Ученый универсал ибн аль хайсам. Ибн Аль-Хайсам – «отец современной оптики. Сочинения Ибн ал-Хайсама

Ибн ал-Хайсам - отец оптики

Благодаря своим выдающимся способностям он занимал в родной Басре должность визиря, (министра) однако любовь к науке побудила его оставить эту должность и заняться только наукой. Когда до египетского халифа ал-Хакима дошёл слух о том, что Ибн ал-Хайсамом составлен проект регулирования вод Нила путём постройки плотины ниже Асуана, он пригласил учёного в Египет. Однако на месте Ибн ал-Хайсам убедился в невозможности осуществления этого проекта при технических средствах того времени. Узнав об этом, халиф разгневался на учёного, подверг его домашнему аресту и конфисковал его имущество. Для спасения жизни Ибн ал-Хайсам был вынужден симулировать сумасшествие до самой смерти ал-Хакима. При его преемниках он получил свободу и жил в почёте в Каире до самой смерти.

В списке врачей, приведенном у сирийца Ибн Аби Усайби, упомянуты 92 сочинения Ибн ал-Хайсама, из них 89 посвящены математике, астрономии, оптике и механике. Ибн ал-Хайсам сочетал в своих научных занятиях тщательные эксперименты со строгими математическими доказательствами. Нередко его именуют "отцом оптики". Изобрел также медицинские очки. В честь учёного назван кратер на Луне.

Математика. В "Книге комментариев к введениям в "Начала" Евклида" Ибн ал-Хайсам пытался доказать пятый постулат Евклида. Он впервые рассмотрел так называемый "четырёхугольник Ламберта", у которого три внутренних угла - прямые. Он сформулировал три возможных варианта для четвёртого угла: острый, прямой, тупой. Обсуждение этих трёх гипотез многократно возникало в позднейших исследованиях пятого постулата.

В трактате "Об измерении параболического тела" Ибн ал-Хайсам приводит формулы для суммы последовательных квадратов, кубов и четвёртых степеней, и ряд других формул для сумм рядов. С помощью этих формул он проводит вычисление, равносильное вычислению определённого интеграла.

В трактате "Об изопериметрических фигурах" Ибн ал-Хайсам сделал попытку доказать, что круг имеет самую большую площадь из всез фигур равного периметра, а шар - самый большой объём из всех тел с равными поверхностями. Ибн ал-Хайсаму принадлежат также сочинения "О квадратуре круга", "Об измерении шара", "О построении семиугольника", "О построении пятиугольника, вписанного в квадрат", "О свойствах высоты треугольника", "О циркуле для конических сечений", "Об извлечении кубического корня", "О параболе", "О гиперболе", "О магическом квадрате". Известно также, что он применял геометрические методы к решению уравнений 4-й степени.

Оптика. Ибн аль-Хайсам ввел в научный оборот понятие тяжести воздуха, связал плотность воздуха с высотой. После него ученые стали заниматься проблемами преломления света. Однако до начала 17 в. больших открытий в сфере оптической науки не было. В 14 в. Кемаль аддин Абуль Хасан аль-Фариси (ум. в 1320) составил к труду Аль-Хайсама комментарий, который попал в Европу. В 1572 "Книга оптики" в 7 книгах, была переведена на латинский язык, по этому переводу знакомился с проблемами оптики Иоганн Кеплер. хайсам оптическая астрономия математическое

Вслед за древнеримским ученым-медиком Галеном, Аль-Хайсам исследовал строение глаза, доказав несостоятельность идей Платона и Евклида о человеческом зрении. Аль-Хайсам разработал концепцию бинокулярного зрения (видения двумя глазами). Он первым объяснил феномен зрения как процесс, в котором лучи, поступающие в глаз от объектов, формируют внутри хрусталика изображение.

Среди опытов, проведенных учёным, выделяются опыты с камерой-обскурой, опыты по преломлению света и эксперименты с различными видами зеркал, развивающие учение Диокла. В XII веке это сочинение было переведено на латинский язык под названием "Сокровище оптики" (лат. Opticae thesaurus) и оказало большое влияние на развитие оптики в Европе. Первое крупное европейское сочинение по оптике, "Перспектива" Витело, представляет собой в значительной степени переработку трактата Ибн ал-Хайсама.

Ибн ал-Хайсам составил также ряд трактатов о зажигательных стёклах и трактаты "О свете Луны", "О гало и радуге", "О свойствах теней".

Астрономия. Ибн ал-Хайсаму принадлежит ряд сочинений по астрономии и геодезии: "О свете светил", "О формах затмений", "О движении Луны", "Об определении полюса с наивысшей точностью", "О параллаксе Луны", "О часовых линиях", "О сущности следов, видимых на поверхности Луны", "Об определении меридиана по одной тени", "О горизонтальных солнечных часах", "О различиях в высотах светил", "О способах наблюдений", "Об определении азимута киблы" (киблой называется направление на Мекку), "Об определении расстояния между двумя городами с помощью геометрии" и др.

В "Книге о форме мира" Ибн ал-Хайсам развивает излагавшуюся ал-Фаргани и ал-Хазином идею о массивных эфирных орбитах планет.

Аль Хайсам написал работу по Исламской теологии, в которой он рассуждал о пророчестве как миссии и создал систему философских критериев, позволяющую разглядеть лжепророков, которые было достаточно в его время. Он также написал трактат, озаглавленный "Нахождение направления Киблы с помощью математических расчетов", в котором он изучал возможности найти правильное направление для молитв вне зоны прямой видимости Каабы.

В своих "Сомнениях в доктрине Птолемея" он написал:

"Поиск истины - это самоцель … Поиск истины труден, и дорога к ней тяжела. Если ты ищешь истину, то погружаешься в неизвестность. … Бог, однако, не предохранил ученый от ошибок и не обезопасил наукуот недостатков и просчетов. Если бы это было так, то ученые не имели бы различных взглядов в своих воззрениях.

Поэтому, искатель истины - это не тот, кто изучает труды древних и, следуя его личным предрасположенностью, базирует свою веру на них, а тот, кто сомневается в своем доверии к ним и вопрошает о том, что он черпает из их трудов, тот, кто доверяя аргументированному доказательству и наглядному эксперименту, а не высказыванию человека, чья природа таит в себе всякие несовершенства и недостатки. Таким образом, обязанность человека, изучающего писания ученых, если поиск истины - это его цель, заключается в том, чтобы сделать себя врагом всего того, что он читает, и, применив свой ум для понимания основ и ограничений сущности читаемого, напасть на него со всех сторон. Он также должен сомневаться в своей способности выполнения критического анализа, так что он может впасть в предубеждение или самооправдание" . Данная цитата в значительное мере отражает понимание Ислама как срединного пути между чрезмерной строгостью и чрезмерно снисходительностью.

Ибн Аль-Хайсам, или Альгазен (965-1038) - арабский ученый, создатель психофизиологического учения о зрении. В своем труде "Оптика" Альгазен рассматривает глаз как тончайший оптический прибор, математически и экспериментально обосновывает законы отражения и преломления света, определяя их в качестве причины возникновения чувственного образа. Он вскрывает роль умственных актов как важной предпосылки осуществления акта восприятия, позволяющей воспринимать форму и объем предметов, находить в них сходство и различия.

Предметом его исследования были многие феномены зрительного восприятия: бинокулярное зрение, смешение цветов, контраст, мышечные движения глаз и другое.

В каждом зрительном акте он различал, с одной стороны, непосредственный эффект запечатления внешнего воздействия, с другой – присоединяющуюся к этому эффекту работу ума, благодаря которой устанавливается сходство и различие видимых объектов.

Впервые он ставит вопрос о длительности психических актов, утверждая, что между раздражением зрительного органа и субъективным ощущением существует определенный промежуток времени, необходимый для передачи возбуждения по нервам.

Он указывал, что для полного восприятия объектов необходимо движение глаз – перемещение зри тельных осей. Ибн-аль-Хайсам подверг анализу зависимость зрительного восприятия от его длительности. Подметив, что при кратковременном предъявлении могут быть правильно восприняты лишь знакомые объекты, он сделал вывод: условием возникновения зрительного образа служат не только непосредственные воздействия световых раздражителей, но и сохраняющиеся в нервной системе следы прежних впечатлений.

Схема Ибн-аль-Хайсама не только разрушала теории зрения, доставшиеся в наследство от античных авторов, но и вводила новое объяснительное начало. Исходная сенсорная структура зрительного восприятия рассматривалась как производное от законов оптики, имеющих опытное и математическое основание, и от свойств нервной системы.

Ибн аль Хайсам родился в Басре, Ирак, в 965 году. О его ранних годах известно мало, за исключением того, что он служил в Басре в качестве визиря. Предпочитая науку политике, он проводил большую часть своего времени, изучая Аристотеля, Евклида и других греков, развивая свои собственные увлечения математикой, физикой и астрономией.

Вскоре он отправился в Каир, чтобы поступить на факультет , основанного халифом Хакимом. Рассказывают, что стоя перед Хакимом, он был так уверен в себе, что утверждал, что может достичь того, чего египтяне никогда не достигали: контролировать ежегодное наводнение Нила. Аль-Хаким с энтузиазмом финансировал его проект, и Ибн аль-Хайсам отправился в экспедицию.

Изучив мощный поток Нила на южной границе Египта, Ибн аль-Хайсам понял, что задача выходит за рамки его возможностей. Он объяснил это тем, что любая цивилизация, способная создавать такие чудеса инженерной мысли, как Великие пирамиды, несомненно, давно бы регулировала течение Нила, если бы это было возможно.

Он вернулся в Каир и, чтобы избежать ожидаемого гнева аль-Хакима, симулировал безумие. Он провел остаток своих дней, копируя рукописи в Доме знаний. Однако занятия наукой он не бросил. Ибн аль-Хайсам продолжал изучать математику, физику, астрономию и оптику.

В своей величайшей работе «Китаб аль-Маназир» («Книга оптики») он отразил свои исследования о природе света и сделал величайшие открытия, опровергнув идеи Евклида и Птолемея. В своих трудах ученый смог объяснить феномен зрения как процесса, в котором лучи, поступающие в глаз от объектов, формируют внутри хрусталика изображение.

Он пришел к своему заключению с помощью экспериментов, в которых использывались линзы, зеркала и «камера-обскура», что с латыни переводится как просто «темная комната». Ибн аль-Хайсам отказался принимать труды тех, кто был до него, полагаясь вместо этого на свои собственные эксперименты и накопленные данные.

"Человек, изучающий науку с целью познать истину, должен превратиться в враждебного критика всего, что он изучает" , - заметил он в труде «Аль-Шукук аля Батламьюс» («Сомнения в отношении Птолемея»). - «Он должен критиковать это с любой точки зрения и во всех ее аспектах. И хотя он, таким образом, занимается критикой, он также должен с подозрением относиться к себе».

Также Ибн аль-Хайсаму принадлежит ряд сочинений по астрономии и геодезии: «О свете светил», «О формах затмений», «О движении Луны», «Об определении полюса с наивысшей точностью», «О параллаксе Луны», «О часовых линиях», «О сущности следов, видимых на поверхности Луны», «Об определении меридиана по одной тени», «О горизонтальных солнечных часах», «О различиях в высотах светил», «О способах наблюдений», «Об определении азимута киблы», «Об определении расстояния между двумя городами с помощью геометрии» и др.

А в «Книге о форме мира» Ибн аль-Хайсам развивает излагавшуюся ал-Фаргани и ал-Хазином идею о массивных эфирных орбитах планет.

Ася Гагиева

Также по этой теме читайте:

Мусульманский ученый, предвосхитивший открытия Коперника

Арабский ученый, жил при дворе халифа Гакема в Каире. Написал труд по физиологической и геометрической оптике «Сокровище оптики» (7 кн., переведен на латинский язык в ХII в., 1-е печатное издание в 1572), оказавший большое влияние на развитие оптики. Труды по математике, астрономии. Комментатор Аристотеля, Евклида, Галена. Когда до египетского халифа Гакема дошел слух о том, что Ибн ал-Хайсамом составлен проект регулирования вод Нила путем постройки плотины ниже Асуана, он пригласил ученого в Египет. Однако на месте Ибн ал-Хайсам убедился в невозможности осуществления этого проекта при технических средствах того времени. Узнав об этом, халиф разгневался на ученого, подверг его домашнему аресту и конфисковал его имущество. Для спасения жизни Ибн ал-Хайсам был вынужден симулировать сумасшествие до самой смерти ал-Хакима. При его преемниках он получил свободу и жил в почете в Каире до самой смерти. В «Книге комментариев к введениям в "Начала" Евклида» Ибн ал-Хайсам пытался доказать пятый постулат Евклида. Доказательство его было ошибочно, но он впервые рассмотрел т. н. «четырехугольник Ламберта», у которого три внутренних угла – прямые. Он сформулировал три возможных варианта для четвертого угла: острый, прямой, тупой. Обсуждение этих трех гипотез многократно возникало в позднейших исследованиях пятого постулата. В трактате «Об измерении параболического тела» Ибн ал-Хайсам приводит формулы для суммы последовательных квадратов, кубов и четвертых степеней, и ряд других формул для сумм рядов. С помощью этих формул он проводит вычисление, равносильное вычислению определённого интеграла. В трактате «Об изопериметрических фигурах» Ибн ал-Хайсам сделал попытку доказать, что круг имеет самую большую площадь из всех фигур равного периметра, а шар – самый большой объем из всех тел с равными поверхностями. Ему принадлежат также сочинения «О квадратуре круга», «Об измерении шара», «О построении семиугольника», «О построении пятиугольника, вписанного в квадрат», «О свойствах высоты треугольника», «О циркуле для конических сечений», «Об извлечении кубического корня», «О параболе», «О гиперболе», «О магическом квадрате». Известно также, что он применял геометрические методы к решению уравнений 4-й степени. В оптике утверждал, что источником световых лучей являются светящиеся предметы, а не глаз, как полагали древнегреческие ученые. Приближаясь к правильной формулировке законов преломления и отражения света, установил, что падающий и отраженный лучи находятся в одной плоскости с перпендикуляром в точке падения к плоскости раздела между средами. Показал, что угол падения не пропорционален углу преломления. Более основательно, чем Птолемей, рассмотрел явление астрономической рефракции. Оценив угол погружения Солнца под горизонт в момент начала утренних сумерек, определил высоту земной атмосферы в 52000 шагов. Первым упомянул об увеличительном действии стеклянного сферического сегмента. Считается одним из основоположников экспериментального метода в науке. Тщательные эксперименты он сочетал со строгим математическим доказательством своих выводов. В честь ученого назван кратер на Луне.

Абу Али ал-Ха-сан ибн ал-Хай-сам ал-Бас-ри /965, Бас-ра – 1039, Ка-ир/ — вы-да-ю-щий-ся уче-ный араб-ско-го Вос-то-ка. Бла-го-да-ря сво-им спо-соб-нос-тям он за-ни-мал в род-ной Бас-ре долж-ность ви-зи-ря. Од-на-ко лю-бовь к на-уке по-бу-ди-ла его оста-вить по-ли-ти-чес-кую карь-е-ру. Сред-не-ве-ко-вый си-рий-ский уче-ный ибн Аби Усай-би упо-ми-на-ет в сво-ем «Ис-точ-ни-ке све-де-ний о раз-лич-ных клас-сах вра-чей» 92 со-чи-не-ния ибн ал-Хай-са-ма, из них 89 по-свя-ще-ны ма-те-ма-ти-ке, аст-ро-но-мии, оп-ти-ке и ме-ха-ни-ке.

Ибн ал-Хай-сам пы-тал-ся до-ка-зать пя-тый пос-ту-лат Ев-к-ли-да. До-ка-за-тельст-во его бы-ло оши-боч-но, но он впер-вые рас-смот-рел так на-зы-ва-е-мый «че-ты-рех-уголь-ник Лам-бер-та», у ко-то-ро-го три внут-рен-них уг-ла - пря-мые. Он сфор-му-ли-ро-вал три воз-мож-ных ва-ри-ан-та для чет-вер-то-го уг-ла: ост-рый, пря-мой, ту-пой. Об-суж-де-ние этих трех ги-по-тез мно-го-крат-но воз-ни-ка-ло в позд-ней-ших ис-сле-до-ва-ни-ях пя-то-го пос-ту-ла-та.

В трак-та-те «Об из-ме-ре-нии па-ра-бо-ли-чес-ко-го те-ла» ибн ал-Хай-сам при-во-дит фор-му-лы для сум-мы по-сле-до-ва-тель-ных квад-ра-тов, ку-бов и чет-вер-тых сте-пе-ней, и ряд дру-гих фор-мул для сумм ря-дов. С по-мощью этих фор-мул он при-во-дит вы-чис-ле-ние, рав-но-силь-ное вы-чис-ле-нию опре-де-лен-но-го ин-тег-ра-ла.

В трак-та-те «Об изо-пе-ри-мет-ри-чес-ких фи-гу-рах» ибн ал-Хай-сам сде-лал по-пыт-ку до-ка-зать, что круг име-ет са-мую боль-шую пло-щадь из всех фи-гур рав-но-го пе-ри-мет-ра, а шар – са-мый боль-шой объ-ем из всех тел с рав-ны-ми по-верх-нос-тя-ми.

Ему при-над-ле-жат так-же со-чи-не-ния «О квад-ра-ту-ре кру-га», «Об из-ме-ре-нии ша-ра», «О по-стро-е-нии се-ми-уголь-ни-ка», «О по-стро-е-нии пя-ти-уголь-ни-ка, впи-сан-но-го в квад-рат», «О свойст-вах вы-со-ты тре-уголь-ни-ка», «О цир-ку-ле для ко-ни-чес-ких се-че-ний», «Об из-вле-че-нии ку-би-чес-ко-го кор-ня», «О па-ра-бо-ле», «О ги-пер-бо-ле», «О ма-ги-чес-ком квад-ра-те». Из-вест-но так-же, что он при-ме-нял гео-мет-ри-чес-кие ме-то-ды к ре-ше-нию урав-не-ний 4-й сте-пе-ни.

Уче-но-го час-то име-ну-ют «от-цом оп-ти-ки». Ему при-над-ле-жит фун-да-мен-таль-ный труд «Кни-га оп-ти-ки» в 7-ми кни-гах. В об-лас-ти фи-зио-ло-ги-чес-кой оп-ти-ки он да-ет опи-са-ние стро-е-ния гла-за и на опыт-ной ос-но-ве до-ка-зы-ва-ет оши-боч-ность те-о-рий Пла-то-на и Ев-к-ли-да о све-те как о лу-чах, ко-то-рые ис-пус-ка-ют-ся гла-зом и «ощу-пы-ва-ют» пред-ме-ты. Ибн ал-Хай-сам вы-дви-нул свою те-о-рию, со-глас-но ко-то-рой «ес-тест-вен-ный свет и цвет-ные лу-чи вли-я-ют на глаз», а «зри-тель-ный об-раз по-лу-ча-ет-ся при по-мо-щи лу-чей, ко-то-рые ис-пус-ка-ют-ся ви-ди-мы-ми те-ла-ми и по-па-да-ют в глаз». Он счи-тал, что каж-дой точ-ке на-блю-да-е-мо-го пред-ме-та мож-но по-ста-вить в со-от-вет-ст-вие не-ко-то-рую вос-при-ни-ма-ю-щую точ-ку гла-за. Он да-же дал пра-виль-ное пред-став-ле-ние би-но-ку-ляр-но-го зре-ния. На-ко-нец, он вы-ска-зал пред-по-ло-же-ние о ко-неч-нос-ти ско-рос-ти све-та.

Сре-ди опы-тов, про-ве-ден-ных уче-ным, вы-де-ля-ют-ся опы-ты с ка-ме-рой-об-ску-рой, опы-ты по пре-лом-ле-нию све-та и экс-пе-ри-мен-ты с раз-лич-ны-ми ви-да-ми зер-кал.

В XII ве-ке его «Кни-га оп-ти-ки» бы-ла пе-ре-ве-де-на на ла-тин-ский язык под на-зва-ни-ем «Со-кро-ви-ще оп-ти-ки» («Opticae thesaurus») и ока-за-ла боль-шое вли-я-ние на раз-ви-тие оп-ти-ки в Ев-ро-пе. Ис-сле-до-ва-тель со-ста-вил так-же ряд трак-та-тов о за-жи-га-тель-ных стек-лах и трак-та-ты «О све-те Лу-ны», «О га-ло и ра-ду-ге», «О свойст-вах те-ней».

Ве-лик вклад ибн ал-Хай-са-ма и в аст-ро-но-ми-чес-кую на-уку. Его пе-ру при-над-ле-жит ряд со-чи-не-ний по аст-ро-но-мии: «О све-те све-тил», «О фор-мах за-тме-ний», «О дви-же-нии Лу-ны», «О ча-со-вых ли-ни-ях», «О сущ-нос-ти сле-дов, ви-ди-мых на по-верх-нос-ти Лу-ны», «Об опре-де-ле-нии ази-му-та киб-лы», «Об опре-де-ле-нии ме-ри-ди-а-на по од-ной те-ни», «О го-ри-зон-таль-ных сол-неч-ных ча-сах», «О раз-ли-чи-ях в вы-со-тах све-тил», «О спо-со-бах на-блю-де-ний», «Об опре-де-ле-нии рас-сто-я-ния меж-ду дву-мя го-ро-да-ми с по-мощью гео-мет-рии» и др.

В «Кни-ге о фор-ме ми-ра» ибн ал-Хай-сам раз-ви-ва-ет из-ла-гав-шу-ю-ся ал-Фар-га-ни и ал-Ха-зи-ном идею о мас-сив-ных эфир-ных ор-би-тах пла-нет.

Уче-ный по пра-ву счи-та-ет-ся од-ним из ос-но-во-по-лож-ни-ков экс-пе-ри-мен-таль-но-го ме-то-да в на-уке. Тща-тель-ные экс-пе-ри-мен-ты он со-че-тал со стро-гим ма-те-ма-ти-чес-ким до-ка-за-тельст-вом сво-их вы-во-дов.

Ин-те-рес-ные фак-ты: Од-наж-ды фа-ти-мид-ский ха-лиф Егип-та ал-Ха-ким /996-1021/ узнав о том, ибн ал-Хай-сам со-ста-вил про-ект ре-гу-ли-ро-ва-ния вод Ни-ла с по-мощью пло-ти-ны юж-нее го-ро-да Асу-ан, при-гла-сил его в Еги-пет. Но, при-быв на мес-то, уче-ный убе-дил-ся, что со-вре-мен-ный уро-вень тех-ни-чес-ких средств не по-зво-ля-ет ре-а-ли-зо-вать этот про-ект (Справ-ка: стро-и-тельст-во Асу-ан-ской пло-ти-ны ста-ло воз-мож-ным толь-ко в се-ре-ди-не XX ве-ка). Ха-лиф раз-гне-вал-ся на не-го и кон-фис-ко-вал иму-щест-во, а са-мо-го уче-но-го под-верг до-маш-не-му арес-ту. Зная жес-то-кость ал-Ха-ки-ма, уче-ный был вы-нуж-ден при-тво-рять-ся су-мас-шед-шим, что-бы со-хра-нить свою жизнь. Что-бы иметь средст-ва к су-щест-во-ва-нию, он не-сколь-ко лет пе-ре-пи-сы-вал кни-ги по ма-те-ма-ти-ке и точ-ным на-укам, и толь-ко пос-ле смер-ти ха-ли-фа смог вер-нуть-ся к нор-маль-ной жиз-ни. Остав-шу-ю-ся жизнь он про-жил в по-че-те, за-ни-ма-ясь на-ука-ми и умер в Ка-и-ре в 1039 го-ду.

В сред-не-ве-ко-вой Ев-ро-пе он из-вес-тен под име-нем «аль-Ха-зен» («Alhazen»). В честь не-го на-зван кра-тер на Лу-не.

По ма-те-ри-а-лам: Мат-ви-ев-ская Г.П., Ро-зен-фельд Б.А. Ма-те-ма-ти-ки и аст-ро-но-мы му-суль-ман-ско-го сред-не-ве-ковья и их тру-ды (VIII-XVII вв.). т.2. М., «На-ука», 1983.