• Фаджр
  • Восход
  • Зухр
  • Аср
  • Магриб
  • Иша

Зрение и камера

Время чтения: 6 мин
3643

Вспомните свое детство, вы когда-нибудь задавались вопросом о том, как мы видим? А может вы тоже считали, что если вы закроете глаза, то люди вокруг вас не смогут вас увидеть? Первое представление о зрении как таковом сформулировали еще древнегреческие ученые и суть их понимания оптики можно выразить в двух основных теориях. Islam-Today.ru продолжает публиковать эксклюзивный перевод материалов из книги "1001 изобретение или вклад мусульман в современную цивилизацию".

Суть первой из них сводится к следующему: наши глаза источают лучи, подобно современному лазеру, и эти лучи прерываются объектами в нашем поле зрения. Итак, согласно данной теории видение осуществляется посредством движения лучей от глаза к объекту.

Согласно второй теории, мы видим, потому что нечто, представляющее предмет обозрения, входит в наши глаза. Данного воззрения непоколебимо придерживались Аристотель, Гален и их последователи, но их теории являлись лишь предположениями и не подтверждались экспериментально.

Выдающийся ученый 9-го века Аль-Кинди был первым, кто заложил основы современной оптики и подверг критике греческие теории устройства зрения. Он утверждал, что наше поле зрения формируется не из дискретных лучей, как то утверждал Эвклид, но на основе совокупности продолжительных излучений в трехмерном измерении.

Итальянский физик и математик 16-го века Джеронимо Кардано утверждал, что Аль-Кинди «был одним из 12 гигантов мысли в истории», поскольку он описал прямолинейное распределение лучей света; зрение с отражением и без него; влияние расстояния и угла на зрение, включая обман зрения. Аль-Кинди написал два трактата по геометрической и физиологической оптике, которыми в 13-м веке воспользовался английский ученый Роджер Бэкон и польско-немецкий физик Витело. Согласно Себастьяну Воглю, датскому ученому 20-го века: «Роджер Бакон не просто считал Аль-Кинди одним из отцов проекции, но в своем труде «Perspectiva» он и его коллеги неоднократно ссылались на оптическую модель аль-Кинди».

Исследование, начатое Аль-Кинди, было продолжено в 10-м веке Аль-Хасаном ибн Аль-Хайсамом, который, наконец, нашел объяснение того, как устроено зрение. По его мнению, человек видит вследствие преломления световых лучей. Выдающийся историк науки 20-го века Джордж Сартон сказал, что скачок вперед в оптической науке был сделан благодаря работе этого человека, который научно объяснил многое из того, что сегодня мы знаем об оптике.

В действительности же, еще до Ибн Аль-Хайсама, эксперименты над преломлением света при помощи линз проводил физик 10-го века Ибн Сахль из Багдада. Но все же, до конца не ясно, знал ли Ибн Аль-Хайсам о работе Ибн Сахля или нет. Аль-Хасан ибн Аль-Хайсам, часто именуемый просто Аль-Хайсам, а также известный на Западе как Альхазен, уже тысячу лет назад проводил сложные эксперименты, позволившие ему дать научное объяснение того, что в процессе зрения преломленные лучи света от объекта фокусируются на сетчатке глаза. Таким образом, Аль-Хайсам был первым, кто полностью опроверг теорию греков.

Будучи уроженцем Басры (Ирак), по приглашению правителя он отправился в Египет для решения вопроса паводков Нила. Он был первым, кто совместил «математический» подход Эвклида и Птолемея с «физическим» законом естествоиспытателей. Он утверждал: «Знание оптики требует комбинации учений физики и математики».

Он также являлся математиком, астрономом, физиком и химиком, но его книга по оптике, известная миру под названием «Magnum Opus», сформировала основы для оптической науки. В ней рассмотрены природа света, физиология и механизм зрения, структура и анатомия глаза, отражение и преломление, а также катоптрика.

Он изучал линзы, экспериментировал с разными зеркалами – плоскими, сферическими, параболическими и цилиндрическими, вогнутыми и выпуклыми. Он также рассматривал глаз как диоптрическую систему (систему преломления), и применял к нему геометрию преломления. Он прекрасно изучил феномен атмосферного преломления (рефракции) и посредством вычислений определил высоту атмосферы в 16 км. Результат данных вычислений соответствует современным данным о толщине тропосферы – нижнего слоя атмосферы, которая, в зависимости от географической широты, варьирует от 8 до 18 км.

Для проверки своих теорий Ибн Аль-Хайсам использовал экспериментальные данные, что было весьма необычным для того времени, так как до него физика была подобна философии, где было принято оперировать лишь одними размышлениями без опытных данных. Он был первым, кто ввел эксперимент как необходимое требование для принятия теорий, а его книга по оптике, в действительности, была критикой труда Птолемея «Альмагест». Спустя тысячу лет профессора, обучающие студентов-естествоиспытателей вместо предубеждений и предположений пользоваться фактическим материалом, по-прежнему цитируют выдержки из данной книги по оптике. Некоторые ученые-историки убеждены в том, что закон Снелла в оптике в действительности принадлежит перу Ибн Сахля и Ибн Аль-Хайсама.

Камера обскура

Как и многие выдающиеся философы и математики, Ибн Аль-Хайсам относился к наблюдению ревностно. Однажды находясь в комнате, он наблюдал за светом, проникающим через маленькую дырочку, сделанную в оконных ставнях. Свет падал на противоположную стену, и он был в форме полумесяца подобно изображению солнца во время затмения. Аль-Хайсам сказал: «Изображение солнца во время затмения, пока оно не полное, показывает, что когда его свет проходит через узкое, круглое отверстие и отображается на поверхности, противоположной отверстию, принимает форму месяца (в виде серпа)».

Из этих экспериментов, он объяснил то, что свет прошел по прямой линии, и когда лучи были отражены от яркого предмета, они прошли через маленькое отверстие и не рассеялись, а прошли сквозь и переформировались сверху вниз на ровной белой поверхности, параллельной отверстию. После он установил, что чем меньше отверстие, тем четче изображение.

Его экспериментальные выводы были следующими – когда лучи света достигают отверстия и проходят сквозь него, то образуют коническую форму в точке соприкосновения с отверстием, далее они образуют вторую коническую форму (которая является перевернутым вариантом первой), основание которой на противоположной стене в темной комнате.

На последующих стадиях эти открытия привели к открытию камеры обскуры, и Ибн Аль-Хайсам первым построил камеру, первую в истории камеру обскуру или «камеру с отверстием». Далее он двинулся к объяснению того, что мы видим объекты не перевернутыми, а в нормальном виде, подобно камере, из-за соединения оптического нерва с мозгом, который анализирует и определяет изображение.

На протяжение его практических экспериментов Ибн Аль-Хайсам часто использовал выражение Аль-Байт Аль-Музлим, которое было переведено на латинский как камера обскура – темная, уединенная или закрытая комната или закрытое пространство. Камера используется и по сей день, как и «камара» в арабском, которое все еще означает уединенную или темную комнату.

Многие работы Ибн Аль-Хайсама, особенно его громадная Книга по Оптике, были переведены на латинский ученым средневековья Жераром из Кремоны. Это оказало сильное влияние на крупных мыслителей 13-го века, таких как Роджер Бекон и Витело, и даже на работы Леонардо да Винчи (15-й век).

Эта камера, берущая свое безызвестное начало с темной гостиной Ибн Аль-Хайсама – «камара» - сегодня стала изысканным цифровым аппаратом. Этому способствовало изучение оптики, которое пролило свет на всю науку, включая лазерные технологии, оптическое деление человеческой сетчатки и исследование красного биологического свечения внутри медузы.

Специально для Islam-Today.ru

Социальные комментарии Cackle