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阿尔哈增是如何成为现代光学之父的?

时间:2023-01-31 百科知识 版权反馈
【摘要】:他还汇编了自829年至1004年间阿拉伯天文学家和他本人的许多观测记录。977年和978年他在开罗所作的日食观测和979年所作的月食观测,为近代天文学研究月球的长期加速度提供了宝贵资料。伊本·尤努斯的观测还是拉普拉斯研究行星轨道倾角变化和木星、土星长期加速现象的灵感之源。
开罗学派_天文学史一部人

公元10世纪初,在突尼斯一带建立了法提玛王朝(909—1171,中国史称绿衣大食)。这个王朝于公元973年迁都开罗以后,成为西亚、北非一大强国,在开罗形成了一个天文中心。这个中心最有名的天文学家是伊本·尤努斯(全名Abu al-Hasan'Ali abi Sa'id'Abd al-Rahman ibn Ahmad ibn Yunus al-Sadafi al-Misri,约950—1009),他先后服务于法提玛王朝的两任哈里发阿齐兹(Abu Mansoor Nizar al-Aziz Billah,975-996年在位)和哈基姆(Al-Hakim bi-Amr Allah,996-1021在位),伊本·尤努斯把他的名著《哈基姆历数书》(al-Zij al-Kabir al-Hakimi)献给了后者。该书是一部包含了许多天文数表的便捷手册,收录了非常精密的观测数据,这些数据都用巨型的天文仪器测得。伊本·尤努斯在书中还提供了计算的理论和方法,用正交投影的方法解决了许多球面三角学的问题。他还汇编了自829年至1004年间阿拉伯天文学家和他本人的许多观测记录。他记录了40次行星合和30次月食。977年和978年他在开罗所作的日食观测和979年所作的月食观测,为近代天文学研究月球的长期加速度提供了宝贵资料。伊本·尤努斯的观测还是拉普拉斯研究行星轨道倾角变化和木星、土星长期加速现象的灵感之源。

与伊本·尤努斯同时在开罗活动的还有博学的伊斯兰学者阿尔哈增(全名为Abū‘Alīal-H·asan ibn al-H·asan ibn al-Haytham,拉丁化为Alhacen或Alhazen,965-1039)。阿尔哈增的研究兴趣遍及光学、天文学、数学、哲学、物理学、工程学、机械学、医学、解剖学、眼科学、心理学等。他最感兴趣的领域是光学,因其所取得的成就而被称为“现代光学之父”。在希腊化时期希罗和托勒密都研究过光学,他们认为人能看见物体是靠眼睛发射出的光线被物体反射的结果。阿尔哈增则认为光是由太阳或其他发光体发射出来的,然后通过被看见的物体反射入人眼,显然他的观点是正确的。他还正确地解释了透镜的原理,即透镜的放大效果是由于其曲面造成的。他对光的反射和折射现象感兴趣,探讨了虹,研究了光通过透镜的聚焦,并制作了无透镜的针孔成像机。他研究了大气折射问题,他和托勒密一样认为大气层的高度是有限的。他注意到晨昏蒙影在太阳落到地平线以下19°左右时才发生,据此他估计大气层的高度为十英里左右。他的著作《光学》(Book of Optics)在12世纪末或13世纪初被翻译成拉丁文,在欧洲中世纪赢得巨大声誉。

阿尔哈增在《论月光》(On the Light of the Moon)中对月球接受太阳光照射而发亮的问题进行了详细研究。在《光学》的第15、16卷中,阿尔哈增首先提出了天球层并非由固态物质组成的观点,他指出天层比空气要轻。这些观点对哥白尼和第谷的学说产生了影响。

阿尔哈增还解释了月亮大小错觉问题。月亮在靠近地平线时看起来比高悬在天空中要大。托勒密曾经把这解释成是由于大气折射造成的。阿尔哈增指出这是由于视觉的错觉造成的。通过罗切尔·培根(Roger Bacon,1214-1292)等人的介绍,这一心理现象慢慢被欧洲人接受,托勒密的解释则被抛弃。阿尔哈增还批评了托勒密的许多部著作,包括《至大论》、《行星假说》和《光学》等。他指出了托勒密书中的许多自相矛盾之处。还进一步对托勒密天文体系的物理真实性提出了严厉的评判。

阿尔哈增重视数学的严密性和实验证明。他区分了星占学和天文学,并拒绝研究星占学。因为他认为星占学家使用的是推测的方法而不是立足于经验基础。同时星占学与伊斯兰教条也相冲突。

阿尔哈增的多部著作被译为西班牙语、希伯来语和拉丁语。对欧洲科学产生过重大影响。在中世纪欧洲,他拥有一个“托勒密二世”的绰号。

据说阿尔哈增为了给自己谋个一官半职,宣称他能为治理尼罗河洪水设计一种机器。这引起了哈里发的重视,他被任命专管此事。但不幸的是这位哈里发是反复无常、暴虐成性的哈基姆,被称为是最危险的戴着王冠的疯子。哈基姆要求他立刻制造出这种机器,否则他不得好死。阿尔哈增知道这决不是开玩笑,只得装疯,一直装到1021年哈基姆死去为止。

图5.2 阿尔哈增肖像

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