí, Al-Hajthám byl Abú“l-Hasanem Bajhakím nazýván „druhým Ptolemaiem“ a Johnem Peckhamem „fyzikem“. Ibn al-Hajthám připravil půdu pro moderní vědu o fyzikální optice.

Ibn al-Hajthám (Alhazen) se narodil kolem roku 965 v arabské rodině v Basře v Iráku, která byla v té době součástí emirátu Bújidů. Jeho počáteční vlivy se týkaly studia náboženství a služby komunitě. V tehdejší společnosti panovala řada protichůdných názorů na náboženství, které se nakonec snažil od náboženství odklonit. To ho přivedlo ke studiu matematiky a přírodních věd. Ve své rodné Basře zastával funkci vezíra a proslavil se svými znalostmi aplikované matematiky. Protože tvrdil, že dokáže regulovat záplavy Nilu, pozval ho al-Hakim k fátimovskému chalífovi, aby realizoval hydraulický projekt v Asuánu. Ibn al-Hajthám však byl nucen uznat neproveditelnost svého projektu. Po návratu do Káhiry mu byla přidělena správní funkce. Poté, co se ukázalo, že není schopen splnit ani tento úkol, si na sebe přivolal hněv chalífy al-Hakima bi-Amr Alláha a údajně byl nucen se skrývat až do chalífovy smrti v roce 1021, po níž mu byl zabavený majetek vrácen. Podle legendy Alhazen v tomto období předstíral šílenství a byl držen v domácím vězení. Během této doby napsal svou vlivnou Knihu o optice. Alhazen nadále žil v Káhiře, v sousedství slavné univerzity al-Azhar, a žil z výnosů své literární tvorby (Kopie Apolloniovy Koniky, napsaná Ibn al-Hajthámovým vlastnoručním písmem, existuje v Ajá Sofíji: (MS Ajá Sofíja 2762, 307 fob., datováno Safar 415 a.h. : pozn. 2

Mezi jeho žáky patřili Sorkhab (Sohrab), Peršan ze Semnanu, a Abu al-Wafa Mubashir ibn Fatek, egyptský princ.

Alhazenovým nejslavnějším dílem je jeho sedmisvazkové pojednání o optice Kitáb al-Manazír (Kniha o optice), napsané v letech 1011 až 1021.

Optiku přeložil do latiny neznámý učenec na konci 12. nebo na začátku 13. století.

Toto dílo se ve středověku těšilo velké oblibě. Latinská verze De aspectibus byla koncem 14. století přeložena do italského jazyka pod názvem De li aspecti.

Vydal ji Friedrich Risner v roce 1572 pod názvem Opticae thesaurus: Eiusdem liber De Crepusculis et nubium ascensionibus (od téhož, o soumraku a výšce mraků): Alhazeni Arabis libri septem, nuncprimum editi. Risner je také autorem varianty jména „Alhazen“; před Risnerem byl na západě znám jako Alhacen. Alhazenovy práce s geometrickou tematikou objevil v roce 1834 E. A. Sedillot v pařížské Bibliothèque nationale. Celkem A. Mark Smith započítal 18 úplných nebo téměř úplných rukopisů a pět fragmentů, které se dochovaly na 14 místech, včetně jednoho v Bodleian Library v Oxfordu a jednoho v knihovně v Bruggách.

Přečtěte si také, zivotopisy – James Baldwin

Teorie optiky

V klasickém starověku převládaly dvě hlavní teorie o vidění. První teorii, emisní, podporovali takoví myslitelé jako Euklides a Ptolemaios, kteří věřili, že zrak funguje tak, že oko vysílá světelné paprsky. Podle druhé teorie, intromise, kterou podporoval Aristoteles a jeho následovníci, vstupovaly do oka z nějakého předmětu fyzikální formy. Předchozí islámští autoři (např. al-Kindí) argumentovali v podstatě podle eukleidovského, galénistického nebo aristotelského vzoru. Nejsilnější vliv na Knihu o optice měla Ptolemaiova Optika, zatímco popis anatomie a fyziologie oka vycházel z Galénovy zprávy. Alhazenovým úspěchem bylo, že přišel s teorií, která úspěšně kombinovala části Eukleidových matematických argumentů o paprscích, Galénovy lékařské tradice a Aristotelovy intromise. Alhazenova teorie intromise navazovala na al-Kindiho (a rozešla se s Aristotelem) v tvrzení, že „z každého bodu každého barevného tělesa, osvětleného jakýmkoli světlem, vychází světlo a barva podél každé přímky, kterou lze z tohoto bodu vést“. Zůstal mu tedy problém vysvětlit, jak vzniká souvislý obraz z mnoha nezávislých zdrojů záření; zejména by každý bod předmětu vysílal paprsky do každého bodu na oku.

Alhazen potřeboval, aby každý bod na objektu odpovídal pouze jednomu bodu na oku. Pokusil se to vyřešit tvrzením, že oko bude vnímat pouze kolmé paprsky z předmětu – pro každý bod na oku bude vnímat pouze ten paprsek, který k němu dojde přímo, aniž by se lámal v jiné části oka. Na základě fyzikální analogie tvrdil, že kolmé paprsky jsou silnější než paprsky šikmé: stejně jako míč hozený přímo na desku může desku rozbít, zatímco míč hozený šikmo na desku se od ní odrazí, jsou kolmé paprsky silnější než paprsky lomené a oko vnímá pouze kolmé paprsky. Protože v každém bodě vstupuje do oka pouze jeden kolmý paprsek a všechny tyto paprsky se sbíhají do středu oka v kuželu, umožnilo mu to vyřešit problém, kdy každý bod na předmětu vysílá do oka mnoho paprsků; pokud záleží pouze na kolmém paprsku, pak má shodu jedna ku jedné a zmatek lze vyřešit. Později tvrdil (v sedmé knize Optiky), že ostatní paprsky se v oku lámou a jsou vnímány jako kolmé. Jeho argumenty týkající se kolmých paprsků jasně nevysvětlují, proč byly vnímány pouze kolmé paprsky; proč by slabší šikmé paprsky nebyly vnímány slaběji? Jeho pozdější argument, že lomené paprsky by byly vnímány, jako by byly kolmé, se nezdá být přesvědčivý. Navzdory svým nedostatkům však žádná jiná teorie té doby nebyla tak komplexní a měla obrovský vliv, zejména v západní Evropě. Jeho kniha De Aspectibus (Kniha o optice) přímo či nepřímo inspirovala mnoho aktivit v oblasti optiky mezi 13. a 17. stoletím. Keplerova pozdější teorie obrazu na sítnici (která řešila problém shody bodů na předmětu a bodů v oku) přímo navazovala na Alhazenův koncepční rámec.

Ačkoli se z islámského středověku dochoval pouze jeden komentář k Alhazenově optice, Geoffrey Chaucer se o tomto díle zmiňuje v Canterburských povídkách:

„Mluvili o Alhazenovi a Vitellovi, A Aristoteles, který napsal, v jejich životech, o podivných zrcadlech a optických přístrojích.“

Ibn al-Hajthám byl známý svými příspěvky k optice, konkrétně k jejímu vidění a teorii světla. Předpokládal, že paprsek světla je vyzařován z určitých bodů na povrchu. Možnost šíření světla naznačuje, že světlo bylo nezávislé na zraku. Světlo se také pohybuje velmi vysokou rychlostí.

Alhazen experimentálně prokázal, že světlo se šíří přímočaře, a prováděl různé pokusy s čočkami, zrcadly, lomem a odrazem. Při analýze odrazu a lomu světla uvažoval zvlášť vertikální a horizontální složky světelných paprsků.

Alhazen studoval proces vidění, stavbu oka, tvorbu obrazu v oku a zrakový systém. Ian P. Howard v článku Perception z roku 1996 tvrdí, že Alhazenovi je třeba připsat mnoho objevů a teorií, které byly dříve připisovány západoevropanům píšícím o staletí později. Například popsal to, co se v 19. století stalo Heringovým zákonem stejné inervace. 600 let před Aguiloniem napsal popis vertikálních horopter, který je ve skutečnosti blíže moderní definici než Aguiloniova – a jeho práci o binokulární disparitě zopakoval Panum v roce 1858. Craig Aaen-Stockdale sice souhlasí s tím, že Alhazenovi je třeba připsat mnoho pokroků, ale zároveň vyjádřil určitou opatrnost, zejména když Alhazena posuzuje izolovaně od Ptolemaia, s nímž se Alhazen velmi dobře znal. Alhazen opravil významnou Ptolemaiovu chybu týkající se binokulárního vidění, ale jinak je jeho popis velmi podobný; Ptolemaios se také pokusil vysvětlit to, co se dnes nazývá Heringův zákon. Obecně Alhazen navázal na Ptolemaiovu optiku a rozšířil ji.

V podrobnějším popisu Ibn al-Haythamova přínosu ke studiu binokulárního vidění na základě Lejeune ukázal, že pojmy korespondenční, homonymní a zkřížená diplopie byly v Ibn al-Haythamově optice na místě. Na rozdíl od Howarda však vysvětlil, proč Ibn al-Haytham neuvedl kruhovou figuru horopteru a proč byl experimentální úvahou ve skutečnosti blíže k objevu Panumovy fúzní oblasti než k objevu Vieth-Müllerova kruhu. V tomto ohledu se Ibn al-Hajthámova teorie binokulárního vidění potýkala se dvěma hlavními omezeními: s nedostatečným uznáním úlohy sítnice a zřejmě i s absencí experimentálního zkoumání očních drah.

Alhazenův nejoriginálnější přínos spočíval v tom, že poté, co popsal anatomickou stavbu oka, se zabýval tím, jak se tato anatomie chová jako optický systém. Zdá se, že jeho chápání dírkové projekce, které získal při svých experimentech, ovlivnilo jeho úvahy o inverzi obrazu v oku. Tvrdil, že paprsky, které dopadají kolmo na čočku (neboli ledovku, jak ji nazýval), se při opuštění ledovky dále lámou směrem ven, a výsledný obraz tak prochází kolmo do zrakového nervu v zadní části oka. Po Galénovi se domníval, že čočka je receptivním orgánem zraku, i když některé jeho práce naznačují, že se domníval, že se na tom podílí i sítnice.

Alhazenova syntéza světla a vidění se drží aristotelského schématu a vyčerpávajícím způsobem popisuje proces vidění.

Povinností člověka, který zkoumá spisy vědců, pokud je jeho cílem poznání pravdy, je učinit ze sebe nepřítele všeho, co čte, a … útočit na to ze všech stran. Měl by také podezírat sám sebe, když je kriticky zkoumá, aby neupadl ani do předsudků, ani do shovívavosti.

Aspekt spojený s Alhazenovým optickým výzkumem souvisí se systémovým a metodologickým spoléháním se na experiment (i“tibar) (arabsky: إعتبار) a kontrolované testování v jeho vědeckých šetřeních. Jeho experimentální směrnice se navíc opíraly o kombinaci klasické fyziky (zejména geometrie). Tento matematicko-fyzikální přístup k experimentální vědě podpořil většinu jeho návrhů v Kitab al-Manazir (De aspectibus nebo Perspectivae) a založil jeho teorie vidění, světla a barev, stejně jako jeho výzkumy v katoptrii a dioptrii (studium odrazu a lomu světla).

Podle Matthiase Schramma Alhazen „jako první systematicky použil metodu konstantního a rovnoměrného střídání experimentálních podmínek v experimentu, v němž ukázal, že intenzita světelného bodu vytvořeného projekcí měsíčního světla dvěma malými clonami na stínítko se neustále zmenšuje s tím, jak se jedna z clon postupně zakrývá“. G. J. Toomer vyjádřil určitou skepsi ohledně Schrammova názoru, částečně proto, že v té době (1964) ještě nebyla Kniha o optice plně přeložena z arabštiny a Toomer se obával, že bez kontextu by určité pasáže mohly být vykládány anachronicky. Toomer sice uznával Alhazenův význam pro rozvoj experimentálních technik, ale zároveň tvrdil, že Alhazen by neměl být posuzován izolovaně od ostatních islámských a antických myslitelů. Toomer svou recenzi uzavřel konstatováním, že by nebylo možné posoudit Schrammovo tvrzení, že Ibn al-Hajthám byl skutečným zakladatelem moderní fyziky, aniž by bylo přeloženo více Alhazenových děl a plně prozkoumán jeho vliv na pozdější středověké autory.

Přečtěte si také, zivotopisy – Hilma af Klint

Alhazenův problém

Jeho dílo o katoptrii v V. knize Knihy o optice obsahuje diskusi o problému, který je dnes známý jako Alhazenův problém, poprvé formulovaný Ptolemaiem v roce 150 n. l.. Jedná se o vedení přímek ze dvou bodů v rovině kruhu, které se setkávají v bodě na obvodu a svírají v tomto bodě stejné úhly s normálou. Je to obdoba hledání bodu na okraji kruhového kulečníkového stolu, na který musí hráč zamířit tágem, aby se koule odrazila od okraje stolu a zasáhla jinou kouli v druhém daném bodě. Jeho hlavní aplikací v optice je tedy řešení úlohy: „Je-li dán zdroj světla a kulové zrcadlo, najděte bod na zrcadle, v němž se světlo odrazí od oka pozorovatele.“. To vede k rovnici čtvrtého stupně. To nakonec vedlo Alhazena k odvození vzorce pro součet čtvrtých mocnin, kde byly dříve uvedeny pouze vzorce pro součty čtverců a krychlí. Jeho metodu lze snadno zobecnit na nalezení vzorce pro součet libovolných integrálních mocnin, i když on sám to neudělal (možná proto, že čtvrtou mocninu potřeboval pouze k výpočtu objemu paraboloidu, který ho zajímal). Svůj výsledek o součtech integrálních mocnin použil k tomu, co bychom dnes nazvali integrací, kde mu vzorce pro součty integrálních čtverců a čtvrtých mocnin umožnily vypočítat objem paraboloidu. Alhazen nakonec problém vyřešil pomocí kuželoseček a geometrického důkazu. Jeho řešení bylo nesmírně dlouhé a složité a matematici, kteří ho četli v latinském překladu, mu možná nerozuměli. Pozdější matematici použili k analýze problému Descartovy analytické metody. Algebraické řešení problému nakonec našel v roce 1965 Jack M. Elkin, aktuár. Další řešení objevil v roce 1989 Harald Riede a v roce 1997 oxfordský matematik Peter M. Neumann. Nedávno výzkumníci z výzkumných laboratoří Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) vyřešili rozšíření Alhazenova problému na obecná rotačně symetrická kvadrická zrcadla včetně hyperbolických, parabolických a eliptických zrcadel.

Přečtěte si také, zivotopisy – Anders Jonas Ångström

Camera Obscura

Kameru obscuru znali již staří Číňané a popsal ji chanský polyhistor Šen Kuo ve své vědecké knize Eseje o bazénu snů, vydané v roce 1088 př. n. l. O jejím základním principu hovořil již Aristoteles ve svých Problémech, ale Alhazenovo dílo obsahuje také první jasný popis kamery obscury mimo Čínu, a to v oblastech Blízkého východu, Evropy, Afriky a Indie. přístroje.

Ibn al-Hajtham používal kameru obscuru především k pozorování částečného zatmění Slunce. Ve svém spise Ibn al-Hajtham píše, že v době zatmění pozoroval srpovitý tvar Slunce. V úvodu se píše následující: „Obraz Slunce v době zatmění, pokud není úplné, ukazuje, že když jeho světlo prochází úzkým kulatým otvorem a je vrženo na rovinu protilehlou k otvoru, nabývá tvaru srpku měsíce.“

Připouští se, že jeho objevy upevnily význam camery obscury v dějinách, ale toto pojednání je důležité i v mnoha dalších ohledech.

Starověká optika a středověká optika se dělí na optiku a hořící zrcadla. Vlastní optika se zaměřovala především na studium vidění, zatímco hořící zrcadla se soustředila na vlastnosti světla a světelných paprsků. Kniha O tvaru zatmění je pravděpodobně jedním z prvních pokusů Ibn al-Hajtháma o skloubení těchto dvou věd.

Ibn al-Hajthámovy objevy velmi často těžily z propojení matematických a experimentálních příspěvků. To je případ knihy O tvaru zatmění. Kromě toho, že toto pojednání umožnilo více lidem studovat částečná zatmění Slunce, umožnilo zejména lépe pochopit, jak funguje camera obscura. Toto pojednání je fyzikálně-matematickou studií vzniku obrazu uvnitř camery obscury. Ibn al-Hajtham používá experimentální přístup a výsledek určuje pomocí změny velikosti a tvaru clony, ohniskové vzdálenosti kamery, tvaru a intenzity světelného zdroje.

Ve své práci vysvětluje inverzi obrazu v camera obscura, skutečnost, že obraz je podobný zdroji, když je otvor malý, ale také skutečnost, že obraz se může od zdroje lišit, když je otvor velký. Všechny tyto výsledky jsou získány pomocí bodové analýzy obrazu.

Přečtěte si také, zivotopisy – Francesco Borromini

Další příspěvky

Kitáb al-Manazír (Kniha o optice) popisuje několik experimentálních pozorování, která Alhazen provedl, a způsob, jakým své výsledky použil k vysvětlení některých optických jevů pomocí mechanických analogií. Prováděl pokusy se střelami a dospěl k závěru, že pouze dopad kolmých střel na povrch je dostatečně silný, aby pronikly, zatímco povrchy mají tendenci odrážet šikmé dopady střel. Například k vysvětlení lomu z řídkého do hustého prostředí použil mechanickou analogii železné koule vržené na tenkou břidlici zakrývající široký otvor v plechu. Kolmý hod břidlici rozbije a projde skrz, zatímco šikmý hod stejnou silou a ze stejné vzdálenosti nikoli. Tento výsledek použil také k vysvětlení toho, jak intenzivní přímé světlo poškozuje oko, a to pomocí mechanické analogie: Alhazen spojoval „silné“ světlo s kolmými paprsky a „slabé“ světlo se šikmými. Zřejmá odpověď na problém vícenásobných paprsků a oka spočívala ve volbě kolmého paprsku, protože z každého bodu na povrchu předmětu mohl do oka proniknout pouze jeden takový paprsek.

Súdánský psycholog Omar Khaleefa tvrdí, že Alhazen by měl být považován za zakladatele experimentální psychologie, protože se věnoval psychologii zrakového vnímání a optickým klamům. Khaleefa také tvrdil, že Alhazen by měl být považován za „zakladatele psychofyziky“, dílčí disciplíny a předchůdce moderní psychologie. Ačkoli Alhazen podal mnoho subjektivních zpráv týkajících se vidění, neexistují žádné důkazy o tom, že by používal kvantitativní psychofyzikální techniky, a toto tvrzení bylo vyvráceno.

Alhazen nabídl vysvětlení iluze Měsíce, která hrála důležitou roli ve vědecké tradici středověké Evropy. Mnozí autoři opakovali vysvětlení, která se snažila vyřešit problém, že se Měsíc u obzoru jeví větší než výše na obloze. Alhazen polemizoval s Ptolemaiovou teorií refrakce a definoval problém spíše ve smyslu vnímaného než skutečného zvětšení. Tvrdil, že posouzení vzdálenosti objektu závisí na tom, zda mezi objektem a pozorovatelem existuje nepřerušená posloupnost zasahujících těles. Když je Měsíc vysoko na obloze, nejsou tam žádné překážející objekty, takže se Měsíc zdá být blízko. Vnímaná velikost objektu o konstantní úhlové velikosti se mění s jeho vnímanou vzdáleností. Proto se Měsíc vysoko na obloze jeví jako bližší a menší a na obzoru jako vzdálenější a větší. Díky pracím Rogera Bacona, Johna Pechama a Vitela, které vycházely z Alhazenova vysvětlení, byla iluze Měsíce postupně přijata jako psychologický jev, přičemž teorie refrakce byla v 17. století odmítnuta. Ačkoli je Alhazenovi často připisováno vysvětlení vnímané vzdálenosti, nebyl prvním autorem, který ho nabídl. Kleomedes (asi 2. století) uvedl toto vysvětlení (kromě refrakce) a připsal ho Posidoniovi (asi 135-50 př. n. l.). Ptolemaios možná také nabídl toto vysvětlení ve své Optice, ale text je nejasný. Alhazenovy spisy byly ve středověku dostupnější než spisy těchto dřívějších autorů, a to pravděpodobně vysvětluje, proč se Alhazenovi dostalo uznání.

Přečtěte si také, mytologie-cs – Jupiter (mytologie)

Optická pojednání

Kromě Knihy o optice napsal Alhazen několik dalších pojednání na stejné téma, včetně svého Risala fi l-Daw“ (Pojednání o světle). Zkoumal vlastnosti jasu, duhy, zatmění, soumraku a měsíčního světla. Pokusy se zrcadly a lomovými rozhraními mezi vzduchem, vodou a skleněnými krychlemi, polokoulemi a čtvrtkoulemi byly základem jeho katoptrických teorií.

Přečtěte si také, zivotopisy – Fryné

Nebeská fyzika

Alhazen se ve svém Epitomu astronomie zabýval fyzikou nebeské oblasti a tvrdil, že Ptolemaiovy modely je třeba chápat spíše z hlediska fyzických objektů než abstraktních hypotéz – jinými slovy, že by mělo být možné vytvořit fyzikální modely, v nichž by se (například) žádné z nebeských těles navzájem nesrazilo. Návrh mechanických modelů pro ptolemaiovský model soustředěný kolem Země „výrazně přispěl ke konečnému triumfu ptolemaiovského systému mezi křesťany na Západě“. Alhazenovo odhodlání zakotvit astronomii v oblasti fyzikálních objektů však bylo důležité, protože to znamenalo, že astronomické hypotézy „byly odpovědné fyzikálním zákonům“ a mohly být z tohoto hlediska kritizovány a vylepšovány.

Napsal také knihu Maqala fi daw al-qamar (O světle měsíce).

Přečtěte si také, zivotopisy – Jasper Johns

Mechanika

Alhazen se ve svém díle zabýval teorií pohybu tělesa. Ve svém Pojednání o místě Alhazen nesouhlasil s Aristotelovým názorem, že příroda nesnáší prázdnotu, a pomocí geometrie se snažil dokázat, že místo (al-makan) je pomyslná trojrozměrná prázdnota mezi vnitřními povrchy obsaženého tělesa.

Přečtěte si také, zivotopisy – Sol LeWitt

O konfiguraci světa

Ve svém díle O uspořádání světa Alhazen podrobně popsal fyzikální strukturu Země:

Země jako celek je kulatá koule, jejímž středem je střed světa. Ve svém středu je nehybná, pevně v něm stojí a nepohybuje se žádným směrem ani žádnou z odrůd pohybu, nýbrž je vždy v klidu.

Kniha je netechnickým výkladem Ptolemaiova Almagestu, který byl ve 13. a 14. století přeložen do hebrejštiny a latiny a následně ovlivnil astronomy, jako byl Georg von Peuerbach, během evropského středověku a renesance.

Přečtěte si také, zivotopisy – Helen Kellerová

Pochybnosti o Ptolemaiovi

Ve svém díle Al-Shukūk ‛alā Batlamyūs, různě překládaném jako Pochybnosti o Ptolemaiovi nebo Aporie proti Ptolemaiovi, vydaném někdy v letech 1025-1028, Alhazen kritizoval Ptolemaiův Almagest, Planetární hypotézy a Optiku a poukazoval na různé rozpory, které v těchto dílech, zejména v astronomii, shledával. Ptolemaiův Almagest se týkal matematických teorií o pohybu planet, zatímco Hypotézy se týkaly toho, co Ptolemaios považoval za skutečné uspořádání planet. Sám Ptolemaios připouštěl, že jeho teorie a konfigurace spolu vždy nesouhlasí, a tvrdil, že to není problém, pokud to nevede ke znatelným chybám, ale Alhazen byl ve své kritice vnitřních rozporů v Ptolemaiových dílech obzvláště ostrý. Domníval se, že některé matematické prostředky, které Ptolemaios zavedl do astronomie, zejména rovnítko, nesplňují fyzikální požadavek rovnoměrného kruhového pohybu, a upozornil na absurditu vztahování skutečných fyzikálních pohybů k imaginárním matematickým bodům, přímkám a kružnicím:

Ptolemaios předpokládal uspořádání (hay“a), které nemůže existovat, a skutečnost, že toto uspořádání vyvolává v jeho představách pohyby, které náleží planetám, ho nezbavuje chyby, které se dopustil ve svém předpokládaném uspořádání, neboť existující pohyby planet nemohou být výsledkem uspořádání, které nemůže existovat… nebo člověk si představí kruh na obloze a představí si planetu, která se v něm pohybuje, nevyvolá pohyb planety.

Poté, co Alhazen poukázal na tyto problémy, měl zřejmě v úmyslu vyřešit rozpory, na které poukázal u Ptolemaia, v pozdějším díle. Alhazen věřil, že existuje „pravá konfigurace“ planet, kterou Ptolemaios nepochopil. Jeho záměrem bylo doplnit a opravit Ptolemaiův systém, nikoli jej zcela nahradit. Ve spise Pochybnosti o Ptolemaiovi Alhazen vyložil své názory na obtížnost dosažení vědeckého poznání a na nutnost zpochybňovat stávající autority a teorie:

Pravda se hledá sama o sobě jsou ponořeny do nejistoty [a vědecké autority (jako Ptolemaios, kterého velmi respektoval) jsou] nejsou imunní vůči chybám…

Domníval se, že kritika existujících teorií – která v této knize dominuje – zaujímá zvláštní místo v růstu vědeckého poznání.

Přečtěte si také, zivotopisy – Edmund Burke

Model pohybu každé ze sedmi planet

Alhazenův Model pohybů každé ze sedmi planet byl napsán kolem roku 1038. Byl nalezen pouze jeden poškozený rukopis, z něhož se dochoval pouze úvod a první část o teorii pohybu planet. (Existoval také druhý oddíl o astronomických výpočtech a třetí oddíl o astronomických přístrojích). V návaznosti na své Pochybnosti o Ptolemaiovi popsal Alhazen nový planetární model založený na geometrii, který popisoval pohyby planet pomocí sférické geometrie, infinitezimální geometrie a trigonometrie. Zachoval geocentrický vesmír a předpokládal, že nebeské pohyby jsou rovnoměrně kruhové, což vyžadovalo zahrnutí epicyklů k vysvětlení pozorovaného pohybu, ale podařilo se mu odstranit Ptolemaiův ekvant. Obecně se jeho model nesnažil poskytnout kauzální vysvětlení pohybů, ale soustředil se na poskytnutí úplného geometrického popisu, který by mohl vysvětlit pozorované pohyby bez rozporů vlastních Ptolemaiovu modelu.

Přečtěte si také, zivotopisy – Cid

Další astronomické práce

Alhazen napsal celkem dvacet pět astronomických prací, z nichž některé se týkaly technických otázek, jako například Přesné určení poledníku, druhá skupina se týkala přesného astronomického pozorování a třetí skupina se týkala různých astronomických problémů a otázek, jako například polohy Mléčné dráhy; Alhazen se poprvé systematicky pokusil vyhodnotit paralaxu Mléčné dráhy, přičemž zkombinoval Ptolemaiovy údaje a své vlastní. Došel k závěru, že paralaxa je (pravděpodobně velmi) menší než paralaxa Měsíce a Mléčná dráha by měla být nebeským objektem. Nebyl sice první, kdo tvrdil, že Mléčná dráha nepatří do atmosféry, ale je první, kdo pro toto tvrzení provedl kvantitativní analýzu. Čtvrtou skupinu tvoří deset prací o astronomické teorii, včetně výše zmíněných Pochybností a modelu pohybů.

V matematice Alhazen navázal na matematické práce Euklida a Thabita ibn Kurry a pracoval na „počátcích spojení mezi algebrou a geometrií“.

Vypracoval vzorec pro součet prvních 100 přirozených čísel a k jeho důkazu použil geometrický důkaz.

Přečtěte si také, zivotopisy – Leon III. Syrský

Geometrie

Alhazen zkoumal to, co je dnes známo jako Euklidův paralelní postulát, pátý postulát v Euklidových Elementech, pomocí důkazu kontradikcí a v podstatě zavedl do geometrie pojem pohybu. Zformuloval Lambertův čtyřúhelník, který Boris Abramovič Rozenfeld nazývá „Ibn al-Haytham-Lambertův čtyřúhelník“.

V elementární geometrii se Alhazen pokusil vyřešit problém kvadratury kruhu pomocí plochy lunet (půlměsíců), ale později se tohoto nemožného úkolu vzdal. Dvě luny vytvořené z pravoúhlého trojúhelníku postavením půlkruhu na každou ze stran trojúhelníku, dovnitř pro přeponu a ven pro zbylé dvě strany, jsou známé jako Alhazenovy luny; mají stejný celkový povrch jako samotný trojúhelník.

Přečtěte si také, zivotopisy – Jean Dubuffet

Teorie čísel

Mezi Alhazenovy příspěvky k teorii čísel patří jeho práce o dokonalých číslech. Ve svém díle Analýza a syntéza pravděpodobně jako první uvedl, že každé sudé dokonalé číslo má tvar 2n-1(později, v 18. století, to dokázal Euler a dnes se to nazývá Euklidova-Eulerova věta.

Alhazen řešil problémy týkající se kongruencí pomocí toho, co se dnes nazývá Wilsonova věta. Ve svých Opusculech se Alhazen zabývá řešením soustavy kongruencí a uvádí dvě obecné metody řešení. Jeho první metoda, kanonická metoda, zahrnovala Wilsonovu větu, zatímco jeho druhá metoda zahrnovala verzi čínské věty o zbytku.

Přečtěte si také, zivotopisy – Geoffrey Chaucer

Calculus

Alhazen objevil vzorec pro součet čtvrté mocniny pomocí metody, kterou lze obecně použít k určení součtu pro jakoukoli integrální mocninu. Použil ji k určení objemu paraboloidu. Dokázal najít integrální vzorec pro libovolný mnohočlen, aniž by vytvořil obecný vzorec.

Přečtěte si také, dejiny – Neapolské království

Vliv melodií na duše zvířat

Alhazen také napsal pojednání o vlivu melodií na duše zvířat, jehož kopie se však nedochovaly. Zdá se, že se zabýval otázkou, zda zvířata mohou reagovat na hudbu, například zda velbloud zvýší nebo sníží tempo.

Přečtěte si také, zivotopisy – Macuo Bašó

Engineering

Podle jednoho z příběhů o jeho kariéře stavebního inženýra ho fatimidský chalífa Al-Hakim bi-Amr Alláh povolal do Egypta, aby reguloval záplavy řeky Nil. Provedl podrobnou vědeckou studii ročního zaplavení Nilu a vypracoval plány na stavbu přehrady v místě dnešní Asuánské přehrady. Při své práci v terénu si však později uvědomil nepraktičnost tohoto plánu a brzy předstíral šílenství, aby se vyhnul trestu od chalífy.

Přečtěte si také, zivotopisy – Isabela II. Španělská

Filozofie

Alhazen ve svém Pojednání o místě nesouhlasil s Aristotelovým názorem, že příroda nesnáší prázdnotu, a pomocí geometrie se snažil dokázat, že místo (al-makan) je pomyslná trojrozměrná prázdnota mezi vnitřními povrchy obsaženého tělesa. Abd-el-latif, zastánce Aristotelova filozofického pohledu na místo, později kritizoval toto dílo ve Fi al-Radd “ala Ibn al-Haytham fi al-makan (Vyvrácení Ibn al-Haythamova místa) za jeho geometrizaci místa.

Alhazen se ve své Knize o optice zabýval také vnímáním prostoru a jeho epistemologickými důsledky. Tím, že „vizuální vnímání prostoru vázal na předchozí tělesnou zkušenost, Alhazen jednoznačně odmítl intuitivnost prostorového vnímání, a tedy i autonomii zraku. Bez hmatatelných pojmů vzdálenosti a velikosti pro korelaci, nám zrak o těchto věcech nemůže říci téměř nic.“ Alhazen přišel s mnoha teoriemi, které rozbíjely to, co bylo v té době známo o realitě. Tyto myšlenky optiky a perspektivy se nevázaly pouze na fyzikální vědu, ale spíše na existenciální filozofii. To vedlo k prosazování náboženských názorů až k tomu, že existuje pozorovatel a jeho perspektiva, což je v tomto případě realita.

Přečtěte si také, zivotopisy – Ine

Teologie

Alhazen byl muslim a většina pramenů uvádí, že byl sunnita a stoupenec školy aš“ari. Ziauddín Sardár uvádí, že někteří z největších muslimských vědců, jako například Ibn al-Hajthám a Abú Rayhán al-Bírúní, kteří byli průkopníky vědecké metody, byli sami stoupenci aš-aríjské školy islámské teologie. Stejně jako ostatní ašʿariáni, kteří věřili, že víra neboli taqlid by se měla vztahovat pouze na islám, a ne na jakékoli starověké helénistické autority, i Ibn al-Hajthamův názor, že taqlid by se měl vztahovat pouze na proroky islámu, a ne na jakékoli jiné autority, tvořil základ velké části jeho vědecké skepse a kritiky vůči Ptolemaiovi a dalším starověkým autoritám v jeho Pochybnostech o Ptolemaiovi a Knize o optice.

Alhazen napsal dílo o islámské teologii, v němž se zabýval proroctvím a vypracoval systém filozofických kritérií, podle nichž měl ve své době rozeznat jeho falešné tvůrce. Napsal také pojednání nazvané Zjištění směru Qibly výpočtem, v němž se zabýval matematickým určením Qibly, kam směřují modlitby (salát).

V jeho technických dílech se občas objevují odkazy na teologii nebo náboženské cítění, např. v Pochybnostech o Ptolemaiovi:

Pravdu hledáme pro ni samotnou… Najít pravdu je obtížné a cesta k ní je drsná. Pravdy jsou totiž ponořeny do nejasností. … Bůh však neochránil vědce před omyly a neochránil vědu před nedostatky a chybami. Kdyby tomu tak bylo, vědci by se neshodli v žádném bodě vědy …

In The Winding Motion:

Z výroků vznešeného šajcha je zřejmé, že věří Ptolemaiovým slovům ve všem, co říká, aniž by se opíral o důkaz nebo se dovolával důkazu, nýbrž čistým napodobováním (tak věří znalci prorocké tradice v Proroky, nechť jim Bůh žehná. Není to však způsob, jakým mají matematikové víru ve specialisty v demonstrativních vědách.

Pokud jde o vztah objektivní pravdy a Boha:

Neustále jsem hledal poznání a pravdu a nabyl jsem přesvědčení, že pro získání přístupu k Božímu vyzařování a blízkosti není lepší cesty než hledání pravdy a poznání.

Alhazen významně přispěl k optice, teorii čísel, geometrii, astronomii a přírodní filozofii. Alhazenova práce o optice je považována za přínos nového důrazu na experiment.

Jeho hlavní dílo, Kitáb al-Manazír (Kniha o optice), bylo v muslimském světě známo především, ale ne výhradně, díky komentáři Kamála al-Dína al-Fárisího ze třináctého století, Tanqíḥ al-Manāẓir li-dhawī l-abṣār wa l-baṣā“ir. V al-Andalusu ho používal v jedenáctém století kníže dynastie Banu Hud ze Zaragossy a autor významného matematického textu al-Mu“taman ibn Húd. Latinský překlad Kitáb al-Manazír vznikl pravděpodobně koncem dvanáctého nebo počátkem třináctého století. Tento překlad četla a významně ovlivnila řada učenců v křesťanské Evropě, mj: Roger Bacon, Witelo, Giambattista della Porta, Galileo Galilei, René Descartes, Jeho výzkum v oblasti katoptrie (studium optických systémů pomocí zrcadel) se soustředil na sférická a parabolická zrcadla a sférickou aberaci. Pozoroval, že poměr mezi úhlem dopadu a lomem nezůstává konstantní, a zkoumal zvětšovací schopnost čočky. Jeho práce o katoptrii obsahuje také problém známý jako „Alhazenův problém“. Mezitím v islámském světě Alhazenovo dílo ovlivnilo Averroesovy spisy o optice a jeho odkaz byl dále rozvíjen „reformováním“ jeho Optiky perským vědcem Kamal al-Din al-Farisi (zemřel asi 1320) v jeho Kitab Tanqih al-Manazir (Alhazenova revize napsala až 200 knih, ačkoli se jich dochovalo pouze 55. Alhazenovo dílo bylo vydáno v roce 1320. Některá jeho pojednání o optice se dochovala pouze díky latinskému překladu. Ve středověku byly jeho knihy o kosmologii překládány do latiny, hebrejštiny a dalších jazyků.

Na jeho počest je na Měsíci pojmenován impaktní kráter Alhazen a také planetka 59239 Alhazen. Na Alhazenovu počest pojmenovala Aga Khan University (Pákistán) svou katedru oftalmologie jako „docent a přednosta oftalmologie Ibn-e-Haitham“. Alhazen je pod jménem Ibn al-Hajtham vyobrazen na lícové straně irácké bankovky v hodnotě 10 000 dinárů vydané v roce 2003 a na bankovkách v hodnotě 10 dinárů z roku 1982.

Mezinárodní rok světla 2015 se nesl ve znamení oslav 1000. výročí vydání Ibn Al-Hajthamova díla o optice.

V roce 2014 byla odvysílána epizoda „Hiding in the Light“ seriálu Cosmos: deGrasse Tysonem se zaměřil na úspěchy Ibn al-Hajtháma. V epizodě mu propůjčil hlas Alfred Molina.

Před více než čtyřiceti lety představil Jacob Bronowski Alhazenovo dílo v podobném televizním dokumentu (a odpovídající knize) The Ascent of Man. V páté epizodě (Hudba sfér) Bronowski poznamenal, že podle jeho názoru byl Alhazen „jediným skutečně originálním vědeckým mozkem, který arabská kultura vytvořila“ a jehož teorie optiky byla zdokonalena až v době Newtona a Leibnize.

H. J. J. Winter, britský historik vědy, shrnul význam Ibn al-Hajtháma v dějinách fyziky takto:

Po Archimédově smrti se neobjevil žádný skutečně velký fyzik, až do Ibn al-Hajtháma. Omezíme-li tedy náš zájem pouze na dějiny fyziky, je zde dlouhé období více než dvanácti set let, během něhož zlatý věk Řecka ustoupil éře muslimské scholastiky a v arabském učenci z Basry opět ožil experimentální duch nejušlechtilejšího fyzika starověku.

UNESCO vyhlásilo rok 2015 Mezinárodním rokem světla a jeho generální ředitelka Irina Boková označila Ibn al-Hajthama za „otce optiky“. Mimo jiné tak oslavila Ibn al-Hajthámovy úspěchy v oblasti optiky, matematiky a astronomie. Mezinárodní kampaň vytvořená organizací 1001 vynálezů s názvem 1001 vynálezů a svět Ibn al-Haythama, která zahrnuje řadu interaktivních výstav, workshopů a živých představení o jeho díle, spolupracuje s vědeckými centry, vědeckými festivaly, muzei a vzdělávacími institucemi a také s platformami digitálních a sociálních médií. V rámci kampaně byl také natočen a vydán krátký vzdělávací film 1001 vynálezů a svět Ibn Al-Hajthama.

Podle středověkých životopisců napsal Alhazen více než 200 děl na nejrůznější témata, z nichž je známo nejméně 96 jeho vědeckých prací. Většina jeho děl je dnes ztracena, ale více než 50 z nich se do jisté míry dochovalo. Téměř polovina z jeho dochovaných prací se týká matematiky, 23 z nich astronomie a 14 optiky, přičemž několik z nich je věnováno jiným tématům. Ne všechny jeho dochované práce byly dosud prostudovány, ale některé z těch, které se dochovaly, jsou uvedeny níže.

Přečtěte si také, zivotopisy – Zikmund II. August

Sekundární

Zdroje

1. Ibn al-Haytham
2. Alhazen
3. ^ A. Mark Smith has determined that there were at least two translators, based on their facility with Arabic; the first, more experienced scholar began the translation at the beginning of Book One, and handed it off in the middle of Chapter Three of Book Three. Smith 2001 91 Volume 1: Commentary and Latin text pp.xx-xxi. See also his 2006, 2008, 2010 translations.
4. ^ (EN) Ibn al-Haytham | Arab astronomer and mathematician, su Encyclopedia Britannica.
5. ^ (EN) Ibn al-Haytham | Infoplease, su Columbia Encyclopedia.
6. ^ All“epoca chiamata ʿIrāq ʿarabī, ossia „Iraq arabo“, contrapposta alle regioni persiane occidentali confinanti, indicate con l“espressione ʿIrāq ʿajamī, „Iraq persiano“.
7. Abū ʿAlī al-Ḥassan ibn al-Ḥassan ibn al-Haytham (en persan ابن هیثم, en arabe ابو علي، الحسن بن الحسن بن الهيثم), aussi connu parfois sous le nom d“Al-Hassan et, sous forme latinisée, d“Alhazen.
8. Charles M. Falco (27 al 29 de noviembre de 2007). Conferencia Internacional de Ingeniería Computacional y Sistemas (International Conference on Computer Engineering & Systems, ICCES), ed. «Alhacén y los orígenes del análisis computarizado de imágenes (Ibn al-Haytham and the Origins of Computerized Image Analysis)» (en inglés). Archivado desde el original el 26 de julio de 2011. Consultado el 30 de enero de 2010.
9. Franz Rosenthal (1960-1961). «Al-Mubashshir ibn Fâtik: Prolegomena to an Abortive Edition». En Brill Publishers, ed. Oriens 13. pp. 132-158 [136-7].
10. I.E.S. Leonardo da Vinci (Alicante). «Modelo de visión de Alhacén». Archivado desde el original el 22 de agosto de 2014. Consultado el 9 de marzo de 2015.
11. (Lorch, 2008)