Ибн аль-Хайсам - Ibn al-Haytham

Альхазен Хасан ибн аль-Хайтам
ابن الهيثم
Личное
Родился	c. 965 ( ок.  354 г. хиджры ) ( 0965 ) Басра , Эмират Буид
Умер	c. 1040 ( ок.  430 г. хиджры ) ( 1041 ) (в возрасте около 75 лет) Каир , Фатимидский халифат
Религия	ислам
Номинал	Сунниты
Creed	Аш'ари
Известен	Книга оптики , сомнений Птолемея , проблем Альхазны в , анализ , Катоптрика , гороптер , теория впуска от зрительного восприятия , луна иллюзии , экспериментальной науки , научной методологии , психологии животных
Мусульманский лидер
Под влиянием Аристотель , Евклид , Птолемей , Гален , Бану Муса , Табит ибн Курра , Аль-Кинди , Ибн Сахль , Абу Сахл аль-Кухи
Под влиянием Омар Хайям , Таки ад-Дин Мухаммад ибн Маруф , Камал ад-Дин аль-Фариси , Аверроэс , Аль-Хазини , Джон Пекхам , Вителло , Роджер Бэкон , Иоганнес Кеплер

Хасан ибн аль-Хайтам ( Latinized , как Альхазен / æ л ч æ г ən / ; полное имя Абу'Alī аль-Хасан ибн аль-Хасан ибн аль-Хайтам أبو علي, الحسن بن الحسن بن الهيثم ; . С  965  . - с  1040 ) была мусульманин арабские математик , астроном и физик из исламского Золотого века . Его называют «отцом современной оптики», он внес значительный вклад в принципы оптики и, в частности, визуального восприятия . Его самая влиятельная работа называется Kitāb al-Manāẓir ( араб . كتاب المناظر , «Книга оптики»), написанная в 1011–1021 годах и сохранившаяся в латинском издании. Эрудит , он также писал о философии , теологии и медицины .

Ибн аль-Хайсам был первым, кто объяснил, что зрение возникает, когда свет отражается от объекта и затем попадает в глаза. Он также был первым, кто продемонстрировал, что зрение происходит в мозгу, а не в глазах. Основываясь на натуралистическом, эмпирическом методе, впервые примененном Аристотелем в Древней Греции, Ибн аль-Хайтам был одним из первых сторонников концепции, согласно которой гипотеза должна подтверждаться экспериментами, основанными на подтверждаемых процедурах или математических доказательствах, - одним из первых пионеров научного метода пять веков назад. до ученых эпохи Возрождения .

Родившись в Басре , он провел большую часть своего продуктивного периода в столице Фатимидов Каире и зарабатывал себе на жизнь написанием различных трактатов и обучением представителей знати. Ибн аль-Хайсам иногда называют аль-Бахри в честь его места рождения, или аль-Михри («Египетский»). Аль-Хайтам был назван «Вторым Птолемеем » Абу'л-Хасаном Байхаки и «Физиком» Джоном Пекхэмом . Ибн аль-Хайтам проложил путь современной науке физической оптики.

биография

Ибн аль-Хайтам (Альхазен) родился ок. 965 г. - арабской семье в Басре , Ирак , который в то время был частью эмирата Буид . Его первоначальное влияние было в изучении религии и служении обществу. В то время в обществе был ряд противоречивых взглядов на религию, от которых он в конечном итоге стремился отойти от религии. Это привело к тому, что он углубился в изучение математики и естественных наук. Он занимал должность визиря в своей родной Басре и прославился своими знаниями в области прикладной математики. Как он утверждал , чтобы иметь возможность регулировать разливы Нила , он был приглашен в Фатимиды халиф на аль-Хаким , чтобы реализовать гидравлический проект в Асуане . Однако Ибн аль-Хайсам был вынужден признать невыполнимость своего проекта. По возвращении в Каир ему дали административный пост. После того, как он оказался неспособен выполнить эту задачу, он вызвал гнев халифа Аль-Хакима би-Амр Аллаха , и, как говорят, был вынужден скрываться до смерти халифа в 1021 году, после чего его конфискованное имущество было возвращено в его. Легенда гласит, что Альхазен притворился сумасшедшим и все это время содержался под домашним арестом. За это время он написал свою влиятельную Книгу оптики . Альхазен продолжал жить в Каире, по соседству со знаменитым университетом Аль-Азхар , и жил на доходы от своей литературной продукции до своей смерти в ок. 1040. (копия Аполлоний ' коник , написанных в собственном почерке Ибн ал-Хайсама в существует в Aya Sofya :. (МС Ая Софьи 2762, 307 ФОБ, от Сафар 415 ах [1024]).)

Среди его учеников были Сорхаб (Сохраб), перс из Семнана , и Абу аль-Вафа Мубашир ибн Фатек , египетский принц.

Книга оптики

Самая известная работа Альхазена - его семитомный трактат по оптике Китаб аль-Маназир ( Книга оптики ), написанный с 1011 по 1021 год.

Оптика была переведена на латинский язык неизвестным ученым в конце 12 или начале 13 века. Он был напечатан Фридрихом Риснером в 1572 году под названием Opticae thesaurus: Alhazeni Arabis libri septem, nuncprimum editi; Eiusdem liber De Crepusculis et nubium ascensionibus (английский: Сокровищница оптики: семь книг арабского Альхазена, первое издание; тем же самым, о сумерках и высоте облаков). Риснер также является автором варианта имени «Альхазен»; до Риснера он был известен на западе как Альхасен. Это произведение пользовалось большой репутацией в средние века . Работы Альхазена на геометрические темы были обнаружены в 1834 г. в Национальной библиотеке в Париже Е.А. Седилло. Всего на счету А. Марка Смита 18 полных или почти завершенных рукописей и пять фрагментов, которые хранятся в 14 местах, включая один в Бодлианской библиотеке в Оксфорде и один в библиотеке Брюгге .

Теория оптики

В классической древности преобладали две основные теории зрения . Первая теория, теория излучения , была поддержана такими мыслителями , как Евклид и Птолемей , который считал , что зрение работало на глазах , излучающих лучи от света . Вторая теория, теория внутреннего деления, поддерживаемая Аристотелем и его последователями, имела физические формы, входящие в глаз от объекта. Предыдущие исламские писатели (такие как аль-Кинди ) спорили в основном на евклидовом, галенистском или аристотелевском принципах. Наиболее сильное влияние на книге Optics было от Птолемея оптики , в то время как описание анатомии и физиологии глаза было основано на счете Галена. Достижение Альхазена состояло в том, чтобы придумать теорию, которая успешно объединила части математических лучевых аргументов Евклида, медицинской традиции Галена и теорий интромиссии Аристотеля. Теория проникновения Альхазена последовала за аль-Кинди (и порвала с Аристотелем) в утверждении, что «из каждой точки каждого цветного тела, освещенного любым светом, излучается свет и цвет вдоль каждой прямой линии, которая может быть проведена из этой точки». Однако это оставило его перед проблемой объяснения того, как когерентное изображение было сформировано из многих независимых источников излучения; в частности, каждая точка объекта будет направлять лучи в каждую точку глаза. Альхазену нужно, чтобы каждая точка на объекте соответствовала только одной точке на глазу. Он попытался решить эту проблему, заявив, что глаз будет воспринимать только перпендикулярные лучи от объекта - для любой точки глаза будет восприниматься только луч, который достиг ее напрямую, не преломляясь какой-либо другой частью глаза. Он утверждал, используя физическую аналогию, что перпендикулярные лучи сильнее наклонных лучей: точно так же, как мяч, брошенный прямо в доску, может сломать доску, тогда как мяч, брошенный наклонно в доску, отскочит, перпендикулярные лучи будут сильнее. чем преломленные лучи, и только перпендикулярные лучи воспринимались глазом. Поскольку был только один перпендикулярный луч, который попадал в глаз в любой точке, и все эти лучи сходились в центре глаза в виде конуса, это позволило ему решить проблему каждой точки объекта, посылающего множество лучей в глаз; если бы имел значение только перпендикулярный луч, тогда он имел бы взаимно однозначное соответствие, и путаницу можно было бы разрешить. Позже он утверждал (в седьмой книге « Оптики» ), что другие лучи будут преломляться через глаз и восприниматься как перпендикулярные.

Его аргументы относительно перпендикулярных лучей не объясняют ясно, почему воспринимались только перпендикулярные лучи; почему более слабые косые лучи не воспринимаются слабее? Его более поздний аргумент о том, что преломленные лучи будут восприниматься как перпендикулярные, не кажется убедительным. Однако, несмотря на ее недостатки, никакая другая теория того времени не была настолько всеобъемлющей, и она имела огромное влияние, особенно в Западной Европе. Прямо или косвенно его « Де Аспектибус» (« Книга оптики» ) стимулировал большую деятельность в области оптики между 13 и 17 веками. Поздняя теория изображения на сетчатке Кеплера (которая разрешила проблему соответствия точек на объекте и точек в глазу) построена непосредственно на концептуальных рамках Альхазена.

Альхазен экспериментально показал, что свет распространяется по прямым линиям, и провел различные эксперименты с линзами , зеркалами , преломлением и отражением . Его анализ отражения и преломления рассматривал вертикальные и горизонтальные компоненты световых лучей отдельно.

Камера - обскура была известна древним китайцам , и был описан Хан китайского разносторонне гения Шен Куо в своей научной книге Дрим Pool Очерки , опубликованной в том же году 1088 CE Аристотель обсуждал основной принцип позади него в его проблемы , но работа Альгацена в также содержит первое четкое описание, за пределами Китая , из камеры обскура в районах Ближнего Востока , Европы , Африки и Индии . и ранний анализ устройства.

Альхазен использовал камеру-обскуру, чтобы наблюдать частичное солнечное затмение. В своем эссе «О форме затмения» он пишет, что наблюдал серповидную форму солнца во время затмения. Введение к его эссе гласит следующее: Изображение солнца во время затмения, если оно не является полным, демонстрирует, что когда его свет проходит через узкое круглое отверстие и падает на плоскость, противоположную отверстию, которое он принимает, по форме лунного серпа. Его открытия подтвердили важность камеры-обскуры в истории .

Альхазен изучал процесс зрения, структуру глаза, формирование изображения в глазу и зрительную систему . Ян П. Ховард утверждал в статье Perception 1996 года, что Альхазену следует приписать множество открытий и теорий, ранее приписываемых западноевропейцам, написавшим столетия спустя. Например, он описал то, что стало в 19 веке законом равной иннервации Геринга . Он написал описание вертикальных хороптеров за 600 лет до Агуилония , которое на самом деле ближе к современному определению, чем у Агуилония, и его работа по бинокулярному диспаритету была повторена Панумом в 1858 году. Крейг Аэн-Стокдейл, согласившись при этом, что Альхазену следует приписать множество достижений , выразил некоторую осторожность, особенно когда рассматривал Альхазена в отрыве от Птолемея , с которым Альхазен был очень хорошо знаком. Альхазен исправил существенную ошибку Птолемея в отношении бинокулярного зрения, но в остальном его отчет очень похож; Птолемей также попытался объяснить то, что сейчас называется законом Геринга. В общем, Альхазен построил и расширил оптику Птолемея. В более подробном отчете о вкладе Ибн аль-Хайсама в изучение бинокулярного зрения, основанном на Лежене и Сабре, Рейно показал, что концепции соответствия, омонимической и скрещенной диплопии присутствовали в оптике Ибн аль-Хайсама. Но, вопреки Говарду, он объяснил, почему Ибн аль-Хайтам не дал круглую фигуру гороптера и почему, рассуждая экспериментально, он фактически был ближе к открытию зоны слияния Панума, чем круга Вьет-Мюллера. В этом отношении теория бинокулярного зрения Ибн аль-Хайсама столкнулась с двумя основными ограничениями: непризнанием роли сетчатки и, очевидно, отсутствием экспериментального исследования глазных путей.

Самым оригинальным вкладом Альхазена было то, что после описания того, как, по его мнению, анатомически устроен глаз, он продолжил рассмотрение того, как эта анатомия будет вести себя функционально как оптическая система. Его понимание проекции точечного отверстия из его экспериментов, по-видимому, повлияло на его рассмотрение инверсии изображения в глазу, чего он стремился избежать. Он утверждал, что лучи, падающие перпендикулярно на хрусталик (или ледниковый юмор, как он его называл), далее преломлялись наружу, покидая ледниковый юмор, и полученное изображение таким образом проходило вертикально в зрительный нерв в задней части глаза. Он последовал за Галеном, полагая, что хрусталик был воспринимающим органом зрения, хотя некоторые его работы намекают, что, по его мнению, сетчатка тоже была задействована.

Синтез света и видения Альхазен придерживался аристотелевской схемы, исчерпывающе описывая процесс видения логическим и полным образом.

Научный метод

Долг человека, который исследует труды ученых, если познание истины является его целью, состоит в том, чтобы стать врагом всего, что он читает, и ... атаковать это со всех сторон. Ему также следует подозревать себя, когда он критически исследует это, чтобы избежать предрассудков или снисходительности.

-  Альхазен

Аспект, связанный с оптическими исследованиями Альхазена, связан с системной и методологической опорой на эксперименты ( i'tibar ) (арабский: إعتبار) и контролируемые испытания в его научных исследованиях. Более того, его экспериментальные установки основывались на сочетании классической физики ( ilm tabi'i ) с математикой ( ta'alim ; геометрия в частности). Этот математико-физический подход к экспериментальной науке поддерживал большинство его предложений в Kitab al-Manazir ( The Optics ; De aspectibus или Perspectivae ) и обосновывал его теории зрения, света и цвета, а также его исследования в области катоптрики и диоптрии (исследование отражения и преломления света соответственно).

По словам Матиаса Шрамма, Альхазен «был первым, кто систематически использовал метод изменения экспериментальных условий постоянным и единообразным образом, в эксперименте, показавшем, что интенсивность светового пятна, образованного проекцией лунного света через два маленьких отверстия на экране постоянно уменьшаются по мере того, как одно из отверстий постепенно закрывается ». Дж. Дж. Тумер выразил некоторый скептицизм относительно точки зрения Шрамма, отчасти потому, что в то время (1964 г.) Книга оптики еще не была полностью переведена с арабского языка, и Тумер был обеспокоен тем, что без контекста определенные отрывки могут быть прочитаны анахронизмом. Признавая важность Альхазена в разработке экспериментальных методов, Тумер утверждал, что Альхазен не следует рассматривать в отрыве от других исламских и древних мыслителей. Тумер завершил свой обзор, заявив, что невозможно оценить утверждение Шрамма о том, что Ибн аль-Хайтам был истинным основателем современной физики, без перевода большего количества работ Альхазена и полного исследования его влияния на более поздних средневековых писателей.

Проблема Альхазена

Его работа по катоптрикам в Книге V Книги Оптики содержит обсуждение того, что сейчас известно как проблема Альхазена, впервые сформулированная Птолемеем в 150 году нашей эры. Он включает в себя рисование линий из двух точек в плоскости круга, пересекающихся в точке на окружности и образующих равные углы с нормалью в этой точке. Это эквивалентно нахождению точки на краю круглого бильярдного стола, в которую игрок должен направить биток в заданную точку, чтобы он отскочил от края стола и ударил другой шар во второй заданной точке. Таким образом, его основное применение в оптике - решение задачи: «Для источника света и сферического зеркала найти точку на зеркале, в которой свет будет отражаться в глаза наблюдателя». Это приводит к уравнению четвертой степени . Это в конечном итоге привело Альхазена к выводу формулы суммы четвертых степеней , в которой ранее были указаны только формулы для сумм квадратов и кубов. Его метод можно легко обобщить, чтобы найти формулу для суммы любых интегральных степеней, хотя сам он этого не делал (возможно, потому, что ему нужна была только четвертая степень, чтобы вычислить объем интересующего его параболоида). Он использовал свой результат о суммах интегральных степеней для выполнения того, что теперь будет называться интегрированием , где формулы для сумм интегральных квадратов и четвертых степеней позволили ему вычислить объем параболоида . Альхазен в конце концов решил проблему, используя конические сечения и геометрическое доказательство. Его решение было чрезвычайно длинным и сложным, и математики могли его не понять, читая его латинский перевод. Позднее математики использовали аналитические методы Декарта для анализа проблемы. Алгебраическое решение проблемы было наконец найдено в 1965 году актуарием Джеком М. Элкиным. Другие решения были открыты в 1989 году Харальдом Ридом и в 1997 году оксфордским математиком Питером М. Нойманом . Недавно исследователи Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) решили расширить проблему Альхазена на общие вращательно-симметричные квадратные зеркала, включая гиперболические, параболические и эллиптические зеркала.

Прочие взносы

Китаб аль-Manazir (Книга оптики) описывает несколько экспериментальных наблюдений , которые Альхазен сделал и как он использовал свои результаты для объяснения некоторых оптических явлений с помощью механических аналогий. Он провел эксперименты со снарядами и пришел к выводу, что только удар перпендикулярных снарядов по поверхности был достаточно сильным, чтобы заставить их проникнуть, тогда как поверхности имели тенденцию отражать наклонные удары снарядов. Например, чтобы объяснить преломление от редкой среды к плотной, он использовал механическую аналогию с железным шаром, брошенным в тонкий сланец, закрывающий широкое отверстие в металлическом листе. Перпендикулярный бросок разбивает грифельную доску и проходит насквозь, тогда как наклонный бросок с равной силой и с равного расстояния - нет. Он также использовал этот результат, чтобы объяснить, как интенсивный прямой свет вредит глазу, используя механическую аналогию: Альхазен связал «сильный» свет с перпендикулярными лучами, а «слабый» свет - с наклонным. Очевидный ответ на проблему множественных лучей и глаза заключался в выборе перпендикулярного луча, поскольку только один такой луч из каждой точки на поверхности объекта мог проникнуть в глаз.

Суданский психолог Омар Халифа утверждал, что Альхазена следует считать основателем экспериментальной психологии за его новаторскую работу по психологии визуального восприятия и оптических иллюзий . Халифа также утверждал, что Альхазена также следует считать «основателем психофизики », суб-дисциплины и предшественником современной психологии. Хотя Альхазен сделал много субъективных отчетов о зрении, нет никаких доказательств того, что он использовал количественные психофизические методы, и это утверждение было отвергнуто.

Альхазен предложил объяснение иллюзии Луны , иллюзии, сыгравшей важную роль в научной традиции средневековой Европы. Многие авторы повторяли объяснения, которые пытались решить проблему того, что Луна кажется больше у горизонта, чем когда она находится выше в небе. Альхазен выступил против теории преломления Птолемея и определил проблему в терминах воспринимаемого, а не реального расширения. Он сказал, что оценка расстояния до объекта зависит от наличия непрерывной последовательности промежуточных тел между объектом и наблюдателем. Когда Луна находится высоко в небе, нет никаких промежуточных объектов, поэтому Луна кажется близкой. Воспринимаемый размер объекта постоянного углового размера зависит от воспринимаемого расстояния. Поэтому Луна кажется все ближе и меньше высоко в небе и все больше и больше на горизонте. Благодаря работам Роджера Бэкона , Джона Печема и Витело, основанным на объяснении Альхазена, иллюзия Луны постепенно стала приниматься как психологический феномен, а теория преломления была отвергнута в 17 веке. Хотя Альхазену часто приписывают объяснение кажущегося расстояния, он не был первым автором, предложившим это. Клеомед ( ок. II в.) Дал это описание (в дополнение к преломлению), и он приписал его Посидонию ( ок. 135–50 до н. Э.). Птолемей, возможно, также предлагал это объяснение в своей « Оптике» , но текст неясен. Сочинения Альхазена были более доступны в средние века, чем сочинения этих более ранних авторов, и это, вероятно, объясняет, почему Альхазен получил признание.

Другие работы по физике

Оптические трактаты

Помимо « Книги оптики» , Альхазен написал несколько других трактатов на ту же тему, в том числе его « Рисала фил-Дау» (« Трактат о свете» ). Он исследовал свойства яркости , радуги , затмений , сумерек и лунного света . Эксперименты с зеркалами и преломляющими поверхностями раздела между воздухом, водой и стеклянными кубами, полусферами и четвертьсферами легли в основу его теорий о катоптриках .

Небесная физика

Альхазен обсуждал физику небесной области в своем « Воплощении астрономии» , утверждая, что модели Птолемея должны пониматься в терминах физических объектов, а не абстрактных гипотез, другими словами, что должна быть возможность создавать физические модели, где (например) ни один из небесные тела столкнутся друг с другом. Предложение механических моделей для модели Птолемея с центром в Земле «внесло большой вклад в окончательный триумф системы Птолемея среди христиан Запада». Однако решимость Альхазена основать астрономию на сфере физических объектов была важна, потому что это означало, что астрономические гипотезы «подчиняются законам физики » и могут быть подвергнуты критике и улучшены в этих терминах.

Он также написал « Макала фи дау аль-камар» (« О свете луны» ).

Механика

В своей работе Альхазен обсуждал теории движения тела. В своем « Трактате о месте» Альхазен не согласился с точкой зрения Аристотеля о том, что природа не терпит пустоты, и он использовал геометрию в попытке продемонстрировать, что место ( аль-макан ) представляет собой воображаемую трехмерную пустоту между внутренними поверхностями вмещающего тела. .

Астрономические работы

О конфигурации мира

В своей книге «О конфигурации мира» Альхазен представил подробное описание физической структуры Земли:

Земля в целом представляет собой круглую сферу, центр которой является центром мира. Он неподвижен в своей [мира] середине, зафиксирован в нем и не движется ни в каком направлении, ни в каком-либо из видов движения, но всегда в состоянии покоя.

Книга представляет собой нетехническое объяснение Альмагеста Птолемея , который в конечном итоге был переведен на иврит и латынь в XIII и XIV веках и впоследствии оказал влияние на таких астрономов, как Георг фон Пейербах, в период европейского средневековья и эпохи Возрождения .

Сомнения относительно Птолемея

В Аль-Shukūk 'ала Batlamyūs , по- разному переводится как сомнениями Птолемея или апории против Птолемея , опубликованной в какой - то момент между 1025 и 1028, Альхазен критике Птолемей «s Альмагеста , Планетарные Гипотезы и оптики , указывая различные противоречия , которые он нашел в них работает, в частности, по астрономии. Птолемея Альмагест касается математических теорий относительно движения планет, в то время как Гипотезы обеспокоены , что Птолемей считал фактической конфигурацией планет. Сам Птолемей признал, что его теории и конфигурации не всегда согласовывались друг с другом, утверждая, что это не проблема, если она не приводит к заметной ошибке, но Альхазен особенно язвительно критиковал внутренние противоречия в трудах Птолемея. Он считал, что некоторые из математических устройств, которые Птолемей ввел в астрономию, особенно эквант , не удовлетворяли физическим требованиям равномерного кругового движения, и отмечал абсурдность соотнесения реальных физических движений с воображаемыми математическими точками, линиями и окружностями:

Птолемей принял устройство ( хай'а ), которое не может существовать, и тот факт, что это устройство вызывает в его воображении движения, принадлежащие планетам, не освобождает его от ошибки, которую он допустил в своем предполагаемом устройстве, поскольку существующие движения планеты планеты не могут быть результатом устройства, которое невозможно существовать ... [F] или человек, представляющий себе круг на небесах, и воображение планеты, движущейся по нему, не вызывает движения планеты.

Указав на проблемы, Альхазен, похоже, намеревался разрешить противоречия, которые он указал у Птолемея в более поздней работе. Альхазен считал, что существует «истинная конфигурация» планет, которую Птолемей не смог уловить. Он намеревался завершить и отремонтировать систему Птолемея, а не полностью заменить ее. В Сомнениях относительно Птолемея Альхазена изложил свои взгляды на трудность достижения научного знания и необходимость подвергнуть сомнению существующие авторитеты и теории:

Истина ищется сама по себе, [но] истины, [предупреждает он], погружены в неопределенность [и научные авторитеты (такие как Птолемей, которого он очень уважал)] не застрахованы от ошибок ...

Он считал, что критика существующих теорий, которая доминировала в этой книге, занимает особое место в развитии научного знания.

Модель движения каждой из семи планет.

Модель движения каждой из семи планет Альхазена была написана ок. 1038. Была найдена только одна поврежденная рукопись, уцелели только введение и первый раздел теории движения планет. (Был также второй раздел по астрономическим расчетам и третий раздел по астрономическим приборам.) Следуя его « Сомнениям в отношении Птолемея» , Альхазен описал новую планетарную модель, основанную на геометрии, описывающую движения планет в терминах сферической формы. геометрия, инфинитезимальная геометрия и тригонометрия. Он сохранил геоцентрическую вселенную и предположил, что небесные движения равномерно круговые, что потребовало включения эпициклов для объяснения наблюдаемого движения, но ему удалось исключить эквант Птолемея . В общем, его модель не пыталась дать причинное объяснение движений, а сосредоточивалась на предоставлении полного геометрического описания, которое могло бы объяснить наблюдаемые движения без противоречий, присущих модели Птолемея.

Другие астрономические работы

Альхазен написал в общей сложности двадцать пять астрономических работ, некоторые из которых касались технических вопросов, таких как точное определение меридиана , вторая группа касалась точных астрономических наблюдений, третья группа касалась различных астрономических проблем и вопросов, таких как местоположение Млечного Пути ; Альхазен предпринял первую систематическую попытку оценить параллакс Млечного Пути, объединив данные Птолемея и его собственные. Он пришел к выводу, что параллакс (вероятно, намного) меньше лунного параллакса, и что Млечный путь должен быть небесным объектом. Хотя он не был первым, кто утверждал, что Млечный Путь не принадлежит атмосфере, он был первым, кто провел количественный анализ этого утверждения. Четвертая группа состоит из десяти работ по астрономической теории, в том числе « Сомнения» и « Модель движений», о которых говорилось выше.

Математические работы

В математике Альхазен опирался на математические работы Евклида и Табита ибн Курры и работал над «началом связи между алгеброй и геометрией ».

Он разработал формулу для суммирования первых 100 натуральных чисел, используя геометрическое доказательство, чтобы доказать формулу.

Геометрия

Альхазен исследовал то, что теперь известно как постулат евклидовой параллельности , пятый постулат в « Элементах » Евклида , используя доказательство от противоречия и фактически вводя понятие движения в геометрию. Он сформулировал четырехугольник Ламберта , который Борис Абрамович Розенфельд назвал «четырехугольником Ибн аль-Хайтама – Ламберта».

В элементарной геометрии Альхазен попытался решить проблему квадрата круга, используя площадь лунок (формы полумесяца), но позже отказался от невыполнимой задачи. Две лунки, образованные из прямоугольного треугольника путем создания полукруга на каждой из сторон треугольника, внутрь для гипотенузы и наружу для двух других сторон, известны как лунки Альхазена ; они имеют такую ​​же общую площадь, как и сам треугольник.

Теория чисел

Вклад Альхазена в теорию чисел включает его работу над идеальными числами . В своем « Анализе и синтезе» он, возможно, был первым, кто заявил, что каждое четное совершенное число имеет форму 2 ^{n −1} (2 ⁿ  - 1), где 2 ⁿ  - 1 простое число , но он не смог доказать этот результат. ; Позднее Эйлер доказал это в 18 веке, и теперь это называется теоремой Евклида – Эйлера .

Альхазен решил проблемы, связанные с конгруэнциями, используя то, что сейчас называется теоремой Вильсона . В своей Opuscula Альхазен рассматривает решение системы сравнений и дает два общих метода решения. Его первый метод, канонический метод, основывался на теореме Вильсона, а его второй метод использовал версию китайской теоремы об остатках .

Исчисление

Альхазен открыл формулу суммы для четвертой степени, используя метод, который обычно можно использовать для определения суммы для любой интегральной степени. Он использовал это, чтобы найти объем параболоида . Он мог найти интегральную формулу для любого многочлена, не разработав общей формулы.

Прочие работы

Влияние мелодий на души животных

Альхазен также написал « Трактат о влиянии мелодий на души животных» , хотя его копии не сохранились. Похоже, он был озабочен вопросом, могут ли животные реагировать на музыку, например, будет ли верблюд увеличивать или уменьшать темп.

Инженерное дело

В технике , один рассказ о его карьере в качестве гражданского инженера был его вызвали в Египет Фатимидов халиф , Аль-Хаким би-Амр Аллах , чтобы регулировать наводнения в Ниле реки. Он провел подробное научное исследование ежегодного разлива реки Нил и нарисовал план строительства плотины на месте современной Асуанской плотины . Однако его полевые работы позже показали ему непрактичность этой схемы, и вскоре он симулировал безумие, чтобы избежать наказания от халифа.

Философия

В своем « Трактате о месте» Альхазен не согласился с точкой зрения Аристотеля о том, что природа не терпит пустоты , и он использовал геометрию в попытке продемонстрировать, что место ( аль-макан ) представляет собой воображаемую трехмерную пустоту между внутренними поверхностями вмещающего тела. . Абд-эль-латиф , сторонник философского взгляда на место Аристотеля, позже раскритиковал работу в Fi al-Radd 'ala Ibn al-Haytham fi al-makan ( Опровержение места Ибн аль-Хайсама ) за геометризацию места.

Альхазен также обсудил восприятие пространства и его эпистемологические последствия в своей « Книге оптики» . «Связывая зрительное восприятие пространства с предшествующим телесным опытом, Альхазен недвусмысленно отверг интуитивность пространственного восприятия и, следовательно, автономность зрения. Без осязаемых понятий расстояния и размера для корреляции зрение почти ничего не может сказать нам о таких вещах. . " Альхазен выдвинул множество теорий, которые разрушили то, что было известно о реальности в то время. Эти идеи оптики и перспективы были связаны не только с физической наукой, но и с экзистенциальной философией. Это привело к тому, что религиозные взгляды были поддержаны до такой степени, что есть наблюдатель и его точка зрения, которая в данном случае является реальностью.

Богословие

Альхазен был мусульманином, и большинство источников сообщают, что он был суннитом и последователем школы Ашари . Зиауддин Сардар говорит, что некоторые из величайших мусульманских ученых , такие как Ибн аль-Хайтам и Абу Райхан аль-Бируни , которые были пионерами научного метода , сами были последователями школы исламского богословия Аштари . Подобно другим ашаритам, которые считали, что вера или таклид должны применяться только к исламу, а не к каким-либо древним эллинистическим авторитетам, точка зрения Ибн аль-Хайсама о том, что таклид должен применяться только к пророкам ислама, а не к каким-либо другим авторитетам, легла в основу большей части его научных работ. скептицизм и критика Птолемея и других древних авторитетов в его « Сомнениях относительно Птолемея и книги оптики» .

Альхазен написал работу по исламскому богословию, в которой он обсудил пророчество и разработал систему философских критериев, чтобы различать его ложных претендентов в его время. Он также написал трактат, озаглавленный « Определение направления киблы с помощью вычислений», в котором он обсуждал поиск киблы , на которую с математической точки зрения обращены молитвы ( салат ).

В его технических работах, например, в « Сомнениях относительно Птолемея», время от времени встречаются ссылки на теологию или религиозные чувства :

Истину ищут ради нее самой ... Истину трудно найти, и путь к ней труден. Истины погружены в безвестность. ... Однако Бог не уберег ученого от ошибок и не защитил науку от недостатков и ошибок. Если бы это было так, ученые не стали бы возражать ни по одному научному вопросу ...

В извилистом движении :

Из заявлений, сделанных благородным Шейхом, ясно, что он верит в слова Птолемея во всем, что он говорит, не полагаясь на демонстрацию или требуя доказательства, а путем чистой имитации ( таклид ); вот как знатоки пророческой традиции верят в Пророков, да благословит их Аллах и приветствует. Но математики не верят специалистам в области доказательных наук.

Относительно отношения объективной истины и Бога:

Я постоянно искал знания и истину и стал убеждать меня в том, что для получения доступа к сиянию и близости к Богу нет лучшего способа, чем поиск истины и знания.

Наследие

Альхазен внес значительный вклад в оптику, теорию чисел, геометрию, астрономию и натурфилософию. Работы Альхазена по оптике сделали новый акцент на эксперименте.

Его основная работа, « Китаб аль-Маназир» (« Книга оптики» ), была известна в мусульманском мире в основном, но не исключительно, благодаря комментариям Камала ад-Дина аль-Фариси в XIII веке « Танкиш аль-Манадир ли-дхави л». -abṣār wa l-baṣā'ir . В Аль-Андалусе он использовался принцем XI века из династии Бану Худ из Сарагосы и автором важного математического текста аль-Мутаман ибн Худ . Латинский перевод Китаб аль-Маназир был сделан, вероятно, в конце двенадцатого или начале тринадцатого века. Этот перевод был прочитан рядом ученых христианской Европы и оказал на них большое влияние: Роджер Бэкон , Роберт Гроссетест , Витело , Джамбаттиста делла Порта , Леонардо да Винчи , Галилео Галилей , Христиан Гюйгенс , Рене Декарт и Иоганн Кеплер . Его исследования в области катоптрики (изучение оптических систем с использованием зеркал) были сосредоточены на сферических и параболических зеркалах и сферической аберрации . Он заметил, что соотношение между углом падения и преломления не остается постоянным, и исследовал увеличительную силу линзы . Его работа по катоптрикам также содержит проблему, известную как « проблема Альхазена ». Между тем, в исламском мире работа Альхазена повлияла на работы Аверроэса по оптике, и его наследие получило дальнейшее развитие благодаря «реформированию» его оптики персидским ученым Камаль ад-Дином аль-Фариси (умер около 1320 г.) в Китабе последнего. Танки аль-Маназир ( Пересмотр оптики [Ибн аль-Хайсама] ). Альхазен написал около 200 книг, из которых сохранились только 55. Некоторые из его трактатов по оптике сохранились только благодаря латинскому переводу. В средние века его книги по космологии были переведены на латынь, иврит и другие языки.

В его честь назван кратер Альхазен на Луне, а также астероид 59239 Альхазен . В честь Альхазена Университет Ага Хана (Пакистан) назвал свою кафедру офтальмологии «адъюнкт-профессором и главой офтальмологии Ибн-и-Хайтам». Альхазен, по имени Ибн аль-Хайтам, изображен на лицевой стороне иракской банкноты номиналом 10 000 динар, выпущенной в 2003 году, и на 10- динарной банкноте 1982 года.

В 2015 году Международный год света ознаменовал 1000-летие работ Ибн Аль-Хайсама в области оптики.

Памятные даты

В 2014 году эпизод « Скрываясь в свете » фильма « Космос: космическая одиссея» , представленный Нилом деГрассом Тайсоном , был посвящен достижениям Ибн аль-Хайсама. В эпизоде его озвучил Альфред Молина .

Более сорока лет назад Якоб Броновски представил работу Альхазена в аналогичном телевизионном документальном фильме (и соответствующей книге) «Восхождение человека» . В эпизоде ​​5 ( «Музыка сфер» ) Броновски отметил, что, по его мнению, Альхазен был «единственным действительно оригинальным научным умом, порожденным арабской культурой», чья теория оптики не была усовершенствована до времен Ньютона и Лейбница.

HJJ Winter, британский историк науки, подводя итог важности Ибн аль-Хайсама в истории физики, писал:

После смерти Архимеда ни один по-настоящему великий физик не появился до Ибн аль-Хайсама. Таким образом, если мы ограничим наш интерес только историей физики, то получится, что за долгий период более чем 1200 лет Золотой век Греции уступил место эпохе мусульманской схоластики и экспериментальному духу самого благородного физика в мире. Античность снова жила в арабском ученом из Басры.

ЮНЕСКО объявила 2015 год Международным годом света, а ее генеральный директор Ирина Бокова назвала Ибн аль-Хайсама «отцом оптики». Среди прочего, это было празднование достижений Ибн аль-Хайсама в оптике, математике и астрономии. Международная кампания под названием « 1001 изобретение и мир Ибн аль-Хайсама» , созданная организацией « 1001 изобретение », включающая серию интерактивных выставок, семинаров и шоу в прямом эфире, посвященных его работе, в партнерстве с научными центрами, научными фестивалями, музеями и образовательными учреждениями. , а также платформы цифровых и социальных сетей. Кампания также подготовила и выпустила короткометражный образовательный фильм « 1001 изобретение и мир Ибн аль-Хайсама» .

Список работ

По словам средневековых биографов, Альхазен написал более 200 работ по широкому кругу вопросов, из которых известны как минимум 96 его научных работ. Большинство его работ сейчас утеряно, но более 50 из них в той или иной степени уцелели. Почти половина его сохранившихся работ посвящена математике, 23 из них - астрономии, 14 - оптике, а несколько - другим предметам. Не все его сохранившиеся работы изучены, но некоторые из них приведены ниже.

Утраченные работы

1. Книга, в которой я обобщил науку об оптике из двух книг Евклида и Птолемея, к которой я добавил понятия первой беседы, отсутствующей в книге Птолемея.
2. Трактат о горящих зеркалах
3. Трактат о природе [органа] зрения и о том, как через него достигается зрение

Смотрите также

Примечания

использованная литература

Источники

дальнейшее чтение

Начальный

• Sabra, A.I , ed. (1983), Оптика Ибн аль-Хайсама, Книги I-II-III: О прямом зрении. Арабский текст, отредактированный, с введением, арабско-латинскими глоссариями и таблицами соответствия , Кувейт: Национальный совет по культуре, искусству и литературе
• Sabra, A.I , ed. (2002), Оптика Ибн аль-Хайсама. Издание арабского текста книг IV – V: Об отражении и образах, увиденных отражением. 2 тома , Кувейт: Национальный совет по культуре, искусству и литературе
• Сабра, AI , изд. (1989), Оптика Ибн аль-Хайсама. Книги I-II-III: О прямом зрении. Английский перевод и комментарии. 2 тома , Исследования Института Варбурга, 40 , перевод Сабры, AI , Лондон: Институт Варбурга , Лондонский университет , ISBN 0-85481-072-2, OCLC  165564751
• Смит, А. Марк, изд. (2001), переведенный Смитом, А. Марком, «Теория визуального восприятия Альхасена: критическое издание с английским переводом и комментариями первых трех книг« Де Аспектибус »Альхасена , средневековой латинской версии Китаб аль- Ибн аль- Хайсена. -Manāẓir , 2 vols. ", Труды Американского философского общества , Филадельфия: Американское философское общество , 91 (4–5), ISBN 0-87169-914-1, OCLC  47168716 Книги I-III (2001 - 91 (4)) Том 1 Комментарий и латинский текст через JSTOR ; - 91 (5) Том 2, английский перевод, Книга I: ТОС, стр. 339–41, Книга II: ТОС, стр. 415–16, Книга III: ТОС, стр. 559–60, Примечания 681ff, Bibl. через JSTOR
• Смит, А. Марк, изд. и пер. (2006), «Альхасен о принципах рефлексии: критическое издание с английским переводом и комментариями книг 4 и 5 De Aspectibus Альхасена , средневековой латинской версии Китаб аль-Манадира Ибн аль-Хайтама , 2 тома». , Труды Американского философского общества , Филадельфия: Американское философское общество , 95 (2–3).2 тома:. ( Филадельфия : Американское философское общество ), 2006 - 95 (№ 2) Книги 4–5 Том 1 Комментарий и латинский текст через JSTOR ; 95 (# 3) Том 2 Английский перевод, Примечания, Библ. через JSTOR
• Смит, А. Марк, изд. и пер. (2008) Альхасен об образовании и искажении изображений в зеркалах  : критическое издание с английским переводом и комментариями Книги 6 De aspectibus Альхасена [средневековая латинская версия Китаб аль-Маназира Ибн аль-Хайсама ], Сделки Американское философское общество , 2 тома: Том 1 98 (№ 1, раздел 1 - Комментарий к Тому и латинский текст); 98 (# 1, раздел 2 - английский перевод тома 2). ( Филадельфия : Американское философское общество ), 2008. Книга 6 (2008) Том 1 Комментарий и латинский текст через JSTOR ; Том 2 Английский перевод, Примечания, Библ. через JSTOR
• Смит, А. Марк, изд. и пер. (2010) Альхасен о преломлении  : критическое издание с английским переводом и комментариями книги 7 De aspectibus Альхасена [средневековая латинская версия Китаб аль-Маназира Ибн аль-Хайсама ], Труды Американского философского общества , 2 тома : 100 (№ 3, раздел 1 - Том 1, Введение и латинский текст); 100 (# 3, раздел 2 - английский перевод тома 2). ( Филадельфия : Американское философское общество ), 2010. Книга 7 (2010) Том 1 Комментарий и латинский текст через JSTOR ; Том 2 Английский перевод, Примечания, Библ. через JSTOR

Вторичный

• Бельтинг, Ганс, « Размышления о визуальной теории Альхазена и ее присутствии в изобразительной теории западной перспективы» , в: Вариантология 4. О глубоких временных отношениях между искусствами, науками и технологиями в арабско-исламском мире и за его пределами, под ред. Зигфрид Зелински и Экхард Фюрлус в сотрудничестве с Даниэлем Ирргангом и Франциской Лателл (Кельн: Verlag der Buchhandlung Walther König, 2010), стр. 19–42.
• Эль-Bizri, Надер (2005a), "Философский взгляд на Альхазен в оптике ", арабские науки и философии , Cambridge University Press , 15 (2): 189-218, DOI : 10,1017 / S0957423905000172 , S2CID  123057532
• Эль-Бизри, Надер (2007), «В защиту суверенитета философии: критика аль-Багдади геометризации места Ибн аль-Хайсама», арабские науки и философия , Cambridge University Press, 17 : 57–80, doi : 10.1017 / S0957423907000367 , S2CID  170960993
• Эль-Бизри, Надер (2009b), «Ибн аль-Хайтам и др. Проблема цвета », Oriens Occidens , Париж: CNRS , 7 (1): 201–26.
• Эль-Бизри, Надер (2016), «Метеорологическая оптика Гроссетеста: экспликации феномена радуги после Ибн аль-Хайсама», в Cunningham, Jack P .; Хокнулл, Марк (ред.), Роберт Гроссетест и стремление к религиозным и научным знаниям в средние века , Исследования по истории философии разума, 18 , Дордрехт: Спрингер, стр. 21–39, ISBN 978-3-319-33466-0
• Грэм, Марк. Как ислам создал современный мир . Публикации Амана, 2006.
• Омар, Салех Бешара (июнь 1975 г.), Ибн аль-Хайтам и греческая оптика: сравнительное исследование научной методологии , докторская диссертация, Чикагский университет , факультет ближневосточных языков и цивилизаций
• Рошди Рашед , Оптика и Математика: Исследование истории научной мысли на арабском языке, Отпечатки Variorum, Aldershot, 1992.
• Рошди Рашед, Геометрия и диоптрия, десятый век: Ибн Сахль аль-Кухи и Ибн аль-Хайтам (на французском языке), Les Belles Lettres, Париж, 1993
• Рошди Рашед, Математика бесконечно малых, тт. 1–5, Фонд исламского наследия аль-Фуркан , Лондон, 1993–2006 гг.
• Салиба, Джордж (2007), Исламская наука и создание европейского Возрождения , MIT Press , ISBN 978-0-262-19557-7
• Зигфрид Зелински и Франциска Лателл, Как можно видеть, в: Вариантология 4. О глубоких временных отношениях искусств, наук и технологий в арабско-исламском мире и за его пределами, под ред. Зигфрид Зелински и Экхард Фюрлус в сотрудничестве с Даниэлем Ирргангом и Франциской Лателл (Кельн: Verlag der Buchhandlung Walther König, 2010), стр. 19–42. [1]

внешние ссылки

• Работы Ибн аль-Хайсама в Открытой библиотеке
• Лангерманн, Ю. Цви (2007). «Ибн аль-Хайсам: Абу Али аль-Хасан ибн аль-Хасан» . В Томасе Хоккей; и другие. (ред.). Биографическая энциклопедия астрономов . Нью-Йорк: Спрингер. С. 556–67. ISBN 978-0-387-31022-0.( Версия PDF )
• Сабра, AI (2008) [1970–80]. «Ибн Аль-Хайсам, Абу Али Аль-Хасан ибн Аль-Хасан» . Полный словарь научной биографии . Сыновья Чарльза Скрибнера.
• «Краткое введение в Ибн аль-Хайсама», основанное на лекции Надера Эль-Бизри в Королевском обществе в Лондоне.
• Ибн аль-Хайтам на двух иракских банкнотах
• Чудо света - статья ЮНЕСКО об Ибн аль-Хайсаме
• Биография с Глобального портала Маласпина
• Краткие биографии нескольких «мусульманских героев и личностей», включая Ибн аль-Хайсама.
• Биография из ioNET в Wayback Machine (заархивировано 13 октября 1999 г.)
• «Биография от BBC» . Архивировано из оригинального 11 февраля 2006 года . Проверено 16 сентября 2008 года .
• Биография от Тринити-колледжа (Коннектикут)
• Биография из Molecular Expressions
• Первый настоящий ученый из BBC News
• Над Луной от Курьера ЮНЕСКО по случаю Международного года астрономии 2009
• Механические водяные часы Ибн аль-Хайсама , мусульманское наследие
• Альхазен (1572) Opticae thesaurus (английский) - цифровое факсимиле из библиотеки Линды Холл