ابن هیثم: پدر فیریک نور

آشنایی با ابن هیثم

تصویر۱- ابوعلی الحسن بن هیثم

دانشمند مسلمان عرب، ابوعلی الحسن بن هیثم که در غرب به الحسن یا الحازن معروف است در سال ۹۶۵ در شهر بصره در جنوب عراق به دنیا آمد و از این رو به البصری نیز معروف است. او در بصره و بغداد تحصیل کرد و در شهر قاهره مصر در سال ۱۰۴۰ درگذشت.

 در گذشت  ۱۰۴۰ میلادی قاهره 

 زاد روز  ۹۶۵ میلادی بصره 

این هیثم با توجه به سطح علمی بالایی که در شاخه های مختلف داشت، با القاب متعددی شناخته می شود:

  - پدر روش علمی نوین

  - بطلمیوس دوم

  - اولین دانشمند واقعی جهان

  - پدر علم فیزیک نور

  - پدر اپتیک مدرن

دستاوردهای مهم این هیثم

ابن هیثم پدر علم فیزیک نور و آغاز کننده تحولاتی است که بعدها به ساخت دوربین عکاسی، دوربین سینما و پروژکتور پخش فیلم منجر شد. از بزرگترین ریاضیدانان و بنا بر دائره المعارف الاسلامیه بی‌گمان بهترین فیزیکدان مسلمان که اولین دانشمند فیزیک نور در جهان است که در زمینه شناخت نور و قانون ‌های شکست و بازتاب آن نقش مهمی ایفا کرده ‌است. او در طی دوران زندگی خود به دستاورد های مهمی نایل آمده که این دستاورد ها به قرار ذیل اند:

- نخستین کسی است که ۷۰۰ سال قبل از نیوتن به بررسی ویژگی ‌های نور پرداخت.
- رساله ‌ای درباره نور نوشت و نخستین آزمایش ها را درباره خواص نور را انجام داد.
- به نسبت زاویه تابش و زاویه انکسار پی برد (برخی از مورخان این علم بر این باورند که قانون اِسنل در واقع نشات گرفته از تحقیقات ابن سهل و ابن هیثم می ‌باشد).
- اصول تاریکخانه یا اتاقک تاریک (camera obscura) را شرح داد و ذره بین را ساخت (در سده پنجم هجری/یازدهم میلادی این ابزار را برای بررسی خورشید گرفتگی به کار برد، این ابزار در زمان جنگ‌ های صلیبی به اروپا راه یافت).
- قوانین شکست نور را کشف کرد.
- در مورد قسمت‌ های مختلف چشم بحث کرد.
- ذره ‌بین را ساخت و اصول تاریکخانه را شرح داد که منجر به ساخت دوربین عکاسی گردید.
- بررسی سایه ها، رنگین کمان، خورشیدگرفتگی و ماه گرفتگی و همچنین تخمین ارتفاع جو زمین از دیگر دستاورد های این محقق است.
- شهرت ابن هیثم در نجوم بیشتر به سبب تألیف رساله ‌ای به نام مقاله فی هیئته العالم است.
- نخستین دانشمند در عصر خود بود که برای بررسی تئوری‌ های خود، از شواهد عملی استفاده می‌کرد.
- ابن هیثم رنگ‌ ها را واقعی و متمایز از نور دانست و گفت که اجسام رنگین، نور خود را در خط مستقیم در همه جهات می ‌پراکنند.
- او گفت رنگ‌ ها همیشه با نور حضور دارند٬ در آن آمیخته‌ اند و بدون آن هرگز به چشم نمی‌آیند.
- به دید برخی پژوهشگران ابن هیثم نخستین دانشمند جهان است که سرعت صوت را محاسبه کرده ‌است.
- وی با معیار متعارف اندازه‌گیری طول در زمان خود؛ که واحد ذرع بود، سرعت نور و دور کره زمین را اندازه گرفت.
- او را اولین دانشمندی می ‌شناسند که از روش مبتنی بر آزمایش در کارهایش استفاده کرده است.
- سیارک شماره ۵۹۲۳۹ به افتخار این دانشمند ۵۹۲۳۹ ابن هیثم نامیده شده‌ است.
- بیش از ۲۰۰ کتاب از تألیفات او نام برده اند از جمله: کتاب المناظر، کیفیات الاظلال، کتاب فى المرایا المحرقه بالقطوع، کتاب فى المرایا المحرقه بالدوائر، کتاب فى مساحه المجسم المکافى، فقراتى از رساله فى المکان، فى مسئله عددیّه، فى شکل بنى موسى، فى اصول المساحه.

تصویر۲- ابن هیثم در علوم مختلف از جمله ریاضی، نور، فلسفه، فیزیک، پزشکی و ستاره شناسی صاحب نظر بود.

زندگینامه

بسیاری از جزئیات زندگی ابن هیثم در طول زمان از بین رفته است. داستان های مربوط به زندگی او اغلب متناقض هستند و بسته به مورخی که آنها را بازگو کرده، دستخوش تغییر شده اند. بیشتر داده های مربوط به زندگی نامه ابن هیثم از نوشته های مورخ مسلمان قرن سیزدهم ابن القفطی (۱۲۴۸-۱۱۷۲) به دست آمده است.

ابن هیثم در ابتدا برای شغل دولتی آموزش دید و به عنوان قاضی بصره منصوب شد ولی به دلیل حضور جریان های مختلف مذهبی با دیدگاه های گوناگون و متضاد در آن زمان، از علوم دینی سرخورده شد و تصمیم گرفت وقت و تلاش خود را به تحصیل علم اختصاص دهد. دانش او در ریاضیات و فیزیک افسانه ای شد و در عراق، سوریه و مصر شهرت زیادی یافت. او توسط حکیم بعمر الله، خلیفه فاطمی مصر دعوت شد تا در تنظیم جریان رود نیل در هنگام سیلاب کمک کند. الحکیم، به عنوان یک حاکم غیرعادی شناخته می شد که چندین فرمان و قانون خودسرانه صادر کرده بود: مصرف برخی غذاها را ممنوع کرده بود، مانع خروج زنان از خانه  می شد، سگ ها را می کشت و مردم را وادار به کار در طول شب و استراحت در روز می کرد. او بسیار وحشی بود و معلمان و وزیران خود را از روی وهم و گمان کشته بود. هنگامی که ابن هیثم در کار میدانی خود در کنار رود نیل متوجه شد که طرح او برای تنظیم جریان آب نیل با ساختن سدی در جنوب اسوان غیرعملی است، چون عده ای بر این باور بودند سازه سازی بر روی آن قسمت از رود نیل باعث تخریب روستاهای بسیاری در اطراف رود نیل می شد. به همین جهت وی نگران جان خود شد و برای جلوگیری از خشم مرگبار حاکم روانی، خود را به جنون زد. در نتیجه اموال و کتاب‌هایش از او سلب شد و تا زمان مرگ الحکیم در سال ۱۰۲۱ ، حدود ۱۰ سال در حبس خانگی بود و نهایتا در شرایطی مرموز به قتل رسید.

تصویر ۳- «ابن هیثم»؛ مردی که با «اتاق تاریک» در جهان علم روشنگری کرد.

کتاب های ابن هیثم

پس از آزادی از حبس خانگی، در ساختمانی گنبدی شکل (قبه) در نزدیکی مسجد ازهر در قاهره زندگی می کرد و به تدریس ریاضیات و فیزیک، نوشتن متون علمی و کسب درآمد از طریق کپی کردن متون پرداخت. او در دوران حبس خود، علاوه بر کتاب تأثیرگذار خود «کتاب المناظر» یا کتاب اپتیک، چندین کتاب مهم در زمینه‌های فیزیک، ریاضی، مهندسی، نجوم، پزشکی، روان‌شناسی، آناتومی، ادراک بصری و چشم‌شناسی نوشت. ابن هیثم نویسنده ای پرکار بود. او بیش از ۲۰۰ اثر در موضوعات مختلف نوشت که حداقل ۹۶ اثر علمی او شناخته شده است و تقریباً ۵۰ مورد از آنها تا به امروز باقی مانده است. تقریباً نیمی از آثار به جای مانده از او در زمینه ریاضیات، ۲۳ مورد از آنها در مورد نجوم و ۱۴ مورد از آنها در زمینه اپتیک و تعداد کمی در زمینه های دیگر علم است. که به مهمترین آنها در زیر اشاره شده است :

تصویر ۴- شکل اصلی ساختار چشم ها و اعصاب وابسته، از کتاب المناظر (کتاب Optics) ابن هیثم، استانبول، قرن یازدهم.

  • کتاب المناظر (کتاب اپتیک)
  • رساله فی الدعوت
  • میزان الحکمه (میزان حکمت)
  • مقاله فی القراستون (رساله مراکز ثقل)
  • رساله فی المکان
  • الشکوک البطلاموس (تردید در مورد بطلمیوس)
  • درباره پیکربندی جهان
  • مدل حرکت هفت سیاره
  • و ...
روش علمی مدرن

تصویر۵- صفحه جلد ترجمه لاتین کتاب المناظر (Book of Optics)

مقالات معمول در زمینه تاریخ علم عموما چنین بیان می‌دارند که هیچ پیشرفت بزرگ علمی در فاصله بین دوران یونان باستان و رنسانس در اروپا رخ نداده است. در این‌که اروپای غربی قرون وسطی به جمود و پژمردگی دچار بود، شکی نیست؛ اما این بدین معنی نیست که همه جای دنیا هم اوضاع به همین ترتیب بود. برعکس، دوران بین قرون نهم و سیزدهم میلادی دوران طلایی علوم اسلامی نامیده می‌شود. در این دوره طلایی، پیشرفت‌های بزرگی در ریاضیات، پزشکی، فیزیک، شیمی و فلسفه حاصل شد و در بین تمام نوابغ آن دوران، ابن‌ هیثم بالاتر از همه قرار می‌گیرد. ابن هیثم به‌حق، پدر روش علمی نوین است.
همان‌طور که می‌دانید، نگرش به پدیده تحقیق در دنیای امروز چنین است. از طریق مشاهده و اندازه‌گیری، اطلاعات تازه‌ای به دست آوریم؛ دانش‌های قبلی را اصلاح و جمع‌آوری کنیم، بر پایه آنها فرضیه‌ای را ارایه دهیم و با آزمایش این فرضیه برای توضیح داده‌ها، به یک نظریه برسیم. این روشی است که ما امروزه در علوم انجام می‌دهیم و به همین دلیل است که دانشمندان به پیشرفت‌های حاصل شده در علوم ایمان دارند. معمولا ادعا می‌شود که روش علمی نوین تا اوایل قرن هفدهم، زمانی‌که فرانسیس بیکن و رنه دکارت آن ‌را بنیان نهادند، وجود نداشت؛ ولی هیچ شکی وجود ندارد که این ابن ‌هیثم بود که اولین بار آن ‌را پایه‌گذاری کرد. در حقیقت با تاکید او روی داده‌های تجربی و تکرارپذیری نتایج، عموما از او به عنوان اولین دانشمند واقعی یاد می‌شود.

روش علمی یا به عبارت دقیق تر روش اثبات تجربی یک پدیده، به گستره‌ای از روش‌های تحقیق اشاره دارد که برای بررسی پدیده ها، دست یافتن به دانش نوین، یا بازسازی و درهم آمیزی دانش‌های پیشین به‌کار می‌رود. یک روش پژوهشی برای این‌که علمی به‌شمار آید باید بر پایه داده‌های مشاهده‌پذیر، تجربی و اندازه‌گیری شونده ساخته شده‌ باشد و از یک رشته بنیادهای روشن استدلالی پیروی کند. بن هیثم ۵ قرن قبل از دانشمندان رنسانس روش علمی را که مبتنی بر آزمایش واقعی است پایه گذاشت. 

مشاهدات مهم او در کتاب «کتاب المناظر» او را بر آن داشت تا پیشنهاد کند که چشم‌ ها،  نور منعکس‌شده از اجسام را دریافت می‌کنند، نه  اینکه خود چشم ها نور ساطع کنند، که این نظریه در تضاد با باورهای معاصر، از جمله باورهای بطلمیوس و اقلیدس بود. روشی که ابن هیثم از طریق آن مشاهدات و استدلال های عقلی را با هم ترکیب کرد، بر افراد زیادی به ویژه راجر بیکن و جان کپلر تأثیر زیادی داشت.

ابن هیثم روش‌های آزمایشی دقیقی را برای تست های علمی کنترل‌شده به منظور تأیید فرضیه‌های نظری و اثبات حدس‌های استقرایی توسعه داد. روش علمی ابن هیثم شباهت زیادی به روش علمی مدرن داشت و شامل چرخه تکراری مشاهده، فرضیه، آزمایش بود و نیاز به تأیید مستقل داشت. گورینی(Gorini) در مورد معرفی روش علمی توسط ابن هیثم چنین می نویسد: "به گفته اکثر مورخان، هیثم پیشگام روش علمی جدید بود. او با کتاب خود معنای اصطلاح "اپتیک" را تغییر داد و آزمایشات خود را به عنوان قاعده و قانون اثبات در این زمینه تعیین کرد. تحقیقات او نه بر اساس نظریه های انتزاعی، بلکه بر اساس شواهد تجربی بود. آزمایشات او سیستماتیک و قابل تکرار بود" .

ابن هیثم دانشمندی دیندار بود، تحقیقات علمی خود را به عنوان وسیله‌ای برای نزدیکی به خدا دیده و اینگونه گفته است: " من دائما در پی دانش و حقیقت شتافتم، به این باور رسیدم که برای رسیدن به احتشام و نزدیکی به خدا راهی بهتر از جستجوی دانش و حقیقت وجود ندارد".

فیزیک نور

تصویر۶- ساختارچشم، تألیف ابن هیثم، از کتاب اپتیک.

نظریه نور و بینایی ابن هیثم با هیچ یک از نظریه هایی که قبلاً در عهد باستان یا در اسلام وجود داشته است، یکسان نیست و همچنین برگرفته از آنها نیز نمی باشد. به نظر می رسد اولین درک واقعی از عملکرد یک عدسی، به ویژه توانایی یک شکل محدب برای ایجاد تصویر بزرگنمایی شده از یک جسم، به ابن هیثم نسبت داده شود. در اواخر قرن سیزدهم بود که عینک ها اختراع شدند که نشان دهنده اولین استفاده عملی از بزرگنمایی در جامعه بود.

ابن هیثم به بررسی کامل عبور نور از حالت های مختلف ماده پرداخت و قوانین شکست را کشف کرد. او همچنین اولین آزمایش‌ها را در مورد پراکندگی نور در تشخیص رنگ‌های تشکیل‌دهنده آن انجام داد. رساله هفت جلدی ابن هیثم در اپتیک، کتاب المناظر (کتاب اپتیک)، که او در حبس بین سال های ۱۰۱۱ تا ۱۰۲۱ نوشته است، در کنار کتاب فلسفه طبیعی اصول ریاضی اسحاق نیوتن به عنوان یکی از تأثیرگذارترین کتاب هایی که تا کنون نوشته شده است، قرار گرفته است. ابن هیثم، در فیزیک، درک نور و بینایی را به شدت متحول کرد.

او به طور طولانی مدت به تحقیق در رابطه با پدیده های فیزیکی مختلف مانند سایه ها، کسوف و رنگین کمان پرداخت و در مورد ماهیت فیزیکی نور اندیشید. او همچنین سعی کرد دید دوچشمی (binocular vision) را توضیح دهد و توضیح درستی از افزایش ظاهری اندازه خورشید و ماه در نزدیکی افق ارائه کرد. او به خاطر اولین استفاده از دوربین ابسکورا (obscura) و دوربین پین هول(pinhole) شناخته شده است. همانطور که گفته شد، او با نظریه بطلمیوس و اقلیدس در مورد بینایی که اجسام توسط پرتوهای نوری که از چشم ها ساطع می شود، دیده می شوند، مخالفت کرد. به گفته ابن هیثم پرتوها از یک منبع نشات می گیرند نه از چشم. با این تحقیقات گسترده در زمینه اپتیک، او را پدر اپتیک مدرن دانسته اند.

او در کتاب المناظر دو شیوه انتشار نور را اینگونه بیان کرده است که بازتاب از سطحی صاف و شکست نور هنگام عبور از یک جسم شفاف به جسم شفاف دیگر است. وی برای اثبات نظریه خود درباره بازتاب و شکست نور و نور تابیده از جسم منیر و غیرمنیر با استفاده از ابزاری، چون لوله دیدگر، رشته و اتاقک تاریک آزمایش‌های فراوانی انجام داد.

علاوه بر اینها، وی بر آن بود که رنگ هم مانند نور واقعی است، ولی با آن تفاوت دارد و در آخر با آزمایش نشان داده که رنگ همیشه همراه نور و آمیخته با آن است و بدون وجود نور به چشم نمی‌آید. وی در مورد ماهیت نور نظریه‌ای عرضه کرده که در آن مفهوم کمترین نور را بیان کرده است به این صورت که کمترین نور، تک پرتوی است که فقط در امتداد خط راستی انتشار می‌یابد که در طول آن گسترش دارد و نور در تمام راستا چه موازی، چه متقاطع گسیل می‌شود. او چنین نتیجه گرفت که هر روزنه‌ای یا آن‌قدر گشاد است که به نور امکان انتشار مستقیم می‌دهد یا به قدری تنگ است که نور به هیچ‌وجه از آن نمی‌گذرد.از کار‌های دیگر او تشریح ساختار چشم است. وی با دقتی بسیار ساختار چشم را چنان توصیف کرد که با توضیح وی درباره دید سازگار باشد و پس از آن نظریه خود را درباره دید و علت دیده شدن اجسام بیان کرده است.

برخلاف پیشینیانش او بر آن بود که نور از اشیا به چشم می‌رسد و علت دیده شدن اجسام همین موضوع است. او در این‌باره پژوهش‌های علوم طبیعی خود را با ریاضی ترکیب کرد. با آوردن مثال‌هایی مانند احساس درد در چشم هنگام خیره شدن به نور شدید، بیان کرد که در نور خاصیتی است که بر چشم اثر می‌گذارد و چشم نیز خاصیتی دارد که از آن تأثیر می‌پذیرد و به همین سبب تنها راه توضیحِ "دیدن" این است که بپذیریم نور از جسم به چشم می‌رسد. او در ادامه تلاش کرد تا بیان کند چه شرایطی لازم است که تصویر سالم و کامل اجسام به چشم برسد و در آنجا تأثیر دیداری بگذارد و در واقع با این کار، وی نخستین کسی بود که توانست رابطه شکل اجسام مرئی و چشم را توصیف کند. ابن هیثم در پایان کتابش علت دیدن شکل کامل اجسام را نور‌هایی دانسته که از اجسام به خط راست به چشم می‌رسد یا شکسته می‌شود، اما در نهایت تصویر کاملی به ما ارائه می‌دهد.

تصویر۷- شروع عکاسی در دنیا، ابن هیثم در «مقاله فی صوره الکسوف» برای اولین بار از مفهوم "اتاق تاریک" استفاده کرد. 

شرح اصول اتاقک تاریک و اختراع ذره‌بین از کارهای برجستهٔ ابن هیثم می باشد که در نهایت منجر به ساخت دوربین عکاسی گردید. او ابزاری را به نام جعبه تاریک (camera obscura) را برای بررسی خورشیدگرفتگی به کار برده بود. این ابزار در زمان جنگ‌های صلیبی به اروپا راه یافت. اتاقک تاریک، عبارت بود از جعبه یا اتاقکی که فقط بر روی یکی از سطوح آن روزنه‌ای ریز، وجود داشت. عبور نور از این روزنه باعث می‌شد که تصویری نسبتاً واضح اما به صورت وارونه در سطح مقابل آن تشکیل شود.این وسیله به شدت مورد توجه نگارگران قرار گرفت و همهٔ نگارگران به‌ویژه نگارگران ایتالیایی سدهٔ شانزدهم از آن برای طراحی دقیق چشم‌اندازها و دیدن دورنمایی صحیح بهره می‌بردند، به این ترتیب که کاغذی را بر روی سطح مقابل روزنه قرار می‌دادند و تصویر شکل گرفته را ترسیم می‌کردند. این تصاویر بسیار واقعی و از ژرفانمایی (پرسپکتیو) صحیحی برخوردار بود.

ابن هیثم علاوه بر کتاب اپتیک، مقاله ای با عنوان رساله فی الدّوع نوشت. این مقاله حاوی تحقیقات بیشتر در مورد خواص شدت روشنایی و پراکندگی تابشی آن از طریق مواد مختلف شفاف و نیمه شفاف بود. ابن هیثم در رساله خود به نام میزان الحکمه، تراکم جو را مورد بحث قرار داده و آن را به ارتفاع مربوط می کند. او همچنین انکسار اتمسفر را مطالعه کرد. نوشته های نوری وی بر بسیاری از روشنفکران غربی مانند راجر بیکن، جان پچام، ویتلو و یوهانس کپلر تأثیر زیادی گذاشت.

نجوم

ابن هیثم، در حالی که در زمره بزرگترین منجمان عرب به حساب نمی آید، اما آثار او نشان می دهد که بر تکنیک های نجوم بطلمیوسی تسلط داشته است. برخی از این آثار وی همچنین توانایی او در حل مسائلی که مورد توجه منجمان عرب بوده، مانند تعیین قبله (جهت نماز) را آشکار می کند. به نظر می‌رسد انتقاد او از مدل‌های سیاره‌ای بطلمیوسی(Ptolemaic planetary models)، همانطور که در فرضیه‌های Almagest و Planetary ارائه شده است، الهام‌بخش تحقیقاتی باشد که منجر به جایگزینی آنها شد.

این اثر نجومی بین سال‌های ۱۰۲۵ تا ۱۰۲۸ با عنوان «الشکوک الا بطلمیوس» ( Al-Shukūk alā Batlamyūs) نوشته شد و سپس به‌عنوان شبهاتی درباره بطلمیوس یا آپوریاس ترجمه شد. کتاب مدل حرکات هر یک از هفت سیاره ابن هیثم که در سال ۱۰۳۸ نوشته شد، کتاب مهمی در زمینه نجوم بود. نسخه خطی بازمانده از این اثر به تازگی کشف شده است و قسمت های بسیاری از آن هنوز مفقود است. اصلاحات او کیهان شناسی را مستثنی می کرد، زیرا او مطالعه سیستماتیک حرکتی اجرام آسمانی را توسعه داد که کاملاً هندسی بود و این امر به نوبه خود منجر به تحولات نوآورانه در هندسه در ابعاد کوچک شد.

پروفسور جیم الخلیلی درباره ابن هیثم می گوید: هنگامی که در خاورمیانه برای ساخت فیلمم سفر می‌کردم، با متخصصی در دانشگاه اسکندریه مصر گفت‌وگو کردم که به من پاره‌ای از کارهای تازه کشف شده ‌ابن ‌هیثم را در اخترشناسی نشان داد. به نظر می‌رسد او آن‌چه را که امروز مکانیک سماوی نامیده می‌شود و اصول حرکت مداری سیارات را توضیح می‌دهد، بنیان نهاده باشد؛ همان علمی که بعدها توسط دانشمندان غربی چون کوپرنیک، گالیله، کپلر و نیوتن ادامه پیدا کرد. این باورنکردنی است که ما تازه امروز به دِین علم فیزیک به یک دانشمند مسلمان که هزار سال پیش می‌زیسته، پی می‌بریم.

ابن هیثم نخستین کسی است که ذره بین را اختراع کرد که در نهایت منجر به اختراع عینک توسط راجر بیکن و تلسکوپ توسط گالیله که آثار او را مطالعه میکردند شد.

تصویر۸ - اختراع تلسکوپ مدیون تلاشهای ابن هیثم در زمینه ذره بین ها و عدسی ها می باشد.

ریاضیات

تصویر۹- مسئله الهازن، نظریه ابن هیثم

ابن هیثم در ریاضیات، بر اساس کارهای ریاضی اقلیدس و ثابت ابن قره پیش رفت و پس از پیوند جبر به هندسه، مقاطع مخروطی، نظریه اعداد و هندسه تحلیلی را نظام‌بندی کرد. سهم او در ریاضیات گسترده بود. او هندسه تحلیلی را با ایجاد پیوند بین جبر و هندسه توسعه داد.

 او مکانیک حرکت یک جسم را مطالعه کرد و اولین کسی بود که معتقد بود یک جسم دائما حرکت می کند مگر اینکه نیروی خارجی آن را متوقف کند یا جهت حرکت آن را تغییر دهد. این نظریه به طرز شگفت انگیزی شبیه قانون اول حرکت است که قرن ها بعد توسط اسحاق نیوتن توصیف شد.

تحقیقات او در مورد منعکس کننده ها (catoptrics) در کتاب پنجم از مجموعه کتاب اپتیک حاوی مسئله مهمی است که به عنوان مسئله آلهازن (Alhazen’s problem)  شناخته می شود و شامل ترسیم خطوط از دو نقطه در صفحه یک دایره است که در نقطه ای از محیط دایره به هم می رسند و زوایایی برابر با حالت عادی در آن نقطه ایجاد می کنند و منجر به معادله درجه چهارم می شود. این امر سرانجام باعث شد که ابن هیثم اولین فرمول را برای مجموع توان های چهارم (sum of fourth powers) بدست آورد و با استفاده از یک اثبات اولیه توسط استقراء ریاضی، روشی را برای تعیین فرمول کلی برای مجموع انتگرال ها ایجاد کرد که برای توسعه انتگرال ها قدمی اساسی بود.

در واقع این مسئله در سال ۱۵۰ میلادی توسط بطلمیوس طرح شده بود و ابن هیثم نخستین کسی بود که آنرا پس از قریب ۷ سده در مسیر تحقیقات خود بر روی جهت نور در یک کره حل کرد. مسئله از اینقرار است که نور را به کدام نقطه از سطح یک کره (یا دایره) پرتاب کنیم تا انعکاس آن (که طبق قانون انعکاس با زاویه مساوی رخ می‌دهد) به نقطه مورد نظر ما برخورد کند. این مسئله را در بیلیارد نیز طرح کرده‌اند که توپ را به کجا بزنیم تا انعکاس آن به توپ حریف برخورد کند.ابن هیثم برای حل مسئله مجبور شد به حل معادلات درجه چهارم و ایجاد نوعی حساب انتگرال روی بیاورد. محاسبات ابن هیثم بقدری پیچیده و طولانی بودند که برای فهم آنها لازم شد چند سده بعد به کمک روشهایی که دکارت ابداع کرد دوباره به آنها رجوع کنند تا آنها را بفهمند. سر انجام در ۱۹۶۵ میلادی جک الکین یک روش ریاضی برای حل مسئله پیدا کرد.

ابن هیثم هندسه تحلیلی را با ایجاد پیوند بین جبر و هندسه توسعه داد. ابن هیثم همچنین فرمولی برای جمع ۱۰۰ عدد طبیعی اول کشف کرد. سهم او در نظریه اعداد شامل نظریه های وی در مورد اعداد کامل است. ابن هیثم در تحلیل خود اولین کسی بود که متوجه شد هر عدد کامل(perfect number) زوج به شکل  ۲n-1 (۲n-1)است که  در آن ۲n-1 عدداول است، اما او نتوانست این نتیجه را با موفقیت ثابت کند و بعداً در قرن ۱۸ توسط اویلر ثابت شد. در تئوری اعداد، یک عدد کامل، یک عدد صحیح مثبت است که با مجموع مقسوم علیه های مثبت آن، بدون احتساب خود عدد، برابر است.

> وی برای نخستین بار معادلات کوشی-ریمان را در ریاضیات مطرح کرد.

> قانون کتانژانتها نخستین بار توسط ابن هیثم مطرح شد.

پزشکی و روانشناسی

ابن هیثم اولین کسی بود که قسمت های مختلف چشم را به طور دقیق توصیف کرد و در مورد روند بینایی توضیح علمی داد. ابن هیثم در پزشکی و چشم پزشکی به پیشرفت های مهمی در جراحی چشم دست یافت و برای اولین بار روند بینایی و ادراک بصری را مطالعه و توضیح داد. "چشم، نور و رنگ موجود در سطح جسم مورد نظر را درک می کند. چشم لزوماً همه اشیاء را از طریق خطوط مستقیم فرضی که بین جسم و نقطه مرکزی دید پخش می شوند، درک می کند".

برخی ابن هیثم را بنیانگذار روان فیزیک (psychophysics) و روانشناسی تجربی می دانند، زیرا او را پیشگام در روانشناسی ادراک بصری می دانند.

تصویر۱۰- توضیح ساختار چشم و درک نور برای اولین بار توسط ابن هیثم

فلسفه

در فلسفه، ابن هیثم را از پیشگامان پدیدارشناسی (phenomenology) می دانند. او رابطه ای بین دنیای فیزیکی و قابل مشاهده و شهود، روانشناسی و کارکردهای ذهنی بیان کرد. نظریات او در باب دانش و ادراک، پیوند حوزه علم و دین به فلسفه وجودی مبتنی بر مشاهده مستقیم واقعیت از دیدگاه ناظر منجر شد. بسیاری از افکار او در مورد پدیدارشناسی فقط تا قرن بیستم توسعه پیدا کرد.

گفته می‌شود که ابن هیثم از طرفداران مکتب کلام اشعری و مخالف آموزه‌های مکتب معتزلی بوده است، اگرچه ممکن است خود در مقطعی از زندگی خود از طرفداران معتزلی بوده باشد.

سرانجام ابن هیثم با بینش نابغه و مشاهدات بدیع خود بر بسیاری از رشته های علمی تأثیر گذاشت. به درستی او را به عنوان پدر پیشگام اپتیک مدرن می دانند.

یادبودها

تصویر۱۱- مجسمه ابن هیثم در عمارت باغ موزه فردوس تهران

  • سیارک شماره ۵۹۲۳۹ به افتخار این دانشمند ۵۹۲۳۹ ابن هیثم نامگذاری شده‌است.
  • سال ۲۰۱۵ که سال جهانی نور نامگذاری شده بود مصادف با هزارمین سالگرد انتشار کتاب المناظر نیز بود که توسط یونسکو از خدمات ابن هیثم تجلیل شد.
  • یک دهانه آتشفشانی در کره ماه، Alhazen (نام لاتین ابن هیثم) نامگذاری شده‌است.
فیلم های کوتاه آشنایی با ابن هیثم

باتوجه به تاثیر بسیار مهم ابن هیثم در علوم مختلف، جهت آشنایی با ایشان و معرفی نظریه های علمی این دانشمند بزرگ مقالات و ویدئوهای متعددی ارائه شده است که در زیر دو نمونه از پربازدیدترین آنها را مشاهده می کنید:

References:


۱- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6074172/

۲-https://vista.ir

۳- Smith AM. Alhacen’s theory of visual perception: a critical edition, with English translation and commentary, of the first three books of Alhacen’s De aspectibus, the medieval Latin version of Ibn al-Haytham’s Kitab al-Manazir. Vol. 1. Philadelphia: American Philosophical Society; 

۴-Hamarneh S. Review of Hakim Mohammad Said, Ibn al-Haitham. Isis. ۱۹۷۲;۶۳(۱):۱۱۸–۱۱۹

۵-Sabra AI. Ibn Al-Haytham, Abu Ali Al-Hasan Ibn Al-Hasan. In: Gillispie Charles Coulston., editor. Directory of Scientific Biography. VI. Charles Scribner’s Sons; New York: 1974. pp. 189–۲۱۰

۶-Bettany L. Ibn al-Haytham: an answer to multicultural science teaching? Physics Education. ۱۹۹۵;۳۰:۲۴۷–۲۵۲

۷-Steffens B. Ibn al-Haytham: First Scientist. Morgan Reynolds Publishing; Greensboro, NC: 2006

۸-El-Bizri N. Ibn al-Haytham or Alhazen. In: Meri Josef W., editor. Medival Islamic Civilization: An Encyclopedia. II. Routledge; New York, London: 2006. pp. 343–۳۴۵

۹-Gorini R. Al-Haytham the man of experience: First Steps in the Science of Vision. J Inter Soc for the History of Islamic Medicine (JISHIM) ۲۰۰۳;۲(۴):۵۳–۵۵

تهران، بلوار آفریقا، نبش کوچه طاهری، برج مرکز تجارت ایران، طبقه ۱۱، واحد ۱ 26291971-021 ... 26291978-021
021-91009719