دوشنبه ۱۰ شهریور ۱۳۹۳
بر خط: 2465
Bashgah.net باشگاه اندیشه

بــاشگاه مـــن

295 بازدید
ابن هیثم

زندگی نامه

اسم: محمد بن الحسن بن الحسن بن الهیثم أبو علی البصری

لقب: ابن الهیثم

میلاد: 354 ق

وفات: 430 ق

اقامتگاه: عراق _ مصر

اِبْنِ هِیْثَم، ابوعلی حسن بن حسن بن هیثم بصری، مهندس بصری معروف به ابن هیثم که در غرب در آثار لاتینی سده‌های میانه به آونتان یا آوناتهان و بیشتر به آلهازن شناخته می‌شود، از دانشمندان سرشناس جهان اسلام است.

ابن هیثم اصلاً از بصره (که در آن زمان تحت فرمانروایی دودمان آل‌بویه ایرانی عراق بوده و جزئی از ایران به شمار می‌رفت) برخاست. وی اهل خوزستان بود و در شهر وهیشت‌اردشیر (اهواز) اقامت داشت، او درعلوم ریاضی، حساب و هندسه، مثلثات، جبر، الابصار و غیره، استادی ماهر و صاحب ابتکار بود.

بنا به قولی چون مردی آزاد اندیش و در نژاد ایرانی خویش متعصب بود، با فرقه ملیون همدست شد. زیر فشار عمال خلیفه، زادگاه خود را ترک کرد و به مصر رفت و به دربار فاطمیان که یکی از ایرانیان زرتشتی تأسیس کرده بود، پیوست.

ابن هیثم از راه استنساخ کتابهای ریاضی روزگار می‌گذرانید. چون به علم شهرت یافت، الحاکم بامرالله علوی خلیفه‌ی فاطمی مصر مشتاق دیدار او شد و ابن‌هیثم سفر آغاز کرد. وقتی که به مصر وارد شد، خلیفه تا مسافتی از قاهره در موضعی به نام خندق به استقبالش شتافت.

ابن‌هیثم، پس از اندک توقفی، خواست تا آنچه را درباره‌ی‌ آب نیل اندیشیده بود به عمل درآورد. او مدت‌ها در این اندیشه بود که اگر در ناحیه‌ی آسوان سدی بسته شود، آب نیل تنظیم شود و از زیادی و کاستی باز ایستد. بدین تصور راه سرچشمه‌ی نیل پیش گرفت. چون به آثار باستانی مصر، با آن همه عظمت و صنعت رسید، باخود اندیشید که اگر این کار شدنی بود معماران و مهندسانی آن‌چنان از انجام آن غفلت نمی‌کردند. بنابراین، در عزم او سستی پدید آمد و به قاهره بازگشت.

پس از چندی از خلیفه بیمناک شد و برای این که از خشم او در امان ماند چندی خود را به دیوانگی زد، تا آن‌گاه که الحاکم وفات یافت و او نیز بار دیگر خرد خویش آشکار کرد.

به روایت شیخ علم‌الدین قیصر بن ابی‌القاسم مهندس، ابن هیثم در بصره ــ که در آن سالها زیر فرمان آل بویۀ عراق بود ــ شغلی دیوانی داشت که از آن به وزارت بصره تعبیر شده است و چون پرداختن به علم را از آن کار دوست‌تر می‌دانست، سرانجام تظاهر به جنون کرد تا وی را عزل کردند و وی سپس به مصر رفت. به گفتۀ قفطی سفر ابن هیثم به مصر به تشویق و وعدۀ الحاکم فاطمی فرمانروای مصر روی داد و البته بعید نیست که ابن هیثم اصلاً به امید اجرای طرح خود برای تنظیم آب نیل و برخورداری از کرم الحاکم آن تمهید را اندیشیده باشد. چه، به روایت همو، خلیفۀ فاطمی پس از اطلاع از این طرح، مالی برای ابن هیثم به آن دیار رسید، خلیفه خود به استقبال او بیرون شد و دانشمند را گرامی داشت. ابن هیثم اندکی بعد در رأس گروهی از مهندسان به بررسی نیل و مجرای آن در بخش مرتفع جنوب مصر پرداخت، اما با مشاهدۀ آثار و ابنیه‌ای که مصریان براساس طرحهای دقیق هندسی ساخته بودند، دریافت که اگر اجرای طرحی که او در اندیشه داشت، ممکن بود، این مصریان فرهیختۀ دانا به هندسه و ریاضیات، البته پیش‌تر به آن دست می‌زدند.

بررسی چگونگی مرتفعات اسوان که نیل از آن می‌گذرد، نیز این نتیجه‌گیری را تأیید کرد. از این‌رو نزد خلیفه به ناکامی خود اعتراف کرد. ظاهراً خلیفه واکنش تندی از خود نشان نداد، اما چنین می‌نماید که از این ناکامی چندان خشمناک شده بود که ابن هیثم را به جای آنکه در جایی چون دارالحکمۀ قاهره، در کنار کسانی مانند ابن یونس منجم به کار بگمارد، به شغلی دیوانی گماشت. ابن هیثم با آنکه از بیم این فرمانروای خونریز، به این شغل گردن نهاد، ولی برای رهایی از آن چاره در این دید که باز تظاهر به جنون کند. از این‌رو خلیفه اموال او را مصادره کرد و کسی را به قیمومتش گماشت و در خانه‌اش محبوس کرد. چون الحاکم درگذشت (411ق/1020م)، ابن هیثم نیز از تظاهر به جنون دست برداشت و آزاد شد و اموالش را باز پس گرفت. وی نزدیک الازهر قاهره مقام گزید و بقیۀ عمر را به تدریس و تألیف سپری کرد و از طریق استنساخ کتاب روزی خود را به دست می‌آورد.

بیهقی بر آن است که ابن هیثم رساله‌ای دربارۀ تنظیم آب نیل نوشت و به مصر رفت، اما الحاکم از همان آغاز ورود او، پس از بررسی طرح مذکور، آن را کم فایده و پرهزینه خواند و با ابن هیثم درشتی کرد. ابن هیثم از بیم خلیفه شبانه به شام گریخت و به خدمت یکی از امرای آن دیار درآمد به رغم بخششهای این امیر به مختصری قناعت کرد و یکسره به کارهای علمی پرداخت، اما شهرزوری پس از تکرار سخن بیهقی، به نقل روایت دیگری می‌پردازد که بر پایۀ آن، ابن هیثم نخست در شام می‌زیسته و از آنجا به مصر رفته است. از سوی دیگر به نظر نمی‌رسد که ابن هیثم همۀ عمر را پس از مرگ الحاکم در قاهره مانده باشد. چه، از پاسخی که به یک سؤال هندسی در 418ق در بغداد داده، معلوم می‌شود که لااقل در آن سال در بغداد بوده، ولی دوباره به مصر بازگشته، زیرا قاضی ابوزید عبدالرحمن بن عیسی او را در 430ق/1039م در آن دیار دیده بوده است.

از تاریخ درگذشت ابن هیثم اطلاعی در دست نیست. غالب نویسندگان مرگ او را در حدود سال 430ق یا پس از آن در قاهره دانسته‌اند. به گفتۀ بیهقی چون به سختی بیمار شد و دانست که عمرش به سر آمده، خود روی به کعبه خوابید و ذکر حق گفت و در قاهره درگذشت.

ابن هیثم به روزگاری برآمد که اوج شکوفایی علوم در تمدن اسلامی به شمار است. وی از میراث علمی عظیمی که از تمدنهای کهن‌تر به جهان اسلام راه یافته و به دست دانشمندان برجسته‌ای شرح و بسط داده شده بود، بهره‌ها برد.

زندگی نامه علمی

ابن‌هیثم از بزرگترین دانشمندان اسلامی است، به خصوص در نورشناسی مقامی ارجمند دارد. شماره‌ی تألیف‌های او را در ریاضی و فیزیک و اخترشناسی، حدود صد کتاب و رساله می‌دانند که متأسفانه قسمت عمده‌ی آن‌ها از میان رفته است. وی را به خاطر آزمایش‌های دقیقی که درباره‌ی نور انجام داده است، مرد روش علمی نیز نامیده‌اند.

اکتشافات علمی ابن‌هیثم

1) نخستین اصل دینامیک

ابن هیثم در پژوهش‌های خود دربارهِ حرکت اجرام سماوی و نیز در علم ایست‌شناختی به کشف اصلی در دینامیک نایل آمد که از آن به نام اصل جبر یا اصل لختی(اینرسی) یاد می‌شود و آن چنین است که اگر نقطه‌ای مادی لخت باشد یعنی تحت تأثیر هیچ نیرویی واقع نشود، اگر ساکن است همواره ساکن می‌ماند و اگر در حال حرکت است، حرکتش مستقیم ‌الخط و یکنواخت خواهد بود. البته، در کشف این اصل ابن‌سینا نیز، که معاصر ابن‌هیثم بود، سهیم است، زیرا او نیز با برهان‌های فلسفی صحت این عمل را مستدل کرده است.

باید متوجه بود که پیشینیان حرکت را به دو نوع تقسیم می‌کردند: بالطبع و قسری. حرکت قسری ناشی از اعمال نیرویی خارجی بر جسم است، نیرویی خارجی موجب می‌شود که جسم به طور کمی و کیفی حرکتی جز آنچه به اقتضای طبع خواهد داشت پیدا کند. حرکت بالطبع حرکتی است که مقتضای طبیعت جسم صورت می‌گیرد. فی‌المثل حرکت سنگی را در نظر می‌گیریم که اگر رهایش کنیم به حکم طبیعت ذاتی (البته به عقیده‌ی پیشینیان) به پایین حرکت می‌کند، ولی اگر بخواهیم کاری کنیم که به سوی بالا حرکت کند باید ضربه ای بر آن وارد کنیم. پس از آن‌که ضربه وارد کنیم، به تناسب نیرویی که بر اثر آن ضربه وارد می‌شود، و تناسب موانع و عواقبی که در کار است، آن سنگ مقداری مسافت به سوی بالا می‌پیماید، ولی در نهایت امر برمی‌گردد.

از این مثال دو مسئله اساسی مطرح می‌شود که مباحثه‌های فلاسفه نیز ازهمین ناشی می‌گردد. مسئله‌ی نخست اینکه عامل بالابرنده چیست؟ هر حرکت نیازمند به محرک است، آن گاه که سنگ رو به پایین حرکت می‌کند عامل تحرک سنگ، طبیعت و یا میل طبیعی سنگ است، پس یک نیرویی درونی سنگ را به حرکت درمی‌آورد. ولی آن‌گاه که به سوی بالا می‌رود عامل محرک چیست؟

از نظر ارسطو، برای اینکه جسم حرکت داشته باشد، باید همواره نیرو، یعنی عامل محرک از متحرک محال است. در توجیه عامل در حرکت قسری سنگ چنان معتقد بود که با اعمال ضربه به سنگ موجی در جهت آن ضربه در هوای مجاور پیدا می‌شود و سنگ در هوا مجموع حکم جسم واحد متصلی را پیدا می‌کند. پس هوا سنگ را از جلو به سوی خود می‌کشد، و یا برعکس، هوا می‌ماند و سنگ می‌رود. ولی هوایی که می ماند نقش مقاومت را در مقابل سنگ ایفا می‌کند، یعنی هوا سنگ را از پشت سر می‌راند. تبیین ارسطو برای حرکت پرتابه‌ها ذهن دانشمندان فلاسفه را ارضا و اقناع نمی‌کرد.

ابن‌هیثم و ابن‌سینا نظریه‌دیگری درست در مقابل نظریه ارسطو ابراز کرده و بر این عقیده بودند که ضربه‌ی وارده موجب پیدایش یک میل برخلاف طبیعی و در جهت موافق ضربه‌ی در جسم می‌شود و آنچه سنگ را بالا می‌برد همان پل و کشش و فشار است که محصول ضربه است.

مسئله دوم مربوط به عدم دوام حرکات بود. چرا سنگ در مثال بالا پس از مدتی به بالا می‌رود و به تدریج حرکتش کندتر می‌شود جایی که در یک نقطه لحظه‌ای درنگ می‌شد و سپس به سوی زمین باز می‌گردد؟ آیا این است که عایق و مانعی در کار است؟ وقتی مقاومت هوا مانع حرکت است یا علت‌های دیگری در کار است. ابن‌هیثم و ابن‌سینا این علت را ناشی از مقاومت هوا می‌دانستند، یعنی اگر مقاومتی در کار نباشد، سنگ حرکت خود را تا ابد حفظ خواهد کرد، اگر چه این حرکت قسری یعنی در خلاف جهت حرکت طبیعی آن جسم باشد. ابن‌سینا این مطلب را در قالب جمله کوتاهی بیان کرده و می‌گوید:« اگر تصادم هوا نمی‌بود، سنگ پرتاب شده تا سطح فلک به حرکت خود ادامه می‌داد.» تعبیری که ابن‌هیثم و ابن‌سینا در مورد حرکت قسری کرده‌اند منتهی به اصل جبر و یا اصل لختی می‌شود که هفت قرن بعد با آزمایش‌های عدیده‌ای توسط گالیله و نیوتن تأیید گردید.

2) نظریه‌ی موجی انتشار نور

پیش از پرداختن به اصل مطلب لازم است به نکاتی درباره ماهیت نور اشاره شود. نورچیست؟ موج است یا ذره؟این مشکل به عنوان مسئله‌ی پیچیده‌ای در قرون هفدهم و هجدهم مورد بحث دانشمندان برجسته‌ی مغرب زمین بود. این دو چشم‌انداز همزمان در فیزیک کلاسیک ظاهر شدند و دوران سختی را سپری کردند. نیوتن که از نظریه‌ی ذره‌ای نور دفاع می‌کرد، معتقد بود که اجسام درخشان چشمه‌ای از ذرات نور هستند.

هم‌زمان با او، هویگنس (Huygens) تابش نور را نتیجه‌ی پخش موج در اثر پیرامون آن‌ها می‌پنداشت. مناقشه‌ها و مباحثی بین طرفداران این دو نظریه برای مدتی بیش از یک‌صد سال در گرفت. سرانجام در اوایل قرن نوزدهم نظریه‌ی موجی نور با آزمایش‌ها و تجربه‌های بسیار، که توسط یانگ (Young) و فرنل (Fresnel) انجام شد، تأیید گردید. نظریه‌ی الکترومغناطیسی امواج نورانی، که به وسیله‌ی ماکسول (Maxwell) ارائه شد، خود شاهدی بر نظریه‌ی موجی نور بود.

ولی هنوز پنجاه سال نگذشته بود که نظریه‌ی ذره‌ای دیگر بار نیروی تازه گرفت.

زیرا پدیده‌ی فتوالکتریک (Photoelectric effect) که نظریه‌ی ‌ موجی از تفسیر آن عاجز بود، به کمک نظریه‌ی ذره‌ای به روش شگفت‌انگیزی تعبیر شد. به تدریج فیزیکدان‌ها متقاعد شدند که برای نور مشابهتی بین انتشار به صورت امواج و انتقال به وسیله‌ی حرکت مشهود است که می‌توان باکمک آن نور را به صورت دوگانگی موجی یا ذره‌ای تعبیر کرد.

هویگنس، برای اینکه ثابت کند که نور جسم نیست، به تشبیه نور به آتش پرداخته و از این تشابه و تطبیق برای ارائه‌ی نظریه‌ی خود استمداد جسته است و می‌گوید: « نور از جنس آتش است، چه در زندگی روزانه می‌بینیم که نور از آتش به وجود آمده و به آتش هم می‌تواند تبدیل شود، زیرا اگر نور را به آینه‌ی مقعری بتابانیم در یک نقطه جمع شده، اجسام را می‌سوزاند»

ابن‌هیثم همین مطلب را چند قرن قبل از هوینگس عنوان می‌کند و می‌نویسد:« نوری که از جسم نورانی خارج می‌شود، در ذات از جنس آتش است، زیرا اگر نور خورشید را به آینه‌ی مقعری بتابانیم حرارت آن در یک نقطه جمع می‌شود و اگر در این نقطه جسم قابل احتراقی موجود باشد، آن را می‌سوزاند و نیز اگر نور آفتاب مدتی در هوا به جسم دیگری بتابد آن را گرم می‌کند»

هویگنس در مورد انتشار نور می‌گوید: « آتش و شعله، که عامل تولید نور هستند، بدون شک دارای حرکت‌های سریعی هستند، و این حرکت‌ها در محیط مادی، که مجاور جسم نورانی قرار دارد، تأثیر کرده آن را به حرکت درمی‌آورد و این حرکت از جزوی به جزو دیگر ماده‌ی موجود در فضا انتقال یافته و به این ترتیب نور انتشار پیدا می‌کند. بنابراین انتشار نور شبیه به انتشار صوت است، زیرا انتشار صوت نیز به واسطه‌ی انتقال حرکت از جزوی به جزو دیگر هوا صورت می‌گیرد»

ابن‌هیثم نظریه‌ای مشابه با این نظریه برای انتشار نور پیشنهاد می‌دهد و چنین می‌نویسد: « طرز انتشار نور در محیط شفافی که مجاور با منبع نور می‌باشد این‌طور است که نور از هر یکی از نقاط جسم نورانی به‌طور خطوط مستقیم ولی در امتداد کروی منتشر می‌گردد، تا جایی که پایان یابد و دیگر قادر به انتشار نباشد و مقصود از امتداد این است که جزو مجاور منبع نور شبیه به خود جسم نورانی می‌شود و حکم منبع نور را پیدا کند و جزوی که بلافاصله پس از آن قرار گرفته شبیه به جزو اول می‌شود، به همین ترتیب این عمل ادامه دارد تا کم‌کم نور محو شود و یا به جسم کدری جذب گردد»

اصل نظریه موجی نور بر مبنای همین گفته‌ی ابن‌هیثم قرار گرفته است، بدین معنی که هر جا منبع نور قرار گرفته باشد، اجزای مجاور آن شبیه به خود منبع نور می‌شود و آن‌ها را می‌توان به منزله‌ی یک منبع نور مستقل فرض کرد. هم چنین اجزایی که بلافاصله پس از آن‌ها قرار گرفته‌اند باز شبیه به اجزای پشین می‌شوند و به همین ترتیب هر نقطه از فضا را می‌توان مرکز کره‌هایی تصور کرد، که اشعه‌ی نورانی اشعه‌ی این کره‌ها را تشکیل می‌دهند و همین‌طور هر جزوی جزو بعدی را در امتداد اشعه‌ی کره تحت تأثیر قرار می‌دهد تا وقتی که نور محو شود، یا به جسم کدری جذب گردد.

3) انتشار نور به خط مستقیم

یکی از اصول مهم مبحث نور، انتشار نور به خط مستقیم است، مشروط بر این که محیط انتشار متجانس باشد. مقصود از محیط متجانس محیطی است که از لحاظ شفافیت یکسان و متشابه باشد. در این صورت نور به خط مستقیم منتشر می‌شود. برای مثال، نور خورشید که به زمین می‌آید، از قشرهای مختلف به چگالی مختلف می‌گذرد. بنابراین محیط انتشار دیگر حکم محیط شفاف متجانس و متشابه را نخواهد داشت.

ابن‌هیثم به این اصل مهم نیز توجه می‌کند و چنین می‌گوید:« نور به خط مستقیم سیر می‌کند، به شرط این که محیط انتشار همه جا از حیث شفافیت متشابه باشد». وی حرکت نور را به خط مستقیم چنین تشریح می‌کند: « در خانه تاریکی که فضای آن را غبار و یا دود احاطه کرده است، هر گاه از روزنه در یا سوراخ نور به آن‌جا بتابد ملاحظه‌ می‌شود که نور از آن سوراخ تا محلی که نور افتاده خط مستقیم‌الخط پیدا کرده است.»

ابن‌هیثم به همین بسنده نمی‌کند، بلکه به منظور تشخیص حرکت مستقیم‌ نور به تجربه‌ای می‌پردازد که مشابه آن چند قرن پس از وی توسط بازن (Basin) فیزیکدان فرانسوی انجام شد.

4) تقسیم‌بندی چیزها بر اساس توانایی انتقال نور

ابن‌هیثم چیزها را از نظر تأثیر نور به دو دسته شفاف و کدر تقسیم کرده است. چیزهای کدر، به چیزهایی گفته می‌شود که نور نمی‌تواند از آن‌ها عبور کند مانند چوب و سنگ و غیره. چیزهای شفاف، به چیزهایی گفته می‌شود که نور از آن‌ها به خوبی عبور می‌کند. مانند شیشه و هوا. وی چنین می‌نویسد: «اگر شخصی در محل تاریکی قرار گرفته و در مقابل او چیز نورانی وجود داشته باشد، چشم در صورتی می‌تواند آن چیز را مشاهده کند که جسم کدری بین آن چیز و چشم قرار نگرفته باشد. در غیر این صورت، اگر چیز کدری در این فاصله باشد، چشم چیز نورانی را نخواهد دید.» در جای دیگر می‌نویسد: «هوا چیزی است شفاف، اگر نور خورشید بر آن بتابد به واسطه شفافیتی که دارد، نور از آن عبور می‌کند.»

5) تعبیر مکانیکی انعکاس نور

فیزیکدانان اروپایی، از زمان دکارت تاکنون، برای اینکه قانون‌های انعکاس نور را با فرض ذره‌ای تفسیر کنند، به یک رشته تعبیرات مکانیکی پرداخته‌اند. برای مثال، می‌گویند همان‌گونه که توپ لاستیکی در موقع برخورد با دیوار منعکس می‌شود، برای نوری که چون ذره تصور شود، این کیفیت انعکاس به سهولت قابل تطبیق خواهد بود. یعنی اگر نور نیز به جسم صیقلی مانند آینه تابید، منعکس می‌شود. اروپایی‌ها این مقایسه بین ذره و نور و یک جسم مادی را برای تفسیر انعکاس به دکارت نسبت می‌دهند و حال آنکه ابن‌هیثم چند قرن پیش از دکارت این مقایسه را به تفصیل شرح داده است.

ابن‌هیثم در تعبیر مکانیکی انعکاس نور چنین نوشته است: « همان‌طور که چیزهای طبیعی، اگر از محل مرتفعی ساقط شوند و هنگام سقوط به زمین سختی برخورد کنند بی‌درنگ برمی‌گردند، یا اگر جسمی را پرتاب کنیم و این جسم به دیوار تصادم کند، بی‌درنگ برمی‌گردد، به همین ترتیب نور، وقتی به اجسام صیقلی بتابد، منعکس می‌شود»

ابن‌هیثم به این توضیح مختصر اکتفا نمی‌کند، بلکه مطلب را با موشکافی مطالعه می‌کند و موارد و شرایط مختلف را متذکر می‌شود. برای مثال، می‌گوید: «همان‌طور که اگر زمین از خاک نرم پوشیده باشد، و چیزی را از محل بلندی ساقط کنیم، هنگام برخورد با زمین برنمی‌گردد و روی خاک باقی می‌ماند، به همین ترتیب نور نیز، وقتی که به چیز غیرصیقلی رسید، منعکس نمی‌شود و همچنین هر گاه چیز ساقط به چیزهایی مانند گچ و چوب که تا اندازه‌ای صلابت دارند برخورد کند، مقداری منعکس می‌شود، اما نه به آن اندازه که به چیز خیلی سختی مثل آهن تصادم کند، برای نور نیز همین وضعیت صادق است و چیزهایی که نیمه صیقلی هستند تا اندازه‌ای نور را منعکس می‌کنند»

انکسار نور

می‌دانیم که نور هنگامی که از محیط شفافی داخل محیط شفاف دیگری می‌شود خط سیر اولیه‌ی خود را از دست می‌دهد و امتداد دیگری اختیار می‌کند و به عبارت دیگر منعکس می‌شود و هر گاه محیط دوم غلیظ‌تر از محیط اول باشد، برای مثال اگر نور از هوا داخل آب شود، شعاع انکسار به خط عمود نزدیکتر می‌شود. ابن‌هیثم برای این که علت انکسار یعنی تغییر امتداد شعاع نورانی را بیان کند به مقایسه‌ی مکانیکی یعنی گلوله‌ای که به سطح منکسر کننده پرتاب شود متوسل می‌گردد. که همین مقایسه و تعییر مکانیکی انکسار نور امروزه به نام دکارت معروف است. ابن‌هیثم برای اندازه گرفتن زاویه‌ی انکسار، با قرار دادن استوانه‌ی مدرجی در آب، تجربه‌های دقیقی انجام داده است. با آن که از تابع جیبی آگاه بود، چنان ترجیح می‌داد که با وتر کار کند. به عبارت دیگر، به احتمال قوی وی قانون سنل (Snell) را در مورد زاویه‌های کوچک، که در آن‌ها خود زاویه را می‌توان به جای جیب آن قرار داد، کشف کرده بوده است. ابن‌هیثم همچنین رابطه‌ی بین سرعت نور با غلظت اپتیکی محیط مطبق، مشتکل از قشرهای مختلفی به چگالی مختلف را به دست آورده و اظهار می‌کند: «سرعت نور در محیط‌های مختلف به نسبت عکس غلظت نوری آن‌هاست»

بنابراین، سرعت‌ بستگی به نسبت غلظت های نوری در محیط دارد. این نظریه به قانون شکست سنلیوس منتهی می‌شود. فرما (P.Fermat) ریاضیدان و فیزیکدان فرانسوی است که به بررسی سرعت نور در حالت شکست پرداخته است. هر چند که نور با سرعت ثابت منتشر می‌‌شود: با اختیار کوتاه‌ترین راه، سریع‌ترین راه را نیز برمی‌گزیند. در صورتی که سرعت به محیط عبور بستگی داشته باشد، کوهتاترین راه همیشه سریع‌ترین نیست. فرما با آزمایش‌های خود اصلی به دست آورد که امروزه به صورت زیر در کتاب‌های فیزیک آمده است:

ابن هیثم در حال آزمایش انکسار نور

نیوتن برای تفسیر و توجیه انکسار نور استدلالی می‌آورد که اساس آن متکی بر این فرض است که می‌گوید شعاع نور، وقتی از هوا داخل آن می‌شود، می‌توان حرکت آن را در حقیقت مرکب از دو حرکت دانست: یک حرکت به طور عمود بر سطح آب و دیگری در امتداد افقی و مماس با سطح آب و شعاع انکسار نتیجه‌ی این دو حرکت است.

این نظریه اساس نظریه‌ی ماکسول است که نور را دو حامل عمود بر هم می‌داند. ولی این نظریه با تمام دقتی که دارد از نظر ابن‌هیثم پوشیده نبوده است و ابن‌هیثم قرن‌ها پیش از نیوتن مستطیل سرعت‌ها را بر سطح منکسر کننده‌ تطبیق داده و درباره‌ی آن چنین نوشته است: « هر گاه نور به طور مایل از محیطی داخل محیط شفاف دیگری شود، می‌توان حرکت آن مرکب از دو حرکت دانست، یک حرکت در جهت عمود نافذ و حرکت دیگر در جهتی که عمود است بر عمود اول از مبداء نفوذ.»

سرعت نور

درباره‌ی سرعت انتشار نور، فلاسفه تا دهه‌ی دوم قرن هفدهم که نخستین اندازه‌گیری سرعت نور در آن زمان به عمل آمد، مباحثه‌هایی داشتند. از قبیل آن که آیا سرعت نور زیاد ولی محدود است یا این که انتشار نور به صورت اثر آنی (Action a Distance) است.

ابن‌ ‌سینا حدوث نور را آنی می‌داند و به عقیده‌ی او همین که مرئی روشن با چشم روبه‌رو شد، آنا استحاله‌ای در آن یافت می‌شود که عبارت از روشنایی است، ولی ابن‌هیثم برای نور حرکتی قائل است، برای مثال در کتابی چنین می‌نویسد: «نور در اجسام شفاف حرکتی در نهایت سرعت نفوذ می‌کند، به سمتی که این حرکت بر حس مخفی می‌ماند»

فوکو (G. Foucault) در سال 1850 به طور تجربی ثابت کرد که سرعت نور در یک مایع مثل آب کم‌تر از سرعت آن در هواست. این اصل با نظریه‌ی ذره‌ای متناقض بود، زیرا برای تعبیر انکسار نور بر اساس این نظریه باید فرض کرد که ذرات وقتی که به طور مایل به سطح مایع نزدیک می‌شوند، شتابی پیدا می‌کنند که در جهت قائم بر سطح است اگر مایع مقاومتی در برابر حرکت ذره نشان ندهد (محیط شفاف) این افزایش سرعت باقی می‌ماند. ولی اندیشه‌ی دقیق و ژرف‌نگر ابن‌هیثم قرن‌های قبل از فوکو به این اصل پی برده است. ابن‌هیثم این مطلب را بدون هیچ ابهامی تصریح کرده و می‌گوید: « هر گاه نور از جسم شفاف غلیظ خارج شده و داخل محیط رقیق شود حرکتش سریع‌تر و سهل‌تر می‌شود.»

کار مهم دیگر ابن‌هیثم درباره‌ی عدسی‌های مقعر و محدب و خواص فیزیکی آن‌ها بوده است. حتی او چرخ‌تراشی داشت که با آن عدسی‌ها و آینه‌های خمیده را برای تجربه‌های خود تهیه می‌کرد. از شرحی که وی در این‌باره نوشته چنین استنباط می‌شود که محور این چرخ تراش قائم بوده و شباهتی به چرخ کوزه‌گری داشته است.

ابن‌هیثم در انکسار نور در استوانه‌ها و کره‌های شیشه‌ای پژوهش‌هایی کرده و در فکر آن بوده است که در شتنمایی عدسیهای مسطح ـ محدب را اندازه بگیرد. ولی به نظر می‌رسد به این کار موفق نشده است.

تجربه‌ی اتاق تاریک

کار ابن‌هیثم در مورد اتاق تاریک (Camera Obscura) نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. او درباره‌ی عبور تصویر از دریچه‌ی اتاق تاریک بحث کرده و به تجربه ثابت کرده است که شعاع نورانی وقتی که از یک سوراخ باریک بگذرد و بر شیشه مات با پرده‌ی کدر بیفتد، تصویر معکوس نشان داده می‌شود و در عمل این پدیده علمی را با نشان دادن تصویر معکوس شمع به اثبات رسانیده است. وی حتی فرمولی برای به دست آوردن تصویر واضحی از یک جسم پیشنهاد می‌دهد.

فیزیولوژی چشم و عمل دیدن

افلاطون و عده‌ای از حکمای یونان چنان معتقد بودند که در فرایند دیدن، چشم اشعه‌ای به خارج می‌فرستد که به اجسام برخورد می‌کنند و بر اثر برخورد با آن اجسام، چشم را متأثر می‌نمایند و این به منزله‌ی تأثیر دست در برخورد با اجسام است. این عقیده‌ی نادرست قرن‌ها بر افکار علمی حکومت داشت. شعر زیر نیز بر اساس همین نظریه سروده شده است:

گویند حکیمان که رود خط شعاعی

از چشم سوی آن‌چه به چشم است برابر

تا خط شعاعی به بصر بازنگردد

در باصره مرئی نشود صورت مبصر

ولی ابن‌هیثم، مانند ابن‌سینا و ابوریحان بیرونی، بر این عقیده بود که در عمل دیدن، نور از جسم به چشم می‌رسد. به علاوه به تحلیل نقش چشم هم چون یک عدسی پرداخته و کوشیده است تا با ترکیب دانش پزشکی و دانش فیزیکی خویش، نشان دهد که عمل دیدن چگونه صورت‌پذیر می‌‌شود. ابن‌هیثم از تلفیق و تطابق نظریه‌های پزشکی جالینوس و تحقیق فیزیولوژی خود درباه‌ی چشم، به طرح (Scheme) ساختمان چشم با در نظر گرفتن لایه‌های مختلف تشکیل دهنده آن بر اساس ملاحظه‌های هندسی می‌پردازد. شکل زیر برش عرضی چشم را در طرح‌ریزی ابن‌هیثم نشان می‌هد.

ابن‌هیثم ضمن بحث در چگونگی دید چشم تحقیق جالبی در موضوع ادراک دارد. وی ادراک را یک حالت مرکب نفسانی می‌داند که از احساس شیء در خارج شروع می‌شود. شیء محسوس بعد از ورود در دماغ با صورتی مقایسه و یا بر آن منطبق می‌گردد که بر اثر تکرار و تمادی احساسات سابقی در حافظه ایجاد شده است. بعد از این دو مقدمه مرحلة حکم فرا می‌رسد. عمل ادراک در نفس به سرعت حاصل می‌شود و چون متشابعاً صورت می‌پذیرد شکل عادت می‌گیرد و بر سرعت آن افزوده می‌‌شود تا به جایی که حتی تصور استغراق زمان نمی‌رود و حال آن که هم احساس و هم انتقال آن به وسیلة اعصاب محتاج زمان است. چنان که دیده‌ایم در ادراک دو مرحله وجود دارد یعنی، مرحلة مقایسه و حکم در عمل نفسانی و احساس عمل جسمانی است.

هر احساس نوعی از انفعال و قسمی از الم است و این الم هنگامی دریافته می‌ِ‌شود که احساس شدید باشد، مانند احساس نور تند وگرنه در زمرة مسائل عادی است»

رنگ اجسام

ابن‌هیثم مانند ابن‌سینا بر این عقیده بود که نور و رنگ در حقیقت مجزا از هم می‌باشند و با تابش نور، رنگ، که بالقوه در اجسام موجود است، بالفعل می‌شود. در جدا بودن رنگ از نور بین حکمای اسلامی اختلافی نیست، جز آن که برخی از علما مانند فخر رازی در مباحث المشرقیه و خواجه نصیر‌الدین توسی در تجرید الکلام نور را شرط رؤیت دانسته‌اند و رنگ را موجودی در خارج بالفعل، یعنی همان‌طور که اشیاء موجود در اتاقی تاریک دیده می‌شود، رنگ‌ها نیز چنین حکمی را دارند و بدون نور دیده نخواهند شد.

ابن‌هیثم برای رنگ نیز، همانند نور، حرکت قایل است و در این‌باره چنین می‌نویسد: «رنگ همواره با نور در حرکت است و با آن ممزوج، و با آزمایش‌هایی که در همه‌ی رنگ‌ها به عمل آمد مسلم گردید که در این خاصیت از خواص طبیعی رنگ‌هاست. هر گاه رنگ ضعیفی را که با نور حرکت کند چشم نبیند، برای آن است که حس نتوانسته آن را درک کند.»

درباره‌ی خواص رنگ‌ها، ابن‌هیثم احکامی ارائه داده است که امروزه این احکام را به لئونارد‌داوینچی (Leonardo da Vinci) نقاش ایتالیایی نسبت می‌دهند از جمله احکام زیر:

1. در فواصل دور اشیایی که رنگ تند دارند مدتی می‌باشند، در حالی که آن‌ها که خاکستری هستند دیده نمی‌شوند.

2. اشیایی که دارای رنگ تند هستند، در نور ضعیف، خاکستری و در نور قوی درخشان و براق دیده می‌شوند.

3. هر گاه جسمی که رنگ تند دارد، در نور خورشید قرار گیرد و جسم سفیدی که در تاریکی یا نور ضعیف واقع است به آن نزدیک کنیم، رنگ اولی به دومی ظاهر می‌گردد.

توجیه رنگین‌کمان از نظر ابن‌هیثم و تأثیر آن در علمای دیگر

ابن‌هیثم به رنگین کمان نیز توجه زیادی مبذول داشته و با آن که انکسار نور را در مورد آن تطبیق نکرده، از راه انعکاس بسیار بهتر از بطلیموس به توجیه‌‌ آن پرداخته است.

پژوهش‌های اولیه او بر روی کجراهی رنگی (Chromatic aberration) با استفاده از ظرف شیشه‌ای کروی مجوف پر از آب الهام‌بخش علمایی چون قطب‌الدین شیرازی و کمال‌الدین فارسی در مطالعه‌ی رنگین کمان گردید.

قطب‌الدین شیرازی رنگین کمان نخستین را به شکل دو شکست و یک بازتاب داخلی و کمان دوم را با دو شکست و دو بازتاب نور توضیح داد.

کمال‌الدین فارسی این توضیح را با انجام دادن یک پژوهش تجربی محتاطانه روی مسیر پرتوهای نور از یک منفذ کوچک، وقتی که کره‌ای از آب به تقلید از یک قطره باران بزرگ شده در راه آن قرار گیرد، ثابت کرد. وی با به کار بردن یک پرده‌ی کدر توانست نور را قطع کند و به این ترتیب پی برد که برای پرتوها آن‌گاه که هر یک از دو نیمه‌ی کره به نوبت در مسیر واقع شوند چه اتفاقی روی می‌دهد. کمال‌الدین رنگین کمان را‌ آبی، سبز، زرد، قرمز، سیاه و سفید می‌دانست که نتیجه‌ی اختلافاتی در شدت پرتوها می‌باشد، و این نیز به نوبه‌ی خود معلول مسیرهای نوری مختلف است.

تأثیر نظریة ابن‌هیثم درباره‌ی رنگین‌کمان را می‌توان حتی در پژوهش‌های دیتریش و فرایبرگ (Dietrich of Freiberg) مشاهده کرد.

نمودهای جوی

زمینه دیگری از نور شناخت که ابن‌هیثم کشف‌های مهمی که در آن کرده بود، نمودهای جوی است. وی انداز‌ه‌ی انکسار جوی را با اندازه‌گیری فاصله‌ی کوکپی تا قطب در هنگام طلوع آن از افق، و اندازه‌گیری همین فاصله در آن هنگام که به سمت‌الرأس می‌رسد، معین کرده بود.

نمودهای شفق و فلق و تغییرهای ظاهری در بزرگی ماه و خورشید در افق نیز مورد توجه او بوده است و به پرسش‌هایی از این مورد با تجزیه و تحلیل دقیقی پاسخ گفته است. ثابت کرده است که هنگامی که خورشید به زیر افق برسد، شفق پایان می‌پذیرد. در مورد هاله‌ای که پیرامون خورشید و یا ماه دیده می‌شود، به ذکر توضیحی علمی پرداخته و اظهار می‌کند که این اوضاع ناشی از انکسار نور است. بدین معنی که در مواقعی که در هوا بلورهای شفاف کوچکی از برف یا یخ باشد، نوری که از ماه یا خورشید سرچشمه می‌گیرد در این بلورهای کوچک شکسته و از مسیر اصلی خود منحرف می‌‌شود. در نتیجه، نوری که به ما می‌رسد نور منکسر شده از نقاط پیرامون ماه یا خورشید است که به صورت هاله ای دیده می‌شود. این نظریه قابل مقایسه با نظریه‌های نیوتن، توماس یانگ، در ‌این باره است.

هم چنین ابن هیثم توانست ضخامت جو کره ی زمین را که پانزده کیلومتر است، محاسبه کند. او به وسیله ی مقایسه ی شکست نور خورشید در هوا به این حقیقت دست یافت. خود وی در این باره می گوید: « اگر شناخت من در شکست نور در یک لوله ی هوا صحیح باشد، در جو نیز صحیح خواهد بود، زیرا ثبوت در صورتی که موضوع واحد باشد جزء خصایص علم در هر زمان و مکان است.»

نتیجه گیری

شرح اصول تاریک‌خانه و اختراع ذره‌بین از کارهای برجستهٔ این دانشمند مسلمان است. به دید برخی پژوهشگران او نخستین دانشمند جهان است که سرعت صوت را محاسبه کرده‌است. او با معیارهای متعارف اندازه‌گیری در زمان خود، که واحد زرع بود، سرعت نور را محاسبه کرد و دور کره زمین را اندازه گرفت. وی نخستین کسی است که به بررسی خواص نور پرداخت.

کتابهای او در هندسه، حساب، به ویژه کتاب علم البصار در پرتوشناسی، شهرت جهانی دارند. این کتاب در سده‌های میانه اروپا، به لاتین برگردانده شد.

ابن هیثم رساله‌ای در نور نوشت و ذره بین را کشف کرد. به نسبت زاویه تابش و زاویه انکسار پی برد و اصول تاریکخانه را شرح داد و در مورد قسمت‌های مختلف چشم بحث کرد. رسالهٔ نور ابن هیثم نفوذ زیادی در اروپا گذاشت. کارهای وی توسط کمال الدین فارسی پیگیری شد.

بالغ بر بیست اثر بازمانده ابن هیثم ویژه مسائل نجومی است. شهرت ابن هیثم در نجوم بیشتر به سبب تالیف رساله‌ای است به نام مقاله فی هیئته العالم. ظاهراً این رساله از آثار جوانی او است، زیرا در آن از «پرتوی که از چشم خارج می‌شود» سخن گفته‌است و ماه را جسمی صیقلی توصیف کرده که نور خورشید را «باز می‌تاباند» این دو نظر را وی در المناظر و مقاله فی ضوء القمر رد کرده‌است این رساله تنها نوشته نجومی ابن هیثم است که در قرون وسطی به غرب راه یافته‌است. آبراهام هبرایوس آن را به سفارش آلفونسوی دهم، شاه کاستیل (وفات: ۱۲۸۴ میلادی) به اسپانیایی ترجمه کرد و این ترجمه را مترجم ناشناسی (تحت عنوان کتاب جهان و آسمان) به لاتینی در آورد. در این رساله ابن هیثم ثابت می‌کند که اگر ماه مانند آینه‌ای رفتار کند لازم می‌آید که سطحی از ماه که نور خورشید را به زمین باز می‌تابد کوچک‌تر از سطحی باشد که ما مشاهده می‌کنیم، پس نتیجه می‌گیرد که ماه نور عرضی خود را در دریت مانند اجسام منیر، یعنی از همه سطح خود و در همه جهات، گسیل می‌دارد، این نظر با استفاده از یک ذات‌الثقبتین نجومی ثابت می‌شود.

سالها قبل از اینکه عکاسی اختراع شود اساس کار دوربین عکاسی وجود داشت. ابن هیثم در قرن پنجم هجری / یازدم میلادی وسیله‌ای را به نام جعبه تاریک (camera obscura)را برای مطالعهٔ خورشیدگرفتگی به کار برده بود.این وسیله، طی 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 نقاشان قرار گرفت و تمامی نقاشان بخصوص نقاشان ایتالیایی قرن شانزدهم از آن برای طراحی دقیق منظره‌ها و ملاحضه دورنمایی صحیح استفاده می‌کردند، 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.

ابن‌هیثم یک تصویر را هم فرافکن (projection) کرده است‌. وی دستگاهی ساخته بود که تصویر را بازمی‌تابانده‌است بدین گونه نخستین سنگ بنای سینما گزاشته شد. حقیقت داشتن این سخن بعید نیست‌: ابن‌هیثم اولین دانشمند جهان است که سرعت صوت را محاسبه کرده است‌. او با معیارهای متعارف اندازه‌گیری در زمان خودش‌، که واحد زرع بود، سرعت نور را محاسبه کرد و دور کرهٔ زمین را اندازه گرفت.وی نخستین کسی است که به بررسی خواص نور پرداخت.

به رغم شهرت عظیم ابن هیثم، اطلاعات مبسوطی دربارۀ دورانهای مختلف زندگی، خاصه تحصیلات و استادان او در دست نیست. آنچه در این‌باره می‌دانیم، غالباً روایاتی است که حدود 3 قرن پس از او، قفطی از یوسف فاسی نقل کرده و گاه با آنچه اندکی دیرتر، ابن ابی اصیبعه با تفصیل بیشتر و با استناد به نوشتۀ خود ابن هیثم آورده و نیز روایات بیهقی و شهر زوری، متناقض است.

تصویر ابن هیثم بر روی اسکناس 10 دیناری عراقی

ابن هیثم اصلاً از بصره برخاست و باتوجه به آنکه در 417ق/1026م و در 63 سالگی رساله‌ای نوشت که ابن ابی اصیبعه آن را به خط خود او دیده بوده، می‌بایست در 354ق زاده شده باشد. به روایت همو، ابن هیثم چنانکه خود اشاره کرده، پس از مشاهدۀ اختلاف مردم در راههای وصول به حقیقت، به بررسی آراء و عقاید گوناگون برای یافتن راهی مطمئن به سوی حق پرداخته و چون طرفی بر نبسته، سرانجام به این اعتقاد گرویده که جز از طریق دانشی که عنصرش امور حسی و صورتش امور عقلی باشد ــ یعنی طبیعیات و الهیات و منطق ــ نمی‌توان به حق دست یافت. چنین می‌نماید که وی از این پس، به تحصیل علوم طبیعی و فلسفی همت گماشت، اگرچه به مراتب تحصیلی خود هیچ اشاره‌ای نکرده است.

ابن هیثم را باید پیشرو دانشمندان اهل تجربه و آزمایش به معنای دقیق آن خواند. زیرا وی در نظریات علمی خود، به‌ویژه در بررسیهای نورشناسی و مسألۀ اِبصار، به درستی از استقراء و تمثیل و قیاس سود می‌جست. چنانکه گفته‌اند، در به کارگیری روش استقراء علمی، گذشته از تقدم زمانی بر فرانسیس بیکن، دیدگاهی وسیع‌تر و عمیق‌تر از او نیز داشته است. وی علاوه بر ریاضیات و نورشناسی، در فنونی چون کلام، مابعدالطبیعه، منطق، اخلاق، ادب و موسیقی ماهر بود و خاصه در قوانین نظری و امور کلی پزشکی دستی قوی داشت، ولی به طبابت نپرداخت. بیهقی او را بطلمیوس ثانی لقب داده و از زهد دینداری او یاد کرده است.

از میان شاگردان ابن هیثم، در طول سالهایی که به تدریس اشتغال داشت، فقط دو تن را می‌شناسیم: ابوالوفاء مبشر بن فاتک، دانشمند مشهور مصری که نزد ابن هیثم به تحصیل ریاضی پرداخت.

یکی از بزرگان سمنان به نام سرخاب (سهراب) که 3 سال نزد او شاگردی کرد و استاد هر ماه 100 دینار از او می‌گرفت، اما چون درس به انجام رسید، ابن هیثم همۀ آنچه را که گرفته بود، به سرخاب باز پس داد و یادآور شد که مراد او از این کار، آزمایش خلوص شاگرد در دانش‌اندوزی بوده است.

ابن هیثم به زبان عربی مسلط بود و خطی خوش داشت. کتابهایی که وی استنساخ می‌کرد، گذشته از خط خوش، از دقت علمی بسیار نیز برخوردار بود و طالبان این کتابها مبالغ زیادی در ازای آن می‌پرداختند.

جایگاه ابن هیثم در تاریخ علم

خاورشناسان اروپایی به پژوهشهای گسترده‌ای دربارۀ آثار ابن هیثم پرداخته و با ابراز شگفتی بسیار تواناییهای این دانشمند نوآور را تحسین کرده و مقام او را در تاریخ علم بسیار والا شمرده‌اند. تا پایان سدۀ 19م وی بیشتر به دلیل آثارش در نورشناسی مورد ستایش قرار می‌گرفت، اما وقتی کسانی چون ویدمان، زوتر، شوی، شرام و نیز مصطفی نظیف بک به بررسی و معرفی مفصل‌تر آثار او پرداختند، آشکار شد که ابتکار حل شماری از مسائل دشوار ریاضیات نیز از آن اوست.

کارل شوی در مقدمۀ ترجمۀ رسالۀ استخراج سمت القبله دربارۀ وی گوید: نوشته‌های ابن هیثم نشان می‌دهد که این دانشمند، با تبحر بسیار توانسته است مسائل دشوار مثلثات را نیز از راههای صرفاً هندسی حل کند. سارتن وی را بزرگ‌ترین نمایندۀ روح تجربی در سده‌های میانه خوانده است. ماتیاس شرام استعداد نبوغ‌آمیز ابن هیثم را در ریاضیات می‌ستاید و در شرح ابن هیثم بر مجسطی و نیز حل الشکوک فی کتاب المجسطی، بر مطالبی که برای ارزیابی ابن هیثم به عنوان ریاضی‌دان مناسب یافته، تأکید ورزیده است. همو، پژوهشهای ابن هیثم در نورشناسی را نیز گواه بر استعداد فوق‌العادۀ وی در ریاضیات می‌شمارد. به گفتۀ وی گرچه ابن هیثم، همانگونه که در شرح سلوک علمی خویش آورده، نخست پیرو ارسطو بوده است، اما پژوهشهای وی در علوم دقیقه و تعمق پیرو ارسطو بوده است، اما پژوهشهای وی در علوم دقیقه و تعمق او در فلسفه و ریاضیات موجب شد که از آن عقیدۀ نخستین برگردد و بدین‌سان، شیوۀ علمی ابن هیثم، از اعتبار احکام جزمی ارسطو کاست.

ابن هیثم مبتکر روشهای تجربی است و آزمایش علمی به عنوان یکی از وسایل سیستماتیک کار، دستاورد ابن هیثم است. تحول جهش‌وار دانش نورشناسی در آثار مربوط به مکتب اکسفورد، تا حدود زیادی مرهون آشنایی با منابع عربی و به‌ویژه آثار ابن هیثم بوده است. شرام با بررسی تفصیلی 3 اثر از ابن هیثم، یعنی ضوء القمر، المناظر و هیئه العالم، بر آن است که ابن هیثم کوشیده است میان طبیعیات ارسطویی از یک سو و ریاضیات به کار رفته در ستاره‌شناسی و نورشناسی کهن، پیوندی برقرار سازد و این تلاش، به‌ویژه در 3 کتاب یاد شده، نمونه‌وار است.

راجر بیکن، دانشمند انگلیسی سدۀ 13م در تحقیقات علمی خویش از نتایج پژوهشها و آزمایشهای ابن هیثم استفادۀ فراوان برده است، کاربرد ریاضیات در پژوهشهای مربوط به علوم طبیعی، از جمله شیوه‌هایی است که راجربیکن را پایه‌گذار آن می‌شناسند، در حالی که استفاده از ریاضیات در دانشهای طبیعی از سوی ابن هیثم به‌ویژه در المناظر و المرایا المحرقه به روشن‌ترین وجه و بسیار جدی‌تر از آنچه بیکن انجام داده، صورت گرفته است.

خاورشناسان دقت ابن هیثم را در مقالۀ الشکوک علی بطلمیوس ستوده‌اند. در این اثر، وی تفاوتها و تناقضات میان دو اثر نجومی بطلمیوس، یعنی المجسطی و الاقتصاص را آشکار می‌سازد و نظریات دقیق‌تری را عرضه می‌دارد. همچنین در فی هیئه العالم می‌کوشد آنچه را بطلمیوس در الاقتصاص ناتمام گذارده، تکمیل کند. تحول دانش ستاره‌شناسی در مغرب زمین، بیش از همه مدیون این کتاب است. هارتنر ثابت کرده است که نظریۀ سیارات نو که در سدۀ 15م از جانب پورباخ بیان شده، در اساس چیزی جز تکرار نظریۀ ابن هیثم نبوده است. نظریۀ سیارات نو، به نوبۀ خود بزرگ‌ترین تأثیر را بر روی کپرنیک، رکیومونتان و راینهولد باقی گذارد.

پژوهشهای ابن هیثم دربارۀ نور ماه، از نظر کول که رسالۀ ضوء القمر را به آلمانی ترجمه کرده، نخستین تلاش در جهت یک تحقیق جامع فیزیک نجومی به شمار می آید و این واقعیت که ابن هیثم در این اثر، با ابزارهای آزمایش به پژوهش در اشعۀ ماه پرداخته و نخستین‌بار از « تاریکخانه » استفاده کرده، جایگاه او را به عنوان پژوهشگر طبیعی، بلکه پایه‌گذار روش نوین پژوهش طبیعت، نشان می‌دهد.

از تحقیقات و بررسیهای نسخه‌های خطی باقی‌مانده از ابن هیثم که تاکنون انجام شده، معلوم می‌شود که ابن هیثم در نجوم بیشتر به مسائل فرعی و حل آنها که البته از اهمیت برخوردار هستند (از جمله تعیین دقیق سمت قبله و ارتفاع ستارگان)، پرداخته است که همپایه با شاهکارهای او در ریاضیات و فیزیک (نور) نبوده است.

فهرست آثار او که از صد متجاوز است به وسیله ابن ابی اصیبعه در کتاب \" طبقات الأطبا\" فراهم آمده است. اکثر این آثار در بارۀ ریاضیات و فیزیک نوشته شده است. اما وی به مباحث فلسفی و طبی نیز پرداخته است. در سر تاسر آثار فلسفه او به احاطۀ کامل وی بر نوشته های مؤلفان یونانی بخصوص بطلیموس می توان اشاره کرد.

ابن هیثم علت انکسار جدی افزایش قطر ظاهری خورشید وماه را در نزدیکی افق بدرستی توضیح داد. ابن الهیثم مانند ابو علی ابن سینا و بیرونی و ابن نفیس معتقد بود که جهت مسیر شعاع نور از طرف شیئی به طرف چشم است نه در جهت عکس آن که اقلیدس و بطلیموس و کثیری انگاشته بودند. در ریاضیات ابن هیثم مسأله ماهانی را به صورتی بدیع حل کرد و رساله های متعدد در بارۀ مطالب ریاضی نوشت. چنان که گفته شد ابن هیثم نه تنها در علم ریاضی که در دانش فیزیک و هندسه نیز سر آمد اقران خود بود.

الاهتمامات الرئیسیة: تشریح، فلک، هندسة، ریاضیات، میکانیکا، طب، بصریات، فلسفة، فیزیاء، علم النفس

أعمال ملحوظة: رائد فی علم البصریات، المنهج العلمی، التجربة، الإدراک البصری، هندسة اهلیلیجیة، هندسة لاإقلیدیة

تأثر بـ: أرسطو، إقلیدس، بطلیموس، غالینوس، محمد بن عبد الله، بنی موسى، ثابت بن قرة، الکندی، ابن سهل، الکوهی

تأثر به: عمر الخیام، الخازنی، شرف الدین الطوسی، قطب الدین الشیرازی، کمال الدین الفارسی، ابن الشاطر، روجر بیکون، جون بیکهام، دافنشی، کاردانو، فرانسیس بیکون، فیرما، یوهانز کبلر، رینیه دیکارت، کریستیان هویجنز، جون والّیس، إسحاق نیوتن

آثار و تألیفات

اگرچه ابن هیثم از دانشمندان کثیرالتألیف به شمار است، ولی حجم بسیاری از آثار او در فنون مختلف از چند برگ تجاوز نمی‌کند. او در نخستین مرحلۀ تألیف، آثار متقدمان را شرح یا تلخیص می‌کرد. گاه نیز به رد آراء یکی و دفاع از دیگری می‌پرداخت، مانند رساله فی بطلان مایراه المتکلمون من أن اللـه لم یزل غیرفاعل ثم فعل و الرد علی یحیی النحوی مانقضه علی ارسطو طالیس و غیره من اقوالهم فی السماء و العالم. برخی دیگر از آثار او مانند استخراج سمت القبله و استخراج مابین بلدین فی البعد بجهه الامور الهندسیه منطبق با نیازهای علمی جامعه است، اما مهم‌ترین و برجسته‌ترین آثار خود مانند المناظر را در سومین دورۀ زندگی پس از مرگ الحاکم فاطمی و اشتغال مجدد به تدریس و تصنیف نوشته است.

ابن هیثم در رسالۀ علوم الاوائل، آثار خود را تا 417ق، 70 رساله بر شمرده (25 اثر در ریاضیات، 44 اثر در طبیعیات و الهیات و یک اثر در علوم اوائل) و گویا اینها بجز رسائلی بوده که مردم اهواز و بصره از او در دست داشتند. در جمادی‌الآخر 419ق او خود در دنبال آثار پیشین در همان کتاب، نام 21 اثر دیگر او را تا آخر 429ق/1038م گرد آورده و همۀ این 92 اثر را تقریباً به ترتیب زمانی مرتب کرده است. بعضی از مقالات و رسایل ابن هیثم از یک سده پیش به این طرف توسط محققان مسلمان و اروپایی تجزیه و تحلیل و ترجمه و منتشر شده است.

چند اثر از مهم‌ترین آثار او از این قرار است:

1. آله لفحص الضوء و انکساره.

2. استخراج ارتفاع القطب علی غایه التحقیق.

3. استخراج اعمده الجبال

4. استخراج سمت القبله فی جمیع المسکونه بجداول و صفتها و لم اورد البرهان علی ذلک

5. مقاله مختصره فی الاشکال الهلالیه و مقاله مستثصاه فی الاشکال الهلالیه

6. اضواء الکواکب

7. برکار الدوائر العظام یا استعمال برجل (پرگار) لرسم الدوائر العظام

8. تربیع الدائره

9. حرکه القمر

10. حل شکوک حرکه الالتفاف. ابن هیثم این رساله را در جواب ایرادهایی نوشت که به رسالۀ او موسوم به حرکه الالتفاف وارد کردند (از خود رسالۀ مذکور هیچ نشانی در دست نیست

11. رساله فی صوره الکسوف. مقدمۀ این رساله را ویدمان به آلمانی ترجمه کرده و روشن ساخته است که نخستین کاربرد تاریکخانه در تاریخ نورشناسی از سوی ابن هیثم صورت گرفته است.

12. رساله فی مساحه المجسم المکافی، که یکی از مهم‌ترین آثار ریاضی اسلامی است.

13. الضوء

14. ضوء القمر، ابن رضوان پزشک مشهور مصری در 422ق آن را برای خود استنساخ کرد و از اینجا پیداست که در ایام خود مؤلف این اثر شهرتی یافته بوده است.

15. المرایا المحرقه بالدوائر

16. المرایا المحرقه بالقطوع

17. المناظر، معروف‌ترین کتاب ابن هیثم شامل 7 مقاله است. نسخه‌های متعددی از آن در کتابخانه‌ها موجود است. ترجمۀ لاتینی این کتاب در قرون وسطی، تأثیر عمیقی در دانش غربی نهاد و پیشرفت عظیمی را در روش تجربی به بار آورد. این کتاب توسط کمال‌الدین فارسی با عنوان تنقیح المناظر لذوی الابصار و البصائر نقد و تهذیب شده در حیدرآباد (1347-1348ق) در 2 مجلد به چاپ رسیده است.

18. الشکوک علی بطلمیوس. در این اثر ابن هیثم 3 کتاب بطلمیوس یعنی المجسطی، الاقصاص و المناظر را مورد ارزیابی و نقد قرار داده است. وی به رغم اعتراف به مقام علمی «مردی که به فضلیت مشهور و در ریاضیات متبحر است»، تصریح می‌کند که «در کتابهای وی مواضع شبهه‌ناک و الفاظ نادرست و معانی متناقض یافته است، گرچه این موارد در قیاس با معانی درست کتابهای وی اندک است»

19. مقاله فی هیئه العالم. ابن هیثم خود این اثر را در شمار مؤلفات طبیعی ـ الهی خویش نهاده است. دو ترجمۀ عبری از این مقاله در دست است و 3 ترجمۀ لاتین آن نیز شناخته شده است که یکی از آنها از یک ترجمۀ اسپانیایی که اکنون در دست نیست، برگردانده شده است. در سدۀ 6ق نیز محمد بن احمد خَرَقی شرحی به زبان عربی بر آن نوشت. در نیمۀ دوم سدۀ 8ق/14م میرسید شریف جرجانی آن را به فارسی ترجمه و شرح کرد.

به گفتۀ شتاین شنایدر، ابن هیثم رساله‌ای نیز در فضیلت مطلق دانش داشته و آنچه ابن ابی اصیبعه دربارۀ او و تألیفاتش آورده، از همین رساله نقل شده است، اما شواهد صحت این استنباط را نفی می‌کند.

آثار دیگر ابن‌هیثم

1- فی المکان

2- فی مسئله العددیه

3- حرکه القمر

4- فی شکل بنی موسی

5- فی‌اصول المساحه

6- رساله فی شرح مصادرات اقلیدس

7- فی‌کیفیات الاظلال

8- مقاله فی الهاله و قوس قزح

9- ضوء القمر

10- مقاله فی مساحه المجسم المکافی

11- مقاله فی الهاله و قوس قزح

12- مقاله فی‌المرایا المحرقه بالدوائر

13- سمت ‌القبله بالحساب

14- فی المرایا المحرقه بالقطوع

15- مقاله فی الضوء

16- مقاله فی المعلومات

17- مقاله فی تربیع الدائره

18- فی‌المجره15،19- اضواء الکواکب

20- قول‌فی استخراج مقدمه ضلع‌المسبع

21- قول‌فی قسمت الخط الذی استعمله ارشمیدس فی کتاب الکره و الاستوانه

22- مقاله فی استخراج ارتفاع القطب علی غایه التحقیق

23- مقاله فی الکره

24- صورت الکسوف

25- قول فی مسئله الهندسیه

26- مسائل التلافی

27- الاثار علیه یری فی وجه القمر

28- الشکوک علی بطلمیوس

29- هیئت العالم

30- رساله فی معرفت الاشکال القائمه

31- خواص المثلث،

32- حساب‌المعاملات،

33- فی مراکز الاثقال

34- مساحه الکره

35- مقاله فی‌الاشکال الهلالیه

36- الرخامات الافقیه

37- فی علم البنکام

38- کتاب فی اوسع الاشکال المجسمه و فی اوسع الاشکال المسطحه

39- کتاب فی استخراج ضلع المعکب

40- مقاله فی الجزء الذی لایتجزا

41- کتاب جمعت فیه الاصول و الهندسیه و العددیه من کتاب اقلیدس و ابولونیوس

42- مقاله فی استخراج نصف‌النهار علی غایه التحقیق

43- اختلاف مناظر القمر

44- التنبیه علی مافی الرصد من الغلط

45- حل شکوک المجسطی

46- استخراج خط نصف‌النهار، بظل واحد

47- مقاله فی ابعاد الاجرام اسماویه و اقدار اعظامها و غیرها

48- حل شکوک حرکات الالتفات

49- مقاله فیب الاثر الذی یری فی القمر

50- کتاب البرهان علی مایراء الفلکیون فی احکام النجوم

51- فی استخراج ما بین بلدین فی البعد بجهه الامور الهندسیه

52- فی اجرات الحضور و الابنیه بجمیع الاشکال الهندسیه

53- کتاب تلخیص مقالات ابولونیوس فی مقاطع ‌المخروطات

54- مقاله فی الحساب الهندی

55- رساله فی‌برهان الکشل الذی قدمه ارخمیدس فی قسمه الزوایا الی ثلاثه اقسام متساویه

56- فی‌انتزاغ البرهان علی ان القطع الزائد و الخطان اللذان لایلتقیان (یقربان) ابداً و لایلنقیان حل شکوک مجسمات کتاب اقلیدس

57- فی‌التحلیل و الترکیب الهندسی علی جهه التمثیل للمتعلمین.

تجزیه و تحلیل برخی از آثار ابن هیثم

رساله فی مساحه المجسّم المکافی، یکی از مهم‌ترین آثار ریاضی اسلامی است. در این رساله ابن هیثم روش افناء را برای پیدا کردن حجمهایی که برخی از آنها تا زمان خود او محاسبه نشده بودند، به کار برده است. به این ترتیب ابن هیثم قادر شد که در محاسبۀ حجم حاصل از دوران، محور دوران را برای اولین‌بار به‌طور دلخواه انتخاب کند. قبل از ابن هیثم، ارشمیدس آن مسائل را با روش افناء (گرچه کمی متفاوت با روش ابن هیثم) حل کرده بود.

قابل ذکر است که به احتمال زیاد دانشمندان اسلامی از جمله ابن هیثم از نسخه‌ای که ارشمیدس دربارۀ روش افناء نوشته بود، نسخۀ مربوط به شبه‌مخروطها و شبکه‌کره‌ها، اطلاعی نداشتند، چون در هیچ‌یک از منابع اسلامی ذکری از آن نشده است.

تکامل روش افناء درواقع منجر به نظریۀ انتگرال گردید که پایۀ مهم کاربرد ریاضیات در مسائل عملی و نظری است.

ابن هیثم راجع به تحقیقات ثابت ابن قره و ابوسهل کوهی در این رساله صحبت کرده است.

این رساله بین سالهای 1911-1912م توسط هاینریش زوتر به آلمانی ترجمه و تجزیه و تحلیل شده است. در تجزیه و تحلیلی که اینک انجام می‌گیرد، سعی شده است تا نقایص کار زوتر که بیشتر در اشکال و مقایسۀ کارهای ابن هیثم با فرم محاسباتی امروزی مشهود است، برطرف گردد.

ابن هیثم علاوه بر آثار ریاضی وفلکی در وجود فوت، تعداد زیادی کتاب و مقاله دربارۀ ریاضیات داشته که بیشترآن ها از بین رفته است.

کتاب المناظر

المناظر معروف‌ترین اثر ابن‌هیثم است که نسخه‌های خطی متعددی از آن در کتابخانه‌های جهان، از جمله کتابخانه‌ی استانبول در ترکیه، موجود است. ابن هیثم در این کتاب علاوه بر مباحث نورشناختی، به هواشناسی، فیزیولوژی و پرسپکتو نقاشی نیز پرداخته است. وی در این کتاب نخستین تعبیر سیستماتیک پدیده‌های فیزیکی از نظر تجربی و ریاضی را مورد بحث قرار داده است.

ابن‌هیثم با این اثر خود بنیان نورشناسی قدیم را، که متکی بر کتاب مناظر اقلیدس(Opticae) و آثار علمی ارسطو (Meteorologica) و کارهای ارشیمدس و بطلمیوس بود، دگرگون کرد و آن را به صورت علم بسیار منظم و مشخصی درآورد. وی بحث کامل ریاضی را با نمونه‌های تصوری عالی فیزیکی و تجربه‌های دقیق با هم ترکیب کرد.

پس از ابن‌هیثم، این کتاب در عالم اسلامی در بوته‌ی فراموشی مانده بود، تا این‌که کمال‌الدین فارسی، ریاضیدان و فیزیکدان ایرانی، در قرن هفتم هجری، به وسیله‌ی استاد خود، قطب‌الدین شیرازی، با آن آشنا شد و کتاب تنقیح ‌المناظر ‌لذوی ‌الابصار ‌و‌ البصائر را در شرح آن نوشت.

کمال‌الدین هفت مقاله‌ی کتاب المناظر ابن‌هیثم را به همین ترتیب و با روش ‌قال، اقول تفسیر کرده است؛ یعنی، مطالب کتاب ابن‌هیثم را با قال و مطالبی که خود نوشته، با اقول نمایانده است. کمال‌الدین علاوه بر تنقیح و تفسیر هفت مقاله‌ی مذکور، در پایان کتاب تنقیح‌المناظر یک خاتمه و یک ذیل و سه ملحق از خود افزوده است.

از کتاب تنقیح‌المناظر نسخه‌های خطی در ایران و نیز در کتابخانه‌های جهان موجود است. این کتاب در 1348 ـ 1347 قمری، در حیدرآباد دکن، در دو جلد چاپ شده است.

مصطفی نظیف بیک محقق مصری، مباحث کتاب المناظر ابن‌هیثم را از دیدگاه فیزیکی مورد تحقیق قرار داده و کتاب جامعی در دو جلد نوشته است. این کتاب بررسی فاضلانه‌ای است مبتنی بر مطالعه‌ی متون خطی کتاب المناظر و متن چاپی کتاب المناظر چاپ حیدرآباد.

المناظر در غرب

کتاب المناظر ابن‌هیثم در مغرب زمین به نام گنجینه‌ی نورشناسی به لاتین ترجمه شد. ریسنر (F.Risner) این ترجمه را در سال 1572 میلادی درشهر بال با عنوان Oticae thesaurus Alhazeni libri VII., cum ejusdem libro de crepusculis et nubium ascensionibus همراه ترجمه‌ای درباره‌ی شفق از ابن‌هیثم منتشر کرد. ترجمه‌ی لاتین المناظر ابن‌هیثم در اروپا در همه‌ی محققانی که در علم نور کار می‌کرده‌اند، از جمله ویتلو (Witelo)، پکهام (Peckam)، راجر بیکن (Roger Bacon) و کپلر، در قرن هفدهم مؤثر افتاد. راجر بیکن در کتاب خود (Perspectiva) بارها از ابن‌هیثم با نام الحسن (Alhazen) نام برده و به گفته‌ها و نظریه‌های او از کتاب المناظر استناد جسته است. تأثیر کتاب المناظر ابن‌هیثم را می‌توان در کتاب «Perspectiva Communis » پکهام و کتاب « Opticae libri decem » ویتلو و خلاصه در پژوهش‌های نورشناسی کپلر و دکارت و فرما مشاهده کرد.

زیبک H.Siebeck محقق آلمانی برای نخستین بار درباره‌ی روانشناسی کتاب المناظر ابن‌هیثم تحقیقاتی کرد و در سلسله مقاله‌هایی تحت عنوان: «روانشناسی در قرون وسطی» سعی کرده است ارزش کار ابن‌هیثم را در این زمینه از روی ترجمه‌ی لاتین المناظر روشن کند. باور (H.Bauer) نیز تحت عنوان روانشناسی ابن‌هیثم بر اساس کتاب المناظر کوشش کرده است تا کار ابن‌هیثم را از دیدگاه روانشناسی تجربی مورد نقد و بازبینی قرار دهد.

دی‌بور DeBoer T.J در کتاب «تاریخ فلسفه در اسلام، جنبه‌ی فلسفی کتاب مناظر ابن‌هیثم را مورد بررسی قرار داده است. آقای دکتر رضا شاپوریان نیز مقاله‌ای درباره‌ی ارزش کتاب المناظر ابن‌هیثم به آلمانی نوشته است.

علاوه بر این مقاله‌ها و رساله‌ها و کتاب‌هایی که ذکر کردیم ابن‌هیثم آثار دیگری در سایر رشته‌ها از جمله پزشکی و فلسفه دارد.


تاریخ انتشار در سایت: ۲۶ خرداد ۱۳۸۸
نقش ها
عناوین
رسته: 3