Alhazen

Dimitris Stamatios | maart 13, 2023

Post Views: 12

Samenvatting

Ḥasan Ibn al-Haytham, gelatiniseerd als Alhazen volledige naam Abū ʿAlī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Haytham أبو علي، الحسن بن الحسن بن الهيثم; c. 965 – ca. 1040), was een Arabische wis-, astronoom en natuurkundige uit de Islamitische Gouden Eeuw. Hij werd “de vader van de moderne optica” genoemd en leverde belangrijke bijdragen aan de beginselen van de optica en de visuele waarneming in het bijzonder. Zijn meest invloedrijke werk is getiteld Kitāb al-Manāẓir (Arabisch: كتاب المناظر, “Boek der Optica”), geschreven tussen 1011-1021, dat bewaard is gebleven in een Latijnse editie. Als polymaat schreef hij ook over filosofie, theologie en geneeskunde.

Ibn al-Haytham was de eerste die uitlegde dat zicht ontstaat wanneer licht van een voorwerp weerkaatst en dan naar de ogen gaat. Hij was ook de eerste die aantoonde dat zicht in de hersenen plaatsvindt, in plaats van in de ogen. Ibn al-Haytham was een vroege voorstander van het concept dat een hypothese moet worden ondersteund door experimenten gebaseerd op bevestigbare procedures of wiskundig bewijs – een vroege pionier in de wetenschappelijke methode vijf eeuwen voor de Renaissance wetenschappers. Daarom wordt hij soms beschreven als ”s werelds “eerste echte wetenschapper”.

Geboren in Basra, bracht hij het grootste deel van zijn productieve periode door in de Fatimidische hoofdstad Caïro en verdiende zijn brood met het schrijven van diverse verhandelingen en het geven van lessen aan leden van de adel. Ibn al-Haytham kreeg soms de bijnaam al-Baṣrī naar zijn geboorteplaats, Al-Haytham werd de “Tweede Ptolemaeus” genoemd door Abu”l-Hasan Bayhaqi en “De Natuurkundige” door John Peckham. Ibn al-Haytham plaveide de weg voor de moderne wetenschap van de fysische optica.

Ibn al-Haytham (Alhazen) werd rond 965 geboren in een Arabische familie in Basra, Irak, dat toen deel uitmaakte van het Buyid emiraat. Zijn eerste invloeden lagen in de studie van religie en dienstbaarheid aan de gemeenschap. In die tijd kende de samenleving een aantal tegenstrijdige opvattingen over religie, die hij uiteindelijk terzijde wilde schuiven. Dit leidde ertoe dat hij zich verdiepte in de studie van wiskunde en wetenschap. Hij bekleedde een positie met de titel vizier in zijn geboortestad Basra, en maakte naam door zijn kennis van toegepaste wiskunde. Omdat hij beweerde de overstroming van de Nijl te kunnen regelen, werd hij door al-Hakim uitgenodigd bij de Fatimidische kalief om een hydraulisch project in Aswan te realiseren. Ibn al-Haytham moest echter toegeven dat zijn project onuitvoerbaar was. Bij zijn terugkeer naar Caïro kreeg hij een administratieve functie. Nadat hij ook deze taak niet bleek te kunnen vervullen, trok hij zich de woede van kalief Al-Hakim bi-Amr Allah aan, en zou hij ondergedoken zijn tot de dood van de kalief in 1021, waarna hij zijn in beslag genomen bezittingen terugkreeg. Volgens de legende veinsde Alhazen waanzin en stond hij in deze periode onder huisarrest. In deze periode schreef hij zijn invloedrijke Boek der Optiek. Alhazen bleef in Caïro wonen, in de buurt van de beroemde Universiteit van al-Azhar, en leefde van de opbrengst van zijn literaire productie (Een kopie van Apollonius” Conics, geschreven in Ibn al-Haytham”s eigen handschrift bestaat in Aya Sofya: (MS Aya Sofya 2762, 307 fob., gedateerd Safar 415 a.h. : Noot 2

Onder zijn leerlingen waren Sorkhab (Sohrab), een Perziër uit Semnan, en Abu al-Wafa Mubashir ibn Fatek, een Egyptische prins.

Het beroemdste werk van Alhazen is zijn zevendelige verhandeling over optica Kitab al-Manazir (Boek der Optica), geschreven van 1011 tot 1021.

Optiek werd aan het eind van de 12e eeuw of het begin van de 13e eeuw door een onbekende geleerde in het Latijn vertaald.

Dit werk genoot in de Middeleeuwen een grote bekendheid. De Latijnse versie van De aspectibus werd aan het eind van de 14e eeuw vertaald in de Italiaanse volkstaal, onder de titel De li aspecti.

Het werd gedrukt door Friedrich Risner in 1572, met de titel Opticae thesaurus: Alhazeni Arabis libri septem, nuncprimum editi; Eiusdem liber De Crepusculis et nubium ascensionibus (door dezelfde, over schemering en de hoogte van wolken). Risner is ook de auteur van de naamsvariant “Alhazen”; vóór Risner stond hij in het westen bekend als Alhacen. Werken van Alhazen over geometrische onderwerpen werden in 1834 ontdekt in de Bibliothèque nationale in Parijs door E. A. Sedillot. In totaal heeft A. Mark Smith 18 volledige of bijna volledige manuscripten gevonden, en vijf fragmenten, die op 14 plaatsen worden bewaard, waaronder een in de Bodleian Library in Oxford, en een in de bibliotheek van Brugge.

Theorie van de optica

In de klassieke oudheid waren er twee belangrijke theorieën over het gezichtsvermogen. De eerste theorie, de emissietheorie, werd ondersteund door denkers als Euclides en Ptolemaeus, die geloofden dat het zicht werkte doordat het oog lichtstralen uitzond. De tweede theorie, de intromissietheorie, gesteund door Aristoteles en zijn volgelingen, had fysieke vormen die het oog binnenkwamen vanuit een object. Eerdere Islamitische schrijvers (zoals al-Kindi) hadden in hoofdzaak geredeneerd volgens Euclidische, Galenistische of Aristotelische lijnen. De sterkste invloed op het Boek van de Optiek kwam van Ptolemaeus” Optiek, terwijl de beschrijving van de anatomie en fysiologie van het oog gebaseerd was op de uiteenzetting van Galen. De prestatie van Alhazen was het bedenken van een theorie die delen van de wiskundige stralenleer van Euclides, de medische traditie van Galen en de intromissietheorieën van Aristoteles succesvol combineerde. Alhazen”s intromissie theorie volgde al-Kindi (en brak met Aristoteles) door te stellen dat “vanuit elk punt van elk gekleurd lichaam, verlicht door enig licht, licht en kleur uitgaan langs elke rechte lijn die vanuit dat punt getrokken kan worden”. Dit liet hem met het probleem zitten te verklaren hoe een samenhangend beeld werd gevormd uit vele onafhankelijke stralingsbronnen; in het bijzonder zou elk punt van een voorwerp stralen uitzenden naar elk punt van het oog.

Wat Alhazen nodig had, was dat elk punt op een voorwerp overeenkwam met slechts één punt op het oog. Hij probeerde dit op te lossen door te beweren dat het oog alleen loodrechte stralen van het voorwerp zou waarnemen – voor elk punt op het oog zou alleen de straal worden waargenomen die dat punt rechtstreeks bereikte, zonder te worden gebroken door enig ander deel van het oog. Met een natuurkundige analogie betoogde hij dat loodrechte stralen sterker zijn dan schuine stralen: zoals een bal die rechtstreeks naar een plank wordt gegooid de plank kan breken, terwijl een bal die schuin naar de plank wordt gegooid er vanaf spat, zo zijn loodrechte stralen sterker dan gebroken stralen, en alleen loodrechte stralen worden door het oog waargenomen. Aangezien er slechts één loodrechte straal was die het oog op één punt binnenkwam, en al deze stralen in een kegel naar het centrum van het oog convergeerden, kon hij zo het probleem oplossen dat elk punt op een voorwerp vele stralen naar het oog zond; als alleen de loodrechte straal van belang was, had hij een één-op-één correspondentie en kon de verwarring worden opgelost. Later beweerde hij (in boek zeven van de Optica) dat andere stralen door het oog worden gebroken en worden waargenomen alsof zij loodrecht staan. Zijn argumenten met betrekking tot loodrechte stralen verklaren niet duidelijk waarom alleen loodrechte stralen werden waargenomen; waarom zouden de zwakkere schuine stralen niet zwakker worden waargenomen? Zijn latere argument dat gebroken stralen zouden worden waargenomen als loodrecht lijkt niet overtuigend. Maar ondanks zijn zwakke punten was geen enkele andere theorie uit die tijd zo veelomvattend, en hij had een enorme invloed, vooral in West-Europa. Direct of indirect inspireerde zijn De Aspectibus (Boek der Optica) veel activiteit in de optica tussen de 13e en 17e eeuw. Keplers latere theorie van het netvliesbeeld (die het probleem oploste van de overeenstemming tussen punten op een voorwerp en punten in het oog) bouwde rechtstreeks voort op het conceptuele kader van Alhazen.

Hoewel slechts één commentaar op Alhazen”s optiek de Islamitische Middeleeuwen heeft overleefd, vermeldt Geoffrey Chaucer het werk in The Canterbury Tales:

“Zij spraken over Alhazen en Vitello, en Aristoteles, die in hun leven schreven.., over vreemde spiegels en optische instrumenten.”

Ibn al-Haytham stond bekend om zijn bijdragen aan de optica, in het bijzonder het gezichtsvermogen en de theorie van het licht. Hij nam aan dat lichtstraal werd uitgestraald vanuit specifieke punten op het oppervlak. De mogelijkheid van lichtpropagatie suggereert dat licht onafhankelijk was van visie. Licht beweegt ook met een zeer hoge snelheid.

Alhazen toonde proefondervindelijk aan dat licht zich in rechte lijnen voortbeweegt, en voerde diverse experimenten uit met lenzen, spiegels, breking en reflectie. Zijn analyses van reflectie en breking beschouwden de verticale en horizontale componenten van lichtstralen afzonderlijk.

Alhazen bestudeerde het proces van zien, de structuur van het oog, beeldvorming in het oog, en het visuele systeem. Ian P. Howard betoogde in 1996 in een artikel over Perceptie dat aan Alhazen veel ontdekkingen en theorieën moeten worden toegeschreven die eerder werden toegeschreven aan West-Europeanen die eeuwen later schreven. Hij beschreef bijvoorbeeld wat in de 19e eeuw Hering”s wet van gelijke innervatie werd. Hij schreef 600 jaar voor Aguilonius een beschrijving van verticale horoscopen die dichter bij de moderne definitie ligt dan die van Aguilonius, en zijn werk over binoculaire dispariteit werd herhaald door Panum in 1858. Craig Aaen-Stockdale is het er weliswaar mee eens dat aan Alhazen veel vooruitgang moet worden toegeschreven, maar heeft enige voorzichtigheid betracht, vooral wanneer hij Alhazen los van Ptolemaeus beschouwt, met wie Alhazen zeer vertrouwd was. Alhazen corrigeerde een belangrijke fout van Ptolemaeus met betrekking tot het binoculaire gezichtsvermogen, maar verder is zijn verslag zeer vergelijkbaar; Ptolemaeus probeerde ook te verklaren wat nu de wet van Hering wordt genoemd. In het algemeen bouwde Alhazen voort op de optica van Ptolemaeus en breidde deze uit.

In een meer gedetailleerde beschrijving van de bijdrage van Ibn al-Haytham aan de studie van het binoculaire zien op basis van Lejeune toonde hij aan dat de begrippen correspondentie, homonieme en gekruiste diplopie in de optiek van Ibn al-Haytham aanwezig waren. Maar in tegenstelling tot Howard legde hij uit waarom Ibn al-Haytham niet de cirkelvormige figuur van de horopter gaf en waarom hij, door experimenteel te redeneren, in feite dichter bij de ontdekking van Panums fusional area stond dan die van de Vieth-Müller cirkel. In dit opzicht had Ibn al-Haythams theorie van het binoculaire zien twee belangrijke beperkingen: het gebrek aan erkenning van de rol van het netvlies, en uiteraard het ontbreken van een experimenteel onderzoek van de oculaire kanalen.

De meest originele bijdrage van Alhazen was dat hij, na te hebben beschreven hoe hij dacht dat het oog anatomisch in elkaar zat, ging bekijken hoe deze anatomie zich functioneel zou gedragen als een optisch systeem. Hij beweerde dat de stralen die loodrecht op de lens (of glaciale humor zoals hij het noemde) vielen, verder naar buiten werden gebroken wanneer zij de glaciale humor verlieten en het resulterende beeld aldus rechtop in de oogzenuw aan de achterkant van het oog terechtkwam. Hij volgde Galen in zijn overtuiging dat de lens het receptieve orgaan van het gezichtsvermogen was, hoewel sommige van zijn werken erop wijzen dat hij dacht dat het netvlies er ook bij betrokken was.

Alhazen”s synthese van licht en visie volgde het Aristotelische schema, met een uitputtende beschrijving van het proces van visie op een logische, volledige manier.

De plicht van de man die de geschriften van wetenschappers onderzoekt, als het leren van de waarheid zijn doel is, is zichzelf een vijand te maken van alles wat hij leest, en … het van alle kanten aan te vallen. Hij moet ook zichzelf verdenken terwijl hij het kritisch onderzoekt, zodat hij niet in vooroordelen of toegeeflijkheid vervalt.

Een aspect dat verband houdt met het optische onderzoek van Alhazen is de systematische en methodologische afhankelijkheid van experimenten (i”tibar) (Arabisch: إعتبار) en gecontroleerde proeven in zijn wetenschappelijke onderzoeken. Bovendien berustten zijn experimentele richtlijnen op een combinatie van klassieke fysica (met name geometrie). Deze mathematisch-fysische benadering van experimentele wetenschap ondersteunde de meeste van zijn stellingen in Kitab al-Manazir (De aspectibus of Perspectivae) en vormde de basis voor zijn theorieën over zicht, licht en kleur, alsmede voor zijn onderzoek in de catoptrie en dioptrie (de studie van respectievelijk de reflectie en de breking van licht).

Volgens Matthias Schramm was Alhazen “de eerste die systematisch gebruik maakte van de methode om de experimentele omstandigheden constant en uniform te variëren, in een experiment dat aantoont dat de intensiteit van de lichtvlek, gevormd door de projectie van het maanlicht door twee kleine openingen op een scherm, voortdurend afneemt naarmate een van de openingen geleidelijk wordt geblokkeerd.” G.J. Toomer was enigszins sceptisch over Schramm”s opvatting, deels omdat in die tijd (1964) het Boek der Optica nog niet volledig uit het Arabisch was vertaald, en Toomer vreesde dat zonder context bepaalde passages anachronistisch zouden kunnen worden gelezen. Hoewel Toomer het belang van Alhazen voor de ontwikkeling van experimentele technieken erkende, betoogde hij dat Alhazen niet geïsoleerd van andere islamitische en antieke denkers moest worden beschouwd. Toomer besloot zijn bespreking met de opmerking dat het niet mogelijk zou zijn Schramm”s bewering dat Ibn al-Haytham de ware grondlegger van de moderne fysica was te beoordelen zonder meer werk van Alhazen te vertalen en zijn invloed op latere middeleeuwse schrijvers volledig te onderzoeken.

Lees ook: biografieen – Sebastiaan van Portugal

Alhazen”s probleem

Zijn werk over katoptrie in Boek V van het Boek der Optica bevat een bespreking van wat nu bekend staat als het probleem van Alhazen, voor het eerst geformuleerd door Ptolemaeus in 150 na Christus. Het bestaat uit het trekken van lijnen vanuit twee punten in het vlak van een cirkel, die samenkomen in een punt op de omtrek en in dat punt gelijke hoeken maken met de normaal. Dit komt overeen met het vinden van het punt op de rand van een ronde biljarttafel waarop een speler een keubal moet richten op een bepaald punt om deze van de tafelrand te laten stuiteren en een andere bal te raken op een tweede gegeven punt. De belangrijkste toepassing in de optica is dus het oplossen van het probleem “Gegeven een lichtbron en een sferische spiegel, vind het punt op de spiegel waar het licht zal worden gereflecteerd in het oog van een waarnemer”. Dit leidt tot een vergelijking van de vierde graad. Dit bracht Alhazen er uiteindelijk toe een formule af te leiden voor de som van vierde machten, waar voorheen alleen de formules voor de som van kwadraten en kubussen waren vermeld. Zijn methode kan gemakkelijk worden veralgemeend om de formule te vinden voor de som van alle integraalmachten, hoewel hij dat zelf niet deed (misschien omdat hij alleen de vierde macht nodig had om het volume te berekenen van de paraboloïde waarin hij geïnteresseerd was). Hij gebruikte zijn resultaat over sommen van integraalmachten om wat men nu een integratie zou noemen uit te voeren, waarbij hij met de formules voor de sommen van integraalkwadraten en vierde machten het volume van een paraboloïde kon berekenen. Alhazen loste het probleem uiteindelijk op met behulp van kegelsneden en een meetkundig bewijs. Zijn oplossing was extreem lang en ingewikkeld en werd wellicht niet begrepen door wiskundigen die hem in Latijnse vertaling lazen. Latere wiskundigen gebruikten de analytische methoden van Descartes om het probleem te analyseren. Een algebraïsche oplossing voor het probleem werd uiteindelijk in 1965 gevonden door Jack M. Elkin, een actuarius. Andere oplossingen werden ontdekt in 1989 door Harald Riede en in 1997 door de wiskundige Peter M. Neumann uit Oxford. Onlangs hebben onderzoekers van Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) de uitbreiding van het probleem van Alhazen opgelost tot algemene rotatiesymmetrische kwadratische spiegels, waaronder hyperbolische, parabolische en elliptische spiegels.

Lees ook: biografieen – Francis Bacon (filosoof)

Camera Obscura

De camera obscura was bekend bij de oude Chinezen, en werd beschreven door de Han Chinese polymaat Shen Kuo in zijn wetenschappelijke boek Dream Pool Essays, gepubliceerd in het jaar 1088 C.E. Aristoteles had het basisprincipe erachter besproken in zijn Problems, maar het werk van Alhazen bevatte ook de eerste duidelijke beschrijving, buiten China, van de camera obscura in de gebieden van het Midden-Oosten, Europa, Afrika en India. van het apparaat.

Ibn al-Haytham gebruikte een camera obscura vooral om een gedeeltelijke zonsverduistering waar te nemen. In zijn essay schrijft Ibn al-Haytham dat hij de sikkelachtige vorm van de zon waarnam ten tijde van een eclips. De inleiding luidt als volgt: “Het beeld van de zon ten tijde van de verduistering, tenzij deze totaal is, toont aan dat wanneer haar licht door een smal, rond gat gaat en op een vlak tegenover het gat wordt geworpen, zij de vorm aanneemt van een maansikkel.”

Toegegeven wordt dat zijn bevindingen het belang in de geschiedenis van de camera obscura verstevigden, maar deze verhandeling is in vele andere opzichten belangrijk.

De antieke optica en de middeleeuwse optica werden onderverdeeld in optica en brandende spiegels. De eigenlijke optica richtte zich voornamelijk op de studie van het gezichtsvermogen, terwijl de brandende spiegels zich richtten op de eigenschappen van licht en lichtstralen. Over de vorm van de eclips is waarschijnlijk een van de eerste pogingen van Ibn al-Haytham om deze twee wetenschappen te verwoorden.

Heel vaak profiteerden de ontdekkingen van Ibn al-Haytham van de kruising van wiskundige en experimentele bijdragen. Dit is het geval met Over de vorm van de eclips. Naast het feit dat dit traktaat meer mensen in staat stelde gedeeltelijke zonsverduisteringen te bestuderen, maakte het vooral mogelijk beter te begrijpen hoe de camera obscura werkt. Dit traktaat is een fysisch-wiskundige studie van de beeldvorming in de camera obscura. Ibn al-Haytham hanteert een experimentele benadering, en bepaalt het resultaat door de grootte en de vorm van het diafragma, de brandpuntsafstand van de camera, de vorm en de intensiteit van de lichtbron te variëren.

In zijn werk verklaart hij de inversie van het beeld in de camera obscura, het feit dat het beeld gelijk is aan de bron wanneer het gat klein is, maar ook het feit dat het beeld kan verschillen van de bron wanneer het gat groot is. Al deze resultaten worden verkregen door gebruik te maken van een puntanalyse van het beeld.

Lees ook: gevechten – Slag bij Gaugamela

Andere bijdragen

De Kitab al-Manazir (Boek der Optica) beschrijft verschillende experimentele waarnemingen die Alhazen deed en hoe hij zijn resultaten gebruikte om bepaalde optische verschijnselen te verklaren met behulp van mechanische analogieën. Hij voerde experimenten uit met projectielen en concludeerde dat alleen de impact van loodrechte projectielen op oppervlakken krachtig genoeg was om ze te laten doordringen, terwijl oppervlakken de neiging hadden om schuine projectielinslagen af te buigen. Om bijvoorbeeld de breking van een zeldzaam naar een dicht medium te verklaren, gebruikte hij de mechanische analogie van een ijzeren kogel die naar een dunne lei wordt gegooid die een breed gat in een metalen plaat bedekt. Een loodrechte worp breekt de lei en gaat erdoorheen, terwijl een schuine worp met gelijke kracht en van gelijke afstand dat niet doet. Hij gebruikte dit resultaat ook om uit te leggen hoe intens, direct licht het oog schaadt, met behulp van een mechanische analogie: Alhazen associeerde ”sterk” licht met loodrechte stralen en ”zwak” licht met schuine stralen. Het voor de hand liggende antwoord op het probleem van meerdere stralen en het oog lag in de keuze van de loodrechte straal, aangezien slechts één zo”n straal vanuit elk punt op het oppervlak van het voorwerp het oog kon binnendringen.

De Soedanese psycholoog Omar Khaleefa heeft betoogd dat Alhazen moet worden beschouwd als de grondlegger van de experimentele psychologie, vanwege zijn baanbrekende werk over de psychologie van de visuele waarneming en optische illusies. Khaleefa heeft ook betoogd dat Alhazen moet worden beschouwd als de “grondlegger van de psychofysica”, een subdiscipline en voorloper van de moderne psychologie. Hoewel Alhazen veel subjectieve rapporten over het gezichtsvermogen maakte, is er geen bewijs dat hij kwantitatieve psychofysische technieken gebruikte en de bewering is afgewezen.

Alhazen gaf een verklaring voor de maanillusie, een illusie die een belangrijke rol speelde in de wetenschappelijke traditie van middeleeuws Europa. Veel auteurs herhaalden verklaringen die probeerden het probleem op te lossen dat de Maan groter lijkt nabij de horizon dan hoger aan de hemel. Alhazen sprak zich uit tegen de brekingstheorie van Ptolemaeus en definieerde het probleem in termen van waargenomen en niet van werkelijke vergroting. Hij zei dat het beoordelen van de afstand van een object afhangt van een ononderbroken reeks tussenliggende lichamen tussen het object en de waarnemer. Wanneer de maan hoog aan de hemel staat, zijn er geen tussenliggende objecten, zodat de maan dichtbij lijkt. De waargenomen grootte van een object met een constante hoekgrootte varieert met de waargenomen afstand. Daarom lijkt de Maan hoog aan de hemel dichterbij en kleiner, en verder en groter aan de horizon. Door werken van Roger Bacon, John Pecham en Witelo, gebaseerd op de verklaring van Alhazen, werd de maanillusie geleidelijk aanvaard als een psychologisch verschijnsel, waarbij de brekingstheorie in de 17e eeuw werd verworpen. Hoewel aan Alhazen vaak de verklaring van de waargenomen afstand wordt toegeschreven, was hij niet de eerste auteur die deze verklaring gaf. Cleomedes (ca. 2e eeuw) gaf deze verklaring (naast breking), en hij schreef hem toe aan Posidonius (ca. 135-50 v. Chr.). Ptolemaeus kan deze verklaring ook hebben gegeven in zijn Optica, maar de tekst is onduidelijk. De geschriften van Alhazen waren in de Middeleeuwen ruimer beschikbaar dan die van deze eerdere auteurs, en dat verklaart waarschijnlijk waarom Alhazen de eer kreeg.

Optische verhandelingen

Naast het Boek der Optica schreef Alhazen verschillende andere verhandelingen over hetzelfde onderwerp, waaronder zijn Risala fi l-Daw” (Verhandeling over Licht). Hij onderzocht de eigenschappen van helderheid, de regenboog, verduisteringen, schemering en maanlicht. Experimenten met spiegels en de brekingsinterfaces tussen lucht, water en glazen kubussen, halve bollen en kwart bollen vormden de basis voor zijn theorieën over katoptrie.

Lees ook: geschiedenis – Gallia Aquitania

Hemelse fysica

Alhazen besprak de fysica van het hemelgebied in zijn Epitome of Astronomy, waarbij hij betoogde dat de Ptolemeïsche modellen moeten worden begrepen in termen van fysieke objecten in plaats van abstracte hypotheses – met andere woorden, dat het mogelijk moet zijn fysieke modellen te maken waarin (bijvoorbeeld) geen van de hemellichamen met elkaar zou botsen. De suggestie van mechanische modellen voor het aardse Ptolemeïsche model “droeg in hoge mate bij tot de uiteindelijke triomf van het Ptolemeïsche systeem onder de christenen in het Westen”. Alhazen”s vastberadenheid om de astronomie te verankeren in het domein van de fysische objecten was echter belangrijk, omdat het betekende dat astronomische hypotheses “onderworpen waren aan de wetten van de fysica”, en in die termen bekritiseerd en verbeterd konden worden.

Hij schreef ook Maqala fi daw al-qamar (Over het licht van de maan).

Lees ook: biografieen – Flavius Josephus

Mechanica

In zijn werk besprak Alhazen theorieën over de beweging van een lichaam. In zijn Verhandeling over plaats was Alhazen het niet eens met Aristoteles” opvatting dat de natuur een leegte verafschuwt, en hij gebruikte geometrie in een poging aan te tonen dat plaats (al-makan) de ingebeelde driedimensionale leegte is tussen de binnenoppervlakken van een lichaam dat het lichaam bevat.

Over de configuratie van de wereld

In zijn On the Configuration of the World gaf Alhazen een gedetailleerde beschrijving van de fysieke structuur van de aarde:

De aarde als geheel is een ronde bol waarvan het middelpunt het centrum van de wereld is. Zij is stationair in haar midden, daarin gefixeerd en beweegt in geen enkele richting, noch met een van de variëteiten van beweging, maar altijd in rust.

Het boek is een niet-technische uitleg van de Almagest van Ptolemaeus, die uiteindelijk in de 13e en 14e eeuw in het Hebreeuws en Latijn werd vertaald en vervolgens invloed had op astronomen als Georg von Peuerbach tijdens de Europese Middeleeuwen en Renaissance.

Lees ook: gevechten – Tweede Slag bij St Albans

Twijfels over Ptolemaeus

In zijn Al-Shukūk ‛alā Batlamyūs, dat ergens tussen 1025 en 1028 werd gepubliceerd, bekritiseerde Alhazen Ptolemaeus” Almagest, Planetaire Hypotheses en Optica, waarbij hij wees op verschillende tegenstrijdigheden die hij in deze werken vond, met name in de astronomie. De Almagest van Ptolemaeus betrof wiskundige theorieën over de beweging van de planeten, terwijl de Hypotheses betrekking hadden op wat Ptolemaeus dacht dat de werkelijke configuratie van de planeten was. Ptolemaeus gaf zelf toe dat zijn theorieën en configuraties niet altijd met elkaar overeenkwamen, met als argument dat dit geen probleem was mits het niet leidde tot merkbare fouten, maar Alhazen was bijzonder vernietigend in zijn kritiek op de inherente tegenstrijdigheden in Ptolemaeus” werken. Hij was van mening dat sommige van de wiskundige hulpmiddelen die Ptolemaeus in de astronomie introduceerde, met name de equant, niet voldeden aan de natuurkundige eis van een uniforme cirkelbeweging, en merkte de absurditeit op van het relateren van werkelijke natuurkundige bewegingen aan denkbeeldige wiskundige punten, lijnen en cirkels:

Ptolemaeus veronderstelde een ordening (hay”a) die niet kan bestaan, en het feit dat deze ordening in zijn verbeelding de bewegingen voortbrengt die bij de planeten horen, bevrijdt hem niet van de fout die hij beging in zijn veronderstelde ordening, want de bestaande bewegingen van de planeten kunnen niet het resultaat zijn van een ordening die onmogelijk kan bestaan… of een man die zich een cirkel aan de hemel voorstelt en zich voorstelt dat de planeet daarin beweegt, brengt de beweging van de planeet niet teweeg.

Nadat hij op de problemen had gewezen, schijnt Alhazen van plan te zijn geweest de tegenstrijdigheden waarop hij bij Ptolemaeus wees, in een later werk op te lossen. Alhazen geloofde dat er een “ware configuratie” van de planeten was die Ptolemaeus niet had begrepen. Hij wilde Ptolemaeus” systeem aanvullen en repareren, niet volledig vervangen. In de Twijfels over Ptolemaeus zette Alhazen zijn visie uiteen op de moeilijkheid om wetenschappelijke kennis te verkrijgen en de noodzaak om bestaande autoriteiten en theorieën in twijfel te trekken:

De waarheid wordt gezocht voor zichzelf zijn ondergedompeld in onzekerheden [en de wetenschappelijke autoriteiten (zoals Ptolemaeus, die hij zeer respecteerde) zijn] niet immuun voor fouten…

Volgens hem neemt de kritiek op bestaande theorieën – die dit boek beheerst – een bijzondere plaats in bij de groei van wetenschappelijke kennis.

Lees ook: biografieen – Joseph Chamberlain

Model van de bewegingen van elk van de zeven planeten

Alhazen”s The Model of the Motions of Each of the Seven Planets werd rond 1038 geschreven. Er is slechts één beschadigd manuscript gevonden, waarvan alleen de inleiding en het eerste deel, over de theorie van de planeetbewegingen, bewaard zijn gebleven. (Er was ook een tweede deel over astronomische berekeningen, en een derde deel over astronomische instrumenten). In aansluiting op zijn Twijfels over Ptolemaeus beschreef Alhazen een nieuw, op geometrie gebaseerd planetenmodel, waarin de bewegingen van de planeten worden beschreven in termen van sferische geometrie, infinitesimale geometrie en trigonometrie. Hij hield vast aan een geocentrisch heelal en nam aan dat hemelbewegingen uniform cirkelvormig zijn, waardoor epicykels nodig waren om de waargenomen beweging te verklaren, maar hij slaagde erin de equant van Ptolemaeus te elimineren. In het algemeen probeerde zijn model geen causale verklaring van de bewegingen te geven, maar concentreerde hij zich op een volledige, geometrische beschrijving die de waargenomen bewegingen kon verklaren zonder de tegenstrijdigheden die inherent zijn aan het model van Ptolemaeus.

Andere astronomische werken

Alhazen schreef in totaal vijfentwintig astronomische werken, waarvan sommige betrekking hadden op technische kwesties zoals Exacte bepaling van de meridiaan, een tweede groep op nauwkeurige astronomische observatie, een derde groep op diverse astronomische problemen en vragen zoals de locatie van de Melkweg; Alhazen deed de eerste systematische poging om de parallax van de Melkweg te evalueren, door de gegevens van Ptolemaeus en de zijne te combineren. Hij concludeerde dat de parallax (waarschijnlijk veel) kleiner is dan de maanparallax, en dat de Melkweg een hemellichaam moet zijn. Hoewel hij niet de eerste was die betoogde dat de Melkweg niet tot de dampkring behoort, is hij wel de eerste die een kwantitatieve analyse maakte voor deze bewering. De vierde groep bestaat uit tien werken over astronomische theorie, waaronder de hierboven besproken Twijfels en Model van de Moties.

In de wiskunde bouwde Alhazen voort op de wiskundige werken van Euclides en Thabit ibn Qurra en werkte hij aan “het begin van het verband tussen algebra en geometrie”.

Hij ontwikkelde een formule voor het optellen van de eerste 100 natuurlijke getallen en gebruikte daarvoor een meetkundig bewijs.

Geometrie

Alhazen onderzocht wat nu bekend staat als het Euclidisch parallelpostulaat, het vijfde postulaat in de Elementen van Euclides, met behulp van een bewijs door tegenspraak, en introduceerde in feite het begrip beweging in de meetkunde. Hij formuleerde de Lambertus-vierkant, die Boris Abramovich Rozenfeld de “Ibn al-Haytham-Lambert-vierkant” noemt.

In de elementaire meetkunde probeerde Alhazen het probleem van de kwadratuur van de cirkel op te lossen met behulp van de oppervlakte van lunes (halve maanvormen), maar later gaf hij deze onmogelijke taak op. De twee lunes die uit een rechthoekige driehoek worden gevormd door op elk van de zijden van de driehoek een halve cirkel op te richten, naar binnen voor de schuine zijde en naar buiten voor de andere twee zijden, staan bekend als de lunes van Alhazen; zij hebben dezelfde totale oppervlakte als de driehoek zelf.

Lees ook: biografieen – Richard Rodgers

Getaltheorie

Tot de bijdragen van Alhazen aan de getaltheorie behoort zijn werk over volmaakte getallen. In zijn Analyse en Synthese was hij wellicht de eerste die stelde dat elk even volmaakt getal van de vorm 2n-1 is (Euler bewees dit later in de 18e eeuw, en het wordt nu de stelling van Euclides-Euler genoemd.

Alhazen loste problemen met congruenties op met behulp van wat nu de stelling van Wilson wordt genoemd. In zijn Opuscula beschouwt Alhazen de oplossing van een stelsel van congruenties en geeft hij twee algemene oplossingsmethoden. Zijn eerste methode, de canonieke methode, omvat de stelling van Wilson, terwijl zijn tweede methode een versie van de Chinese reststelling omvat.

Lees ook: biografieen – Ingmar Bergman

Calculus

Alhazen ontdekte de somformule voor de vierde macht, volgens een methode die algemeen kan worden gebruikt om de som voor elke integraalmacht te bepalen. Hij gebruikte dit om het volume van een paraboloïde te vinden. Hij kon de integraalformule voor elke veelterm vinden zonder een algemene formule te hebben ontwikkeld.

Lees ook: biografieen – Grace Kelly (actrice)

Invloed van melodieën op de zielen van dieren

Alhazen schreef ook een Verhandeling over de Invloed van Melodieën op de Zielen van Dieren, hoewel er geen exemplaren bewaard zijn gebleven. Het lijkt zich te hebben beziggehouden met de vraag of dieren konden reageren op muziek, bijvoorbeeld of een kameel zijn tempo zou verhogen of verlagen.

Lees ook: biografieen – Pierre Reverdy

Engineering

Een verslag van zijn carrière als civiel ingenieur vertelt dat hij door de Fatimidische kalief Al-Hakim bi-Amr Allah naar Egypte werd geroepen om de overstroming van de Nijl te regelen. Hij verrichtte een gedetailleerde wetenschappelijke studie van de jaarlijkse overstroming van de Nijl en tekende plannen voor de bouw van een dam, op de plaats van de huidige Aswandam. Zijn veldwerk maakte hem echter later bewust van de onuitvoerbaarheid van dit plan, en hij veinsde al snel waanzin om straf van de kalief te ontlopen.

Lees ook: biografieen – Charles Maturin

Filosofie

In zijn Verhandeling over plaats was Alhazen het niet eens met Aristoteles” opvatting dat de natuur een leegte verafschuwt, en hij gebruikte meetkunde in een poging aan te tonen dat plaats (al-makan) de ingebeelde driedimensionale leegte is tussen de binnenoppervlakken van een lichaam dat het bevat. Abd-el-latif, een aanhanger van Aristoteles” filosofische visie op plaats, bekritiseerde later het werk in Fi al-Radd ”ala Ibn al-Haytham fi al-makan (Een weerlegging van Ibn al-Haytham”s plaats) vanwege de geometrisering van plaats.

Alhazen besprak ook de ruimteperceptie en de epistemologische implicaties daarvan in zijn Boek van de Optiek. Door “de visuele waarneming van ruimte te koppelen aan voorafgaande lichamelijke ervaring, verwierp Alhazen ondubbelzinnig de intuïtiviteit van de ruimtelijke waarneming en daarmee de autonomie van het zien. Zonder tastbare noties van afstand en grootte voor… correlatie, kan het zicht ons bijna niets vertellen over zulke dingen.” Alhazen kwam met vele theorieën die de toenmalige kennis van de werkelijkheid verbrijzelden. Deze ideeën over optiek en perspectief sloten niet alleen aan bij de natuurwetenschap, maar ook bij de existentiële filosofie. Dit leidde ertoe dat religieuze standpunten werden verdedigd tot het punt dat er een waarnemer is en zijn perspectief, wat in dit geval de werkelijkheid is.

Lees ook: biografieen – Ismail I (Safawiden)

Theologie

Alhazen was een moslim en de meeste bronnen melden dat hij een soenniet was en een aanhanger van de Ash”ari-school. Ziauddin Sardar zegt dat enkele van de grootste moslimwetenschappers, zoals Ibn al-Haytham en Abū Rayhān al-Bīrūnī, die pioniers waren van de wetenschappelijke methode, zelf volgelingen waren van de Ashʿari school van de islamitische theologie. Net als andere Ashʿarieten die geloofden dat geloof of taqlid alleen voor de Islam moest gelden en niet voor oude hellenistische autoriteiten, vormde Ibn al-Haytham”s opvatting dat taqlid alleen voor profeten van de Islam moest gelden en niet voor andere autoriteiten de basis voor veel van zijn wetenschappelijk scepticisme en kritiek op Ptolemaeus en andere oude autoriteiten in zijn Doubts Concerning Ptolemy and Book of Optics.

Alhazen schreef een werk over Islamitische theologie waarin hij het profeetschap besprak en een systeem van filosofische criteria ontwikkelde om de valse claimers ervan in zijn tijd te onderscheiden. Hij schreef ook een verhandeling getiteld Finding the Direction of Qibla by Calculation waarin hij het vinden van de Qibla, waar de gebeden (salat) op gericht zijn, wiskundig besprak.

Er zijn af en toe verwijzingen naar theologie of religieuze gevoelens in zijn technische werken, bijv. in Doubts Concerning Ptolemy:

De waarheid wordt gezocht omwille van zichzelf… Het vinden van de waarheid is moeilijk, en de weg erheen is ruw. Want de waarheden zijn ondergedompeld in obscuriteit. … Maar God heeft de wetenschapper niet behoed voor fouten en heeft de wetenschap niet behoed voor tekortkomingen en fouten. Als dit het geval was geweest, zouden wetenschappers niet van mening verschillen over enig punt van wetenschap…

In de kronkelende beweging:

Uit de uitspraken van de edele Shaykh blijkt duidelijk dat hij in alles wat Ptolemaeus zegt gelooft, zonder zich te baseren op een demonstratie of een beroep te doen op een bewijs, maar door pure imitatie (zo hebben deskundigen in de profetische traditie vertrouwen in profeten, moge de zegen van God op hen zijn. Maar het is niet de manier waarop wiskundigen vertrouwen hebben in specialisten in de demonstratieve wetenschappen.

Wat betreft de relatie tussen objectieve waarheid en God:

Ik zocht voortdurend naar kennis en waarheid, en het werd mijn overtuiging dat er voor het verkrijgen van toegang tot de uitstraling en de nabijheid van God geen betere weg is dan die van het zoeken naar waarheid en kennis.

Alhazen leverde belangrijke bijdragen aan de optica, getaltheorie, meetkunde, astronomie en natuurfilosofie. Aan Alhazen”s werk over optica wordt een nieuwe nadruk op het experiment toegeschreven.

Zijn hoofdwerk, Kitab al-Manazir (Boek der Optica), was in de moslimwereld vooral, maar niet uitsluitend, bekend door het dertiende-eeuwse commentaar van Kamāl al-Dīn al-Fārisī, de Tanqīḥ al-Manāẓir li-dhawī l-abṣār wa l-baṣā”ir. In al-Andalus werd het gebruikt door de elfde-eeuwse prins van de Banu Hud-dynastie van Zaragossa en auteur van een belangrijke wiskundige tekst, al-Mu”taman ibn Hūd. Een Latijnse vertaling van de Kitab al-Manazir werd waarschijnlijk eind twaalfde of begin dertiende eeuw gemaakt. Deze vertaling werd gelezen door en beïnvloedde een aantal geleerden in christelijk Europa, waaronder: Roger Bacon, Witelo, Giambattista della Porta, Galileo Galilei, René Descartes, Zijn onderzoek in de catoptrie (de studie van optische systemen met behulp van spiegels) concentreerde zich op sferische en parabolische spiegels en sferische aberratie. Hij deed de waarneming dat de verhouding tussen de invalshoek en de brekingshoek niet constant blijft, en onderzocht de vergrotingskracht van een lens. Zijn werk over katoptrie bevat ook het probleem dat bekend staat als “het probleem van Alhazen”. Ondertussen beïnvloedde het werk van Alhazen in de islamitische wereld de geschriften van Averroes over optica, en zijn nalatenschap werd verder bevorderd door de “hervorming” van zijn Optica door de Perzische wetenschapper Kamal al-Din al-Farisi (gestorven rond 1320) in diens Kitab Tanqih al-Manazir (De herziening van Alhazen schreef wel 200 boeken, hoewel er slechts 55 bewaard zijn gebleven. Sommige van zijn verhandelingen over optica overleefden alleen door Latijnse vertaling. Tijdens de Middeleeuwen werden zijn boeken over kosmologie vertaald in het Latijn, Hebreeuws en andere talen.

De inslagkrater Alhazen op de maan is naar hem genoemd, evenals de asteroïde 59239 Alhazen. Ter ere van Alhazen heeft de Aga Khan Universiteit (Pakistan) haar leerstoel Oogheelkunde de naam “The Ibn-e-Haitham Associate Professor and Chief of Ophthalmology” gegeven. Alhazen staat met de naam Ibn al-Haytham op de voorzijde van het Iraakse bankbiljet van 10.000 dinar dat in 2003 is uitgegeven, en op de biljetten van 10 dinar uit 1982.

Het Internationaal Jaar van het Licht 2015 vierde de 1000e verjaardag van de werken over optica van Ibn Al-Haytham.

In 2014 werd in de aflevering “Hiding in the Light” van Cosmos: A Spacetime Odyssey, gepresenteerd door Neil deGrasse Tyson, aandacht aan de prestaties van Ibn al-Haytham. Hij werd in de aflevering vertolkt door Alfred Molina.

Meer dan veertig jaar eerder presenteerde Jacob Bronowski het werk van Alhazen in een soortgelijke televisiedocumentaire (en het bijbehorende boek), The Ascent of Man. In aflevering 5 (The Music of the Spheres) merkte Bronowski op dat Alhazen volgens hem “de enige echt originele wetenschappelijke geest was die de Arabische cultuur heeft voortgebracht”, wiens theorie van de optica pas in de tijd van Newton en Leibniz werd verbeterd.

H. J. J. Winter, een Britse wetenschapshistoricus, die het belang van Ibn al-Haytham in de geschiedenis van de natuurkunde samenvatte, schreef:

Na de dood van Archimedes verscheen er geen echt grote natuurkundige tot Ibn al-Haytham. Als we ons dus beperken tot de geschiedenis van de natuurkunde, is er een lange periode van meer dan twaalfhonderd jaar waarin de Gouden Eeuw van Griekenland plaats maakte voor het tijdperk van de Islamitische Scholastiek, en de experimentele geest van de edelste natuurkundige uit de Oudheid weer leefde in de Arabische geleerde uit Basra.

UNESCO riep 2015 uit tot Internationaal Jaar van het Licht en haar directeur-generaal Irina Bokova noemde Ibn al-Haytham ”de vader van de optica”. Dit was onder meer om de prestaties van Ibn Al-Haytham op het gebied van optica, wiskunde en astronomie te vieren. Een internationale campagne, opgezet door de organisatie 1001 Uitvindingen, getiteld 1001 Uitvindingen en de wereld van Ibn Al-Haytham, met een reeks interactieve tentoonstellingen, workshops en live shows over zijn werk, in samenwerking met wetenschapscentra, wetenschapsfestivals, musea en onderwijsinstellingen, en met digitale en sociale mediaplatforms. De campagne heeft ook de korte educatieve film 1001 Inventions and the World of Ibn Al-Haytham geproduceerd en uitgebracht.

Volgens middeleeuwse biografen schreef Alhazen meer dan 200 werken over de meest uiteenlopende onderwerpen, waarvan ten minste 96 van zijn wetenschappelijke werken bekend zijn. De meeste van zijn werken zijn verloren gegaan, maar meer dan 50 ervan zijn tot op zekere hoogte bewaard gebleven. Bijna de helft van zijn overgeleverde werken gaat over wiskunde, 23 over astronomie en 14 over optica. Nog niet al zijn overgeleverde werken zijn bestudeerd, maar enkele van de werken die dat wel gedaan hebben worden hieronder gegeven.

Lees ook: biografieen – Agatha Christie

Secundair

Bronnen

Ibn al-Haytham
Alhazen
^ 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.
^ (EN) Ibn al-Haytham | Arab astronomer and mathematician, su Encyclopedia Britannica.
^ (EN) Ibn al-Haytham | Infoplease, su Columbia Encyclopedia.
^ All”epoca chiamata ʿIrāq ʿarabī, ossia “Iraq arabo”, contrapposta alle regioni persiane occidentali confinanti, indicate con l”espressione ʿIrāq ʿajamī, “Iraq persiano”.
^ A cosa servono le immagini di Michele Smargiassi, la Repubblica.
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.
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.