Alhazen, prvi naravoslovec

Pred tisoč leti je Abu Ali Al Hasan ibn Al Hajtam temeljito obdelal svetlobo in gledanje.
Objavljeno
09. april 2015 14.37
Janez Strnad
Janez Strnad
Pred tisoč leti je Arabec Alhazen za tiste čase temeljito obdelal svetlobo in gledanje. Njegov pogled so upoštevali šeststo let. To je bil eden od dosežkov islamske znanosti v njenem zlatem obdobju, o katerem govori tudi interaktivna razstava 1001 izum, ki so jo te dni odprli na Gospodarskem razstavišču v Ljubljani.

Abu Ali Al Hasan ibn Al Hajtam se je rodil leta 965 v Basri, v današnjem Iraku. Alhazen je latinska oblika arabskega imena. Šolal se je v Basri in Bagdadu. Napisal je svoj življenjepis, a ga je v glavnem posvetil pogledom na naravo in svet, tako da o njegovem življenju vemo le malo zanesljivega. Tudi letnici rojstva in smrti nista zanesljivi. Poročila o njegovem življenju izvirajo iz 13. stoletja in niso enotna.

Po eni od pripovedi je Alhazen trdil, da je zmožen regulirati Nil. Za to ga je kairski vladar Al Hakim bi Amr Alah z vzdevkom Nori kalif povabil v Egipt. Alhazen si je ogledal Nil in uvidel, da zamisel ni uresničljiva. Kalif, ki mu je Alhazen to priznal, mu tega ni zameril in mu je celo dal vladno službo. Alhazen pa se je kljub temu zbal samovoljnega in krutega kalifa in je hlinil norost. V hišnem priporu je prebil ves čas do kalifove smrti leta 1021. Po drugi pripovedi se je s kalifom srečal samo bežno. Kalif je takoj ugotovil, da zamisel o regulaciji Nila ni izvedljiva. Alhazen je nato odšel v Sirijo, kjer je našel mentorja. Po tretji pripovedi je Alhazen opravljal pomembno službo v Basri. Službe se je znebil in se posvetil raziskovanju, tako da je hlinil norost. Ne glede na različne pripovedi je Alhazen zagotovo živel v Kairu vsaj od leta 1038, po drugih virih vsaj od leta 1027. Preživljal se je s prepisovanjem strokovnih knjig, poučevanjem in pisanjem knjig. Dalj časa je živel in delal v Španiji. Umrl je v Kairu.

Knjiga o optiki

V tisoč letih se je naravoslovje močno razvilo. Pred tisočletjem so naravoslovci imeli čisto drugačne predstave, kot jih imamo danes. Zato jih včasih težko razumemo in težko sledimo njihovim mislim.

Med Alhazenovimi deli ima posebno mesto Knjiga o optiki, arabsko Kitab Al Manazir, ki jo je napisal v letih od 1010 do 1021. Povzel je tedanje znanje in ga izdatno obogatil. Oprl se je tudi na optiko Klavdija Ptolemaja (90–168). Konec 12. ali na začetku 13. stoletja je neznani prevajalec Alhazenovo arabsko knjigo prevedel v latinščino. Prevod so natisnili v Baslu leta 1572. Dodali so mu Perspektivo, ki jo je poljski menih, naravoslovec in matematik Erazmus Ciolek Witelo (1230?–po 1280) napisal med letoma 1270 in 1278 po Alhazenovi knjigi. Natisnjena knjiga je ostala glavno optično besedilo do Keplerjevega Optičnega dela astronomije leta 1604 in je izdatno vplivala na vrsto evropskih naravoslovcev.

Knjiga o optiki ima sedem razdelkov, ki bi jim danes rekli poglavja, tedaj pa so jih imenovali knjige. Prva knjiga vsebuje osnovne misli o svetlobi, barvah in gledanju, druga je posvečena delovanju očesa. Tretja obravnava optične prevare, četrta in peta opisujeta poskuse z odbojem in šesta optične prevare z odbojem. Sedma knjiga obravnava lom. Alhazen je o optiki napisal še nekaj manj obsežnih del.

Pri poskusih je Alhazen ugotovil, da nekatera telesa sevajo svetlobo in druga telesa to svetlobo odbijajo. Svetloba potuje v ravni črti, kar je opisal s premimi žarki. Telesa je delil na prozorna, na primer zrak, vodo, steklo, ki prepuščajo svetlobo, in neprozorna, ki svetlobe ne prepuščajo. Tudi v prozornih telesih svetloba z razdaljo slabi. Že iz starega veka so poznali odbojni zakon, da je odbojni kot enak vpadnemu. Raziskal je odboj na krogelnem zbiralnem zrcalu in spoznal napako pasov (sferno aberacijo). Goriščna razdalja obrobnih pasov je krajša od goriščne razdalje obosnih pasov. Vedel je, da paraboloidno zrcalo nima te napake. Ponovil je zgodbo, da so po Arhimedovem načrtu med obleganjem Sirakužani z zrcali zažgali ladje Rimljanov. Danes vemo, da to ni mogoče. Podrobneje kot predhodniki je raziskal in opisal camero obscuro in sence.

Opisal je mavrico

Pri obravnavanju loma je spoznal, da razmerje med lomnim in vpadnim kotom ni konstantno, ampak se spreminja v odvisnosti od vpadnega kota. Lomnega zakona ni poznal. Raziskoval je lom na zbiralnih krogelnih lečah, ki jih je dobil tako, da je kroglaste posode iz tankega stekla delno napolnil z vodo. Raziskal je nastanek barv pri takem lomu in opisal mavrico. Zagotovil je, da je hitrost svetlobe v gostejši prozorni snovi manjša kot v redkejši. Te ugotovitve se pozneje nista držala na primer René Descartes in Isaac Newton, ki sta zmotno menila, da je hitrost svetlobe v gostejši snovi večja kot v redkejši.

Alhazen je razmišljal o ozračju in njegovo višino ocenil na 90 kilometrov. Prepričan je bil, da nastane mrak, ko je Sonce 19 stopinj pod obzorjem. Obravnaval je barvo v ozračju ob sončnem vzhodu in zahodu. Obdelal je mrke. Obravnaval je astronomski lom. Svetloba zvezde v zenitu se na meji ozračja ne lomi, svetloba zvezde ob obzorju pa se lomi najmočneje. Pojasnil je pojav, da se zdi Luna ob obzorju večja kot v zenitu. Na obzorju velikost Lune primerjamo z velikostjo drugih predmetov, zato se zdi oddaljena in večja, na nebu pa ni primerjave, in tako se zdi bliže in manjša.

Alhazenova velika zasluga je, da je dokončno ovrgel antično predstavo, da vidimo, ker nekaj izhaja iz oči. Tako je menil Empedokles v 5. stoletju pr. n. št. Platon (5. in 4. stoletje pr. n. št.) je sodil, da izvira svetloba iz oči in potem nanjo delujejo predmeti, ki jih vidimo. Tega mnenja je bil še Evklid, ki je okoli leta 300 pr. n. št. v knjigi optiko povezal z geometrijo, in tudi Ptolemaj. Omeniti pa je treba, da je že Aristotel (4. stoletje pr. n. št.) trdil, da vidimo predmete, ker oddajajo ali odbijajo svetlobo.

Alhazen je privzel, da iz vsake točke predmeta izhajajo žarki na vse strani. Oko pa naj bi zaznalo le žarke, ki so pravokotni na roženico in se ne lomijo. Medtem ko se glede predmeta ni motil, je pri očesu spregledal vlogo leče. Sestavo očesa je povzel po zdravniku Galenu (129–199). Oko si je predstavljal kot kroglo. Svetloba vstopi skozi zenico in naleti na »vodeno tekočino«. Tej sledi »kristalna tekočina« s površjem, ki ima enako kot roženica središče v središču očesa, in sestavlja lečo. Nato sledi »steklasta tekočina«. Svetlobo zaznava leča in pošilja dražljaje po vidnem živcu v možgane. Današnja slika očesa je precej drugačna. Alhazen ni poznal vloge mrežnice, čeprav je menda po nekaterih njegovih zapisih mogoče sklepati, da jo je slutil. Razmišljal je o gledanju z dvema očesoma.

Napisal je 96 knjig

Nekateri menijo, da je težišče Alhazenovega raziskovanja bilo v matematiki. Naredil je nekaj korakov proti infinitezimalnemu računu. Poskuse s svetlobo je spremljal z računi. Razmišljal je o medsebojnem vplivu poskusov in matematike in osvetlil vlogo naravoslovne raziskovalne metode. V astronomiji je kritiziral Ptolemajevo sliko Osončja. Sprejel pa je misel, da je središče Zemlje središče vesolja in da se planeti, Luna in Sonce gibljejo po krogih s središčem v središču Zemlje. Vestni življenjepisec je naštel 96 Alhazenovih knjig. Polovico jih je razvrstil v matematiko, četrt v astronomijo, preostale pa v optiko, filozofijo, logiko, etiko, politiko, pesništvo, glasbo. To kaže, kako široko razgledan je bil Alhazen; ohranilo naj bi se 55 knjig.

Alhazen je prispeval vsem delom tedanje znanosti, kar je odlika velikih duhov. Nekateri ga imajo za »očeta sodobne optike«. V naslovu knjige o njem so ga imenovali »prvi naravoslovec«.