ابن هیثم

بوعلی محمد بن حسن بن هیثم بصری ، نامور به ابن هیثم (۳۵۴–۴۳۰) از بزرگترین ریاضیدانان، و بنا بر دائرهالمعارف الاسلامیه بی‌گمان بهترین فیزیکدان مسلمان عرب یا ایرانی بود. او اولین دانشمند فیزیک نور در جهان است که در زمینه شناخت نور و قانون‌های شکست و بازتاب آن نقش مهمی ایفا کرده‌است.
دانسته‌های زیادی از زندگی شخصی او در دست نیست. او در حدود ۳۵۴ قمری (۹۶۵ میلادی) در بصره، که در آن زمان تحت فرمان خاندان ایرانی آل بویه قرار داشت، زاده شد. او در سال ۱۰۲۰ میلادی در دوره حکومت الحاکم (۹۸۵–۱۰۲۱ میلادی) به مصر رفت و سعی کرد جریان نیل را تنظیم کند. او هنگامی که به ممکن نبودن این کار پی برد، با وجود خشم خلیفه، کار را رها کرد؛ ولی پس از مرگ خلیفه، دوباره به قاهره برگشت و با رونوشت نویسی از دست‌نویس‌های علمی خصوصا ریاضیاتی به گذران زندگی پرداخت. در ۴۳۰ قمری (۱۰۴۰ میلادی) درگذشت.
شرح اصول اتاقک تاریک و اختراع ذره‌بین از کارهای برجسته این دانشمند مسلمان است که منجر به ساخت دوربین عکاسی گردید. به دید برخی پژوهشگران ابن هیثم نخستین دانشمند جهان است که سرعت صوت را محاسبه کرده‌است. ابن هیثم با معیار متعارف اندازه‌گیری طول در زمان خود، که واحد ذرع بود، سرعت نور و دور کره زمین را اندازه گرفت. وی نخستین کسی است که ۷۰۰ سال قبل از نیوتن به بررسی ویژگی‌های نور پرداخت. ابن هیثم را اولین دانشمندی می‌شناسند که از روش مبتنی بر آزمایش در کارهایش استفاده کرد.
زندگی
نظریه ابن هیثم درباره نور
از زندگی ابن هیثم اطلاعات زیادی وجود ندارد. منبع اطلاعات موجود روایات قفطی، یوسف فاسی، ابن ابی اصیبعه و نوشته‌های خود او و بیهقی و شهر زوری است که گاهی با یکدیگر تناقض دارند. ابن هیثم در بصره متولد شد. ابن هیثم بر آن بود که تنها راه رسیدن به حق دانشی است بر پایه امور حسی و عقلی  یعنی طبیعیات و الهیات و منطق. او در بصره منصب دیوانی داشت، و به جنون تظاهر کرد تا برکنارش کنند و بتواند به علم که بدان علاقه بیشتری از کار خود داشت، بپردازد. او سپس به مصر و نزد الحاکم فرمانروای فاطمی آنجا رفت. در مصر، ابن هیثم در صدر گروهی از مهندسین در خصوص نیل و تنظیم جریان آن پژوهش کرد ولی به این نتیجه رسید که این کار ممکن نیست. خلیفه از این نتیجه عصبانی گشت و ابن هیثم را به جای یک منصب علمی به کار دیوانی برگمارد. ابن هیثم پذیرفت ولی دوباره به جنون تظاهر کرد، که خلیفه او را در خانه‌اش زندانی، اموال وی را مصادره و کسی را به عنوان قیم او منصوب کرد. پس از مرگ الحاکم دیگر به جنون تظاهر نکرد و آزاد شد و اموالش را پس گرفت. باقی عمر مشغول رونوشت نویسی از کتب علمی بود.
نام مستعار وی، بطلمیوس دوم یا به زبانی ساده «فیزیک‌دان» سده‌های میانه (قرون وسطا) در میان اروپائیان است. ابن هیثم تفاسیر روشنگری در آثار ارسطو، بطلمیوس و اقلیدوس، ریاضی‌دان یونانی دارد. هرچند که او در بصره متولد شده (۹۶۵ میلادی)، اما عمدتا در قاهره مصر زندگی کرده و در همان‌جا در سن ۷۶ سالگی درگذشت.
کارها
ابن هیثم نشسته در حال مطالعه فیزیک نور
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. ابن هیثم تلاش زیادی در شناخت فیزیک نور انجام داد. او رساله‌ای درباره نور نوشت و ذره‌بین را ساخت. به نسبت زاویه تابش و زاویه انکسار پی برد و اصول تاریکخانه را شرح داد و در مورد قسمت‌های مختلف چشم بحث کرد. رساله نور ابن هیثم نفوذ زیادی در اروپا گذاشت. کارهای وی توسط کمال‌الدین فارسی پیگیری شد. بیش از بیست اثر بازمانده از ابن هیثم ویژه مسائل نجومی است.
شهرت ابن هیثم در نجوم بیشتر به سبب تالیف رساله‌ای است به نام مقاله فی هیئته العالم. ظاهرا 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 سده‌های میانه به باختر راه یافته‌است. آبراهام هبرایوس آن را به سفارش آلفونسوی دهم، شاه کاستیل (درگذشته: ۱۲۸۴ میلادی) به اسپانیایی ترجمه کرد و این ترجمه را مترجم ناشناسی (تحت عنوان کتاب جهان و آسمان) به لاتینی درآورد. 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 می‌تاباند کوچک‌تر از سطحی باشد که ما می‌بینیم، 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.
از این رو وی آسمان را متشکل از مجموعه‌ای از پوسته‌های کروی (با افلاک) هم مرکز فرض کرده‌است که برهم مماسند و درون یکدیگر می‌چرخند، در داخل ضخامت هر پوسته، که نماینده فلک یکی از سیارات است، پوسته‌های هم مرکز و خارج از مرکز و کرات کامل دیگری وجود دارد که بترتیب با افلاک خارج از مرکز و افلاک تدویر متناظرند. همه پوسته‌ها و کره‌ها سر جای خود و به گرد مرکز خود می‌چرخند، و از ترکیب آنها حرکت ظاهری سیاره که طبق فرض روی استوای فلک تدویر قرار دارد، پدید می‌آید. ابن هیثم با توصیف دقیق همه حرکت‌هایی که در کار می‌آیند، در واقع گزارشی کامل و روشن و غیر فنی از نظریه بطلمیوس درباره سیارات ارائه می‌کند، و همین نکته راز محبوبیت رساله او را آشکار می‌کند.
ایراد ابن هیثم به حرکت پنجم ماه که در فصل پنجم از مقاله پنجم مجسطی بیان شده، بسیار آموزنده‌است. این اشکال کاملا از نوع برهان خلف است، زیرا «ثابت می‌کند» که چنین حرکتی از لحاظ فیزیکی محال است. بطلمیوس فرض کرده بود که هنگام حرکت فلک تدویر ماه بر فلک حامل خارج مرکز آن قطری که از اوج تدویر می‌گذرد (هنگامی که، مرکز فلک تدویر بر اوج فلک حامل است) طوری می‌چرخد که همیشه در امتداد نقطه‌ای در روی خط اوج و حضیض است (این نقطه را «نقطه المحاذات» می‌گویند)؛ به طوری که مرکز دائرهالبروج در وسط خطی است که این نقطه را به مرکز فلک حامل وصل می‌کند. این فرض ایجاب می‌کند که وقتی فلک تدویر یک دور کامل روی فلک حامل خود می‌چرخد، قطر آن به تناوب، در دو جهت مخالف بچرخد. اما ابن هیثم می‌گوید که چنین حرکتی را تنها یک کره ایجاد می‌کند، که به تناوب در دو جهت مختلف می‌چرخد، یا دو کره که یکی بی‌حرکت می‌ماند و دیگری در جهت خاص خود می‌چرخد. چون فرض جسمی با این اوصاف ممکن نیست، بنابراین ممکن نیست که قطر فلک تدویر در امتداد آن نقطه مفروض باشد.
سالها قبل از اینکه عکاسی اختراع شود، اساس کار دوربین عکاسی وجود داشت. ابن هیثم در سده پنجم هجری/یازدهم میلادی 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 نسبتا واضح اما به صورت وارونه در سطح مقابل آن تشکیل شود.
این وسیله به شدت مورد توجه نگارگران قرار گرفت و همه نگارگران به‌ویژه نگارگران ایتالیایی سده 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 یک تصویر را هم فرافکن (projection) کرده‌است. وی دستگاهی ساخته بود که تصویر را بازمی‌تابانده‌است، بدین گونه نخستین سنگ بنای سینما گذاشته شد. راستی داشتن این سخن دور نیست: ابن هیثم نخستین دانشمند جهان است که سرعت صوت را اندازه گرفت است. او با معیارهای متعارف اندازه‌گیری در زمان خودش، که واحد ذرع بود، سرعت نور را محاسبه کرد و دور کره زمین را اندازه گرفت. وی نخستین کسی است که به بررسی خواص نور پرداخت. ابن هیثم رنگ‌ها را واقعی و متمایز از نور دانست و گفت که اجسام رنگین نور خود را در خط مستقیم در همه جهات می‌پراکنند. رنگ‌ها همیشه با نور حضور دارند، در آن آمیخته‌اند و بدون آن هرگز به چشم نمی‌آیند.
حل مسئله زیر یکی از کارهای معروف او است:
«در صفحه دایره‌ای به مرکز O و به شعاع R، دو نقطه ثابت B,A داده می‌شود. هرگاه دایره را به مثابه آیینه‌ای فرض کنیم بر آن، نقطه‌ای چون M بیابید که شعاعی نورانی که از A خارج می‌شود پس از منعکس شدن در نقطه M، بر B بگذرد.»
ابن هیثم این مسئله را با استفاده از یک معادله چهارم و از تقاطع یک هذلولی متساوی القطرین و یک دایره حل کرده‌است. وی با اعتماد و تکیه بیش از حد به دانش تجربی ریاضی‌اش بر آن باور بود که می‌تواند سیل رود نیل را تنظیم و کنترل نماید. پس از آن که الحکیم امرالله ششم، حاکم خلافت فاطمی، به وی دستور داد تا عملیات تنظیم سازی سیل رود نیل را به مرحله اجرا درآورد، سریعا او به این نتیجه رسید که از قدرتش خارج است. به همین دلیل از مهندسی دست کشید. وی از ترس از دست دادن زندگی‌اش، خود را به جنون زد و در بازداشت خانگی به سر برد. پس از آن بود که ابن هیثم تا لحظه مرگش، زندگی خود را وقف تحقیقات علمی کرد.
ابن هیثم نخستین دانشمند در عصر خود بود که برای بررسی تئوری‌های خود، از شواهد عملی استفاده می‌کرد؛ چرا که در آن دوران فیزیک همانند علم فلسفه با تجربه عملی همراه نبود. وی نخستین دانشمندی بود که ضرورت وجود شواهد تجربی برای پذیرش یک تئوری را عنوان کرد. در واقع کتاب اپتیک وی نقد کتاب المگست (Almagest) بطلمیوس بود.
شایان ذکر است که این کتاب پس از هزار سال به عنوان منبعی توسط استادان این علم تدریس و معرفی می‌شود. برخی از مورخان این علم بر این باورند که قانون اسنل در اپتیک در واقع نشئت گرفته از تحقیقات ابن سهل و ابن هیثم می‌باشد.
کتاب‌شناسی
کتاب المناظر
مقاله فی التحلیل والترکیب
میزان الحکمه
تصویبات علی المجسطی
مقاله فی المکان
التحدید الدقیق للقطب
رساله فی الشفق
کیفیه حساب اتجاه القبله
المزوله الافقیه
شکوک علی بطلیموس
مقاله فی قرسطون
اکمال المخاریط
رویه الکواکب
مقاله فی تربیع الدائره
المرایا المحرقه بالدوائر
تکوین العالم
مقاله فی صوره الکسوف
مقاله فی ضوء النجوم
مقاله فی ضوء القمر
مقاله فی درب التبانه
کیفیات الاظلال
مقاله فی قوس قزح
الشکوک فی الحرکه المتعرجه
التنبیه علی ما فی الرصد من الغلط
ارتفاعات الکواکب
اتجاه القبله
نماذج حرکات الکواکب السبعه
نموذج الکون
حرکه القمر
مقاله مستقصاه فی الاشکال الهلالیه
الحرکه المتعرجه
رساله فی الضوء
رساله فی المکان
تاثیر اللحون الموسیقیه فی النفوس الحیوانیه
اختلاف منظر القمر
اصول المساحه
اعمده المثلثات
المرایا المحرقه بالقطوع
شرح اصول اقلیدس
رساله فی مساحه المسجم المکافی
خواص المثلث من جهه العمود
القول المعروف بالغریب فی حساب المعاملات
قول فی مساحه الکره
الجامع فی اصول الحساب
کتاب فی تحلیل المسائل الهندسیه
یادبودها
سیارک شماره ۵۹۲۳۹ به افتخار این دانشمند ۵۹۲۳۹ ابن هیثم نامگذاری شده‌است.
سال 2015 که سال جهانی نور نامگذاری شده بود مصادف با هزارمین سالگرد 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 شده است. دهانه الهازن (Alhazen) در ماه - تصویربرداری شده توسط آپولو 17