ابن‌هیثم پدر نورشناسی نوین

اشاره

یونسکو سال ۲۰۱۵ میلادی را سال جهانی نور نامگذاری کرده است. از اهداف این نامگذاری بررسی فعالیت‌های علمی دانشمندان گذشته و معرفی روش‌شناسی علمی آنان در زمینه نور است. یکی از دلایل نامگذاری این سال، هزارمین سال انتشار کتاب «المناظر» ابن هیثم، دانشمند مسلمان است. آموزش علوم موضوعی است که نیاز به محملی برای تبیین تفکرات علمی و روش‌شناسی علمی دارد و مطالعه تاریخ علم یکی از این محمل‌هاست. انتساب این سال به ابن هیثم فرصتی مناسب برای بیان فعالیت‌ها و زندگی علمی این دانشمند بزرگ جهان اسلام است و می‌توان از این طریق گامی برای ارتقای آموزش نور در جامعه، با تکیه بر داشته‌ها و غنای فرهنگی مسلمانان، برداشت.

مقدمه

هنگامی که اروپا در قرون وسطی از نظر علمی در رکود به‌سر می‌برد، تمدن اسلامی دوره طلایی خود را سپری می‌کرد و دانشمندان مسلمان نقش مهمی در پیشرفت علم ایفا می‌کردند. در این دوره طلایی، پیشرفت‌های بزرگی در ریاضیات، نجوم، پرشکی، فیزیک، کیمیا، فلسفه و سایر علوم حاصل شد و دانشمندان بزرگی به عرصه ظهور رسیدند که از آنان ابن هیثم در نورشناسی جایگاه ویژه‌ای دارد. نبوغ ابن هیثم نه‌تنها در شناخت نور بلکه در روش‌شناسی علمی زبان‌زد است. عنوان اپتیک از عناوینی است که در سال جهانی نور مطرح شده و از فعالیت‌های ابن هیثم، با عنوان پدر نورشناسی نوین در زمینه نور و نظریه‌های آن تقدیر شده است. ابوالحسن ابن هیثم از دانشمندان برجسته عصر طلایی تمدن اسلامی است. ابن هیثم کتب بسیاری را در زمینه‌های مختلف به رشته تحریر درآورد، به طوری که تألیفات به جا مانده از او را در مجموع بیشتر از هفتاد جلد می‌دانند. ولی متأسفانه قسمت عمده آثار او از بین رفته است. معروف‌ترین اثر باقی‌مانده از ابن هیثم، کتاب نفیس «المناظر» است. این کتاب که به نام گنجینه نور شناخته می‌شود در قرن شانزده میلادی از عربی به لاتین ترجمه شد و تأثیری ژرف و ماندگار بر دانش مغرب‌زمین گذاشت و پیشرفت بزرگی را در زمینه روش‌های کاربردی پدید آورد. ابن هیثم نقش بسیار مهمی در شکل‌گیری دانش بینایی‌سنجی و آزمایش‌های تجربی نور و استفاده از روش‌شناسی علمی دارد. وی اولین دانشمندی بود که نظریه درستی از چگونگی دیدن اجسام توسط جشم ارائه کرد. او به طور تجربی ثابت کرد که آنچه، تا آن زمان، نظریه انتشار نور نامیده می‌شد اشتباه بوده است. این نظریه که از سوی دانشمندان بزرگی چون ارسطو اظهار و پذیرفته شده بود، بیان می‌دارد که نوری از چشم ما به چیزها می‌تابد و باعث می‌شود آن‌ها را ببینیم. اما ابن هیثم این نظر را رد کرد و گفت: ما از آن جهت یک جسمی را می‌بینیم که نور از آن جسم به درون چشم ما می‌تابد. بنابراین اگر نوری نباشد دیدن هم ممکن نخواهد بود. این نظریه تحول بزرگی در نورشناسی بود و تا امروز از اعتبار برخوردار است. به همین سبب ابن هیثم دانشمندی است که در جهان علم کاملاً شناخته شده است و در برخی از کشورهای اسلامی برای بزرگداشت او تمبرهای یادبود منتشر کرده‌اند.

زندگی‌نامه

ابوعلی حسن بن حسن بن هیثم (۴۳۰-۳۵۴ ه‍.ق / ۱۰۳۹-۹۶۶م) در بصره به دنیا آمد. دوران کودکی را در همان شهر گذرانید و به آموختن خواندن و نوشتن پرداخت تا آنکه به بغداد که کانون علم زمان بود رفت و در آنجا به تحقیق در زمینه فیزیک به ویژه نورشناخت، نجوم و ریاضی پرداخت. ابن هیثم پژوهشگری بزرگ در شناخت نور است. او حیات علمی خود را در دوران طلایی تمدن اسلامی گذرانید. در زمان او تعداد زیادی کتاب‌های فلسفی، ریاضی، طب و… از زبان یونانی به عربی ترجمه شده بود و دوران تولید، ابداع و ابتکار علمی فرا رسیده بود. ابن هیثم از حکیمان و دانشمندان مسلمان پیش از خود بهره فراوان برد و آثار آن‌ها را مطالعه کرد. پیش او کندی و فارابی در فلسفه، رازی در طب، خوارزمی در ریاضیات، جابربن حیان در کیمیا و ابوالوفاء بوزجانی در نجوم کتاب‌های ارزشمندی نوشته بودند. معروف است که ابن هیثم زمانی گفته بود: «اگر در مصر بودم در نیل کاری انجام می‌دادم که منفعت فراوانی برای ساکنان آن و کل جهان به بار آورد.» این کار عبارت بود از بستن سد بر روی رود نیل و جلوگیری از طغیان آب آن که هر ساله بخش عمده‌ای از زمین‌های زراعتی را نابود می‌کرد و برای کشاورزان مشکلات فراوانی بر جای می‌گذاشت. این گفته ابن هیثم به گوش حاکم مصر رسید و او را به مصر دعوت و بسیار احترام کرد و به او اطمینان داد که هر آنچه را برای این کار لازم است فراهم خواهد کرد. ابن هیثم در مصر به مطالعه بر رود نیل پرداخت و به منطقه آسوان رفت و در آنجا بناها و تأسیسات فراوانی دید که پیش از او به همین منظور ساخته بودند امام نتیجه‌ای نداده بود. البته ابن هیثم کاری از پیش نبرد. به همین دلیل از حاکم مصر عذر خواست. حاکم نیز عذر او را پذیرفت اما ابن هیثم نگران تغییر نظر حاکم بود، زیرا وی معروف به دگرگونی در رأی و نیز خونریزی و قتل بود. به همین دلیل ابن هیثم از ترس خشم حاکم خود را در مکانی دور از نظام مخفی کرد. روایت دیگر این است که خود را به دیوانگی زد و پس از فوت حاکم به فعالیت‌های علمی خود ادامه داد و با نوشتن و استنساخ متون علمی و تدریس زندگی گذرانید تا آنکه در سال ۱۰۴۰ میلادی در قاهره درگذشت.

آثار ابن هیثم

گفته می‌شود که این هیثم در فیزیک، ریاضیات، نجوم و پزشکی بیش از هفتاد جلد کتاب نوشته است که معروف‌ترین آن‌ها کتاب المناظر است. در ترجمه لاتین این کتاب در گسترش علم در مغرب‌زمین تأثیر عمیقی برجای گذاشت. این کتاب پیشترفت عظیمی را در روش تجربی ارائه کرد. کتاب المناظر پنج‌بار به زبان لاتین ترجمه شد و برای قرن‌های متمادی مرجع ارزشمندی در علم نور محسوب می‌شد.

موضوع کتاب المناظر رفتار نور، چشم و پدیده‌های مربوط به بینایی و شامل هفت مقاله به ترتیب زیر است:

مقاله اول

درباره چشم و ساختار آن، خواص نور، چگونگی بینایی و عواملی که سبب رویت اجسام می‌شود.

مقاله دوم

در بسط و تفصیل صور ادراکی که از طریق چشم درک می‌شوند، به عبارت دیگر شرح چگونگی درک تصویرهایی که با چشم تشخیص داده می‌شوند.

مقاله سوم

درباره خطاهای دید و ادراک و تأثیر این خطاها در معرفت بشری و چگونگی خطاهای مشابه است.

مقاله چهارم

درباره بازتاب نور و قوانین بازتابش است.

مقاله پنجم

در این مقاله به توصیف ابزاری از جنس مس می‌پردازد که برای اندازه‌گیری بازتاب از آینه تخت، کروی، استوانه‌ای سهموی و هذلولوی محدب و مقعر به کار می‌رود که ادامه مقاله چهارم است.

مقاله ششم

این مقاله به خطاهای دید که از بازتاب ناشی می‌شود، می‌پردازد.

مقاله هفتم

موضوع این مقاله شکست نور است. در اینجا به بحث درباره شکست نور هنگام ورود از هوا به آب، از هوا به شیشه و از شیشه به آب در سطح‌های تخت و کروی می‌پردازد.

* کتاب المناظر مدت سه قرن به بوته فراموشی سپرده شده بود به‌طوری که حتی خواجه نصیرالدین طوسی از وجود آن خبر نداشت، تا آنکه در آغاز قرن چهاردهم میلادی کمال‌ادین فارسی به شرح و نقد آن پرداخت. او کتاب ابن هیثم را در هفت مقاله تنظیم کرد.

گروهی ابن هیثم را از نظر علمی، در خصوص نور، هم‌مرتبه دکارت می‌شمارند. وی نخستین دانشمندی است که مفهوم پرتو نور را به کار برد و از آن تصویری فیزیکی در ذهن داشت. ابن هیثم می‌گوید: «چون حقیقت در طول مدت زمان از دید اهل نظر و محققان مخفی ماند و در آن دچار اختلاف نظر شدند و نظریه صائبی وجود نداشت، من آنچه که در توان داشتم بدان اهتمام ورزیدم و آن را مورد توجه و دقت نظر فراوان قرار دادم و در بحث از حقیق آن، جدیت و پشتکار فراوان مصروف داشتم.»

ابن هیثم اولین کسی است که نور را دارای وجود مادی می‌داند و معتقد است انتقال نور باید در زمان تحقق یابد، اگرچه بر حس مخفی بماند. او با نظریه صدور نور از چشم مخالف بود. بر طبق تعریف ابن هیثم «نور عبارت است از حرارت ناری که از اجسام منیر همچون خورشید یا آتش یا اجسام برافروخته متصاعد می‌شود و اگر بر اجسام متراکم تابیده شود سبب گرمای آن‌ها می‌شود» و در صورتی که از آینه‌ای مقعر به نقطه‌ای واحد که در آن جسم قابل احتراق وجود دارد انعکاس یابد آن را می‌سوزاند.»

او می‌گوید: نور به خط مستقیم سیر می‌کند به شرط آنکه محیط انتشارهمه جا از حیث شفافیت همگون باشد. او در بحث بازتابش نور و آینه‌های سوزان، شکست نور، تارش عدسی، ساختمان چشم، نقش بستن تصویر، شرط‌های صحت بینایی، خطاهای جشم، نظریه دید، سایه، اتاق تاریک، نور و رنگ، شفق قطبی، ارتفاع جو زمین، قطر ظاهری خورشید و ماه در نزدیکی افق نظریاتی را مطرح کرده است که عمده آن‌ها هنوز معتبر هستند.

نمونه‌ای از اختراعات او، که وی در بررسی حرکت نور به خط راست از آن استفاده می‌کرد، اتاق تاریک است. اتاق تاریک امروزه به دوربین با سوراخ ریز مشهور است، این وسیله جعبه‌ای است که در یکی از دیواره‌های آن روزنه‌ای قرار دارد. هر گاه این جعبه مقابل یک جسم روشن قرار گیرد تصویر آن جسم به طور معکوس بر دیواره مقابل سطح دیوار سوراخدار تشکیل می‌شود. ابن هیثم از این تصویر نتیجه گرفت که نور به خط مستقیم منتشر می‌شود. اگر در محل تصویر صفحه حساس عکاسی قرار گیرد همانند دوربین عکاسی عمل می‌کند. اتاق تاریک منشاء اختراع دوربین‌های عکاسی بود.

* مثال دیگری از نوآوری‌های ابن هیثم، در مورد چشم و تشریح آن است. هرچند بسیاری از توضیحاتی که ابن هیثم در تشریح چشم آورده متفاوت با آن چیزی است که دانشمندان امروزی می‌گویند، با این حال نظرات کلی او در مورد ساختمان چشم کارایی دارد. نامگذاری‌های جدید که برای اجزای ساختمان چشم (حتی در زبان بیگانه) برگرفته از نامگذاری‌های ابن هیثم است.

* ابن هیثم بزرگترین نورشناس دنیای اسلام است. کتاب المناظر او کتابی کامل در زمینه نور است که چند قرن پیش از شکوفایی فرهنگ و تمدن مغرب‌زمین نوشته شده است. ابن هیثم نقش بسیار مهمی در شکل‌گیری دانش بینایی‌سنجی و آزمایش‌های تجربی نور و استفاده از روش‌شناسی علمی دارد. او بیان درستی از دیدن و مشاهده اجسام مطرح کرد و به طور تجربی ثابت کرد که ما می‌بینیم چون نور از اجسام به چشم ما می‌تابد. از دیگر کارهای او اختراع دوربین بدون عدسی و کشف کیفی قانون‌های شکست است. او همچنین اولین آزمایش‌ها را روی پدیده تجزیه نور به رنگ‌های تشکیل‌دهنده‌اش انجام داد و سایه‌ها، رنگین‌کمان و خسوف را بررسی کرد و با دیدن چگونگی شکست نور در جو، توانست تخمین خوبی از ارتفاع جو زمین به دست آورد که طبق محاسبات او، حدود یکصد کیلومتر بود. یکی از دهانه‌های اتشفشان در کره ماه به افتخار وی الهازن نام دارد و سیارک الهازن به شماره ۵۹۲۳۹ نیز به افتخار او نامگذاری شده است.

منبع: معلم۲، شماره ۲۹۲