Отец современной оптики – кем был Ибн Аль-Хайсам

Фото:africaimages//elements.envato.com

Многие даже не задумываются о том, как устроено наше зрение. А между тем, это сложный «механизм», изучением которого занимались ученые всех времен.

Первое представление о зрении сформулировали еще древнегреческие ученые и суть их понимания оптики можно выразить в двух основных теориях:

1. Суть первой из них сводится к следующему: наши глаза источают лучи, подобно современному лазеру, и эти лучи прерываются объектами в нашем поле зрения. Итак, согласно данной теории видение осуществляется посредством движения лучей от глаза к объекту;
2. Согласно второй теории, мы видим, потому что нечто, представляющее предмет обозрения, входит в наши глаза. Данного воззрения непоколебимо придерживались Аристотель, Гален и их последователи, но их теории являлись лишь предположениями и не подтверждались экспериментально.

Выдающийся ученый 9-го века Аль-Кинди был первым, кто заложил основы современной оптики и подверг критике греческие теории устройства зрения. Он утверждал, что наше поле зрения формируется не из дискретных лучей, как утверждал Эвклид, но на основе совокупности продолжительных излучений в трехмерном измерении.

Аль-Кинди написал два трактата по геометрической и физиологической оптике. Исследование, начатое Аль-Кинди, было продолжено в 10-м веке Аль-Хасаном ибн Аль-Хайсамом, который, наконец, нашел объяснение того, как устроено зрение.
Аль-Хасан ибн Аль-Хайсам, часто именуемый просто Аль-Хайсам, а также известный на Западе как Альхазен, уже тысячу лет назад проводил сложные эксперименты, позволившие ему дать научное объяснение того, что в процессе зрения преломленные лучи света от объекта фокусируются на сетчатке глаза. Таким образом, Аль-Хайсам был первым, кто полностью опроверг теорию греков.

Ибн Бассаль и Ибн аль-Аввам: забытые отцы научной агрономии

Он также являлся математиком, астрономом, физиком и химиком, но его книга по оптике, известная миру под названием «Magnum Opus», сформировала основы для оптической науки. В ней рассмотрены природа света, физиология и механизм зрения, структура и анатомия глаза, отражение и преломление, а также катоптрика. Он изучал линзы, экспериментировал с разными зеркалами – плоскими, сферическими, параболическими и цилиндрическими, вогнутыми и выпуклыми. Он также рассматривал глаз как диоптрическую систему (систему преломления), и применял к нему геометрию преломления.

Для проверки своих теорий Ибн Аль-Хайсам использовал экспериментальные данные, что было весьма необычным для того времени, так как до него физика была подобна философии, где было принято апеллировать лишь одними размышлениями без опытных данных. Он был первым, кто ввел эксперимент как необходимое требование для принятия теорий.

Фото:Simmi83//elements.envato.com

Камера обскура

Как и многие выдающиеся философы и математики, Ибн Аль-Хайсам относился к наблюдению ревностно. Однажды находясь в комнате, он наблюдал за светом, проникающим через маленькую дырочку, сделанную в оконных ставнях. Свет падал на противоположную стену, и он был в форме полумесяца подобно изображению солнца во время затмения. Аль-Хайсам сказал: «Изображение солнца во время затмения, пока оно не полное, показывает, что когда его свет проходит через узкое, круглое отверстие и отображается на поверхности, противоположной отверстию, принимает форму месяца (в виде серпа)».

Из этих экспериментов, он объяснил то, что свет прошел по прямой линии, и когда лучи были отражены от яркого предмета, они прошли через маленькое отверстие и не рассеялись, а прошли сквозь и переформировались сверху вниз на ровной белой поверхности, параллельной отверстию. После он установил, что чем меньше отверстие, тем четче изображение.

Его экспериментальные выводы были следующими – когда лучи света достигают отверстия и проходят сквозь него, то образуют коническую форму в точке соприкосновения с отверстием, далее они образуют вторую коническую форму (которая является перевернутым вариантом первой), основание которой на противоположной стене в темной комнате.

Культурный упадок в Европе, или как мусульманские ученые стали проводниками знаний в мир Ренессанса

В последующем Ибн Аль-Хайсам первым построил камеру обскуру или «камеру с отверстием». Затем он начал работать над доказательством, что мы видим объекты не перевернутыми, а в нормальном виде, подобно камере, из-за соединения оптического нерва с мозгом, который анализирует и определяет изображение.

Камера используется и по сей день, как и «камара» в арабском, которое все еще означает уединенную или темную комнату. Эта камера, берущая свое безызвестное начало с темной гостиной Ибн Аль-Хайсама – «камара» – сегодня стала изысканным цифровым аппаратом.

Многие работы Ибн Аль-Хайсама, особенно его громадная Книга по Оптике, были переведены на латинский ученым средневековья Жераром из Кремоны. Это оказало сильное влияние на крупных мыслителей 13-го века, таких как Роджер Бекон и Витело, и даже на работы Леонардо да Винчи (15-й век).

Ильгиз Гарипов