Ibn al-Hajszam

Mary Stone | március 29, 2023

Összegzés

Ḥasan Ibn al-Haytham, latinul Alhazen teljes neve Abū ʿAlī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Haytham أبو علي، الحسن بن الحسن بن الهيثم; c. 965 – 1040 körül), az iszlám aranykor arab matematikusa, csillagász és fizikusa volt. A „modern optika atyjaként” emlegetik, mivel jelentős mértékben hozzájárult az optika és különösen a vizuális észlelés alapelveihez. Legnagyobb hatású műve a Kitāb al-Manāẓir (arabul: كتاب المناظر, „Az optika könyve”) című, 1011-1021 között írt műve, amely latin kiadásban maradt fenn. A polihisztor filozófiáról, teológiáról és orvostudományról is írt.

Ibn al-Haytham volt az első, aki elmagyarázta, hogy a látás akkor következik be, amikor a fény visszaverődik egy tárgyról, majd a szemünkbe jut. Ő volt az első, aki kimutatta, hogy a látás az agyban, és nem a szemekben történik. Ibn al-Haytham volt annak a koncepciónak a korai képviselője, hogy egy hipotézist megerősíthető eljárásokon vagy matematikai bizonyítékokon alapuló kísérletekkel kell alátámasztani – a tudományos módszer korai úttörője volt, öt évszázaddal a reneszánsz tudósok előtt. Emiatt néha a világ „első igazi tudósaként” emlegetik.

Bászrában született, de termékeny korszakának nagy részét a fatimidák fővárosában, Kairóban töltötte, ahol különböző értekezések írásával és a nemesség tagjainak tanításával kereste kenyerét. Ibn al-Haythamot születési helye után néha az al-Baṣrī melléknevet adták neki, Abu’l-Hasan Bayhaqi „második Ptolemaiosznak”, John Peckham pedig „A fizikusnak” nevezte Al-Haythamot. Ibn al-Haytham egyengette az utat a fizikai optika modern tudománya előtt.

Ibn al-Haytham (Alhazen) 965 körül született arab családban az iraki Bászrában, amely akkoriban a Buyid emirátus része volt. Kezdetben a vallás tanulmányozása és a közösség szolgálata volt rá hatással. Abban az időben a társadalomban számos ellentétes nézet volt a vallásról, ezért végül igyekezett eltávolodni a vallástól. Ez vezetett oda, hogy elmélyült a matematika és a tudományok tanulmányozásában. Szülőhelyén, Bászrában vizír címmel töltött be tisztséget, és az alkalmazott matematika terén szerzett magának hírnevet. Mivel azt állította, hogy képes szabályozni a Nílus áradását, al-Hakim meghívta a fatimidák kalifájához, hogy valósítson meg egy hidraulikai projektet Asszuánban. Ibn al-Haytham azonban kénytelen volt beismerni projektjének megvalósíthatatlanságát. Kairóba való visszatérése után közigazgatási állást kapott. Miután bebizonyosodott, hogy ezt a feladatot sem képes ellátni, Al-Hakim bi-Amr Allah kalifa haragját vonta magára, és állítólag a kalifa 1021-ben bekövetkezett haláláig bujkálni kényszerült, majd elkobzott javait visszakapta. A legenda szerint Alhazen őrültséget színlelt, és ebben az időszakban házi őrizetben tartották. Ez idő alatt írta meg nagy hatású Optikai könyvét. Alhazen továbbra is Kairóban élt, a híres al-Azhar Egyetem szomszédságában, és az irodalmi terméséből származó bevételből élt (Ibn al-Haytham saját kézírásával írt Apollonius kónikájának egy példánya az Aya Sofya-ban található: (MS Aya Sofya 2762, 307 fob., Safar 415 a.h. keltezéssel : 2. megjegyzés.

Tanítványai között volt Sorkhab (Sohrab), egy szemnani perzsa és Abu al-Wafa Mubashir ibn Fatek, egy egyiptomi herceg.

Alhazen leghíresebb műve az 1011 és 1021 között írt hétkötetes optikai értekezése, a Kitab al-Manazir (Az optika könyve).

Az optikát egy ismeretlen tudós fordította latinra a 12. század végén vagy a 13. század elején.

Ez a mű a középkorban nagy hírnévnek örvendett. A De aspectibus latin nyelvű változatát a 14. század végén De li aspecti címmel lefordították olasz nyelvre.

Friedrich Risner 1572-ben nyomtatta ki Opticae thesaurus címmel: Alhazeni Arabis libri septem, nuncprimum editi; Eiusdem liber De Crepusculis et nubium ascensionibus (ugyanattól, a szürkületről és a felhők magasságáról). Risner a szerzője az „Alhazen” névváltozatnak is; Risner előtt nyugaton Alhacen néven ismerték. Alhazen geometriai témájú műveit E. A. Sedillot fedezte fel 1834-ben a párizsi Bibliothèque nationale-ban. A. Mark Smith összesen 18 teljes vagy majdnem teljes kéziratot és öt töredéket tartott számon, amelyeket 14 helyen őriznek, köztük az oxfordi Bodleian Libraryben és a bruges-i könyvtárban.

Az optika elmélete

A klasszikus ókorban a látásról két fő elmélet uralkodott. Az első elméletet, a kibocsátási elméletet olyan gondolkodók támogatták, mint Eukleidész és Ptolemaiosz, akik úgy vélték, hogy a látás úgy működik, hogy a szem fénysugarakat bocsát ki. A második elmélet, az Arisztotelész és követői által támogatott intromissziós elmélet szerint a szembe egy tárgyból fizikai formák jutottak be. A korábbi iszlám írók (például al-Kindi) alapvetően euklideszi, galenista vagy arisztotelészi vonalon érveltek. Az Optika könyvére a legerősebb hatást Ptolemaiosz Optika című műve gyakorolta, míg a szem anatómiájának és fiziológiájának leírása Galénosz beszámolóján alapult. Alhazen eredménye az volt, hogy olyan elmélettel állt elő, amely sikeresen ötvözte az euklideszi matematikai sugárérvek, a galenusi orvosi hagyomány és az arisztotelészi intromissziós elméletek egyes részeit. Alhazen intromissziós elmélete al-Kindit követte (és szakított Arisztotelésszel), amikor azt állította, hogy „minden színes test minden pontjából, amelyet bármilyen fény világít meg, fény és szín távozik minden olyan egyenes mentén, amely az adott pontból húzható”. Ez azzal a problémával szembesült, hogy meg kell magyaráznia, hogyan alakul ki egy összefüggő kép sok független sugárforrásból; nevezetesen, hogy egy tárgy minden pontja sugarakat küld a szem minden pontjára.

Alhazennek arra volt szüksége, hogy a tárgy minden egyes pontja a szem egyetlen pontjának feleljen meg. Ezt úgy próbálta megoldani, hogy azt állította, hogy a szem csak a tárgyból érkező merőleges sugarakat érzékeli – a szem bármely pontján ugyanis csak azt a sugarat érzékeli, amelyik közvetlenül éri azt, anélkül, hogy a szem bármely más része megtörné. Fizikai analógiával érvelt amellett, hogy a merőleges sugarak erősebbek, mint a ferde sugarak: ugyanúgy, ahogy egy közvetlenül egy deszkára dobott labda eltörheti a deszkát, míg egy ferdén ráhajított labda elpattan, a merőleges sugarak erősebbek, mint a megtörő sugarak, és a szem csak a merőleges sugarakat érzékeli. Mivel csak egyetlen merőleges sugár léphet be a szembe bármelyik ponton, és ezek a sugarak mindegyike kúp alakban fut össze a szem középpontjában, ez lehetővé tette számára, hogy megoldja azt a problémát, hogy egy tárgy minden egyes pontja több sugarat küld a szembe; ha csak a merőleges sugár számít, akkor egy az egyhez megfeleltetés van, és a zűrzavar feloldható. Később azt állította (az Optika hetedik könyvében), hogy a többi sugár a szemen keresztül megtörik, és úgy érzékeli, mintha merőleges lenne. A merőleges sugarakra vonatkozó érvei nem adnak egyértelmű magyarázatot arra, hogy miért csak a merőleges sugarakat érzékelik; miért ne érzékelnék a gyengébb ferde sugarakat gyengébben? Későbbi érvelése, miszerint a megtörött sugarakat úgy érzékelnénk, mintha merőlegesek lennének, nem tűnik meggyőzőnek. Gyengeségei ellenére azonban a korban egyetlen más elmélet sem volt ennyire átfogó, és óriási befolyással bírt, különösen Nyugat-Európában. Közvetlenül vagy közvetve De Aspectibus (Az optika könyve) című műve a 13. és a 17. század között sok optikai tevékenységet inspirált. Kepler későbbi elmélete a retinális képről (amely megoldotta a tárgyon lévő pontok és a szemben lévő pontok megfelelésének problémáját) közvetlenül Alhazen fogalmi keretére épült.

Bár az iszlám középkorból csak egyetlen kommentár maradt fenn Alhazen optikájáról, Geoffrey Chaucer megemlíti a művet a Canterbury mesékben:

„Alhazenről és Vitellóról beszéltek, És Arisztotelész, aki írta, az életükben, furcsa tükrökről és optikai eszközökről.”

Ibn al-Haytham az optikához való hozzájárulásáról volt ismert, különösen a látás és a fény elméletéről. Feltételezte, hogy a fénysugár a felület meghatározott pontjaiból sugárzik. A fény terjedésének lehetősége azt sugallja, hogy a fény független a látástól. A fény nagyon gyors sebességgel mozog.

Alhazen kísérletekkel kimutatta, hogy a fény egyenes vonalban halad, és különböző kísérleteket végzett lencsékkel, tükrökkel, fénytöréssel és visszaverődéssel. A fényvisszaverődéssel és fénytöréssel kapcsolatos elemzései külön-külön vették figyelembe a fénysugarak függőleges és vízszintes összetevőit.

Alhazen tanulmányozta a látás folyamatát, a szem felépítését, a szem képalkotását és a látórendszert. Ian P. Howard egy 1996-os Perception című cikkében úgy érvelt, hogy Alhazennek kell tulajdonítani számos olyan felfedezést és elméletet, amelyet korábban az évszázadokkal később író nyugat-európaiaknak tulajdonítottak. Például ő írta le azt, ami a 19. században Hering törvénye lett az egyenlő innervációról. A függőleges horopterek leírását 600 évvel Aguilonius előtt írta, amely valójában közelebb áll a modern definícióhoz, mint Aguiloniusé – és a binokuláris diszparitással kapcsolatos munkáját Panum 1858-ban megismételte. Craig Aaen-Stockdale, bár egyetért azzal, hogy Alhazennek számos előrelépést kell tulajdonítani, óvatosságot fogalmazott meg, különösen akkor, ha Alhazent Ptolemaiosztól elszigetelten vizsgáljuk, akivel Alhazen rendkívül jól ismerte a látásmódot. Alhazen kijavította Ptolemaiosz egy jelentős hibáját a binokuláris látással kapcsolatban, de egyébként a beszámolója nagyon hasonló; Ptolemaiosz azt is megpróbálta megmagyarázni, amit ma Hering törvényének nevezünk. Általában véve Alhazen a ptolemaiosz optikájára épített és azt kibővítette.

Ibn al-Haythamnak a binokuláris látás tanulmányozásához való hozzájárulásáról szóló részletesebb beszámolójában Lejeune kimutatta, hogy Ibn al-Haytham optikájában a megfelelés, a homonim és a keresztezett diplopia fogalmai megvoltak. Howarddal ellentétben azonban megmagyarázta, hogy Ibn al-Haytham miért nem adta meg a horopter kör alakját, és miért állt kísérletileg érvelve valójában közelebb a Panum-féle fuzionális terület felfedezéséhez, mint a Vieth-Müller-köréhez. Ebben a tekintetben Ibn al-Haytham binokuláris látás elmélete két fő korlátot szembesült: a retina szerepének felismerésének hiánya, és nyilvánvalóan a szempályák kísérleti vizsgálatának hiánya.

Alhazen legeredetibb hozzájárulása az volt, hogy miután leírta, hogy szerinte a szem anatómiailag hogyan épül fel, megvizsgálta, hogy ez az anatómia hogyan viselkedik optikai rendszerként. Úgy tűnik, hogy a lyukkamerás vetítésről a kísérleteiből származó ismeretei befolyásolták a szem kép inverziójával kapcsolatos megfontolásait. Azt állította, hogy a lencsére (vagy ahogy ő nevezte, a glaciális humorra) merőlegesen eső sugarak tovább törnek kifelé, amikor elhagyják a glaciális humort, és az így keletkező kép így függőlegesen jut el a szem hátsó részén lévő látóidegbe. Galenust követve úgy vélte, hogy a lencse a látás befogadó szerve, bár néhány munkája arra utal, hogy szerinte a retina is részt vesz benne.

Alhazen a fény és a látás szintézise az arisztotelészi sémát követte, kimerítően, logikusan és teljes körűen leírva a látás folyamatát.

Annak az embernek, aki a tudósok írásait vizsgálja, ha az igazság megismerése a célja, az a kötelessége, hogy ellenségévé tegye magát mindannak, amit olvas, és … minden oldalról támadja azt. Gyanakodnia kell önmagára is, miközben kritikai vizsgálatát végzi, hogy elkerülje, hogy akár előítéletbe, akár engedékenységbe essen.

Az Alhazen optikai kutatásaihoz kapcsolódó egyik szempont a kísérletezésre (i’tibar) (arabul: إعتبار) és az ellenőrzött tesztelésre való rendszerszintű és módszertani támaszkodással kapcsolatos tudományos vizsgálatai során. Emellett kísérleti irányelvei a klasszikus fizika (különösen a geometria) kombinációján nyugodtak. A kísérleti tudománynak ez a matematikai-fizikai megközelítése támasztotta alá a Kitab al-Manazirban (De aspectibus vagy Perspectivae) szereplő legtöbb tételét, és megalapozta a látásról, a fényről és a színekről szóló elméleteit, valamint a katoptriával és a dioptriával (a fény visszaverődésének, illetve törésének tanulmányozása) kapcsolatos kutatásait.

Matthias Schramm szerint Alhazen „elsőként alkalmazta szisztematikusan a kísérleti feltételek állandó és egyenletes változtatásának módszerét egy olyan kísérletben, amely megmutatta, hogy a holdfény két kis nyíláson keresztül egy vászonra vetített fényfolt intenzitása folyamatosan csökken, ahogy az egyik nyílás fokozatosan elzáródik”. G. J. Toomer némi szkepticizmusnak adott hangot Schramm nézetével kapcsolatban, részben azért, mert akkoriban (1964-ben) az Optika könyve még nem volt teljesen lefordítva arabból, és Toomer aggódott, hogy kontextus nélkül egyes passzusokat anakronisztikusan lehet olvasni. Miközben elismerte Alhazen fontosságát a kísérleti technikák kifejlesztésében, Toomer amellett érvelt, hogy Alhazent nem szabad más iszlám és ókori gondolkodóktól elszigetelten vizsgálni. Toomer azzal zárta recenzióját, hogy nem lehet értékelni Schramm állítását, miszerint Ibn al-Haytham volt a modern fizika igazi megalapítója, ha nem fordítják le Alhazen további munkáit, és nem vizsgálják meg teljes mértékben a későbbi középkori írókra gyakorolt hatását.

Alhazen problémája

Az Optika könyvének V. könyvében található, a katoptriáról szóló munkája a ma Alhazen problémájaként ismert, először Ptolemaiosz által Kr. u. 150-ben megfogalmazott problémát tárgyalja. A feladat lényege, hogy egy kör síkjában lévő két pontból egyeneseket kell húzni, amelyek a kör kerületének egy pontján találkoznak, és az adott pontban egyenlő szöget zárnak be a normálissal. Ez egyenértékű egy kör alakú biliárdasztal peremének azon pontjával, amelyre a játékosnak egy adott pontra kell irányítania a dákógolyót, hogy az lepattanjon az asztal pereméről, és egy másik adott ponton eltaláljon egy másik golyót. Így az optikában a fő alkalmazása a következő feladat megoldása: „Adott egy fényforrás és egy gömbtükör, találjuk meg a tükör azon pontját, ahol a fény a megfigyelő szemébe visszaverődik”. Ez egy negyedfokú egyenlethez vezet. Ez végül arra késztette Alhazent, hogy levezesse a negyedik hatványok összegének képletét, ahol korábban csak a négyzetek és kockák összegére vonatkozó képleteket adták meg. Módszere könnyen általánosítható bármely integrális hatványok összegére vonatkozó képlet megtalálására, bár ő maga ezt nem tette meg (talán azért, mert csak a negyedik hatványra volt szüksége az őt érdeklő paraboloid térfogatának kiszámításához). Az integrális hatványok összegére vonatkozó eredményét arra használta, hogy elvégezze azt, amit ma integrálásnak neveznénk, ahol az integrális négyzetek összegére és a negyedik hatványokra vonatkozó képletek segítségével kiszámíthatta egy paraboloid térfogatát. Alhazen végül kúpszelvények és egy geometriai bizonyítás segítségével oldotta meg a problémát. Megoldása rendkívül hosszú és bonyolult volt, és lehet, hogy a latin fordításban őt olvasó matematikusok nem értették meg. Később a matematikusok Descartes analitikus módszereit használták a probléma elemzésére. A probléma algebrai megoldását végül 1965-ben Jack M. Elkin, egy aktuárius találta meg. További megoldásokat 1989-ben Harald Riede, majd 1997-ben Peter M. Neumann oxfordi matematikus fedezett fel. A közelmúltban a Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) kutatói megoldották az Alhazen-probléma kiterjesztését az általános forgásszimmetrikus négyzetes tükrökre, beleértve a hiperbolikus, parabolikus és elliptikus tükröket is.

Camera Obscura

A camera obscurát már az ókori kínaiak is ismerték, és a Han-kínai polihisztor, Shen Kuo írta le az i. sz. 1088-ban megjelent Álommedencei esszék című tudományos könyvében. Arisztotelész már a Problémák című művében tárgyalta az alapelvét, de Alhazen műve tartalmazza a camera obscura első egyértelmű leírását is, Kínán kívül, a Közel-Kelet, Európa, Afrika és India területén. a készülékről.

Ibn al-Haytham elsősorban egy részleges napfogyatkozás megfigyelésére használt camera obscurát. Írásában Ibn al-Haytham azt írja, hogy a napfogyatkozás idején megfigyelte a nap sarlószerű alakját. A bevezető a következőképpen hangzik: „A Nap képe a napfogyatkozás idején, hacsak nem teljes a napfogyatkozás, azt mutatja, hogy amikor fénye egy keskeny, kerek lyukon áthalad, és a lyukkal ellentétes síkba vetül, holdszargó alakot vesz fel.” A napfogyatkozás során a napfogyatkozás a napfogyatkozástól való eltérést mutatja.

El kell ismerni, hogy megállapításai megszilárdították a camera obscura jelentőségét a történelemben, de ez az értekezés sok más szempontból is fontos.

Az ókori optikát és a középkori optikát optikára és égő tükrökre osztották. A tulajdonképpeni optika elsősorban a látás tanulmányozására, míg az égő tükrök a fény és a fénysugarak tulajdonságaira összpontosítottak. A napfogyatkozás alakjáról valószínűleg Ibn al-Haytham egyik első kísérlete e két tudományág artikulálására.

Ibn al-Haytham felfedezései nagyon gyakran a matematikai és a kísérleti hozzájárulások kereszteződéséből profitáltak. Ez a helyzet A napfogyatkozás alakjáról esetében. Amellett, hogy ez az értekezés lehetővé tette, hogy többen tanulmányozzák a részleges napfogyatkozásokat, különösen lehetővé tette, hogy jobban megértsük a camera obscura működését. Ez az értekezés a camera obscura belsejében történő képalkotás fizikai-matematikai tanulmánya. Ibn al-Haytham kísérleti úton közelít, és a rekesz méretének és alakjának, a kamera fókusztávolságának, a fényforrás alakjának és intenzitásának változtatásával határozza meg az eredményt.

Munkájában megmagyarázza a camera obscura kép inverzióját, azt, hogy a kép kis lyuk esetén hasonlít a forráshoz, de azt is, hogy nagy lyuk esetén a kép eltérhet a forrástól. Mindezek az eredmények a kép pontelemzésével jönnek létre.

Egyéb hozzájárulások

A Kitab al-Manazir (Az optika könyve) számos kísérleti megfigyelést ír le, amelyeket Alhazen végzett, és azt, hogyan használta fel eredményeit arra, hogy bizonyos optikai jelenségeket mechanikai analógiák segítségével magyarázzon meg. Kísérleteket végzett lövedékekkel, és arra a következtetésre jutott, hogy csak a felületekre merőleges lövedékek becsapódása elég erős ahhoz, hogy azok áthatoljanak, míg a felületek inkább eltérítik a ferde lövedékek becsapódását. Például a ritka közegből sűrű közegbe történő fénytörés magyarázatához egy vasgolyó mechanikai analógiáját használta, amelyet egy fémlemezen lévő széles lyukat takaró vékony pala felé dobtak. Egy merőleges dobás áttöri a palát és áthalad rajta, míg egy ugyanolyan erővel és ugyanolyan távolságból leadott ferde dobás nem. Ezt az eredményt arra is felhasználta, hogy mechanikai analógiával magyarázza, hogyan árt a szemnek az intenzív, közvetlen fény: Alhazen az „erős” fényt a merőleges sugarakkal, a „gyenge” fényt pedig a ferde sugarakkal társította. A többszörös sugarak és a szem problémájára a nyilvánvaló válasz a merőleges sugár kiválasztásában rejlett, mivel a tárgy felületének minden egyes pontjából csak egy ilyen sugár hatolhatott a szembe.

Omar Khaleefa szudáni pszichológus szerint Alhazent a kísérleti pszichológia megalapítójának kell tekinteni, mivel úttörő munkát végzett a vizuális észlelés és az optikai illúziók pszichológiája terén. Khaleefa azzal is érvelt, hogy Alhazent a „pszichofizika megalapítójának” is kell tekinteni, amely a modern pszichológia egyik aldiszciplínája és előfutára. Bár Alhazen számos szubjektív jelentést készített a látással kapcsolatban, nincs bizonyíték arra, hogy kvantitatív pszichofizikai technikákat használt volna, és ezt az állítást megcáfolták.

Alhazen magyarázatot adott a Hold-illúzióra, amely illúzió fontos szerepet játszott a középkori Európa tudományos hagyományában. Számos szerző ismételgette azokat a magyarázatokat, amelyek megpróbálták megoldani azt a problémát, hogy a Hold a horizont közelében nagyobbnak látszik, mint az égbolt magasabb pontján. Alhazen Ptolemaiosz fénytörési elmélete ellen érvelt, és a problémát inkább az érzékelt, mint a valós megnagyobbodás szempontjából határozta meg. Azt mondta, hogy egy tárgy távolságának megítélése attól függ, hogy a tárgy és a megfigyelő között a közbeeső testek megszakítás nélküli sorozata van. Amikor a Hold magasan van az égen, nincsenek közbeeső tárgyak, így a Hold közelinek tűnik. Egy állandó szögméretű objektum érzékelt mérete az érzékelt távolsággal változik. Ezért a Hold magasan az égen közelebbinek és kisebbnek, a horizonton pedig távolabbinak és nagyobbnak tűnik. Roger Bacon, John Pecham és Witelo Alhazen magyarázatán alapuló munkái révén a Hold-illúzió fokozatosan pszichológiai jelenségként vált elfogadottá, a fénytörési elméletet pedig a 17. században elvetették. Bár gyakran Alhazennek tulajdonítják az érzékelt távolság magyarázatát, nem ő volt az első szerző, aki ezt felajánlotta. Kleomédész (kb. 2. század) adta ezt a magyarázatot (a fénytörés mellett), és Posidoniusnak (kb. i. e. 135-50) tulajdonította. Ptolemaiosz is adhatta ezt a magyarázatot az Optika című művében, de a szöveg homályos. Alhazen írásai a középkorban szélesebb körben hozzáférhetőek voltak, mint e korábbi szerzőké, és valószínűleg ez magyarázza, hogy miért Alhazen kapta az elismerést.

Optikai értekezések

Az Optika könyve mellett Alhazen több más értekezést is írt ugyanerről a témáról, köztük a Risala fi l-Daw’ (Értekezés a fényről) címűt. Vizsgálta a fénysűrűség tulajdonságait, a szivárványt, a napfogyatkozásokat, a szürkületet és a holdfényt. A tükrökkel, valamint a levegő, a víz és az üvegkockák, félgömbök és negyedgömbök közötti törési határfelületekkel végzett kísérletei megalapozták a katoptriával kapcsolatos elméleteit.

Égi fizika

Alhazen az Epitome of Astronomy című művében az égitestek fizikájával foglalkozott, azzal érvelve, hogy a ptolemaioszi modelleket nem absztrakt hipotézisek, hanem fizikai objektumok szempontjából kell értelmezni – más szóval, hogy lehetségesnek kell lennie olyan fizikai modellek létrehozásának, amelyekben (például) egyik égitest sem ütközik egymással. A Föld-központú ptolemaioszi modell mechanikus modelljeinek javaslata „nagyban hozzájárult a ptolemaioszi rendszer végső győzelméhez a nyugati keresztények körében”. Alhazen elhatározása, hogy a csillagászatot a fizikai tárgyak birodalmában gyökereztesse, azért volt azonban fontos, mert ez azt jelentette, hogy a csillagászati hipotézisek „a fizika törvényei szerint voltak elszámoltathatók”, és ezek alapján lehetett őket kritizálni és javítani.

Ő írta a Maqala fi daw al-qamar (A Hold fényéről) című művét is.

Mechanika

Alhazen művében a test mozgásával kapcsolatos elméleteket tárgyalta. A helyről szóló értekezésében Alhazen nem értett egyet Arisztotelész nézetével, miszerint a természet irtózik az ürességtől, és a geometriát használta fel annak bizonyítására, hogy a hely (al-makan) a testet tartalmazó test belső felületei közötti elképzelt háromdimenziós üresség.

A világ konfigurációjáról

Alhazen A világ konfigurációjáról című művében részletes leírást adott a Föld fizikai szerkezetéről:

A Föld egésze egy kerek gömb, amelynek középpontja a világ közepe. A középpontjában mozdulatlan, benne rögzített, és nem mozog semmilyen irányba, nem mozog a mozgás egyik fajtájával sem, hanem mindig nyugalomban van.

A könyv nem technikai jellegű magyarázata Ptolemaiosz Almagestjének, amelyet végül a 13. és 14. században héberre és latinra fordítottak le, majd az európai középkorban és reneszánszban olyan csillagászokra volt hatással, mint Georg von Peuerbach.

A Ptolemaioszra vonatkozó kételyek

A valamikor 1025 és 1028 között megjelent Al-Shukūk ‛alā Batlamyūs című művében, amelyet különböző fordításokban kételyek Ptolemaioszról vagy Aporias Ptolemaiosz ellen címmel fordítottak, Alhazen kritizálta Ptolemaiosz Almagestjét, bolygóhipotéziseit és optikáját, rámutatva az ezekben a művekben, különösen a csillagászatban talált ellentmondásokra. Ptolemaiosz Almagestje a bolygók mozgására vonatkozó matematikai elméletekkel foglalkozott, míg a Hipotézisek arra vonatkoztak, amit Ptolemaiosz a bolygók tényleges konfigurációjának gondolt. Maga Ptolemaiosz is elismerte, hogy elméletei és konfigurációi nem mindig egyeztek meg egymással, azzal érvelve, hogy ez nem jelent problémát, amennyiben nem eredményez észrevehető hibát, de Alhazen különösen élesen bírálta a Ptolemaiosz műveiben rejlő ellentmondásokat. Úgy vélte, hogy a Ptolemaiosz által a csillagászatba bevezetett matematikai eszközök némelyike, különösen az ekvantum, nem felel meg az egyenletes körmozgás fizikai követelményének, és megjegyezte, hogy abszurd, hogy a tényleges fizikai mozgásokat képzeletbeli matematikai pontokhoz, vonalakhoz és körökhöz kapcsolják:

Ptolemaiosz olyan elrendezést (hay’a) feltételezett, amely nem létezhet, és az a tény, hogy ez az elrendezés az ő képzeletében a bolygókhoz tartozó mozgásokat eredményezi, nem mentesíti őt attól a hibától, amelyet feltételezett elrendezésében elkövetett, mert a bolygók létező mozgása nem lehet egy olyan elrendezés eredménye, amely nem létezhet… vagy az, hogy az ember elképzel egy kört az égbolton, és elképzeli, hogy a bolygó ebben mozog, nem eredményezi a bolygó mozgását.

Miután rámutatott a problémákra, úgy tűnik, Alhazen egy későbbi művében fel akarta oldani az általa Ptolemaioszban jelzett ellentmondásokat. Alhazen úgy vélte, hogy a bolygóknak van egy „valódi konfigurációja”, amelyet Ptolemaiosz nem értett meg. Ptolemaiosz rendszerét ki akarta egészíteni és megjavítani, nem pedig teljesen felváltani. A Ptolemaioszra vonatkozó kételyekben Alhazen kifejtette nézeteit a tudományos ismeretek megszerzésének nehézségéről és a meglévő tekintélyek és elméletek megkérdőjelezésének szükségességéről:

Az igazságot önmagáért keresi, mert bizonytalanságokba merül [és a tudományos tekintélyek (mint például Ptolemaiosz, akit nagyon tisztelt) sem mentesek a tévedésektől…].

Úgy vélte, hogy a meglévő elméletek kritikája – amely e könyvben dominált – különleges helyet foglal el a tudományos ismeretek gyarapodásában.

A hét bolygó mozgásának modellje

Alhazen A hét bolygó mozgásának modellje című műve 1038 körül keletkezett. Csak egy sérült kéziratot találtak, amelyből csak a bevezetés és a bolygómozgások elméletéről szóló első rész maradt fenn. (Volt még egy második rész a csillagászati számításokról, és egy harmadik rész a csillagászati műszerekről). A Ptolemaioszra vonatkozó kételyei után Alhazen egy új, geometrián alapuló bolygómodellt írt le, amely a bolygók mozgását a gömbi geometria, az infinitezimális geometria és a trigonometria segítségével írta le. Megtartotta a geocentrikus világegyetemet, és feltételezte, hogy az égi mozgások egyenletesen körkörösek, ami a megfigyelt mozgás magyarázatához epiciklusok bevonását tette szükségessé, de sikerült kiküszöbölnie Ptolemaiosz egyenletét. Általában véve az ő modellje nem próbált ok-okozati magyarázatot adni a mozgásokra, hanem arra összpontosított, hogy olyan teljes, geometriai leírást adjon, amely a megfigyelt mozgásokat a Ptolemaiosz modelljében rejlő ellentmondások nélkül magyarázza.

Egyéb csillagászati munkák

Alhazen összesen huszonöt csillagászati művet írt, amelyek egy része technikai kérdésekkel foglalkozik, mint például a Meridián pontos meghatározása, egy másik csoport a pontos csillagászati megfigyeléssel, egy harmadik csoport pedig különböző csillagászati problémákkal és kérdésekkel, mint például a Tejútrendszer helyének meghatározása; Alhazen tette az első szisztematikus kísérletet a Tejútrendszer parallaxisának értékelésére, Ptolemaiosz és a saját adatait kombinálva. Arra a következtetésre jutott, hogy a parallaxis (valószínűleg nagyon is) kisebb, mint a holdparallaxis, és a Tejútrendszernek égi objektumnak kell lennie. Bár nem ő volt az első, aki azt állította, hogy a Tejútrendszer nem tartozik a légkörhöz, ő az első, aki kvantitatív elemzést végzett az állításhoz. A negyedik csoportot tíz csillagászati elméleti mű alkotja, köztük a fentebb tárgyalt Kételyek és a Mozgások modellje.

Matematikában Alhazen Euklidész és Thabit ibn Qurra matematikai munkáira épített, és „az algebra és a geometria közötti kapcsolat kezdetein” dolgozott.

Kifejlesztett egy képletet az első 100 természetes szám összegzésére, és geometriai bizonyítással bizonyította a képletet.

Geometria

Alhazen a ma euklideszi párhuzamossági posztulátumként ismert ötödik posztulátumot vizsgálta meg Euklidész Elemek című művében, ellentmondásos bizonyítást alkalmazva, és tulajdonképpen bevezette a mozgás fogalmát a geometriába. Megfogalmazta a Lambert-négyszöget, amelyet Boris Abramovich Rozenfeld „Ibn al-Haytham-Lambert-négyszögnek” nevez.

Az elemi geometriában Alhazen megpróbálta megoldani a kör négyszögelésének problémáját a lúnák (félhold alakú formák) területének segítségével, de később feladta a lehetetlen feladatot. A derékszögű háromszögből a háromszög mindkét oldalára egy-egy félkör felállításával – a hipotenúzára befelé, a másik két oldalra pedig kifelé – kialakított két lúnát Alhazen lúnáinak nevezik; ezek összterülete megegyezik magával a háromszögével.

Számelmélet

Alhazen hozzájárulása a számelmélethez többek között a tökéletes számokkal kapcsolatos munkája. Az Analízis és szintézis című művében talán ő volt az első, aki megállapította, hogy minden páros tökéletes szám 2n-1 alakú (Euler később, a 18. században bizonyította ezt, és ma Eukleidész-Euler-tételnek nevezik.

Alhazen a kongruenciákkal kapcsolatos problémákat a ma Wilson-tételnek nevezett módszerrel oldotta meg. Opuscula című művében Alhazen egy kongruencia-rendszer megoldását vizsgálja, és két általános megoldási módszert ad meg. Az első módszer, a kanonikus módszer a Wilson-tételt, míg a második módszer a kínai maradéktétel egy változatát alkalmazta.

Calculus

Alhazen felfedezte a negyedik hatványra vonatkozó összegképletet, olyan módszerrel, amely általánosan alkalmazható bármely egészértékű hatvány összegének meghatározására. Ezt egy paraboloid térfogatának meghatározására használta. Bármely polinomra meg tudta találni az integrálképletet anélkül, hogy általános képletet dolgozott volna ki.

A dallamok hatása az állatok lelkére

Alhazen írt egy értekezést a dallamoknak az állatok lelkére gyakorolt hatásáról is, bár ennek egyetlen példánya sem maradt fenn. Úgy tűnik, azzal a kérdéssel foglalkozott, hogy az állatok képesek-e reagálni a zenére, például hogy egy teve növeli-e vagy csökkenti-e a tempóját.

Mérnöki tevékenység

A mérnöki pályafutásáról szóló egyik beszámoló szerint a fatimidák kalifája, Al-Hakim bi-Amr Allah Egyiptomba hívta, hogy szabályozza a Nílus áradását. Részletes tudományos tanulmányt készített a Nílus éves áradásáról, és terveket készített egy gát építésére, a mai Asszuán-gát helyén. Terepmunkája azonban később ráébresztette e terv kivitelezhetetlenségére, és hamarosan őrültséget színlelt, hogy elkerülhesse a kalifa büntetését.

Filozófia

A helyről szóló értekezésében Alhazen nem értett egyet Arisztotelész nézetével, miszerint a természet irtózik az ürességtől, és a geometriát használta fel annak bizonyítására, hogy a hely (al-makan) az elképzelt háromdimenziós üresség egy test belső felületei között. Abd-el-latif, aki támogatta Arisztotelész helyről alkotott filozófiai nézetét, később a Fi al-Radd ‘ala Ibn al-Haytham fi al-makan (Ibn al-Haytham helyének cáfolata) című művében bírálta a művet a hely geometriai ábrázolása miatt.

Alhazen az Optika című könyvében a térérzékelésről és annak ismeretelméleti vonatkozásairól is értekezett. Azzal, hogy „a tér vizuális érzékelését előzetes testi tapasztalathoz kötötte, Alhazen egyértelműen elutasította a térérzékelés intuitivitását, és ezáltal a látás autonómiáját. A távolság és a méret kézzelfogható fogalmai nélkül a a látás szinte semmit sem mondhat el nekünk ezekről a dolgokról.” Alhazen számos olyan elmélettel állt elő, amelyek megdöntötték azt, amit akkoriban a valóságról tudtak. Ezek az optikai és perspektivikus elképzelések nem csupán a fizikai tudományokhoz, hanem inkább az egzisztenciális filozófiához kapcsolódtak. Ez ahhoz vezetett, hogy a vallási nézeteket addig a pontig támogatták, hogy van egy megfigyelő és az ő perspektívája, ami ebben az esetben a valóság.

Teológia

Alhazen muszlim volt, és a legtöbb forrás szerint szunnita volt, az ash’ari iskola követője. Ziauddin Sardar szerint a legnagyobb muszlim tudósok közül néhányan, mint Ibn al-Haytham és Abū Rayhān al-Bīrūnī, akik a tudományos módszer úttörői voltak, maguk is az iszlám teológia ashʿari iskolájának követői voltak. Más ashʿarikhoz hasonlóan, akik úgy vélték, hogy a hit vagy taqlid csak az iszlámra és nem az ókori hellenisztikus tekintélyekre kell vonatkoznia, Ibn al-Haythamnak az a nézete, hogy a taqlid csak az iszlám prófétákra és nem más tekintélyekre kell vonatkoznia, képezte az alapját Ptolemaiosz és más ókori tekintélyekkel szembeni tudományos szkepticizmusának és kritikájának nagy részét a Kételyek Ptolemaioszról és az optika könyvéről című művében.

Alhazen írt egy művet az iszlám teológiáról, amelyben a prófétaságról értekezett, és filozófiai kritériumrendszert dolgozott ki annak hamis igénylőinek megkülönböztetésére az ő idejében. A Qibla irányának számítással való megtalálása címmel írt egy értekezést is, amelyben a Qibla – ahová az imákat (szalát) irányítják – matematikai úton történő megtalálását tárgyalta.

Műszaki munkáiban alkalmanként utalásokat találunk a teológiára vagy a vallásos érzelmekre, pl. a Ptolemaioszra vonatkozó kételyek című művében:

Az igazságot önmagáért keressük … Az igazság megtalálása nehéz, és az oda vezető út rögös. Mert az igazságok homályba merülnek. … Isten azonban nem óvta meg a tudóst a tévedéstől, és nem óvta meg a tudományt a hiányosságoktól és hibáktól. Ha ez így lett volna, a tudósok nem vitatkoznának a tudomány egyetlen pontján sem…

In The Winding Motion:

A nemes Shaykh kijelentéseiből világosan kitűnik, hogy mindenben hisz Ptolemaiosz szavaiban, anélkül, hogy bizonyításra támaszkodna, vagy bizonyítékra hivatkozna, hanem puszta utánzásból (így hisznek a prófétai hagyomány szakértői a prófétákban, Isten áldása legyen rajtuk. De a matematikusok nem így hisznek a bizonyító tudományok szakembereiben.

Az objektív igazság és Isten viszonyát illetően:

Folyamatosan kerestem a tudást és az igazságot, és meggyőződésemmé vált, hogy az igazság és a tudás keresésénél nincs jobb út az Isten ragyogásához és közelségéhez való hozzáféréshez.

Alhazen jelentősen hozzájárult az optikához, a számelmélethez, a geometriához, a csillagászathoz és a természetfilozófiához. Alhazen optikával kapcsolatos munkásságának tulajdonítják, hogy új hangsúlyt fektetett a kísérletekre.

Fő műve, a Kitab al-Manazir (Az optika könyve) elsősorban, de nem kizárólag Kamāl al-Dīn al-Fārisī XIII. századi kommentárja, a Tanqīḥ al-Manāẓir li-dhawī l-abṣār wa l-baṣā’ir révén vált ismertté a muszlim világban. Al-Andalúziában a tizenegyedik században a zaragossai Banu Hud dinasztia hercege és egy fontos matematikai szöveg szerzője, al-Mu’taman ibn Hūd használta. A Kitab al-Manazir latin fordítása valószínűleg a tizenkettedik század végén vagy a tizenharmadik század elején készült. Ezt a fordítást számos tudós olvasta és nagy hatással volt rá a keresztény Európában, többek között: A katoptriai kutatásai (a tükröket használó optikai rendszerek tanulmányozása) középpontjában a gömb- és parabolatükrök, valamint a gömbi aberráció állt. Megfigyelte, hogy a beesési és a törési szög aránya nem marad állandó, és vizsgálta a lencsék nagyítóerejét. A katoptriával kapcsolatos munkája tartalmazza az „Alhazen problémája” néven ismert problémát is. Eközben az iszlám világban Alhazen munkássága befolyásolta Averroes optikáról szóló írásait, és örökségét továbbfejlesztette azáltal, hogy a perzsa tudós Kamal al-Din al-Farisi (meghalt 1320 körül) „megreformálta” optikáját, és ez utóbbi Kitab Tanqih al-Manazir (Alhazen felülvizsgálata) című művében nem kevesebb mint 200 könyvet írt, bár csak 55 maradt fenn. Néhány optikáról szóló értekezése csak latin fordításban maradt fenn. A középkor folyamán kozmológiáról szóló könyveit latinra, héberre és más nyelvekre is lefordították.

Az ő tiszteletére nevezték el a Holdon az Alhazen becsapódási krátert, valamint az 59239 Alhazen aszteroidát. Alhazen tiszteletére az Aga Khan Egyetem (Pakisztán) elnevezte a szemészeti alapítványi tanszékét „Ibn-e-Haitham docensnek és a szemészet vezetőjének”. Alhazen, Ibn al-Haytham néven szerepel a 2003-ban kibocsátott iraki 10 000 dináros bankjegy előoldalán, valamint az 1982 óta kibocsátott 10 dináros bankjegyeken.

A 2015-ös Fény Nemzetközi Éve Ibn Al-Haytham optikáról szóló műveinek 1000. évfordulóját ünnepelte.

2014-ben a Kozmosz „Rejtőzködve a fényben” című epizódja: Neil deGrasse Tyson által bemutatott „A Spacetime Odyssey” című epizódja Ibn al-Haytham eredményeivel foglalkozott. Az epizódban Alfred Molina adta a hangját.

Több mint negyven évvel korábban Jacob Bronowski egy hasonló televíziós dokumentumfilmben (és a hozzá tartozó könyvben), Az ember felemelkedése címmel mutatta be Alhazen munkásságát. Az 5. epizódban (A szférák zenéje) Bronowski megjegyezte, hogy szerinte Alhazen volt „az egyetlen igazán eredeti tudományos elme, amelyet az arab kultúra létrehozott”, akinek optikai elméletét Newton és Leibniz koráig nem fejlesztették tovább.

H. J. J. Winter, brit tudománytörténész, Ibn al-Haytham fizikatörténeti jelentőségét összefoglalva így írt:

Arkhimédész halála után Ibn al-Haythamig nem jelent meg igazán nagy fizikus. Ha tehát érdeklődésünket csak a fizika történetére korlátozzuk, akkor egy hosszú, több mint tizenkétszáz éves időszak áll előttünk, amely alatt a görög aranykor átadta helyét a muszlim skolasztika korszakának, és az ókor legnemesebb fizikusának kísérleti szelleme a baszrai arab tudósban éledt újra.

Az UNESCO 2015-öt a fény nemzetközi évének nyilvánította, Irina Bokova főigazgató pedig Ibn al-Haythamot „az optika atyjának” nevezte. Ezzel többek között Ibn al-Haythamnak az optika, a matematika és a csillagászat terén elért eredményeit ünnepelték. Az 1001 találmány szervezet által létrehozott nemzetközi kampány 1001 találmány és Ibn Al-Haytham világa címmel, amely interaktív kiállítások, workshopok és élő előadások sorozatát tartalmazza az ő munkásságáról, tudományos központokkal, tudományos fesztiválokkal, múzeumokkal és oktatási intézményekkel, valamint digitális és közösségi médiaplatformokkal együttműködve. A kampány keretében elkészült és megjelent az 1001 találmány és Ibn Al-Haytham világa című rövid ismeretterjesztő film is.

A középkori életrajzírók szerint Alhazen több mint 200 művet írt a legkülönbözőbb témákban, amelyek közül legalább 96 tudományos műve ismert. Műveinek többsége mára elveszett, de több mint 50 műve valamilyen mértékben fennmaradt. A fennmaradt műveinek csaknem fele matematikával, 23 műve csillagászattal, 14 műve optikával foglalkozik, és néhány más témájú műve is van. Nem minden fennmaradt művét tanulmányozták még, de az alábbiakban közlünk néhányat azok közül, amelyeket igen.

Másodlagos

Cikkforrások

1. Ibn al-Haytham
2. Ibn al-Hajszam
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. 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.
7. 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.
8. Franz Rosenthal (1960-1961). «Al-Mubashshir ibn Fâtik: Prolegomena to an Abortive Edition». En Brill Publishers, ed. Oriens 13. pp. 132-158 [136-7].
9. 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.
10. (Lorch, 2008)