Алхазен – единственият интелектуален конкурент на Нютон в историята на науката
Ако ви попитаме кой точно е Николай Коперник, няма да срещнете никакви затруднения, същото важи и за Исак Нютон. Те са изключително известни в своята сфера и няма как да останат игнорирани нито в историята, нито в науката. Може ли тогава да ви попитаме кой е Ибн ал-Хайтам? Най-вероятно не сте го чували, но за него казват, че е вторият най-умен човек в света след Нютон. И това твърдение не е преувеличено, все пак той е работил между 965 и 1040 г. и в този период успява да напише около 90 творби, като от тях след това оцеляват приблизително 50. В Европа е познат с още едно име – Алхазен, точно както и някои други имена се променят, за да могат да се произнасят малко по-лесно. За своя творчески период, Алхазен се фокусира върху оптиката, геометрията, теорията на числата, астрономия, поезия, медицина и метафизика. Един от най-важните трудове е „Книгата на оптиките“.
Именно там за първи път ще видим, че се говори за изображения, които се виждат обърнати с наобратно, точно както днес работят камерите. Написал е това, преди да има изобщо камери. Успява да реши проблема за отражението на светлината по извити повърхности и да открие метод за изчисляване на интегралната сила. Така достига и до метод за изчисляване на четвъртата сила на положителните прости числа и да открие обема на парабола. За един живот, Алхазен е успял да постигне толкова много, че и до днес науката не може да го игнорира, а просто го измества заради други по-наложени открития, макар и един от многото лунни кратери да носи именно неговото име.
Цялото име на този учен е Абу Али ал-Хасан Ибн ал-Хайтам. Ражда се в град Башра, днешен Ирак. Интересен факт е, че никой не знае как точно е изглеждал, освен това се смята, че е арабски или персийски учен – липсва информация дори по този въпрос. Алхазен успява да се издигне до везир в Башра и прекарва свободното си време в математически изчисления, опитвайки се да работи върху така наречените невъзможни проблеми, като квадратирането на кръга – тоест да превърне кръга в квадрат. Като Нютон, той също е казвал, че вярва в Бог и по тази причина се намесва в различията между властващите секти в Башра. Често, по примера на Аристотел, заявявал, че религията, това са плодовете на философските науки. Около 1000 г. се мести в Кайро и работи като съветник на халифа Хаким – халиф е нещо подобно на кметска позиция днес. Същият човек подкрепял Алхазен и също споделял любовта към науката.
Икономиките на Кайро и Египет продължавали да бъдат зависими от река Нил, която можела да определя и успехите на земеделските култири, всички оставали единствено и само на милостта на нейното разливане, а точно този феномен продължавал да става все по-непредсказуем. Алхазен се замислил, че ако започне да строи бентове, може да контролира количеството вода, което да наводнява плодородните води и да повиши капацитета. След като споделя своята идея, Хаким веднага го назначава за ръководител на операцията и докато на теория, всичко изглеждало повече от прекрасно, ученият се провалил в практиката и не успял да проконтролира водата. Притеснявал се, защото неговият господар се славил като изключително жесток човек и винаги обезглавявал онези, които не изпълнявали обещанията си. За да избегне наказанията, проваленият архитект просто се престорил на луд и бил изпратен далече от обществото, където да остане в изгнание.
И именно там продължил да работи върху някои от основните проблеми, точно така се ражда и неговият първи труд за оптиките. През 1021 г. Хаким умира в Кайро и след около 19 години в изгнание, ученият се връща обратно в Кайро, като живее още 19 години в града до смъртта си през 1040 г. Има теории, в които се твърди, че Алхазен е решил да се престори на луд, за да замине за Кайро, но никой не е способен да потвърди цялата история толкова бързо и безпроблемно. Ако се чудите какво е неговото влияние, то трябва да знаете, че всички учени в Древна Гърция използват неговите трудове и съобщават, че повечето техни открития стоят на неговата основа. Хора като Архимед и Птолемей не се притесняват да препишат някои от своите заслуги именно на Алхазен.
Модел на работа на окото, според Алхазен
Понеже оптиката е една от много интересните материи, ученият започва да гледа двете най-важни теории, които идват от Древна Гърция. Гален и Птолемей смятали, че от нашите очи се излъчват лъчи, които с падането си върху предмет, рисуват и изображението. В последствие разбират, че светлината не идва от нашите очи, а от различни източници като слънцето. Това не им пречи да използват точно този принцип, за да обяснят как окото може да вижда дребни предмети като малките камъчета по пътя. Аристотел не вярвал в тази теория. През VI век Фиопонус смята точно обратното – очите приемат светлината и лъчите. Той вярвал, че въздухът пренася цветовете, без да се осветява сам. В своята книга Алхазен заявява, че очите не излъчват нищо и дори твърди, че светлината може да навреди на очите, както се случва, ако гледаме директно към Слънцето или друг обект на силна светлина. Нека не забравяме, че думата camera на латински означава свод или сводеста стая, докато obscura е мрак.
В миналото се правили много малки дупки във външната стена на много тъмна стая и когато поставят обект на светлина, той се обръщал с главата надолу в стаята. Същият опит по-късно се правил и с малка кутия. Точно с този метод ученият описва и как окото наистина работи и възприема образите. Ще минат още няколко века, преди да има подобно откритие от Леонардо да Винчи, който да заяви, че най-вероятно очите работят по същия начин, по който и този опит се провежда. След като успява да завърши този експеримент, Алхазен се занимава с връзката между геометрията и алгебрата. Според учения Херо от Александрия, светлинните лъчи избират възможно най-краткия път между две точки.
Твърдението е интересно, но ученият решил да експериментира. По тази причина използвал две криви огледала, извити под формата на вътрешната страна на кръга и след това насочвал към тях източник на светлина. Това го накарало да се замисли по какъв начин огледалото ще отрази лъча светлина, който достига до него, за да може да си обясни как точно работи и нашето око. Започнал да експериментира, а самият експеримент се нарекъл „Проблемът на Алхазен“ или „Билярдният проблем на Алхазен“. С други думи, представете си билярдна маса, която в единия край завършва като полукръг. Имате две топки на масата и трябва да ударите едната така, че да стигне до другата, като обаче се прицелвате в извитата страна на масата. След дълги размишления, Алхазен мислено разделя кръга с помощта на хипербола – не литературния термин, а така наречената равнинна алгебрична крива от втори ред. Същата, заедно с елипсата и параболата, е един от трите типа конични сечения.
Луните на Алхазен – тук доказва, че двете сини фигури имат еднакво лице с това на зеления триъгълник.
При хиперболата се смята, че е неизродено конично сечение, след като никой от клоновете, разглеждан отделно, не представлява геометрична крива. С помощта на 4-тата сила, успява да изчисли и обема на параболата, като в плоска равнина започва да я върти. По метода на изключване успява да докаже своята теория. Архимед използвал тази техника, за да открие обема на сферата. Междувременно сумата на вторите сили е била вече открита от Архимед, а сумата на третите сили била разработена от великия индийски математик Арябхата. Четвъртата формула щяла да се роди именно в главата на Алхазен. И наистина става така, като в последствие се оказва, че неговата може да бъде открита за всяка една друга сума. Към това трябва да добавим и присъствието на така нареченото сферично стъкло, кръстено от него като „Камък за четене“. Гарантираме, че сте го използвали, защото това е другото име на лупата. Може да го смятаме и за един от първите, които заявяват, че нашата планета е кръгла сфера, като нейният център е и центърът на света. Някъде към края на живота си, ученият оставя и така наречения „Модел на движенията на всяка от седемте планети“.
От него е открит само един повреден ръкопис с увод и първи раздел, но е известно, че авторът е критикувал много Птолемей I относно неговото подреждане на планетите. Вторият раздел е за астрономически изчисления, а третият съдържа използвани инструменти. Вярва, че планетарният модел може да се улови в сферична геометрия. Според него небесните движения са равномерни кръгови. Освен това не се стреми да даде причинно следствено обяснение на движенията, а се концентрира върху цялостното геометрично описание.
Това е първата страница на „Книгата на оптиките“
Следователно можем само да си представяме колко още е можел да постигне този човек, но както знаем, животът има своите ограничения и не е трудно да заявим, че в това отношение се е справил брилянтно, предлагайки толкова ранни научни отговори, на които днес науката да стъпи. Не на последно място ще напомним, че когато през 2015 г. се празнува международната година на светлината, празникът е в чест на работата на Алхазен, отбелязвайки едно цяло хилядолетие от неговия труд.
Снимки: Wikipedia
