Ибн аль-Хайсам

Абу Али аль-Хасан ибн аль-Хасан ибн аль-Хайсам аль-Басри (араб. أبو علي الحسن بن الحسن بن الهيثم‎, 965, Басра — 1039, Каир) — арабский учёный-универсал: математик, механик, физик и астроном. В средневековой Европе упоминался под латинизированным именем Alhazen (Альгазен или Альхазен).

Биография

Благодаря своим выдающимся способностям Ибн аль-Хайсам занимал в родной Басре должность визиря, однако любовь к науке побудила его оставить эту должность и заняться только наукой. Когда до египетского халифа ал-Хакима дошёл слух о том, что Ибн аль-Хайсамом составлен проект регулирования вод Нила путём постройки плотины ниже Асуана, он пригласил учёного в Египет. Однако на месте Ибн аль-Хайсам убедился в невозможности осуществления этого проекта при технических средствах того времени (почти за тысячелетие до сооружения существующей Асуанской плотины). Узнав об этом, халиф разгневался на учёного, подверг его домашнему аресту и конфисковал его имущество. Для спасения жизни Ибн аль-Хайсам был вынужден симулировать сумасшествие до самой смерти ал-Хакима. При его преемниках он получил свободу и жил в почёте в Каире до самой смерти.

В списке врачей, приведённом у сирийца Ибн Абу Усайбиа, упомянуты 92 сочинения Ибн аль-Хайсама, из них 89 посвящены математике, астрономии, оптике и механике. Ибн аль-Хайсам сочетал в своих научных занятиях тщательные эксперименты со строгими математическими доказательствами. Нередко его именуют «отцом оптики».

В честь учёного назван кратер на Луне.

Математика

Геометрически доказанная формула суммирования Альхазена

В «Книге комментариев к введениям в „Начала“ Евклида» Ибн аль-Хайсам пытался доказать пятый постулат Евклида. Доказательство его было ошибочно, так как он опирался на допущение, что точки, одинаково удалённые от прямой, образуют прямую, а это утверждение равносильно пятому постулату. Однако заслугой Ибн аль-Хайсама было то, что он впервые рассмотрел так называемый «четырёхугольник Ламберта», у которого три внутренних угла — прямые. Он сформулировал три возможных варианта для четвёртого угла: острый, прямой, тупой. Обсуждение этих трёх гипотез многократно возникало в позднейших исследованиях пятого постулата.

В трактате «Об измерении параболического тела» Ибн аль-Хайсам приводит формулы для суммы последовательных квадратов, кубов и четвёртых степеней, и ряд других формул для сумм рядов. С помощью этих формул он проводит вычисление, равносильное вычислению определённого интеграла ∫ 0 a x d x {displaystyle int limits _{0}^{a}{sqrt {x}}dx} .

В трактате «Об изопериметрических фигурах» Ибн аль-Хайсам сделал попытку доказать, что круг имеет самую большую площадь из всех фигур равного периметра, а шар — самый большой объём из всех тел с равными поверхностями.

Ибн аль-Хайсаму принадлежат также сочинения «О квадратуре круга», «Об измерении шара», «О построении семиугольника», «О построении пятиугольника, вписанного в квадрат», «О свойствах высоты треугольника», «О циркуле для конических сечений», «Об извлечении кубического корня», «О параболе», «О гиперболе», «О магическом квадрате». Известно также, что он применял геометрические методы к решению уравнений 4-й степени., в частности, так он решил «задачу Альхазена», которая в XVII веке вызвала большой интерес в Европе — ею занимались Гюйгенс и Барроу.

Оптика

Ибн аль-Хайсаму принадлежит фундаментальный труд по оптике — «Книга оптики» (в 7 книгах).

В области физиологической оптики он дает описание строения глаза, следуя древнегреческому ученому Галену, и на опытной основе доказывает несостоятельность воззрений Платона и Евклида о свете как о лучах, которые испускаются глазом и «ощупывают» предметы. Ибн аль-Хайсам выдвинул собственную теорию, согласно которой «естественный свет и цветные лучи влияют на глаз», а «зрительный образ получается при помощи лучей, которые испускаются видимыми телами и попадают в глаз». При этом в VI в. до н. э. (то есть за 17 веков до аль-Хайсама) Пифагор высказал точно такую же (близкую к современной) идею, что тела становятся видимыми благодаря испускаемым ими частицам. Очень близкие к современному пониманию различных оптических явлений концепции развивали и другие предшественники аль-Хайсама — Аристотель (IV в. до н. э.), Платон (IV в. до н. э.), Евклид (III в. до н. э.), Клеомед (I в. н. э.), Птолемей (130 г. н. э.) и др. Основной вклад работавших до аль-Хайсама учёных состоит даже не в их гипотезах о природе света, а в том, что они нашли законы его прямолинейного распространения и отражения и умели ими пользоваться.

Аль-Хайсам считал, что каждой точке наблюдаемого предмета можно поставить в соответствие некоторую воспринимающую точку глаза. Он же дал правильное представление бинокулярного зрения. Наконец, он высказал предположение о конечности скорости света.

Среди опытов, проведенных учёным, выделяются опыты с камерой-обскурой, опыты по преломлению света и эксперименты с различными видами зеркал, развивающие учение Диокла.

В XII веке обсуждаемое сочинение было переведено на латинский язык под названием «Сокровище оптики» (лат. Opticae thesaurus) и оказало большое влияние на развитие оптики в Европе. Первое крупное европейское сочинение по оптике — «Перспектива» Витело — представляет собой в значительной степени переработку трактата Ибн аль-Хайсама.

Ибн аль-Хайсам составил также ряд трактатов о зажигательных стёклах и трактаты «О свете Луны», «О гало и радуге», «О свойствах теней».

Астрономия

Ибн аль-Хайсаму принадлежит ряд сочинений по астрономии и геодезии: «О свете светил», «О формах затмений», «О движении Луны», «Об определении полюса с наивысшей точностью», «О параллаксе Луны», «О часовых линиях», «О сущности следов, видимых на поверхности Луны», «Об определении меридиана по одной тени», «О горизонтальных солнечных часах», «О различиях в высотах светил», «О способах наблюдений», «Об определении азимута киблы» (киблой называется направление на Мекку), «Об определении расстояния между двумя городами с помощью геометрии» и др.

В «Книге о форме мира» Ибн аль-Хайсам развивает излагавшуюся ал-Фаргани и ал-Хазином идею о массивных эфирных орбитах планет.