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. زندگینامه ابوعلی حسنبنحسن (یا حسین) بن الهیثم، فیزیکدان و ریاضیدان و اخترشناس و پزشک عالی قدر اسلامی، به سال 354 هجری، برابر 965 میلادی، در بصره متولد شد. 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. ابنهیثم در سال 430 هجری، برابر 1039 میلادی، در قاهره دیده از جهان فروبست. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
من به جست و جوی معدن حقیقت پرداختم و برای رسیدن به آن به انواع نظریهها و باورها و دانشهای الهی روی آوردم، اما به مطلب چشمگیری نرسیدم و روشی برای به دست آوردن حقیقت و راهی برای دست یافتن به بینش یقینی در آنها نیافتم. در نهایت، متوجه شدم که به حقیقت نخواهم رسید مگر از راه دیدگاههایی که مادهی آنها را امور حسی و صورت و شکل آنها را امور عقلانی تشکیل میدهد. گفتاری از ابن هیثم • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • کتاب المناظر المناظر معروفترین اثر ابنهیثم است که نسخههای خطی متعددی از آن در کتابخانههای جهان، از جمله کتابخانهی استانبول در ترکیه، موجود است1. 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(یعنی 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 است2. مقدمهای که کمالالدین فارسی بر این کتاب نوشته از نظر تاریخی حائز اهمیت است. از این نظر قسمتی از این مقدمه را در اینجا میآوریم. کمالالدین میگوید: « … مدتی کوشش تمام داشتم که در امر مناظره تحقیق کنم و سخت دلبستهی بازشناختن چگونگی رؤیت تصاویر اشیاء با چشم بودم و مخصوصاً بیشتر توجه به انعطاف (= انکسار نور) داشتم، چه دیدنیها را در آب و از پشت بلور به اشکال شگفتانگیزی میدیدم، مخالف با آنچه مستقیماً در هوا میدیدم و آنچه در پی یافتن آن بودم، از کتاب مناظر اقلیدس به دست نمیآمد … پس بر این مقدمه مدتی درنگ کردم و به آن پرداختم و احکامی درباره رؤیت از طریق انعطاف به دست آوردم که همه آنها با آنچه محسوس است مخالف است. آنگاه حیرت من فزونی یافت و به محضر عالی (منظور محضر قطبالدین شیرازی) مراجعه کردم و داستان را باز گفتم … حضرتش، که پیوسته اقبال یار و توفیق مددکارش باد، به برآوردن حاجت من اقبال کرد، لختی اندیشید و گفت که در کودکی در بعضی از کتابخانههای فارسی کتابی در مناظر منسوب به ابنهیثم، در دو جلد بزرگ، دیدهام و شاید آنچه در پی آن میگردی در آن باشد و بر من است که، گرچه در ثریا باشد، آن را به دست آورم … تقدیر موافق شد و تیرهای همت مستقیم به هدف رسید و نسخه کتاب به خط ابنهیثم از شهر دورستی به دست افتاد. مرا خواست و کتاب را به من داد. از فواید و لطایف و غرایب مستند به آزمایشهای درست و تجربههای به دست آمده از آلات هندسی و رصدی و استدلالهای ترکیب یافته از مقدمات صحیح که در آن یافتم، سردی یقین بردلم فرو ریخت … 3 ». 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 همراه ترجمهای دربارهی شفق از ابنهیثم منتشر کرد4. 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 است9. آثار دیگر ابنهیثم 1- فی المکان. 3- فی مسئله عددیه 4- فی شکل بنی موسی 5- فیاصول المساحه 6- رساله فی شرح مصادرات اقلیدس 5 7- فیکیفیات الاظلال6. 8- مقاله فی الهاله و قوس قزح 9- ضوء القمر7. 10- مقاله فی مساحه المجسم المکافی8، 11- مقاله فی الهاله و قوس قزح، 12- مقاله فیالمرایا المحرقه بالدوائر9، 13- سمت القبله بالحساب10، 14- فی المرایا المحرقه بالقطوع11، 15- مقاله فی الضوء12، 16- مقاله فی المعلومات13، 17- مقاله فی تربیع الدائره14، 18- فیالمجره15،19- اضواء الکواکب16، 20- قولفی استخراج مقدمه ضلعالمسبع17، 21- قولفی قسمت الخط الذی استعمله ارشمیدس فی کتاب الکره و الاستوانه18، 22- مقاله فی استخراج ارتفاع القطب علی غایه التحقیق19، 23- مقاله فی الکره المحرقه20، 23- صورت الکسوف21، 24- قول فی مسئله الهندسیه22،25- مسائل التلافی23، 26- الاثار علیه یری فی وجه القمر 24، 27- الشکوک علی بطلمیوس25،28- هیئت العالم26، 29- رساله فی معرفت الاشکال القائمه27،30- خواص المثلث، 31- حسابالمعاملات، 32- فی مراکز الاثقال28،33- مساحه الکره، 34- مقاله فیالاشکال الهلالیه، 35- الرخامات الافقیه29، 36- فی علم البنکام30، 37- کتاب فی اوسع الاشکال المجسمه و فی اوسع الاشکال المسطحه، 38- کتاب فی استخراج ضلع المعکب، 39- مقاله فی الجزء الذی لایتجزا، 40- کتاب جمعت فیه الاصول و الهندسیه و العددیه، من کتاب اقلیدس و ابولونیوس، 41- مقاله فی استخراج نصفالنهار علی غایه التحقیق،42- اختلاف مناظر القمر، 43- التنبیه علی مافی الرصد من الغلط، 44- حرکه القمر، 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. علاوه بر این مقالهها و رسالهها و کتابهایی که ذکر کردیم ابنهیثم آثار دیگری در سایر رشتهها از جمله پزشکی و فلسفه دارد. کشفهای 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. 31 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 جا ناشی میگردد. مسئلهی نخست اینکه عامل بالابرنده چیست؟ هر حرکت نیازمند به محرک است، آنگاه 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 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.32» 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 (C. Huygens) تابش نور را نتیجهی پخش موج در اتر 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 (T. 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 میسوزاند33» 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 میکند34». 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 میگیرد35». 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 گردد36». 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. همچنین 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 باشد37». 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 است38.» 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. |