حکيم ابن هيثم و اکتشافات علمي او

زندگينامه
 

ابوعلي حسن بن حسن (يا حسين)بن الهيثم فيزيکدان و رياضيدان و منجم و طبيب عاليقدر اسلامي، به سال 354 هجري، برابر 965 ميلادي، در بصره متولد شد. چون به علم شهرت يافت، الحاکم بامرالله علوي خليفه ي فاطمي مصر مشتاق ديدار او شد و ابن هيثم سفر آغاز کرد وقتي که به مصر وارد شد، خليفه تا مسافتي از قاهره در موضعي به نام خندق به استقبالش شتافت.
ابن هيثم، پس از اندک توقفي، خواست تا آنچه را درباره ي آب نيل انديشيده بود به حيطه ي عمل در آورد.او مدتها در اين انديشه بود که اگر در ناحيه ي آسوان سدي بسته شود، آب نيل تنظيم شود و از زيارت و نقصان باز ايستد.
بدين تصور راه سرچشمه ي نيل پيش گرفت. چون به آثار باستاني مصر، با آن همه عظمت و صنعت رسيد، با خود انديشيد که اگر اين کار شدني بود معماران و مهندساني آنچنان از انجام آن غفلت نمي کردند. بنابراين در عزم او فتوري پديد آمد و به قاهره بازگشت. پس از چندي از خليفه بيمناک شد و براي اينکه از خشم و سخط او در امان ماند چندي خود را به ديوانگي زد، تا آنگاه که الحاکم وفات يافت و او نيز بارديگر خرد خويش آشکار کرد. ابن هيثم در سال 430 هجري، برابر 1039 ميلادي، در قاهره ديده از جهان فرو بست.
ابن هيثم از بزرگترين دانشمندان اسلامي است، مخصوصاً در نورشناسي مقامي ارجمند دارد. محققان تاريخ علوم طرز فکر او را مانند طرز فکر دکارت مي دانند.شماره ي تأليفات او را در رياضيات و فيزيک و نجوم در حدود صد کتاب و رساله مي دانند که متأسفانه قسمت عمده ي آنها از ميان رفته است.اينک به شرح و معرفي پاره اي از آثار موجود او مي پردازيم.

آثار علمي ابن هيثم
 

1-المناظر
 

اين کتاب معروفترين اثر ابن هيثم در باب مناظر است که علاوه بر مباحث نور شناختي، شامل هواشناسي، فيزيولوژي، پرسپکتيو نقاشي Aerial Perspective است.در اين کتاب نخستين تعبير سيستماتيک پديده هاي فيزيکي از نظر تجربي و رياضي مورد بحث قرار گرفته است.
ابن هيثم با اين اثر خود بنيان نورشناسي قديم را،که متکي بر کتاب مناظر اقليدس Opticae و آثار علوي ارسطو Meteorologica و کارهاي ارشميدس و بطلميوس بود، دگرگون کرد و آن را به صورت علم بسيار منظم و مشخص در آورد. وي بحث کامل رياضي را با نمونه هاي تصوري عالي فيزيکي و تجربه هاي دقيق با هم ترکيب کرد.از کتاب مناظر ابن هيثم نسخه هاي خطي متعددي در کتابخانه هاي جهان، از جمله کتابخانه استانبول در ترکيه، موجود است.1
پس از ابن هيثم، اين کتاب در عالم اسلامي در بوته ي فراموشي مانده بود، تا اينکه کمال الدين فارسي، رياضيدان و فيزيکدان ايراني،در قرن هفتم هجري، به وسيله ي استاد خود، قطب الدين شيرازي، با آن آشنا شد و کتاب تنقيح المناظر لذوي الابصار و البصائر را در شرح آن نوشت.
کمال الدين هفت مقاله ي کتاب المناظر ابن هيثم را به همين ترتيب و با روش قال،اقول تفسير کرده است.يعني مطالب کتاب ابن هيثم را با قال و مطالبي که خود نوشته بااقول نمايانده است. علاوه بر تنقيح وتفسير هفت مقاله ي مذکور، کمال الدين در پايان کتاب تنقيح المناظر يک خاتمه و يک ذيل و سه ملحق از خود افزوده است.يعني تنها به تفسير و تنقيح متن کتاب المناظر اکتفا نکرده، بلکه براي تکميل آن مطالبي از خود نوشته و در ضمن،چند رساله از ابن هيثم و ابن سينا را شرح و يا تحرير کرده است.
از کتاب تنقيح المناظر نسخه هاي خطي در ايران و نيز در کتابخانه هاي جهان موجود است.اين کتاب در 1348 – 1347 قمري، در حيدرآباد دکن، در دو جلد چاپ شده است.2
مقدمه اي که کمال الدين فارسي براين کتاب نوشته از نظر تاريخي حائز اهميت است.از اين نظر قسمتي از اين مقدمه را در اينجا مي آوريم. کمال الدين مي گويد: «... مدتي کوشش تمام داشتم که در امر مناظر تحقيق کنم و سخت دلبسته ي بازشناختن چگونگي رؤيت تصاوير اشياء با چشم بودم و مخصوصاً بيشتر توجه به انعطاف (=انکسار نور) داشتم، چه ديدنيها را در آب و از پشت بلور به اشکال شگفت انگيزي مي ديدم، مخالف باآنچه مستقيماً در هوا مي ديدم، و آنچه در پي يافتن آن بودم،از کتاب مناظر اوقليدس به دست نمي آمد...
«...پس بر اين مقدمه مدتي درنگ کردم و به آن پرداختم و احکامي درباره ي رؤيت از طريق انعطاف به دست آوردم که همه ي آنها با آنچه محسوس است مخالف است.آنگاه حيرت من فزوني يافت و به محضر عالي (منظور محضر قطب الدين شيرازي )مراجعه کردم و داستان را باز گفتم:
«...حضرتش، که پيوسته اقبال يار و توفيق مددکارش باد، به برآوردن حاجت من اقبال کرد، لختي انديشيد و گفت که در کودکي در بعضي از کتابخانه هاي فارس کتابي در مناظر منسوب به ابن هيثم، در دو جلد بزرگ،ديده ام وشايد آنچه در پي آن مي گردي در آن باشد،و بر من است که،گرچه در ثريا باشد، آن را به دست آوردم...
«تقدير موافق شد و تيرهاي همت مستقيم به هدف رسيد، و نسخه ي کتاب به خط ابن هيثم از شهر دوردستي به دست افتاد. مرا خواست و کتاب را به من داد.از فوايد و لطايف و غرايب مستند به آزمايشهاي درست و تجربه هاي به دست آمده ي از آلات هندسي و رصدي و استدلالهاي ترکيب يافته ي از مقدمات صحيح که در آن يافتم، سردي يقين بر دلم فرو ريخت...»3
کتاب المناظر ابن هيثم در مغرب زمين به نام گنجينه ي نورشناسي به لاتين ترجمه شد.ريسنر (F.Risner)اين ترجمه را در سال 1572 ميلادي در شهر بال همراه ترجمه اي درباره ي شفق از ابن هيثم منتشر کرد.4 مترجم اين رساله ي اخير ژرادگرمونا Gerad of Cremona) است.اما مترجم رساله ي نخستين شناخته نشده است.ترجمه لاتين المناظر ابن هيثم در اروپا در همه ي محققاني که در علم نور کار مي کرده اند،از ويتلو (Witelo) و پکهام (Pecham) و راجربيکن(Roger Bacon)، تا کپلر در قرن هفدهم مؤثر افتاد.
راجربيکن در کتاب خود (Perspective)،مکرر از ابن هيثم با نام الحسن (Alhazen) نام برده و به اقوال و آراي او از کتاب المناظر استناد جسته است.تأثير کتاب مناظر ابن هيثم را مي توان در کتاب (Prespective Communis) پکهام و کتاب Opticae libri dceem و پتلو و خلاصه در تحقيقات نورشناختي کپلر و دکارت و فرما مشاهده کرد.
زيبک H.Siebeck محقق آلماني براي اولين بار درباره ي روانشناسي کتاب المناظر ابن هيثم تحقيقاتي کرد و در سلسله مقالاتي تحت عنوان«روانشناسي در قرون وسطي»سعي کرده است ارزش کار ابن هيثم را در اين زمينه از روي ترجمه ي لاتين المناظر روشن کند.
باور H.Bauer نيز تحت عنوان روانشناسي ابن هيثم براساس کتاب المناظر کوشش کرده است تا کار ابن هيثم را از ديدگاه روانشناسي تجربي مورد نقد و بازبيني قرار دهد.
دي بور De Boer T.J در کتاب«تاريخ فلسفه در اسلام»جنبه ي فلسفي کتاب مناظر ابن هيثم را مورد بررسي قرار داده است آقاي دکتر رضا شاپوريان نيز مقاله اي درباره ي ارزش کتاب المناظر ابن هيثم به آلماني نوشته است.
مصطفي نظيف بيک محقق مصري، مباحث کتاب المناظر ابن هيثم رااز ديدگاه فيزيکي مورد تحقيق قرار داده،و کتاب جامعي در دو جلد نوشته است.اين کتاب بررسي فاضلانه اي است مبتني بر مطالعه ي متون خطي کتاب المناظر و متن چاپي کتاب المناظر چاپ حيدرآباد.
آثار ديگر ابن هيثم عبارتند از :
2-في المکان. 3-في مسئله عدديه 4-في شکل بني موسي 5-في اصول المساحة 6-رسالة في شرح مصادرات اقليدس5 7-في کيفيات الاظلال6 8-مقاله في الهاله و قوس قزح 9-ضوء القمر7. 10-مقالة في مساحة الجسم المکاني 8، 11-مقالة في الهاله و قوس قزح، 12-مقالة في المرايا المحرقه بالدوائر9، 13-سمت القبله بالحساب10، 14-في المرايا المحرقه بالقطوع11، 15-مقالة في الضوء12، 16-مقالة في المعلومات13، 17-مقالة في تربيع الدائره14، 18-في المجره15، 19-اضواء الکواکب16، 20-قول في الستخراج مقدمه ضلع المسبع17، 21-قول في قسمت الخط الدي استعمله ارشميدس في کتاب الکرة و الاستوانه18، 22-مقالة في استخراج ارتفاع القطب علي غاية التحقيق19، 23-مقالة في الکرة المحرقه20، 23-صورت الکسوف21، 24-قول في مسئله الهندسيه22، 25-مسائل التلاقي23، 26-الآثار عليه يري في وجه القمر24، 27-الشکوک علي بطلميوس25، 28-هيئت العالم26، 29-رسالة في معرفت الاشکال القائمه27، 30-خواص المثلث، 31-حساب المعاملات، 32-في مراکز الاثقال28، 33-مساحة الکره، 34-مقالة في الاشکال الهلاليه، 35-الرخامات الافقيه29، 36-في عمل البنکام30، 37-کتاب في اوسع الاشکال المجسمه و في اوسع الاشکال المسطحه، 38-کتاب في استخراج ضلع المکعب، 39-مقالة في الجزء الذي لايتجزا، 40-کتاب جمعت فيه الاصول الهندسيه و العدديه،من کتاب اقليدس و ابولونيوس، 41-مقالة في استخراج نصف النهار علي غاية التحقيق، 42-اختلاف مناظر القمر 43-التنبيه علي مافي الرصد من الغلط، 44-حرکة القمر، 45-حل شکوک المجسطي، 46-استخراج خط نصف النهار،بظل واحد ، 47-مقاله في ابعاد الاجرام السماوية و اقدار اعظامها و غيرها 48-حل شکوک حرکات الالتفات، 49-مقالة في الاثر الذي يري في القمر، 50-کتاب البرهان علي مايراه الفلکيون في احکام النجوم، 51-في استخراج ما بين بلدين في البعد بجهة الامور الهندسيه، 52-في اجرآت الحضور و الابنيه بجميع الاشکال الهندسيه، 53-کتاب تلخيص مقالات ابو لونيوس في مقاطع المخروطات، 54-مقالة في الحساب الهندي، 55-رسالة في برهان الشکل الذي قدمه ارخميدس في قسمة الزوايا الي ثلاثة اقسام متساويه، 55-في انتزاع البرهان علي ان القطع الزائد و الخطان اللذان لايلتقيان(يقربان ) ابداً و لايلتقيان حل شکوک مجسمات کتاب اقليدس، 56-في التحليل و الترکيب الهندسي علي جهة التمثيل للمتعلمين.
علاوه بر اين مقالات و رسايل و کتبي که ذکر کرديم ابن هيثم آثار ديگري در ساير رشته ها از جمله طب و فلسفه دارد که از ذکر آنها خودداري مي کنيم.

اکتشافات علمي ابن هيثم
 

ابن هيثم کاشف اولين اصل ديناميک21
ابن هيثم در پژوهشهاي خود راجع به حرکت اجرام سماوي و نيز در علم ايست شناختي به کشف اصلي در ديناميک نايل آمد که از آن به نام اصل جبر يا اصل لختي(Principle of inertia)ياد مي شود.و آن چنين است که اگر نقطه اي مادي لخت باشد يعني تحت تأثير هيچ نيرويي واقع نشود،اگر ساکن است همواره ساکن مي ماند و اگر در حال حرکت است،حرکتش مستقيم الخط و يکنواخت خواهد بود.
در کشف اين اصل ابن سينا نيز،که معاصر ابن هيثم بود،سهيم است زيرا او نيز با براهين فلسفي صحت اين اصل را مدلل کرده است.
بايد متوجه بود که قدماً حرکت را به دو نوع تقسيم مي کردند: بالطبع و قسري.حرکت قسري ناشي از اعمال نيرويي خارجي برجسم است،نيروي خارجي موجب مي شود که جسم کماً و کيفاً حرکتي جز آنچه به اقتضاي طبع خواهد داشت پيدا کند.
حرکت بالطبع حرکتي است که مقتضاي طبيعت جسم صورت مي گيرد.في المثل حرکت سنگي را در نظر مي گيريم که اگر رهايش کنيم به حکم طبيعت ذاتي (البته به عقيده ي قدما )به پايين حرکت مي کند،ولي اگر بخواهيم کاري کنيم که به سوي بالا حرکت کند بايد ضربه اي بر آن وارد کنيم.پس از آنکه ضربه وارد کرديم،به تناسب نيرويي که بر اثر آن ضربه وارد مي شود،و به تناسب موانع و عوائقي که در کار است،آن سنگ مقداري مسافت به سوي بالا مي پيمايد،ولي در نهايت امر بر مي گردد. از اين مثال دو مسئله اساسي مطرح مي شود که مباحثات فلاسفه نيز از همين جا ناشي مي گردد.مسئله ي نخست اينکه عامل بالا برنده چيست؟هر حرکت نيازمند به محرک است،آنگاه که سنگ رو به پايين حرکت مي کند عامل تحرک سنگ، طبيعت و يا ميل طبيعي سنگ است،پس يک نيروي دروني سنگ را به حرکت مي آورد.ولي آنگاه که به سوي بالا مي رود عامل محرک چيست؟
از نظر ارسطو، براي اينکه جسم حرکت داشته باشد، بايد همواره نيرو، يعني عامل محرکي متصل به متحرک در کار باشد و انفکاک محرک از متحرک محال است.در توجيه عامل در حرکت قسري سنگ چنان معتقد بود که با اعمال ضربه به سنگ موجي در جهت آن ضربه در هواي مجاور پيدا مي شود و سنگ و هوا مجموعاً حکم جسم واحد متصلي را پيدا مي کند.پس هوا سنگ را از جلو به سوي خود مي کشد،و يا بر عکس،هوا مي ماند و سنگ مي رود.ولي هوايي که مي ماند نقش مقاومت را در مقابل سنگ ايفا مي کند،يعني هوا سنگ را از پشت سر مي راند. تبيين ارسطو براي حرکت پرتا به ها ذهن دانشمندان و فلاسفه را ارضا و اقناع نمي کرد.ابن هيثم و ابن سينا نظريه ي ديگري درست در مقابل نظريه ي ارسطو ابراز کرده و بر اين عقيده بودند که:ضربه ي وارده موجب پيدايش يک ميل بر خلاف ميل طبيعي و در جهت موافق ضربه ي در جسم مي شود،و آنچه سنگ را بالا مي برد همان ميل و کشش و فشار است که محصول ضربه است.
مسئله دوم مربوط به عدم دوام حرکات قسري بود.چرا سنگ در مثال بالا پس از مدتي که بالا مي رود تدريجاً حرکتش کندتر مي شود تا جايي که در يک نقطه لحظه اي درنگ مي کند و سپس به سوي زمين باز مي گردد؟آيا علت اين است که عايق و مانعي در کار است؟يعني مقاومت هوا مانع حرکت است يا علل ديگري در کار است.ابن هيثم و ابن سينا اين علت را ناشي از مقاومت هوا مي دانستند،يعني اگر مقاومتي در کارنباشد،سنگ حرکت خود را الي الابد حفظ خواهد کرد،اگر چه اين حرکت قسري يعني در خلاف جهت حرکت طبيعي آن جسم باشد.
ابن سينا اين مطلب را در قالب جمله کوتاهي بيان کرده و مي گويد: «اگر تصادم هوا نمي بود،سنگ پرتاب شده تا سطح فلک به حرکت خود ادامه مي داد.42» تعبيري که ابن هيثم و ابن سينا در مورد حرکت قسري کرده اند متنهي به اصل جبر و يا اصل لختي مي شود که هفت قرن بعد با آزمايشهاي عديده اي توسط گاليله و نيوتن تاييد گرديد.

نظريه هاي نورشناختي ابن هيثم و مقايسه ي آنها با نظريه هاي فيزيکدانان اروپايي
 

پيش از پرداختن به اصل مطلب لازم است به نکاتي درباره ي ماهيت نور اشاره شود.

نورچيست؟ موج است يا ذره ؟
 

اين مشکل به عنوان مسئله ي معضله اي در قرون هفدهم و هجدهم مورد بحث دانشمندان برجسته ي مغرب زمين بود.اين دو چشم انداز همزمان در فيزيک کلاسيک ظاهر شدند و دوران سختي را سپري کردند.
نيوتن که از نظريه ي ذره اي نور(Corpuscular Theory of Light) دفاع مي کرد،معتقد بود که اجسام درخشان چشمه اي از ذرات نور هستند.
همزمان با او، هويگلس (C.Huygens) تابش نور را نتيجه پخش موج در اتر اطراف آنها مي پنداشت. مناقشات و مباحثي بين طرافداران اين دو نظريه براي مدتي بيش از يکصدسال در گرفت.سرانجام در اوايل قرن نوزدهم نظريه ي موجي نور Wave Theory of Light با آزمايشها و تجربيات بسيار،که توسط يانگ (T.Young) و فرنل (Presnel) انجام شد، تأييد گرديد.نظريه ي الکترومانيتيکي امواج نوراني،که به وسيله ي ماکسول (Maxwell)ارائه شد،خود مؤيد نظريه ي موجي نور بود.ولي هنوز پنجاه سال نگذشته بود که نظريه ي ذره اي ديگر بار نيروي تازه گرفت ،زيرا پديده فتوالکتريک (Photoelectric effect) که نظريه ي موجي از تفسير آن عاجز بود،به کمک نظريه ي ذره اي به روش شگفت انگيزي تعبيرشد.به تدريج فيزيکدانها متقاعد شدند که براي نور مشابهتي بين انتشار به صورت امواج و انتقال به وسيله ي حرکت مشهود است که مي توان با کمک آن نور را به صورت دو گانگي موجي يا ذره اي تعبير کرد.
بايد گفت که حکماي اسلامي نسبت به اين دو نظريه ي درباره ي نور بيگانه نبوده اند.نظريه ي ذره را در آثار عده اي از دانشمندان و فلاسفه ي اسلامي از جمله در تجريد الکلام خواجه نصير الدين طوسي مي توان جستجو کرد.
در مقابل اين عده،ابن هيثم مخالف نظريه ي موجي نور سخن گفته است.هويگنس،براي اينکه ثابت کند که نور جسم نيست،به تشبيه نور به آتش پرداخته و از اين تشابه و تطبيق براي ارائه ي نظريه ي خود استمداد جسته است و مي گويد:« نور از جنس آتش است،چه در زندگي روزانه مي بينيم که نور از آتش به وجود آمده و به آتش هم مي توا ند تبديل شود، زيرا اگر نور را به آينه ي مقعري بتابانيم در يک نقطه جمع شده،اجسام را مي سوزاند23» ابن هيثم همين مطلب را چند قرن قبل از هويگنس عنوان مي کند و مي نويسد:
«نوري که از جسم نوراني خارج مي شود ذاتاً از جنس آتش است،زيرا اگر نور خورشيد را به آينه ي مقعري بتابانيم حرارت آن در يک نقطه جمع مي شود،و اگر در اين نقطه جسم قابل احتراقي موجود باشد، آن را مي سوزاند،و نيز اگر نور آفتاب مدتي در هوا به جسم ديگري بتابد آن را گرم مي کند.24»
انتشار نور، هويگنس مي گويد:«آتش و شعله،که عامل توليد نور هستند،بدون شک داراي حرکات سريعي هستند، و اين حرکات در محيط مادي، که مجاور جسم نوراني قرار دارد، تأثير کرده آن را به حرکت در مي آورد و اين حرکت از جزئي به جزء ديگر ماده ي موجود در فضا انتقال يافته و به اين ترتيب نور انتشار پيدا مي کند.بنابراين انتشار نور شبيه به انتشار صوت است زيرا انتشار صوت نيز به واسطه انتقال حرکت از جزئي به جزء ديگر هوا صورت مي گيرد.25»
ابن هيثم نظريه اي مشابه با اين نظريه براي انتشار نور ارائه مي دهد و چنين مي نويسد:«طرز انتشار نور در محيط شفافي که مجاور يا منبع نور مي باشد اين طورا ست که نور از هر يک از نقاط جسم نوراني به طور خطوط مستقيم ولي در امتداد کروي منتشر مي گردد،تا جايي که پايان يابد و ديگر قادر به انتشار نباشد و مقصود از امتداد اين است که جزء مجاور منبع نور شبيه به خود جسم نوراني مي شود و حکم منبع نور را پيدا مي کند و جزئي که بلافاصله پس از آن قرار گرفته شبيه به جز اول مي شود،به همين ترتيب اين عمل ادامه دارد تا کم کم نور محو شود و يا به جسم کدري جذب گردد.
اصل نظريه ي موجي نور بر مبناي همين گفته ي ابن هيثم قرار گرفته است،بدين معني که هر جا منبع نور قرار گرفته باشد، اجزاء مجاور آن شبيه به خود منبع نور مي شود و آنها را مي توان به منزله ي يک منبع نور مستقل فرض کرد.و همچنين اجزايي که بلافاصله پس از آنها قرار گرفته اند باز شبيه به اجزاء قبلي مي شوند و به همين ترتيب هر نقطه از فضا را مي توان مرکز کراتي تصور کرد، که اشعه ي نوراني اشعه ي اين کرات را تشکيل مي دهند و همين طور هر جزئي جزء بعدي را در امتداد اشعه ي کره تحت تأثير قرار مي دهد تا وقتي که نور محو شود، يا به جسم کدري جذب گردد.
هويگنس اين مطلب را تحت عنواني بيان کرد که در کتب فيزيک به اصل هويگنس (Prineiple of Superposition Huygens) معروف است و به شرح زير تدريس مي شود: محور Ox را مطابق شکل 1 در نظر گرفته خط AB را عمود بر آن رسم مي کنيم، اکنون صفحه ي ماربر AB و عمود بر صفحه ي شکل را به منزله ي سطح موج در لحظه t تصور مي کنيم که سرعت انتشار نور V بوده و در لحظه t سطح موج A' B' را داشته باشيم، هر يک از نقاط سطح AB را مي توان در حکم منبع نور فرض کرده کراتي به مرکز آن نقاط و شعاع (فرمول صفحه 440 )رسم کرد. محيط اين کرات مماس با سطح A' B' خواهند بود. بنابراين سطح موج' A' B به منزله ي پوشش يا لفاف براي امواج جزئي خواهند بود.
اصل هويگنس متکي بر اين فرض است که هر نقطه از سطح موج را مي توان در حکم يک چشمه ي کوچک ثانوي دانست که اشعه را به همه طرف با همان سرعتي که سطح موج اوليه حرکت مي کرد مي فرستد، و سطح موج ثانوي سطحي است مماس بر تمام سطوح موج مربوط به نقاط مختلف موج اوليه، و چنانکه قبلاً نيز اشاره کرده ايم او اين فکر را از ابن هيثم گرفته است.

انتشار راست خط نور
 

يکي از اصول مهم مبحث نور، انتشار مستقيم الخط نور (Rectilinear Propagation of light)است، يعني نور به خط مستقيم سير مي کند، مشروط بر اينکه محيط انتشار متجانس و متشابه الغلظت (Uniform Material) باشد. مقصود از محيط متشابه محيطي است که از لحاظ شفافيت يکسان و متشابه باشد.در اين صورت نور به خط مستقيم منتشر مي شود،و الاغير مستقيم خواهد بود.
مثلاً نور خورشيد که به زمين مي آيد،از قشرهاي مختلف به چگالي مختلف مي گذرد،بنابراين محيط انتشار ديگر حکم محيط شفاف متجانس و متشابه را نخواهد داشت و بالنتيجه خط نور ديگر ايزوتروپ(Isotrope) نخواهد بود.ابن هيثم به اين اصل مهم نيز توجه مي کند و چنين مي گويد:«نور به خط مستقيم سير مي کند،به شرط اينکه محيط انتشار همه جا از حيث شفافيت متشابه باشد.37»
ابن هيثم حرکت مستقيم الخط نور را چنين تشريح مي کند:
«در خانه ي تاريکي که فضاي آن را غبار و يا دود احاطه کرده است،هرگاه از روزنه ي در يا سوراخ نور به آنجا بتابد ملاحظه مي شود که نور از آن سوراخ تا محلي که نور افتاده خط مستقيم امتداد پيدا کرده است.28»
ابن هيثم به همين اکتفا نمي کند، بلکه به منظور تشخيص حرکت مستقيم الخط نور به تجربه اي مي پردازد که مشابه آن چند قرن پس از وي توسط بازن (Basin) فيزيکدان فرانسوي انجام شد.

تقسيم بندي اجسام از نظر قابليت انتقال نور
 

ابن هيثم اجسام را از نظر تأثير نور به دو دسته شفاف و کدر تقسيم کرده است.
اجسام کدر،به اجسامي گفته مي شود که نور نمي تواند اصلا از آنها عبور کند مانند چوب و سنگ و غيره.اجسام شفاف، به اجسامي گفته مي شود که نور از آنها به خوبي عبور مي کند. مانند شيشه و هوا.در آن باره وي چنين مي نويسد: «اگر شخصي در محل تاريکي قرار گرفته و در مقابل او جسم نوراني موجود باشد، چشم در صورتي مي تواند اين جسم را مشاهده کند که جسم کدري بين شي مزبور و چشم قرار نگرفته باشد والا اگر جسم کدري در اين فاصله باشد، والا اگر جسم کدري در اين فاصله باشد،چشم جسم نوراني را نخواهد ديد.»
در جاي ديگر مي نويسد:«هوا جسمي است شفاف،اگر نور خورشيد برآن بتابد به واسطه شفافيتي که دارد نور از آن عبور مي کند».

قوانين انعکاس نور
 

فيزيکدانان اروپايي، از زمان دکارت تا کنون، براي اينکه قوانين انعکاس نور را با فرض ذره اي تفسير کنند، به يک رشته تعبيرات مکانيکي پرداخته اند.مثلاً مي گويند همان گونه که توپ لاستيکي در موقع برخورد با ديوار منعکس مي شود، براي نوري که چون ذره تصور شود،اين کيفيت انعکاس به سهولت قابل تطبيق خواهد بود.يعني اگر نور نيز به جسم صيقلي مثلاً آينه تابيد، منعکس مي شود. اروپائيان اين مقايسه ي بين ذره و نور و يک جسم مادي را براي تفسير انعکاس به دکارت نسبت مي دهند و حال آنکه ابن هيثم چند قرن پيش از دکارت اين مقايسه را به تفضيل شرح داده است.

تعبير مکانيکي انعکاس نور
 

ابن هيثم در تعبير مکانيکي انعکاس نور چنين نوشته است«...همان طور که اجسام طبيعي،اگر از محل مرتفعي ساقط شوند و هنگام سقوط به زمين سختي برخورد کنند فوراً بر مي گردند، يا اگر جسمي را پرتاب کنيم و اين جسم به ديوار تصادم کند، بيدرنگ بر مي گردد، به همين ترتيب نور، وقتي به اجسام صيقلي بتابد، منعکس مي شود.39»

ابن هيثم به اين توضيح مختصر اکتفا نمي کند،بلکه مطلب را با موشکافي مطالعه مي کند و موارد و شرايط مختلف را متذکر مي شود.مثلاً مي گويد:«همان طور که اگر جسمي را از محل بلندي ساقط کنيم،هنگام برخورد با زمين ديگر بر نمي گردد و روي خاک باقي مي ماند، به همين ترتيب نور نيز، وقتي که به جسم غير صيقلي رسيد، منعکس نمي شود و همچنين هر گاه جسم ساقط به اجسامي از قبيل گچ و چوب که تا اندازه اي صلابت دارند برخورد کند،مقداري منعکس مي شود، اما نه به آن اندازه که به جسم خيلي سختي مثل آهن تصادم کند،براي نور نيز همين وضعيت صادق است و اجسامي که نيمه صيقلي هستند تا اندازه اي نور را منعکس مي کنند.40»
ابن هيثم، بعد از ذکر مشابهت بين دو فرايند طبيعي، درصدد کشف اختلاف آنها بر مي آيد.مثلاً اظهار مي کند:« گلوله کروي آهني را،اگر در امتداد مايل به ديواري بزنيم،در امتداد مايل نيز بر مي گردد.پس براي نور نيز عيناً همان طور است و زاويه ي تابش، مساوي زاويه ي بازتاب است.اما گلوله ي کروي، پس از اينکه برگشت، خط مميز منحني پيدا مي کند و به زمين ساقط مي شود، در حالي که نور، پس از انعکاس در آئينه،امتداد خود را دنبال مي کند.41»
ابن هيثم پس از اين مقدمات انعکاس نور را روي آينه هاي تخت، محدب، مقعر، کروي،مخروطي و استوانه اي آزمايش مي کند و قوانين انعکاسي را به شرح زير بيان مي کند:

قانون اول
 

«انعکاس نور در کليه ي سطوح، اعم از مسطح و مستدير، به طرز خاص انجام مي گيرد، و آن اين است که هر نقطه ي سطح صيقلي، نور را در امتداد خط مستقيم منعکس مي کند،به طوري که شعاع انعکاس و شعاع تابش و عمود خارج از نقطه ي تابش بر نور مستقيم از A' قرينه A سرچشمه گرفته است.
ابن هيثم اين موضوع را چنين بيان کرده است:«چشم اشياء را فقط در امتداد اشعه ي نوراني که از اشياءخارج مي شود مي بيند و در آينه ها فقط در امتداد اشعه ي انعکاسي مي بيند.44»

تصوير در آينه هاي تخت و وضعيت آن
 

تصوير در آينه هاي مسطح مجازي است و محل تصوير روي خط انعکاس و خط عمود سطح مماس آينه در يک سطح مستوي قرار مي گيرند.»

قانون دوم :«وضعيت شعاع انعکاسي با خط عمود، مانند وضعيت شعاع تابش با خط عمود است42». يعني زاويه ي شعاع تابش مساوي زاويه ي انعکاس است).شکل2

حالت خاص:«اگر شعاع تابش عمود بر سطح آينه بتابد بر روي خودش منعکس مي شود43».
شکل شماره ي3 را درنظر مي گيريم.از نظر نقطه نوراني A اشعه ي نوراني به تمام اطراف فرستاده مي شود.دسته اي از اين اشعه، پس از انعکاس،به چشم مي رسد.چشم، که همواره جسم را در محل تلاقي اشعه اي که به آن تابيده است مي بينيد، تصور مي کند که وارد از نقطه ي نوراني برآينه قرار دارد. بنابراين، در محل تلاقي اين دو خط واقع است.ابن هيثم نيز به اين نکات دقت مي کند و درباره ي اين موضوع چنين مي نويسد:«تصويري که در آينه ديده مي شود مجازي است45». و درباره ي محل تصوير نيز چنين مي نويسد:« تصوير هر نقطه اي که چشم در آينه ي مسطح درک مي کند،روي شعاع انعکاس و روي خط عمود قرار مي گيرد.پس در محل تلاقي آنها واقع شده است.46»

پي نوشت
 

1-دانش پژوه، محمد تقي :«فهرست نسخه هاي خطي کتابخانه ي ادبيات تهران، مجله ي دانشکده ادبيات، شماره ي1، سال هشتم، مهرماه 1339 هجري.
2-فارسي،کمال الدين:«تنقيح المناظر لذوي الابصار و البصائر» 2 جلد، حيدرآباد دکن، 48-1347 هجري قمري.
3-مقدمه ي کتاب تنقيح المناظر، ترجمه ي استاد احمد آرام.
4-(قرباني، ابوالقاسم:« دو رياضيدان ايراني، چاپ تهران، 1348 هجري شمسي).
Risner,F,: Opticae theaurus. Alhazeni Arabis libri septem,numc primum edlti,...Basileae(1572)
5-روزنفلد (B.A. Rosenfeld) اين رساله را مورد تحقيق قرار داد، و قسمتي از آن را به زبان روسي ترجمه کرده است.
6-ويدمان (Wiedemann.E) اين مقاله را به زبان آلماني ترجمه کرده و به چاپ رسانده است.
7-کهل (K.Kohl) اين رساله را به زبان آلماني ترجمه کرده است.
8-اين مقاله را دکتر هانري سوتر (H.Suter) به زبان آلماني ترجمه کرده است.
9-اين مقاله را ويدمان به آلماني و عرفات و وينتر(winter) به انگليسي و استاد احمد آرام به فارسي ترجمه کرده اند.
10-اين مقاله را شوي (C.Schoy) به آلماني ترجمه کرده است.
11-اين رساله به زبان لاتين و به وسيله ويدمان و هيبرگ(J.Heiberg) به آلماني توسط عرفات و وينتر به انگليسي ترجمه شده.
12-اين رساله را برمان (J.Baarmann) به آلماني و راشد محقق عرب به فرانسه ترجمه کرده است.
13-اين مقاله را سديو(L.A.Sedillot) به فرانسه ترجمه کرده است
14-اين رساله را هانري سوتر به زبان آلماني ترجمه کرده است
15-اين مقاله را ويدمان به زبان آلماني ترجمه کرده است
16-اين رساله ويدمان به آلماني و عرفات و وينتر به انگليسي ترجمه کرده اند.
17-اين مقاله توسط شوي به آلماني ترجمه شده است.
18-اين رساله را ويکه (F.woepcke) به فرانسه ترجمه کرده است
19-اين مقاله توسط به آلماني ترجمه شده است
20-ويدمان اين مقاله را از روي تحرير کمال الدين فارسي به آلماني ترجمه کرده است
21-ويدمان اين مقاله را نيز از روي تحرير کمال الدين فارسي به آلماني ترجمه کرده است.
22-اين مقاله توسط شوي به آلماني ترجمه کرده شده است
23-ويدمان اين مقاله را به آلماني ترجمه کرده است
24-شوي اين مقاله را به آلماني ترجمه کرده است
25-قسمتي از اين رساله توسط عبدالحميد صبره به انگليسي ترجمه شده است
26-از اين کتاب ترجمه هايي به زبان هاي لاتين، اسپانيايي و عبري در کتابخانه هاي عالم موجود است. کهل نيز آن را به آلماني، پير دوهم (P. Duhm) مباحثي از آن را به فرانسه ترجمه کرده است و يک ترجمه فارسي هم که توسط محمد بن ابي بکر بن عثمان الحلواني النجاري انجام يافته در کتابخانه مفنيسا به شماره 1705/3 موجود است اين ترجمه متعلق به قرن هفتم است.
27-اين رساله هنوز به دست نيامده ولي عبدالرحمان خازني در ميزان الحکمه خود خلاصه اي از آن تفسير و تشريح کرده است.
29-اين مقاله درباره شاخص آفتابي است
30-اين مقاله درباره ساعت آبي است
31-نظيف، مصطفي، الحسن بن الهيثم جلد اول صفحه 147 و نيز رجوع شود به نظيف، مصطفي، آراء الفلاسفه الاسلاميين في الحرکه من محاضرات ابن الهبثم التذکاريه، قاهره 1943.
اين اصل در واقع حالت خاص از اصل هاميلتون (Hamilton, H)در مکانيک اجرام فلکي است و آن چنين است که در حرکات اجرام مادي آکسيون (Action) همواره بايستي (Stationaire) باشد توضيح آنکه حاصلضرب انرژي را در زمان در مکانيک کلاسيک آکسيون مي نامند و اصل هاميلتون نشان مي دهد که تغييرات (Variations) آکسيون بر روي مسير همواره صفر است معمولاً تابعي را که تغييرات آن صفر باشد تابع ايستي مي نامند و حاصل اصل هاميلتون با ايستي آکسيون بيان مي شود.
32-مقاله آقاي مرتضي مطهري، در بررسيهايي درباره ابوريحان بيروني، چاپ تهران، 1352، صفحه 82.
33-مصطفوي، دکتر جلال، مقايسه دکارت، هويگنس و نيوتن با ابن هيثم مجله دنياي علم، سال اول، شماره 4، 5، 1336 هجري شمسي.
34-(تنقيح المناظر، جلد 2، صفحه 401)
35-مصطفوي، دکتر جلال مقايسه دکارت و. .
36-تنقيح المناظر، ج 2.
37-همان کتاب، جلد اول، ص 375 و يا مبحث الناحيه الميکانيکه من نظريه ابن الهيثم في انعکاس الضوء کتاب الحسن بن الهيثم، تاليف مصطفي نظيف، ص 133-121.)
38و 39و 40و 41و 42و 43و 44و 45و 46 همان ماخذ.
 

منبع:پايگاه نور ش31
/ن