ابن هیثم؛ مردی که با اتاق تاریک در دنیا علم روشنگری کرد - مجله یک کامپیوتر

به گزارش، بار ها شنیده ایم که گذشته چراغ راه آینده است. این چراغ روشنگر جهتی است که به ساختن بنای تمدن ایرانی اسلامی می انجامد. چراغی که انوار روشنگرش حاصل کوشش صد ها حکیم، هنرمند و فیلسوف مسلمان است که از قرن ها پیش خشت به خشت این بنای سترگ را روی هم گذاشته اند.

با شما مخاطب گرامی قراری گذاشته ایم تا هر روز به بهانه عددی که تقویم برای تاریخ آن روز به ما نشان می دهد، به زندگی یکی از مشاهیر و عظیمان تاریخ کهن ایران و اسلام مختصر اشاره ای کنیم تا بتوانیم پس از یک سال، با این انوار روشنگر چراغ تمدن و فرهنگ آشنا شویم. به این منظور هر روز صبح، بخشی از تاریخ کهن خود و افتخارات آن را مرور خواهیم کرد.

برای خوشه چینی از این خرمن دانش و فرهنگ، از جلد اول کتاب تقویم تاریخ فرهنگ و تمدن اسلام و ایران تألیف دکتر علی اکبر ولایتی که به سال 1392 در انتشارات امیرکبیر به زیور طبع آراسته شده، بهره برده ایم.

ابوعلی حسن بن هیثم بصری، معروف به ابن هیثم، ریاضی دان و فیزیک دان و منجم معروف قرن چهارم هجری قمری است.

در بصره متولد شد و بنابر شواهدی تاریخ ولادت او را 354ق حدس زده اند. تاریخ درگذشت او نیز به درستی دانسته نیست. تاریخ نگاران، از روی آثار او سال مرگش را 430ق یا پس از آن در قاهره ذکر نموده اند.

با وجود شهرت ابن هیثم، اطلاع مفصلی از زندگی او نداریم. روایت های گوناگونی در خصوص زندگی وی نقل شده است. بیشتر اطلاعاتی که درباره او داریم متعلق به سه قرن پس از اوست. ابن هیثم در جوانی برای رسیدن به حقیقت به مطالعه آرا و عقاید افراد گوناگون پرداخت، ولی از این روش به نتیجه ای نرسید و خاتمه تصمیم گرفت به مطالعه علوم طبیعی و ریاضی و فلسفه بپردازد.

ابن هیثم نخست در دربار آل بویه در بصره شغل یوانی داشت، اما، چون به کار های علمی علاقه مند بود خود را به دیوانگی زد تا او را عزل نمایند. پس از آن مدعی شد که با ساختن ساختمانی روی رود نیل می تواند جریان آب رودخانه را تنظیم کند و طرح آن را برای حاکم مصر فرستاد.

در آن موقع، الحاکم بامرالله حاکم مصر بود که با شنیدن این خبر وی را به مصر فرا خواند و خود به استقبال او به بیرون از قاهره رفت و ابن هیثم را همراه گروهی از مهندسان به مرز جنوبی مصر رهسپار کرد. ابن هیثم که تصور می کرد آب رود نیل از سرزمین های مرتفع به مصر وارد می گردد، در بین راه با دیدن شرایط رودخانه نیل و آثار و بنا های قدیم مصری که بر اساس طرح های دقیق هندسی ساخته شده بود، به اجرای طرح خود شک کرد و به این نتیجه رسید که اگر چنین کاری ممکن بود مصریان باهوش با آن همه شاهکار، بسیار زودتر از وی اقدام می کردند. آنالیز ارتفاعات جنوبی اَسوان او را به یقین رساند و با یأس به شکست خود نزد خلیفه اعتراف کرد. خلیفه نیز ظاهراً واکنش تندی نشان نداد، اما به جای اینکه وی را به کار های علمی بگمارد به وی شغل دیوانی داد. او نیز ناچار آن را قبول کرد، اما پس از مدتی از ترس خلیفه و از بیم جان دوباره به جنون تظاهر کرد. خلیفه نیز دستور مصادره اموال او را صادر کرد و فرمان داد وی را در خانه اش زندانی نمایند و فردی را برای مراقبت از وی گماشت.

بدین ترتیب، ابن هیثم خانه نشین شد. پس از مرگ خلیفه، دست از تظاهر به جنون برداشت و اموال خود را بازپس گرفت و باقی عمر خود را به تدریس و تألیف و نسخه برداری از کتاب های علمی مانند اصول اقلیدس و مجسطی بطلمیوس و کتب متوسطات پرداخت.

ابن هیثم از 417 تا 429ق حداقل دو بار از آثار خود فهرست تهیه کرد. با کوشش تاریخ نویسان فهرست سومی از آثار او تهیه شده است. کل آثار او به 92 اثر می رسد که در حال حاضر حدود 55 اثر از وی موجود است. از بین 92 اثر وی، 25 اثر در ریاضیات و 44 اثر در طبیعیات و الهیات و یک اثر نیز در علوم اوایل است و ظاهراً به جز این ها کتب دیگری بودند که در اهواز و بصره بسیاری از مردم به آن ها دسترس داشتند، اما از این تعداد حدود بیست اثر نجومی و تعدادی اثر دیگر در نورشناسی و ریاضیات به جا مانده است. موضوعات کتب از بین رفته ابن هیثم، منطق، اخلاق، شعر، موسیقی، کلام و خلاصه هایی از آثار ارسطو و جالینوس بوده است. آثار به جا مانده از ابن هیثم در پیشرفت ریاضیات و نورشناسی و نجوم نقش بسیار مهمی داشت. علاوه بر اینها، ابن هیثم از قوانین نظری و امور کلی پزشکی نیز آگاهی داشت، اما کار پزشکی انجام نمی داد.

ابن هیثم در روزگار اوج شکوفایی علوم اسلامی به سر می برد. او را سرآمد و پیشرو دانشمندان تجربی و اهل آزمایش می توان دانست. او در پژوهش های نورشناسی خود، آزمایش و مقایسه می کرد و در اثبات های ریاضی خود از روش های استقرار و مثال و مقایسه استفاده می کرد. در واقع، می توان گفت و نخستین کسی بود که روش استقرا را به کار برد و در به کارگیری آن حتی از فرانسیس بیکن هم جلوتر بود و دیدی عمیق تر و وسیع تر از او داشت.

تاریخ نویسان فقط از دو تن از شاگردان ابن هیثم نام برده اند: یکی ابوالوفاء مبشر بن فاتک، دانشمند عظیم مصری که ریاضی را از او آموخت و دیگری یکی از عظیمان سمنان به نام سرخاب (سهراب) که سه سال شاگرد او بود.

ابن هیثم زبان عربی را به خوبی می دانست و خطی خوش داشت. کتاب هایی که وی نسخه برداری می کرد، هم خطی خوش و هم دقت علمی بسیار داشت و به همین سبب برای خرید آن ها قیمت بسیار بالایی به وی پیشنهاد می شد.

ابن هیثم در بین دانشمندان و خاورشناسان اروپایی صندلی خاصی داشته است. اروپاییان آثار علمی او را آنالیز نموده و با شگفتی، توانایی های علمی او را تحسین نموده اند. تا انتها سده نوزدهم او را بیشتر به سبب کارهایش در نورشناسی می شناختند، اما با آنالیز های افرادی، چون ویدمان، زوتر، شوی، شرام، و مصطفی نظیف بک در آثار ریاضی وی، آشکار شد که ابن هیثم مبتکر حل تعدادی از مسائل سخت ریاضیات به ویژه در حجم های مخروطی است و مسائل سخت مثلثات را نیز از راه های هندسی به خوبی حل نموده است.

نبوغ ریاضی ابن هیثم در کتاب هایش مانند شرح بر مجسطی، حل الشکوک فی کتاب المجسطی، ضوءالقمر، المناظر، هیئة العالم، المرایا المحفرقة به چشم می خورد.

ابن هیثم گرچه نخست پیرو ارسطو بود، با آنالیز ها و پژوهش های دقیق در علوم ریاضی و فلاسفه از آرای نخستین خویش بازگشت و با شیوه علمی خود از اعتبار علمی ارسو کاست و همواره در آثار خود کوشش می کرد تا پیوندی بین نظریات ارسطو و ریاضیات کاربردی در نجوم و نورشناسی کهن برقرار کند تا جایی که با آزمایش های علمی پیاپی و کار های پژوهشی خود، اقدام به نوشتن کتابی با عنوان الشکوک فی کتاب المجسطی کرد. او در این کتاب تفاوت ها و تناقض های بین دو اثر نجومی بطلمیوس یعنی المجسطی و الاقتصاص را بیان و نظریه های دقیق تری عرضه کرد. همین طور کوشید تا در اثر خود، هیئة العالم، آنچه را بطلمیوس در الاقتصاص ناتمام گذارده بود، کامل کند. در واقع باید گفت تحول دانش نجوم در غرب مدیون این کتاب است. همچنین بیان نظریه سیارات نو جز تکرار نظریه ابن هیثم نبوده است و این نظریه در افرادی، چون کُپرنیک و رگیومونتان و راینهولد تأثیر بسیاری گجذاشت. پژوهش های وی درباره نور ماه نیز نخستین کوشش در پژوهش و تحقیق علمی فیزیک نجومی است و او کتاب ضوءالقمر را به شرح درباره آن اختصاص داد. در واقع، برای نخستین بار در تحقیق نور ماه از روش اتاق تاریک استفاده کرد و این خود نشان دهنده صندلی علمی او در روش پژوهش طبیعت است.

دانشمندان اروپایی، همچون راجر بیکن، نتایج علمی و آزمایش های وی را در تحقیقات علمی خود به کار می بردند و می توان گفت حتی با اینکه راجر بیکن را پایه گذار کاربرد ریاضیات در دانش های طبیعی می دانند، ابن هیثم بود که برای نخستین مرتبه این کار را انجام داد و می توان نمونه های روشن و واضحی از کار های وی را در آثارش مشاهده کرد که بسیار پیش تر از بیکن نوشته شده بود.

ابن هیثم اگرچه از دانشمندان کثیرالتألیف به شمار می آید، اما حجم آثار او در فنون گوناگون از چند برگ تجاوز نمی نماید.

1. المناظر، که مهم ترین کتاب ابن هیثم و شام لهفت مقاله است. نبوغ ریاضی ابن هیثم در مقاله پنجم کتاب فی المناظر آنجا که مسئله ای را حل می نماید که امروز به نام او معروف است به اوج شکوفایی رسیده است. این مسئله چنین است: در صفحه دایره ای به مرکز O و به شعاع R، دو نقطه ثابت A و B داده می گردد. هرگاه دایره را به مثابه آینه ای فرض کنیم، بر آن نقطه ای، چون M بیاید که شعاع نوری که از A خارج می گردد، پس از منعکس شدن در نقطه M، بر B بگذرد. راهکار بسیار پیچیده ابن هیثم به یک معادله درجه چهارم منتهی می گردد که وی آن را با قطع کردن یک هذلولی متساوی القطرین و یک دایره حل نموده است. او در این کتاب بیان نموده که اجسام مُنیر از خود نور دارند و اجسام غیرمنیر نورخود را از اجسام منیر می گیرند و همچنین اجسام را به شفاف و کدر تقسیم و بیان نموده که اجسام شفاف نور را از خود عبور می دهند یا آن را منتقل می نمایند در حالی که اجسام کدر نور را در خود نگه می دارند و اگر هم نوری از خود می تابانند، تا هنگامی این وضع پایدار است که در حیطه تابش یک جسم تابان قرار گیرند. همچنین باور داشت که هم جسم تابان و هم جسم غیرتابان وقتی نورمی تابانند، از تمام نقاط منبع به خط راست نور را منتشر می نمایند و هر چه این نور دور گردد، از شدت آن کاسته می گردد.

همچنین او دو شیوه دیگر انتشار نور را بیان نموده که بازتاب از سطحی صاف و شکست نور هنگام عبور از یک جسم شفاف به جسم شفاف دیگر است. وی برای اثبات نظریه خود درباره بازتاب و شکست نور و نور تابیده از جسم منیر و غیرمنیر با استفاده از ابزاری، چون لوله دیدگر، رشته و اتاقک تاریک آزمایش های فراوانی انجام داد.

علاوه بر اینها، وی بر آن بود که رنگ هم مانند نور واقعی است، ولی با آن تفاوت دارد و در آخر با آزمایش نشان داده که رنگ همواره همراه نور و آمیخته با آن است و بدون وجود نور به چشم نمی آید. وی در خصوص ماهیت نورنظریه ای عرضه نموده که در آن مفهوم کمترین نور را بیان نموده است به این صورت که کمترین نور، تک پرتوی است که فقط در امتداد خط راستی منتشر می شود که در طول آن گسترش دارد و نور در تمام راستا چه موازی، چه متقاطع گسیل می گردد. او چنین نتیجه گرفت که هر روزنه ای یا آن قدر گشاد است که به نورامکان انتشار مستقیم می دهد یا به قدری تنگ است که نور به هیچ وجه از آن نمی گذرد.

از کار های دیگر او تشریح ساختمان چشم است. وی با دقتی بسیار ساختمان چشم را چنان تغییر داده که با شرح وی درباره دید سازگار باشد و پس از آن نظریه خود را درباره دید و علت دیده شدن اجسام بیان نموده است.

برخلاف پیشینیانش او بر آن بود که نور از اشیا به چشم می رسد و علت دیده شدن اجسام همین موضوع است. او در این باره پژوهش های علوم طبیعی خود را با ریاضی ترکیب کرد. با آوردن مثال هایی مانند احساس درد در چشم هنگام خیره شدن به نورشدید، بیان نمود که در نور خاصیتی است که بر چشم اثر می گذارد و چشم نیز خاصیتی دارد که از آن تأثیر می پذیرد و به همین سبب تنها راه شرحِ دیدن این است که بپذیریم نور از جسم به چشم می رسد.

او در ادامه کوشش کرد تا بیان کند چه شرایطی ضروری است که تصویر سالم و کامل اجسام به چشم برسد و در آنجا تأثیر دیداری بگذارد و در واقع با این کار، وی نخستین کسی بود که توانست رابطه شکل اجسام مرئی و چشم را توصیف کند. ابن هیثم در انتها کتابش علت دیدن شکل کامل اجسام را نور هایی دانسته که از اجسام به خط راست به چشم می رسد یا شکسته می گردد، اما در نهایت تصویر کاملی به ما ارائه می دهد.

او در قسمتی دیگر از کتاب المناظر به بیان قوانین بازتاب پرداخته و برای این کار از مشاهدات تجربی خود در آینه ها بهره گرفته و در آخر، ساخت ابزاری مسین را شرح داده است که با استفاده از آن می توان بازتاب آینه های تخت، کروی و استوانه ای، کوژ و کاو را اندازه گیری کرد. وی در هر نوع از آینه های نامبرده توجه خاصی به این مطلب داشته که اگر نورتابیده به چشم را داشته باشیم، نور تابیده به جسم را می توان پیدا کرد و همچنین ثابت نموده است که پرتو تابش و پرتو بازتابش و خط عمود بر آینه در نقطه برخورد به آینه هر سه در یک صفحه است و با خط عمود زاویه بازتابش برابر است.

آخرین فصل المناظر به شکست نور اختصاص دارد که با اجرای آزمایش و بیان آن، نتایج آزمایش هایش را در هشت قاعده بیان نموده است که این قواعد بیشتر شامل روابطی بین زاویه تابش و زاویه انحراف است، ولی آنچه از شرح وی درباره شکست نور به دست می آید این است که وی به دنبال قانون برای شکست نور نبود، ولی کار های او تأثیر فراوانی در تاریخ علم شکست نور داشت. ابن هیثم بر آن بود که نور حرکتی با سرعت متغیر دارد، یعنی وقتی از محیطی به محیط دیگر وارد می گردد سرعتش تغییر می نماید و پرتو های نور تابیده و شکسته را مرکب از دو مؤلفه عمود بر هم می دانست که می توان آن ها را جدا از هم نیز آنالیز کرد. روش او مورد توجه ریاضی دانانی، چون ویتلو و کپلر و دکارت نهاده شد و دکارت قانون سینوس ها را با یاری آن روش به دست آورد.

کتاب المناظر، معروف ترین اثر ابن هیثم است که اروپاییان آن را در قرون وسطا به لاتین ترجمه کردند. این کتاب تحول عظیمی در روش کار تجربی پدید آورد و موجب پیشرفت علم شد و پس از آن نیز افراد گوناگونی به نقد و شرح و انتشار این اثر اقدام نموده اند.

افزون بر این کتاب، آثار دیگری نیز از ابن هیثم در نورشناسی وجود دارد که گستردگی موضوع های آن ها ممکن است به المناظر نرسد، ولی مهم است و در عین حال توان بالای ریاضی او و کار های تجربی با ارزش وی را نشان می دهد.

2. ضوءالقمر، اثری در نورشناسی که ابن هیثم در آن آزمایش های گوناگونی برای دیدن سطح ماه و نحوه تابیدن نور از سطح آن مطرح نموده است. هیچ یک از این آزمایش ها به کشف خصوصیت جدیدی منجر نمی گردد و فقط ثابت می نماید که نحوه صدور نور از ماه مانند اجسام منیر است. این کتاب را ابن رضوان، پزشک مشهورمصری در 422ق در زمان حیات ابن هیثم برای خود نسخه برداری کرد و همین موضوع نشان دهنده شهرت این اثر در زمان حیات ابن هیثم است.

3. المرایا المحرقة بالدوائر، که در آن از منبع نور، آینه، نقطه و نقاطی که پرتو های نوردر آن ها به هم می رسند، بحث شده است. وی در این کتاب ثابت نموده که پرتو های موازی با محور آینه فقط از یک دایره روی آینه به نقطه معینی روی محور بازتاب پیدا می نمایند. از مطالبی که او در این اثر بیان نموده معلوم می گردد که به مفهوم بیراهی کروی در امتداد محور پی برده بود. این کتاب به انگلیسی ترجمه و تحلیل شده است.

4. المرایا المحرقة بالقطوع، ابن هیثم در این کتاب ضمن بیان نظریات پیشینیان، این نکته را اثبات نموده که پرتو های بازتابیده از سطح سهمی وار دوار همگی به یک نقطه می رسند. این کتاب نیز به انگلیسی ترجمه و تحلیل شده است. دیدمان این مقاله (کتاب) و مقاله فی المرایا المحرقة بالدوائررا با هم آنالیز کرد و با نام تاریخ آینه های سوزان در 1890 در اخبار فیزیک به چاپ رساند.

5. الضوء، که ابن هیثم آن را پس از المناظر تألیف کردو نظریه کلی نور را در آن بیان نمود. این اثر به فارسی و انگلیسی و آلمانی ترجمه و بار ها چاپ شده است.

6. مقالة فی صورة الکسوف، این مقاله اهمیت بسیاری دارد؛ زیرا نشان می دهد که ابن هیثم نخستین فردی بوده که از مفهوم اتاق تاریک استفاده کرد و در خصوص انتقال مستقیم نور و تابش نور و رنگ از اجسام درخشان به اجسام مجاور آن ها سخن به میان آورد. وی این مقاله را پس از المناظر نوشته، زیرا در چند جای این مقاله به المناظر ارجاع داده است. نسخه هایی از این اثر در کشور های دنیا موجود است. این مقاله در 1910 در سالنامه عکاسی منتشر شد.

7. مقالة فی کیفیة الاضلال، کتاب دیگر وی در نورشناسی است. ابن هیثم در این اثر به کسانی اشاره نموده است که مطالبی درباره سایه نوشته اند. بنابراین، او نوشته های بسیاری در این باره در اختیار داشته است. او در این کتاب در تعریف تاریکی نوشت که تاریکی نبودِ کامل نوراست و درباره سایه گفته است که سایه نبودِ بعضی نور ها و وجود بعضی دیگر است. از نوشته های این کتاب معلوم می گردد که او سایه و نیم سایه را تشخیص می داده و بین آن ها فرق می گذاشته است.

8. مقالة فی الکُرة المُحرِقة، که پس از المناظر نوشته شده تو ابن هیثم پرژوهش های نورشناسی خود را در آن ادامه داد و جهت پرتو های موازی در داخل یک گوی شیشه ای را آنالیز و کوشش کرد تا فاصله کانونی این گوی را بیابد. او در این اثر به پدیده بیراهی کروی نیز اشاره نموده است.

9. مقالة فی الهالة و قوس قزح، ابن هیثم در این مقاله سعی کرد تا شرحی درباره رنگین کمان عرضه کند، ولی نتوانست شرحی درست برای آن بنویسد، اما این مقاله نقطه شروعی برای تحقیقات کمال الدین فارسی بود که موفقیت بیشتری در این زمینه به دست آورد.

10. آلة لفحص الضوء وَ اِنکساره آخرین اثر وی در نورشناسی است. این مقاله درباره نور و شکست نور است. ویدمان آن را به آلمانی ترجمه و در 1884 در اخبار فیزیک منتشر کرد و سزگین نیز آن را در جلد اول مجموعه مقالات ویدمان به چاپ رساند.

منبع: آنا

بانیما