Bugün öğrendim ki: Görme bilimine dair anlayışımızı değiştiren 10. yüzyıl bilim insanı İbnü'l-Heysem hakkında. Bir zamanlar idamdan kurtulmak için deli taklidi yapmış ve ev hapsini optik üzerine önemli eserler yazmak için kullanmıştı.
Arap fizikçi, matematikçi ve gökbilimci (yaklaşık 965 – yaklaşık 1040)
Diğer kullanımlar için bkz. Alhazen (anlam ayrımı).
Ḥasan İbnü'l-Heysem (Latinceleştirilmiş haliyle Alhazen; tam adı Ebû Ali'l-Hasan binü'l-Hasan binü'l-Heysem أبو علي، الحسن بن الحسن بن الهيثم; yaklaşık 965 – yaklaşık 1040), günümüz Irak'ından İslâm Altın Çağı'nda yaşamış ortaçağ matematikçisi, gökbilimcisi ve fizikçisiydi.[6][7][8][9] "Modern optiğin babası" olarak anılan[10][11][12] Heysem, özellikle optik prensipleri ve görsel algıya önemli katkılarda bulunmuştur. En etkili çalışması, 1011-1021 yılları arasında yazılmış ve Latince baskısı günümüze ulaşmış olan Kitabü'l-Menazır (Arapça: كتاب المناظر, "Optik Kitabı")dır.[13] Alhazen'in eserleri, bilimsel devrim sırasında Isaac Newton, Johannes Kepler, Christiaan Huygens ve Galileo Galilei tarafından sıklıkla alıntılanmıştır.
İbnü'l-Heysem, görme teorisini doğru bir şekilde açıklayan ve görmenin beyinde gerçekleştiğini, öznel olduğunu ve kişisel deneyimlerden etkilendiğine dair gözlemlere işaret ederek savunan ilk kişiydi.[14] Ayrıca, daha sonra Fermat prensibi haline gelecek olan kırınım için en az zaman ilkesini de belirtmiştir.[16] Yansıma, kırılma ve ışık ışınları tarafından oluşturulan görüntülerin doğasını inceleyerek katoptrik ve diyoptrik alanlarına büyük katkılarda bulunmuştur.[18] İbnü'l-Haytham, bir hipotezin doğrulanabilir prosedürlere veya matematiksel akıl yürütmeye dayalı deneylerle desteklenmesi gerektiği fikrinin erken savunucularından biriydi – Rönesans bilim adamlarından beş yüzyıl önce bilimsel yönteme öncülük eden erken öncülerden biri olan[19][21][22] bazen dünyanın "ilk gerçek bilim insanı" olarak tanımlanır.[12] Ayrıca felsefe, teoloji ve tıp alanlarında yazmış çok yönlü bir bilgindi.[23]
Basra'da doğdu, verimli döneminin çoğunu Fatımi başkenti Kahire'de geçirdi ve geçimini çeşitli incelemeler yazarak ve soylulara ders vererek sağladı.[24] İbnü'l-Heysem'e bazen doğum yeri nedeniyle el-Basri[25] veya el-Mısri ("Mısırlı") lakabı verilir.[26][27] El-Heysem, Ebü'l-Hasan Beyheki tarafından "İkinci Ptolemy" [28] ve John Peckham tarafından "Fizikçi" olarak adlandırılmıştır.[29] İbnü'l-Heysem, modern fiziksel optik biliminin yolunu açmıştır.[30]
Biyografi
İbnü'l-Heysem (Alhazen), yaklaşık 965 yılında Arap[9][31][32][33][34] veya Fars[35][36][37][38][39] kökenli bir ailenin çocuğu olarak Irak'ın Basra şehrinde, o zamanlar Büveyh emirliğinin bir parçası olan yerde doğdu. İlk etkileri din eğitimi ve topluma hizmetti. O dönemde, toplumun dini konularda bir dizi çelişkili görüşü vardı ve o da nihayetinde dinden uzaklaşmayı amaçladı. Bu, onu matematik ve bilim çalışmalarına yöneltti.[40] Memleketi Basra'da vezir unvanıyla bir göreve sahipti ve Nil nehrinin taşmasını düzenleme girişiminde görüldüğü gibi uygulamalı matematiğe olan bilgisiyle ünlü oldu.[41]
Kahire'ye dönüşünde idari bir görev verildi. Bu görevi de yerine getiremez hale geldikten sonra Halife Hakim'in gazabına uğradı[42] ve Halife'nin 1021'deki ölümüne kadar saklanmaya zorlandığı, ardından elinden alınan eşyalarının kendisine iade edildiği söylenir.[43] Efsaneye göre Alhazen delilik numarası yapmış ve bu dönem boyunca ev hapsinde tutulmuştur.[44] Bu sırada etkili Optik Kitabı'nı yazdı. Alhazen, Kahire'de, ünlü Ezher Üniversitesi'nin mahallesinde yaşamaya devam etti ve yaklaşık 1040 yılındaki ölümüne kadar edebiyat çalışmalarından elde ettiği gelirle yaşadı.[41] (İbnü'l-Heysem'in kendi el yazısıyla yazılmış Apollonius'un Konikler kitabının bir kopyası Ayasofya'da mevcuttur: (Ayasofya MS 2762, 307 fob., 415 Hicri Safar ayı [1024]).)[46]: Not 2
Öğrencileri arasında Semnanlı bir Fars olan Sorkhab (Sohrab) ve Mısırlı bir prens olan Ebü'l-Veffa Mubashir İbn Fatek vardı.[47][doğrulama gerekli]
Optik Kitabı
Ana madde: Optik Kitabı
Alhazen'in en ünlü eseri, 1011'den 1021'e kadar yazdığı yedi ciltlik optik incelemesi Kitabü'l-Menazır (Optik Kitabı)'dır.[48] İbnü'l-Heysem, burada görmenin, ışığın bir nesneden yansıyarak göze geçtiğinde gerçekleştiğini açıklayan ve görmenin beyinde gerçekleştiğini, öznel olduğunu ve kişisel deneyimlerden etkilendiğine dair gözlemlere işaret ederek savunan ilk kişiydi.[14]
Optik, 12. yüzyılın sonlarında veya 13. yüzyılın başlarında bilinmeyen bir bilgin tarafından Latinceye çevrilmiştir.[49][a]
Bu eser Orta Çağ boyunca büyük bir üne kavuştu. De aspectibus'un Latince versiyonu, 14. yüzyılın sonunda De li aspecti başlığı altında İtalyanca yerel dile çevrilmiştir.[50]
Friedrich Risner tarafından 1572 yılında Opticae thesaurus: Alhazeni Arabis libri septem, nuncprimum editi; Eiusdem liber De Crepusculis et nubium ascensionibus (İngilizce: Optik Hazinesi: Arap Alhazen'in yedi kitabı, ilk baskı; aynı yazar tarafından, alacakaranlık ve bulutların yüksekliği üzerine) başlığıyla basılmıştır.[51] Risner aynı zamanda "Alhazen" ad varyantının da yazarıdır; Risner'den önce batıda Alhacen olarak biliniyordu.[52] Alhazen'in geometrik konulardaki eserleri, 1834 yılında E. A. Sedillot tarafından Paris'teki Bibliothèque nationale'de keşfedildi. Toplamda A. Mark Smith, Oxford'daki Bodleian Kütüphanesi ve Bruges kütüphanesi dahil olmak üzere 14 yerde saklanan 18 tam veya neredeyse tam el yazması ve beş parçayı hesaba kattı.[53]
Optik teorisi
Ayrıca bakınız: Horopter
Görme üzerine iki temel teori klasik antik çağda geçerli olmuştur. İlk teori olan emisyon teorisi, görüşün gözün ışık ışınları yaymasıyla çalıştığına inanan Öklid ve Ptolemy gibi düşünürler tarafından desteklenmiştir. Aristoteles ve takipçileri tarafından desteklenen ikinci teori olan intromisyon teorisi, göze bir nesneden fiziksel biçimlerin girdiğini öne sürmüştür. Önceki İslami yazarlar (el-Kindi gibi), esas olarak Öklid, Galen veya Aristoteles çizgilerinde tartışmışlardı. Optik Kitabı üzerindeki en güçlü etki Ptolemy'nin Optiğinden gelirken, gözün anatomisi ve fizyolojisinin açıklaması Galen'in anlatımına dayanıyordu.[54] Alhazen'in başarısı, Öklid'in matematiksel ışın argümanlarının, Galen'in tıp geleneğinin ve Aristoteles'in intromisyon teorilerinin parçalarını başarıyla birleştiren bir teori ortaya koymasıydı. Alhazen'in intromisyon teorisi, el-Kindi'yi izleyerek (ve Aristoteles'le ters düşerek) "herhangi bir ışıkla aydınlatılan her renkli cismin her noktasından, o noktadan çizilebilecek her düz çizgi boyunca ışık ve renk yayıldığını" savunmuştur.[55] Bu, ona birçok bağımsız radyasyon kaynağından nasıl tutarlı bir görüntünün oluştuğunu açıklaması sorununu bıraktı; özellikle, bir nesnenin her noktası gözdür her noktasına ışınlar gönderecekti.
Alhazen'in ihtiyacı olan şey, bir nesnenin her noktasının gözdür yalnızca bir noktaya karşılık gelmesiydi.[55] Bunu, gözün yalnızca nesneden dik ışınları algılayacağı yönündeki iddiasını öne sürerek çözmeye çalıştı – göz üzerindeki herhangi bir nokta için, gözün başka bir parçası tarafından kırılmadan doğrudan ulaşan yalnızca ışın algılanacaktı. Fiziksel bir benzetme kullanarak, dik ışınların eğik ışınlardan daha güçlü olduğunu savundu: Bir tahtaya doğrudan atılan bir top tahtanın kırılmasına neden olabileceği halde, bir tahtaya eğik atılan bir top sekerek uzaklaşacağı gibi, dik ışınlar kırılan ışınlardan daha güçlüydü ve yalnızca dik ışınlar göz tarafından algılanıyordu. Herhangi bir noktada göze girecek yalnızca bir dik ışın olduğundan ve bu ışınların tümü bir koni içinde gözün merkezine doğru birleşeceğinden, bu, bir nesnenin her noktasının göze birçok ışın göndermesi sorununu çözmesine izin verdi; yalnızca dik ışın önemliyse, o zaman bire bir bir yazışması vardı ve karışıklık çözülebilirdi.[56] Daha sonra (Optik'in yedinci kitabında) diğer ışınların gözden kırılıp dikmiş gibi algılanacağını iddia etti.[57] Dik ışınlarla ilgili argümanları, yalnızca dik ışınların neden algılandığını açıkça açıklamaz; neden daha zayıf eğik ışınlar daha zayıf bir şekilde algılanmaz?[58] Kırılan ışınların dikmiş gibi algılanacağına dair sonraki argümanı ikna edici görünmüyor.[59] Bununla birlikte, zayıflıklarına rağmen, o zamanki hiçbir başka teori bu kadar kapsamlı değildi ve özellikle Batı Avrupa'da son derece etkili oldu. Doğrudan veya dolaylı olarak, De Aspectibus'u (Optik Kitabı), 13. ve 17. yüzyıllar arasında optik alanındaki birçok faaliyeti etkilemiştir. Kepler'in daha sonraki retina görüntüsü teorisi (nesne üzerindeki noktaların ve gözdür noktaların yazışması sorununu çözmüştür), doğrudan Alhazen'in kavramsal çerçevesine dayanmaktadır.[60]
Alhazen, deney yoluyla ışığın düz çizgiler halinde ilerlediğini gösterdi ve mercekler, aynalar, kırılma ve yansıma ile çeşitli deneyler yaptı.[61] Yansıma ve kırılma analizleri, ışık ışınlarının dikey ve yatay bileşenlerini ayrı ayrı ele almıştır.[62]
Alhazen, görme süreci, gözün yapısı, gözde görüntü oluşumu ve görsel sistemi incelemiştir. Ian P. Howard, 1996 yılında Perception dergisinde yayınlanan bir makalede, Alhazen'in yüzyıllar sonra yazan Batı Avrupalılar'a atfedilen birçok keşif ve teoriyle anılması gerektiğini savundu. Örneğin, 19. yüzyılda Hering'in eşit innervasyon yasası haline gelen şeyi tanımlamıştır. Aguilonius'tan 600 yıl önce yazdığı dikey horopterlerin açıklaması, aslında Aguilonius'unkinden daha modern tanıma yakındır – ve binoküler farklılıklar üzerine çalışması 1858'de Panum tarafından tekrarlanmıştır.[63] Craig Aaen-Stockdale, Alhazen'in birçok ilerlemeyle anılması gerektiğini kabul ederken, özellikle Alhazen'i son derece aşina olduğu Ptolemy'den ayrı olarak ele alırken bazı ihtiyatlı ifadeler kullanmıştır. Alhazen, binoküler görüşle ilgili Ptolemy'nin önemli bir hatasını düzeltmiştir, ancak bunun dışında anlatımı çok benzerdir; Ptolemy de şu anda Hering yasası olarak adlandırılan şeyi açıklamaya çalışmıştır.[64] Genel olarak, Alhazen Ptolemy'nin optiğini temel alarak genişletmiştir.[65]
Lejeune'ye[66] ve Sabra'ya[67] dayalı olarak İbnü'l-Heysem'in binoküler görüşün incelenmesine katkısının daha ayrıntılı bir anlatımında Raynaud[68], yazışma, eşanlamlı ve çapraz diplopi kavramlarının İbnü'l-Heysem'in optiğinde yer aldığını göstermiştir. Ancak Howard'ın aksine, İbnü'l-Heysem'in horopterin dairesel şeklini neden vermediğini ve deneysel olarak akıl yürütmeyle aslında Panum'un füzyon alanının keşfine Vieth-Müller çemberinden daha yakın olmasının nedenini açıkladı. Bu bakımdan, İbnü'l-Heysem'in binoküler görüş teorisi iki ana sınırlılıkla karşılaştı: retinanın rolünün tanınmaması ve açıkça göz yollarının deneysel bir incelemesinin olmaması.
Alhazen'in en özgün katkısı, gözün anatomik olarak nasıl yapıldığını düşündüğünü anlattıktan sonra, bu anatomisinin işlevsel olarak optik bir sistem olarak nasıl davranacağını ele almasıydı.[69] Deneylerinden elde ettiği iğne deliği projeksiyonu anlayışının, gözde ters görüntü oluşumunu ele almasını etkilemiş görünmektedir[70] ve bundan kaçınmaya çalışmıştır.[71] Merceğe (veya buzlu nem olarak adlandırdığı şeye) dik düşen ışınların, buzlu nemden ayrıldıklarında daha dışa doğru kırıldığını ve böylece ortaya çıkan görüntünün gözün arkasındaki optik sinire dik olarak geçtiğini savunmuştur.[72] Görmenin reseptör organının mercek olduğuna inanmada Galen'i takip etti, ancak çalışmalarının bazıları retinanın da dahil olduğunu düşündüğünü ima ediyor.[73]
Alhazen'in ışık ve görme sentezi, Aristoteles şemasına bağlı kalarak, görme sürecini mantıklı ve eksiksiz bir şekilde açıklamıştır.[74]
Katoptrik (aynalar kullanarak optik sistemlerin incelenmesi) araştırmaları, küresel ve parabolik aynalar ve küresel sapmayı içermektedir. Olay açısı ile kırılma açısı arasındaki oranın sabit kalmadığını gözlemledi ve bir merceğin büyütme gücünü araştırdı.[61]
Yansıma yasası
Ana madde: Aynamsı yansıma
Alhazen, yansıma yasasının tam ifadesini veren ilk fizikçiydi.[75][76][77] Olay ışınının, yansıyan ışının ve yüzeye dik olanın tümünün yansıtan düzleme dik olan aynı düzlemde yattığını belirten ilk kişiydi.[78]
Alhazen problemi
Ana madde: Alhazen problemi
Optik Kitabı'nın V. kitabındaki katoptrik üzerine çalışması, günümüzde Alhazen problemi olarak bilinen ve MS 150 yılında Ptolemy tarafından ilk kez formüle edilen bir tartışmayı içerir. Bir daire düzleminde bulunan iki noktadan, çevre üzerindeki bir noktada birleşen ve o noktadaki normale eşit açılar oluşturan çizgilerin çizilmesini içerir. Bu, bir oyuncunun bir topu belirli bir noktaya vurmak için bir bilardo masasının kenarında hangi noktayı hedeflemesi gerektiği problemini çözmeye eşdeğerdir, böylece masa kenarından sekerek ikinci bir topu ikinci bir verilen noktada vursun. Bu nedenle, optikteki ana uygulaması "Verilen bir ışık kaynağı ve bir küresel ayna verildiğinde, ışığın gözlemcinin gözüne yansıtılacağı aynadaki noktayı bulun" problemini çözmektir. Bu, dördüncü dereceden bir denkleme yol açar.[79] Bu, Alhazen'i nihayetinde daha önce yalnızca kareler ve küplerin toplamları için formüllerin belirtildiği dördüncü kuvvetlerin toplamı için bir formül türetmeye yöneltmiştir. Yöntemi, herhangi bir tam sayı kuvvetinin toplamı için formülü bulmak üzere kolayca genellenebilir, ancak kendisi bunu yapmamıştır (belki de ilgilendiği paraboloidin hacmini hesaplamak için yalnızca dördüncü dereceye ihtiyacı olduğu için). Tam sayı kuvvetlerinin toplamları hakkındaki sonucunu, şimdi integrasyon olarak adlandırılacak bir işlem gerçekleştirmek için kullandı, burada tam sayı kareler ve dördüncü kuvvetlerin toplamları için formüller, bir paraboloidin hacmini hesaplamasına izin verdi.[80] Alhazen, problemi nihayetinde konik kesitler ve geometrik bir ispat kullanarak çözdü. Çözümü son derece uzun ve karmaşıktı ve onu Latince çevirisiyle okuyan matematikçiler tarafından anlaşılmamış olabilir. Daha sonraki matematikçiler, problemi analiz etmek için Descartes'in analitik yöntemlerini kullandılar.[81] Problemin cebirsel bir çözümü nihayet 1965 yılında bir aktüerya olan Jack M. Elkin tarafından bulunmuştur.[82] Diğer çözümler 1989 yılında Harald Riede[83] ve 1997 yılında Oxford matematikçisi Peter M. Neumann tarafından keşfedilmiştir.[84][85] Son zamanlarda, Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) araştırmacıları, hiperbolik, parabolik ve eliptik aynalar dahil olmak üzere genel dönme simetrik kuadratik aynalara Alhazen probleminin uzantısını çözdüler.[86]
Karanlık Oda
Karanlık oda, eski Çinliler tarafından biliniyordu ve Han Çinli çok yönlü bilgini Shen Kuo tarafından 1088 yılında yayınlanan bilimsel kitabı Rüya Havuzu Denemeleri'nde tanımlanmıştır. Aristoteles, Problemleri'nde arkasındaki temel ilkeyi tartışmıştı, ancak Alhazen'in çalışması karanlık odanın ilk net tanımını[87] ve cihazın erken analizini içermektedir.[88]
İbnü'l-Heysem, esas olarak kısmi bir güneş tutulmasını gözlemlemek için karanlık bir oda kullandı.[89] Denemelerinde İbnü'l-Heysem, bir tutulma sırasında güneşin hilal şeklinde olduğunu gözlemlediğini yazar. Giriş şu şekildedir: "Tutulma sırasında güneşin görüntüsü, tamamen olmadığı sürece, ışığı dar, yuvarlak bir delikten geçip deliğin karşısındaki bir düzleme düştüğünde hilal şeklinde olduğunu göstermektedir."
Bulgularının karanlık odanın tarihindeki önemini pekiştirdiği kabul edilmektedir[90], ancak bu inceleme diğer birçok açıdan da önemlidir.
Antik optik ve ortaçağ optiği, optik ve yakıcı aynalara ayrılmıştır. Optik, esas olarak görme çalışmasına odaklanırken, yakıcı aynalar ışığın ve ışıklı ışınların özelliklerine odaklanmıştır. Tutulmanın şekli üzerine, muhtemelen İbnü'l-Heysem'in bu iki bilimi açıklamak için yaptığı ilk girişimlerden biridir.
İbnü'l-Heysem'in keşiflerinin çoğu zaman matematiksel ve deneysel katkıların kesişmesinden yararlanmıştır. Tutulmanın şekli üzerine durum budur. Bu incelemenin güneşin kısmi tutulmalarını incelemeyi daha fazla insana olanak sağlamasının yanı sıra, özellikle karanlık odanın nasıl çalıştığını daha iyi anlamaya olanak sağlamıştır. Bu inceleme, karanlık oda içinde görüntü oluşumunun fiziksel-matematiksel bir çalışmasıdır. İbnü'l-Heysem deneysel bir yaklaşım benimser ve açıklığın boyutunu ve şeklini, kameranın odak uzaklığını, ışık kaynağının şeklini ve yoğunluğunu değiştirerek sonucu belirler.[91]
Çalışmasında, karanlık odada görüntünün ters çevrilmesini[92], delik küçük olduğunda görüntünün kaynağa benzer olmasını, ancak delik büyük olduğunda görüntünün kaynaktan farklı olabileceğini açıklar. Tüm bu sonuçlar, görüntünün nokta analizinin kullanılmasıyla üretilmektedir.[93]
Kırılmaölçer
Ana madde: Kırılmaölçer
Optik kitabının yedinci bölümünde Alhazen, olay açısı, kırılma açısı ve sapma açısı arasındaki ilişkileri araştırmak için çeşitli kırılma durumlarıyla deney yapmak için bir cihaz tanımlamıştır. Bu cihaz, Ptolemy'nin benzer amaçlar için kullandığı bir cihazın değiştirilmiş bir versiyonuydu.[94][95][96]
Bilinçsiz çıkarım
Ana madde: Bilinçsiz çıkarım
Alhazen, rengi algılama ile onu farklılaştırma arasındaki çıkarımsal adımın, algılama ile diğer herhangi bir görünür özellik (ışık dışında) arasındaki zamandan daha kısa olduğunu ve "zamanın öyle kısa olduğunu ki izleyici tarafından açıkça fark edilmediğini" eklemeden önce, bilinçsiz çıkarım kavramını renk hakkındaki tartışmasında temelde belirtir. Doğal olarak, bu, rengin ve formun başka bir yerde algılandığını öne sürmektedir. Alhazen, bilginin işlenmesi için merkezi sinir boşluğuna gitmesi gerektiğini söylemeye devam eder ve:
algılayıcı organ, görünür nesnelerden gelen formları, bu formlardan etkilendikten sonra algılamaz; bu nedenle, rengi renk veya ışığı ışık olarak, renk veya ışığın şeklinden etkilendikten sonra algılamaz. Şimdi, algılayıcı organda renk veya ışığın şeklinden alınan etki belirli bir değişikliktir; ve değişiklik zaman içinde gerçekleşmelidir; .....ve formun algılayıcı organın yüzeyinden ortak sinirin boşluğuna uzadığı ve bundan sonraki süre içinde, duyarlı yetenek, algılayıcı vücudun tamamında mevcut olan, rengi renk olarak algılayacaktır...Böylece son algılayıcının rengi renk ve ışığı ışık olarak algılaması, formun algılayıcı organın yüzeyinden ortak sinirin boşluğuna ulaştığı zamandan sonra gerçekleşir.[97]
Renk sabitliği
Ana madde: Renk sabitliği
Alhazen, bir nesneden yansıyan ışığın nesnenin rengi tarafından değiştirildiğini gözlemleyerek renk sabitliğini açıkladı. Işığın kalitesi ve nesnenin renginin karıştırıldığını ve görsel sistemin ışığı ve rengi ayırdığını açıkladı. II. Kitap, 3. Bölümde şöyle yazar:
Yine, ışık renkli nesneden göze renge eşlik etmeden gitmez ve rengin biçimi de renkli nesneden göze ışığa eşlik etmeden gitmez. Renkli nesnede bulunan ne ışığın ne de rengin biçimi, birbirine karışmış olarak hariç geçebilir ve son algılayıcı bunları yalnızca birbirine karışmış olarak algılayabilir. Bununla birlikte, algılayıcı, görünür nesnenin ışıklı olduğunu ve nesnede görülen ışığın renkten farklı olduğunu ve bunların iki özellik olduğunu algılar.[98]
Diğer katkılar
Kitabü'l-Menazır (Optik Kitabı), Alhazen'in yaptığı birkaç deneysel gözlemi ve mekanik benzetmeler kullanarak belirli optik olayları açıklamak için sonuçlarını nasıl kullandığını açıklar. Projektillerle deneyler yaptı ve yalnızca yüzeylere dik projektiller etkisinin onları delebilecek kadar güçlü olduğunu, yüzeylerin ise eğik projektil darbelerini saptırma eğiliminde olduğunu sonuçlandırdı. Örneğin, seyrek ortamdan yoğun bir ortama kırılmayı açıklamak için, ince bir şeyl levhaya metal bir sacdaki geniş bir deliği kapatan bir demir top atılması mekanik benzetmesini kullandı. Dik bir atış şeyli kırar ve geçerken, eşit kuvvetle ve eşit uzaklıktan eğik bir atış geçemez.[99] Ayrıca, mekanik bir benzetme kullanarak, yoğun, doğrudan ışığın göze nasıl zarar verdiğini açıklamak için bu sonucu kullandı: Alhazen 'güçlü' ışıkları dik ışınlarla ve 'zayıf' ışıkları eğik ışınlarla ilişkilendirdi. Birden fazla ışın ve göz probleminin bariz cevabı, dik ışında bir seçimdeydi, çünkü nesnenin yüzeyindeki her noktadan yalnızca bir ışın göze nüfuz edebilirdi.[100]
Sudanlı psikolog Omar Khaleefa, görsel algının psikolojisi ve optik yanılsamalar üzerine öncü çalışması nedeniyle Alhazen'in deneysel psikolojinin kurucusu olarak kabul edilmesi gerektiğini savundu.[101] Khaleefa, Alhazen'in modern psikolojinin alt disiplini ve öncüsü olan "psikofiziğin kurucusu" olarak da kabul edilmesi gerektiğini savundu.[101] Alhazen görmeyle ilgili birçok öznel rapor vermesine rağmen, nicel psikofizik teknikleri kullandığına dair hiçbir kanıt yoktur ve iddia reddedilmiştir.[102]
Alhazen, ortaçağ Avrupa'sının bilimsel geleneğinde önemli bir rol oynayan ay yanılsamasına bir açıklama sundu.[103] Birçok yazar, Ay'ın gökyüzünde daha yüksekte olduğundan daha ufukta daha büyük görünmesi problemini çözmeye çalışan açıklamaları tekrarladı. Alhazen, Ptolemy'nin kırılma teorisine karşı çıktı ve problemi gerçek değil, algılanan genişleme açısından tanımladı. Bir nesnenin uzaklığını yargılamanın, nesne ve gözlemci arasında ara nesnelerin kesintisiz bir dizisinin bulunmasına bağlı olduğunu söyledi. Ay gökyüzünde yüksekte olduğunda, ara nesneler yoktur, bu nedenle Ay yakın görünür. Sabit açısal büyüklükteki bir nesnenin algılanan boyutu, algılanan uzaklığına göre değişir. Bu nedenle, Ay gökyüzünde yüksekte daha yakın ve daha küçük, ufukta ise daha uzak ve daha büyük görünür. Roger Bacon, John Pecham ve Witelo'nun Alhazen'in açıklamasına dayanan eserleri sayesinde, Ay yanılsaması giderek psikolojik bir fenomen olarak kabul edilirken, kırılma teorisi 17. yüzyılda reddedildi.[104] Alhazen genellikle algılanan uzaklık açıklamasıyla anılsa da, bunu öne süren ilk yazar değildi. Kleomedes (yaklaşık 2. yüzyıl), bu hesabı verdi (kırılmaya ek olarak) ve bunu Posidonius'a (yaklaşık MÖ 135–50) bağladı.[105] Ptolemy de Optiği'nde bu açıklamayı vermiş olabilir, ancak metin belirsizdir.[106] Alhazen'in yazıları Orta Çağ'da bu önceki yazarların yazılarından daha yaygın olarak mevcuttu ve bu muhtemelen Alhazen'in övgüyü almasını açıklıyor.
Bilimsel yöntem
Daha fazla bilgi: Bilimsel yöntem
Bu nedenle, gerçeği arayan kişi, eski insanların yazılarını inceleyen ve doğal eğilimini izleyerek onlara güvenen kişi değil, onlara olan inancından şüphe duyan ve onlardan topladıklarını sorgulayan, argüman ve gösteriye boyun eğen, ancak doğası her türlü eksiklik ve kusurla dolu bir insanın sözlerine boyun eğmeyen kişidir. Bilim adamlarının yazılarını inceleyen kişinin görevi, eğer amacı gerçeği öğrenmekse, okuduklarının düşmanı olmak ve ... her yerinden saldırmaktır. Ayrıca eleştirel incelemesini yaparken kendinden de şüphe etmelidir ki, önyargıya veya müsamahakârlığa düşmekten kaçınabilsin.
Alhazen'in optik araştırmalarıyla ilişkili bir yön, bilimsel sorgulamalarında deneylere (i'tibar) (Arapça: اختبار) ve kontrollü testlere sistematik ve metodolojik olarak güvenmesiyle ilgilidir. Dahası, deneysel direktifleri klasik fiziği (ilm tabi'i) matematik (ta'alim; özellikle geometri) ile birleştirmeye dayanıyordu. Deneysel bilime bu matematiksel-fiziksel yaklaşım, Kitabü'l-Menazır'daki (Optik; De aspectibus veya Perspectivae)[107] önermelerinin çoğunu destekledi ve görme, ışık ve renk teorilerini, ayrıca katoptrik ve diyoptrik (sırasıyla ışığın yansıması ve kırılmasının incelenmesi) araştırmalarını temele aldı.[108]
Matthias Schramm'a göre,[109] Alhazen, "ay ışığının iki küçük açıklıktan bir ekrana yansımasının oluşturduğu ışık noktasının yoğunluğunun, açıklıklardan biri kademeli olarak kapatıldığında sürekli azaldığını gösteren bir deneyde, deneysel koşulların sistematik bir şekilde sürekli ve tekdüze bir şekilde değiştirilmesini ilk kez kullanan kişiydi."[110] G. J. Toomer, Schramm'ın görüşü hakkında bazı şüpheler dile getirdi,[111] kısmen o zaman (1964) Optik Kitabı'nın Arapçadan henüz tamamen çevrilmemiş olması ve Toomer'ın bağlam olmadan belirli pasajların yanlış bir şekilde okunabileceğinden endişe duyması nedeniyle. Alhazen'in deneysel teknikleri geliştirmedeki önemini kabul ederken, Toomer, Alhazen'in diğer İslami ve antik düşünürlerden ayrı olarak ele alınmaması gerektiğini savundu.[111] Toomer, Alhazen'in daha fazla eserinin çevrilmesi ve daha sonraki ortaçağ yazarları üzerindeki etkisinin tam olarak araştırılması olmadan, İbnü'l-Heysem'in modern fiziğin gerçek kurucusu olduğuna dair Schramm'ın iddiasının değerlendirilemeyeceği sonucuna vardı.[112]
Fizik üzerine diğer eserler
Optik incelemeler
Optik Kitabı'nın yanı sıra, Alhazen, Risale fi'l-Daw' (Işık Üzerine İnceleme) de dahil olmak üzere aynı konuda birkaç inceleme daha yazdı. Parlaklığın, gökkuşağının, tutulmaların, alacakaranlığın ve ay ışığının özelliklerini araştırdı. Aynalar ve hava, su ve cam küpler, yarım küreler ve çeyrek küreler arasındaki kırılma arayüzleriyle yapılan deneyler, katoptrik teorileri için temel oluşturmuştur.[113]
Gök fiziği
Alhazen, Astronomi Özeti'nde göksel bölgenin fiziğini tartışarak, Ptolemy modellerinin soyut hipotezler yerine fiziksel nesneler açısından anlaşılması gerektiğini savundu – başka bir deyişle, (örneğin) gök cisimlerinden hiçbirinin birbirine çarpmayacağı fiziksel modeller oluşturmanın mümkün olması gerektiğini savundu. Yer merkezli Ptolemy modeline mekanik modeller önerisi, "Ptolemy sisteminin Batı Hristiyanları arasında nihai zaferine büyük katkıda bulundu". Ancak Alhazen'in astronomiyi fiziksel nesneler alanında köklendirme kararlılığı önemliydi, çünkü bu, astronomik hipotezlerin "fizik yasalarına sorumlu" olduğu ve bu terimlerle eleştirilebileceği ve geliştirilebileceği anlamına geliyordu.[114]
Ayrıca Makale fi dav al-kamer (Ay'ın Işığı Üzerine) adlı bir eser de yazmıştır.
Mekanik
Çalışmasında Alhazen, bir cismin hareketiyle ilgili teorileri tartıştı.[113]
Gökbilimsel eserler
Dünyanın Yapısı Üzerine
Dünyanın Yapısı Üzerine adlı eserinde Alhazen, dünyanın fiziksel yapısının ayrıntılı bir tanımını sundu:
Dünya bütün olarak, merkezi dünyanın merkezi olan yuvarlak bir küredir. [Dünyanın] ortasında hareketsizdir, içine sabitlenmiştir ve hiçbir yöne doğru hareket etmez veya herhangi bir hareket türüyle hareket etmez, ancak her zaman dinlenmektedir.[115]
Kitap, sonunda 13. ve 14. yüzyıllarda İbranice ve Latinceye çevrilen ve daha sonra Avrupa Orta Çağı ve Rönesans döneminde Georg von Peuerbach[116] gibi gökbilimciler üzerinde etkili olan Ptolemy'nin Almagest'inin teknik olmayan bir açıklamasıdır.[117]
Ptolemy Hakkındaki Şüpheler
1025 ile 1028 yılları arasında bir zaman yayınlanan, çeşitli şekillerde Ptolemy Hakkındaki Şüpheler veya Ptolemy'ye Karşı Aporialar olarak çevrilen el-Şukuk ‛ala Batlamyüs eserinde Alhazen, Ptolemy'nin Almagest'ini, Gezegensel Hipotezlerini ve Optiğini eleştirerek, özellikle gökbilimde bu eserlerde bulduğu çeşitli çelişkileri ortaya koydu. Ptolemy'nin Almagest'i gezegenlerin hareketleriyle ilgili matematiksel teorileri ilgilendirirken, Hipotezler Ptolemy'nin gezegenlerin gerçek konfigürasyonu olduğunu düşündüğü şeyle ilgiliydi. Ptolemy, teorilerinin ve konfigürasyonlarının her zaman birbirleriyle uyuşmadığını kabul ederek, bu durumun dikkate değer bir hataya yol açmaması şartıyla bir sorun olmadığını savundu, ancak Alhazen, Ptolemy'nin eserlerindeki içsel çelişkiler hakkındaki eleştirisinde özellikle sertti.[118] Ptolemy'nin gökbilime, özellikle de denklem noktasına getirdiği bazı matematiksel araçların tekdüze dairesel hareketin fiziksel gereksinimini karşılamadığını düşündü ve gerçek fiziksel hareketleri hayali matematiksel noktalar, çizgiler ve dairelerle ilişkilendirmenin absürtlüğüne dikkat çekti:[119]
Ptolemy, var olamayacak bir düzenleme (hay'a) varsaydı ve bu düzenlemenin hayal gücünde gezegenlere ait hareketleri üretmesi, varsaydığı düzenlemedeki yaptığı hatadan onu kurtarmaz, çünkü gezegenlerin mevcut hareketleri var olmasının imkansız olduğu bir düzenlemenin sonucu olamaz... [Ç]ünkü bir adam gökyüzünde bir daire hayal etsin ve gezegenin onun içinde hareket ettiğini hayal etmesi, gezegenin hareketini gerçekleştirmez.[120]
Problemleri ortaya koyduktan sonra, Alhazen, Ptolemy'de ortaya koyduğu çelişkileri daha sonraki bir çalışmada çözmeyi amaçlamış gibi görünüyor. Alhazen, Ptolemy'nin kavrayamadığı gezegenlerin "gerçek bir konfigürasyonuna" inanıyordu. Amaç, Ptolemy sistemini tamamen değiştirmek değil, tamamlamak ve onarmaktı.[118] Ptolemy Hakkındaki Şüpheler'de Alhazen, bilimsel bilgiye ulaşmanın zorluğu ve mevcut yetkilere ve teorilere sorgulama ihtiyacı hakkındaki görüşlerini ortaya koydu:
Gerçek kendi iyili