Ibn al-Haytham

Ḥasan ibn al-Haytham, latinizado como Alhazen (nombre completo Abū ʿAlī al-ḥasan Ibn al-ḥasan Ibn al-Haytham أبوو علي ، الحسن بن الح  lex ijadores.  1040), fue un matemático, astrónomo y físico árabe de la Edad de Oro islámica. Conocido como "el padre de la óptica moderna", hizo contribuciones significativas a los principios de la óptica y la percepción visual en particular. Su obra más influyente se titula Kitāb al-Manāẓir (árabe: كتاب المناظر, "Libro de la óptica"), escrito durante 1011-1021, que sobrevivió en una edición latina.

Ibn al-Haytham fue uno de los primeros defensores del concepto de que una hipótesis debe estar respaldada por experimentos basados ​​en procedimientos confirmables o evidencia matemática, uno de los primeros pioneros en el método científico cinco siglos antes que los científicos del Renacimiento. Debido a esto, a veces se le describe como el "primer científico verdadero" del mundo. También fue un erudito, escribiendo sobre filosofía, teología y medicina.

Nacido en Basora, pasó la mayor parte de su período productivo en la capital fatimí de El Cairo y se ganó la vida escribiendo varios tratados y enseñando a miembros de la nobleza. A Ibn al-Haytham a veces se le da el sobrenombre de al-Baṣrī después de su lugar de nacimiento, o al-Miṣrī ("el egipcio"). Al-Haytham fue apodado el "Segundo Ptolomeo" por Abu'l-Hasan Bayhaqi y "El Físico" por John Peckham. Ibn al-Haytham allanó el camino para la ciencia moderna de la óptica física.

Biografía

Ibn al-Haytham (Alhazen) nació c. 965 a una familia árabe en Basora, Irak, que en ese momento era parte del emirato Buyid. Sus influencias iniciales estuvieron en el estudio de la religión y el servicio a la comunidad. En ese momento, la sociedad tenía una serie de puntos de vista contradictorios sobre la religión que, en última instancia, trató de apartar de la religión. Esto lo llevó a profundizar en el estudio de las matemáticas y las ciencias. Ocupó un puesto con el título de visir en su Basora natal y se hizo un nombre por su conocimiento de las matemáticas aplicadas. Como afirmaba poder regular las inundaciones del Nilo, al-Hakim lo invitó al califa fatimí para realizar un proyecto hidráulico en Asuán. Sin embargo, Ibn al-Haytham se vio obligado a reconocer la impracticabilidad de su proyecto. A su regreso a El Cairo, se le asignó un puesto administrativo. Después de que demostró ser incapaz de cumplir con esta tarea también, contrajo la ira del califa Al-Hakim bi-Amr Allah, y se dice que se vio obligado a esconderse hasta la muerte del califa en 1021, después de lo cual sus posesiones confiscadas fueron devueltas a a él. Cuenta la leyenda que Alhazen fingió locura y estuvo bajo arresto domiciliario durante este período. Durante este tiempo, escribió su influyente Libro de Óptica. Alhazen siguió viviendo en El Cairo, en el barrio de la famosa Universidad de al-Azhar, y vivió de las ganancias de su producción literaria hasta su muerte en c. 1040. (Una copia de las cónicas de Apolonio, escrito de puño y letra de Ibn al-Haytham existe en Aya Sofya: (MS Aya Sofya 2762, 307 fob., fechado en Safar 415 ah [1024]).)

Entre sus alumnos estaban Sorkhab (Sohrab), un persa de Semnan, y Abu al-Wafa Mubashir ibn Fatek, un príncipe egipcio.

libro de óptica

La obra más famosa de Alhazen es su tratado de siete volúmenes sobre óptica Kitab al-Manazir (Libro de la óptica), escrito entre 1011 y 1021. En él, Ibn al-Haytham fue el primero en explicar que la visión se produce cuando la luz se refleja en un objeto y luego pasa a los ojos de uno, y argumentar que la visión ocurre en el cerebro, señalando las observaciones de que es subjetiva y efectuada por la experiencia personal.

La óptica fue traducida al latín por un erudito desconocido a finales del siglo XII o principios del siglo XIII.

Esta obra gozó de una gran reputación durante la Edad Media. La versión latina de De aspectibus fue traducida a finales del siglo XIV al italiano vernáculo, bajo el título De li aspecti.

Fue impreso por Friedrich Risner en 1572, con el título Opticae thesaurus: Alhazeni Arabis libri septem, nuncprimum editi; Eiusdem liber De Crepusculis et nubium ascensionibus (Inglés: Tesoro de Óptica: siete libros del árabe Alhazen, primera edición; por el mismo, Sobre el crepúsculo y la altura de las nubes). Risner también es el autor de la variante del nombre "Alhazen"; antes de Risner era conocido en occidente como Alhacén. Las obras de Alhazen sobre temas geométricos fueron descubiertas en la Bibliothèque nationale de París en 1834 por EA Sedillot. En total, A. Mark Smith ha contabilizado 18 manuscritos completos o casi completos y cinco fragmentos, que se conservan en 14 lugares, incluido uno en la Biblioteca Bodleian de Oxford y otro en la biblioteca de Brujas.

Teoría de la óptica

Dos teorías principales sobre la visión prevalecieron en la antigüedad clásica. La primera teoría, la teoría de la emisión, fue apoyada por pensadores como Euclides y Ptolomeo, quienes creían que la vista funcionaba cuando el ojo emitía rayos de luz. La segunda teoría, la teoría de la intromisión apoyada por Aristóteles y sus seguidores, tenía formas físicas que ingresaban al ojo desde un objeto. Escritores islámicos anteriores (como al-Kindi) habían argumentado esencialmente sobre líneas euclidianas, galenistas o aristotélicas. La mayor influencia en el Libro de la Óptica provino de la Óptica de Ptolomeo, mientras que la descripción de la anatomía y fisiología del ojo se basó en el relato de Galeno.El logro de Alhazen fue idear una teoría que combinaba con éxito partes de los argumentos matemáticos del rayo de Euclides, la tradición médica de Galeno y las teorías de la intromisión de Aristóteles. La teoría de la intromisión de Alhazen siguió a al-Kindi (y rompió con Aristóteles) al afirmar que "desde cada punto de cada cuerpo coloreado, iluminado por cualquier luz, emana luz y color a lo largo de cada línea recta que se puede trazar desde ese punto". Esto lo dejó con el problema de explicar cómo se formaba una imagen coherente a partir de muchas fuentes independientes de radiación; en particular, cada punto de un objeto enviaría rayos a cada punto del ojo.

Lo que Alhazen necesitaba era que cada punto de un objeto correspondiera a un solo punto del ojo.Intentó resolver esto afirmando que el ojo solo percibiría rayos perpendiculares del objeto; para cualquier punto del ojo, solo se percibiría el rayo que lo alcanzara directamente, sin ser refractado por ninguna otra parte del ojo. Argumentó, usando una analogía física, que los rayos perpendiculares eran más fuertes que los rayos oblicuos: de la misma manera que una pelota lanzada directamente contra un tablero podría romper el tablero, mientras que una pelota lanzada oblicuamente contra el tablero rebotaría, los rayos perpendiculares eran más fuertes. que los rayos refractados, y sólo los rayos perpendiculares fueron percibidos por el ojo. Como solo había un rayo perpendicular que entraría en el ojo en cualquier punto, y todos estos rayos convergerían en el centro del ojo en un cono, esto le permitió resolver el problema de que cada punto de un objeto enviaba muchos rayos a el ojo;Más tarde afirmó (en el libro siete de la Óptica) que otros rayos se refractarían a través del ojo y se percibirían como si fueran perpendiculares. Sus argumentos con respecto a los rayos perpendiculares no explican claramente por qué solo se percibían rayos perpendiculares; ¿Por qué los rayos oblicuos más débiles no se percibirían más débilmente? Su argumento posterior de que los rayos refractados se percibirían como si fueran perpendiculares no parece convincente. Sin embargo, a pesar de sus debilidades, ninguna otra teoría de la época fue tan completa y tuvo una enorme influencia, particularmente en Europa occidental. Directa o indirectamente, su De Aspectibus(Libro de la Óptica) inspiró mucha actividad en la óptica entre los siglos XIII y XVII. La teoría posterior de Kepler sobre la imagen retiniana (que resolvió el problema de la correspondencia de los puntos en un objeto y los puntos en el ojo) se basó directamente en el marco conceptual de Alhazen.

Aunque solo un comentario sobre la óptica de Alhazen ha sobrevivido a la Edad Media islámica, Geoffrey Chaucer menciona el trabajo en The Canterbury Tales:

"Hablaron de Alhazen y Vitello,Y Aristóteles, que escribieron, en sus vidas,Sobre extraños espejos e instrumentos ópticos".

Ibn al-Haytham fue conocido por sus contribuciones a la Óptica específicamente de la visión y la teoría de la luz. Supuso que el rayo de luz se irradiaba desde puntos específicos de la superficie. La posibilidad de propagación de la luz sugiere que la luz era independiente de la visión. La luz también se mueve a una velocidad muy rápida.

Alhazen demostró a través de experimentos que la luz viaja en línea recta y llevó a cabo varios experimentos con lentes, espejos, refracción y reflexión. Sus análisis de reflexión y refracción consideraron las componentes vertical y horizontal de los rayos de luz por separado.

Alhazen estudió el proceso de la vista, la estructura del ojo, la formación de imágenes en el ojo y el sistema visual. Ian P. Howard argumentó en un artículo de Perception de 1996 que a Alhazen se le debe atribuir muchos descubrimientos y teorías previamente atribuidos a los europeos occidentales que escribieron siglos después. Por ejemplo, describió lo que se convirtió en el siglo XIX en la ley de la inervación igual de Hering. Escribió una descripción de los horópteros verticales 600 años antes de Aguilonius que en realidad está más cerca de la definición moderna que la de Aguilonius, y Panum repitió su trabajo sobre la disparidad binocular en 1858.Craig Aaen-Stockdale, si bien está de acuerdo en que a Alhazen se le debe atribuir muchos avances, ha expresado cierta cautela, especialmente al considerar a Alhazen aisladamente de Ptolomeo, con quien Alhazen estaba muy familiarizado. Alhazen corrigió un error significativo de Ptolomeo con respecto a la visión binocular, pero por lo demás su relato es muy similar; Ptolomeo también intentó explicar lo que ahora se llama la ley de Hering. En general, Alhazen construyó y amplió la óptica de Ptolomeo.

En un relato más detallado de la contribución de Ibn al-Haytham al estudio de la visión binocular basada en Lejeune y Sabra, Raynaud mostró que los conceptos de correspondencia, diplopía homónima y cruzada estaban presentes en la óptica de Ibn al-Haytham. Pero, contrariamente a Howard, explicó por qué Ibn al-Haytham no dio la figura circular del horóptero y por qué, razonando experimentalmente, estaba de hecho más cerca del descubrimiento del área de fusión de Panum que del círculo de Vieth-Müller. En este sentido, la teoría de la visión binocular de Ibn al-Haytham enfrentó dos límites principales: la falta de reconocimiento del papel de la retina y, obviamente, la falta de una investigación experimental de los tractos oculares.

La contribución más original de Alhazen fue que, después de describir cómo pensaba que el ojo estaba construido anatómicamente, pasó a considerar cómo esta anatomía se comportaría funcionalmente como un sistema óptico. Su comprensión de la proyección estenopeica de sus experimentos parece haber influido en su consideración de la inversión de la imagen en el ojo, que trató de evitar. Sostenía que los rayos que caían perpendicularmente sobre el cristalino (o humor glacial, como él lo llamaba) se refractaban aún más hacia el exterior a medida que dejaban el humor glacial y la imagen resultante pasaba así verticalmente al nervio óptico en la parte posterior del ojo. Siguió a Galeno al creer que el cristalino era el órgano receptivo de la vista, aunque algunos de sus trabajos insinúan que pensaba que la retina también estaba involucrada.

La síntesis de luz y visión de Alhazen se ajustaba al esquema aristotélico, describiendo exhaustivamente el proceso de la visión de forma lógica y completa.

Método científico

El deber del hombre que investiga los escritos de los científicos, si conocer la verdad es su objetivo, es convertirse en enemigo de todo lo que lee y... atacarlo por todos lados. También debe sospechar de sí mismo mientras realiza su examen crítico de la misma, para evitar caer en el prejuicio o la indulgencia.—  Alhazén

Un aspecto asociado con la investigación óptica de Alhazen está relacionado con la confianza sistémica y metodológica en la experimentación (i'tibar) (árabe: إعتبار) y las pruebas controladas en sus investigaciones científicas. Además, sus directivas experimentales se basaban en combinar la física clásica (ilm tabi'i) con las matemáticas (ta'alim; geometría en particular). Este enfoque matemático-físico de la ciencia experimental apoyó la mayoría de sus proposiciones en Kitab al-Manazir (La Óptica; De aspectibus o Perspectivae)y fundamentó sus teorías de la visión, la luz y el color, así como sus investigaciones en catóptrica y dióptrica (el estudio de la reflexión y la refracción de la luz, respectivamente).

Según Matthias Schramm, Alhazen "fue el primero en hacer un uso sistemático del método de variar las condiciones experimentales de manera constante y uniforme, en un experimento que demostró que la intensidad del punto de luz formado por la proyección de la luz de la luna a través de dos pequeñas aberturas en una pantalla disminuye constantemente a medida que una de las aberturas se bloquea gradualmente". GJ Toomer expresó cierto escepticismo con respecto a la opinión de Schramm, en parte porque en ese momento (1964) el Libro de Ópticaaún no se había traducido completamente del árabe, y a Toomer le preocupaba que, sin contexto, pasajes específicos pudieran leerse de manera anacrónica. Si bien reconoció la importancia de Alhazen en el desarrollo de técnicas experimentales, Toomer argumentó que Alhazen no debe considerarse aislado de otros pensadores islámicos y antiguos. Toomer concluyó su reseña diciendo que no sería posible evaluar la afirmación de Schramm de que Ibn al-Haytham fue el verdadero fundador de la física moderna sin traducir más del trabajo de Alhazen e investigar a fondo su influencia en los escritores medievales posteriores.

El problema de Alhazen

Su trabajo sobre catóptrica en el Libro V del Libro de Óptica contiene una discusión de lo que ahora se conoce como el problema de Alhazen, formulado por primera vez por Ptolomeo en el año 150 d.C. Comprende trazar líneas desde dos puntos en el plano de un círculo que se encuentran en un punto de la circunferencia y forman ángulos iguales con la normal en ese punto. Esto es equivalente a encontrar el punto en el borde de una mesa de billar circular en el que un jugador debe apuntar una bola blanca en un punto determinado para que rebote en el borde de la mesa y golpee otra bola en un segundo punto determinado. Por lo tanto, su principal aplicación en óptica es resolver el problema: "Dada una fuente de luz y un espejo esférico, encuentre el punto en el espejo donde la luz se reflejará en el ojo de un observador". Esto conduce a una ecuación de cuarto grado.Esto finalmente llevó a Alhazen a derivar una fórmula para la suma de cuartas potencias, donde anteriormente solo se habían establecido las fórmulas para las sumas de cuadrados y cubos. Su método se puede generalizar fácilmente para encontrar la fórmula de la suma de las potencias integrales, aunque él mismo no lo hizo (quizás porque solo necesitaba la cuarta potencia para calcular el volumen del paraboloide que le interesaba). Usó su resultado sobre sumas de potencias integrales para realizar lo que ahora se llamaría una integración, donde las fórmulas para las sumas de cuadrados integrales y cuartas potencias le permitieron calcular el volumen de un paraboloide.Alhazen eventualmente resolvió el problema usando secciones cónicas y una prueba geométrica. Su solución fue extremadamente larga y complicada y es posible que los matemáticos que la leyeran en traducción latina no la entendieran. Los matemáticos posteriores utilizaron los métodos analíticos de Descartes para analizar el problema. Finalmente, en 1965, Jack M. Elkin, un actuario, encontró una solución algebraica al problema. Otras soluciones fueron descubiertas en 1989 por Harald Riede y en 1997 por el matemático de Oxford Peter M. Neumann. Recientemente, los investigadores de Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) resolvieron la extensión del problema de Alhazen a los espejos cuádricos rotacionalmente simétricos generales, incluidos los espejos hiperbólicos, parabólicos y elípticos.

Cámara oscura

La cámara oscura era conocida por los antiguos chinos, y fue descrita por el erudito chino Han Shen Kuo en su libro científico Dream Pool Essays, publicado en el año 1088 CE Aristóteles había discutido el principio básico detrás de ella en sus Problemas, pero el trabajo de Alhazen también contenía la primera descripción clara, fuera de China, de cámara oscura en las áreas de Medio Oriente, Europa, África e India. y análisis temprano del dispositivo.

Ibn al-Haytham utilizó una cámara oscura principalmente para observar un eclipse solar parcial. En su ensayo, Ibn al-Haytham escribe que observó la forma de hoz del sol en el momento de un eclipse. La introducción dice lo siguiente: "La imagen del sol en el momento del eclipse, a menos que sea total, demuestra que cuando su luz pasa a través de un agujero redondo y estrecho y se proyecta en un plano opuesto al agujero, toma el forma de hoz de luna".

Se admite que sus hallazgos solidificaron la importancia en la historia de la cámara oscura, pero este tratado es importante en muchos otros aspectos.

La óptica antigua y la óptica medieval se dividían en óptica y espejos ardientes. La óptica propiamente dicha se centró principalmente en el estudio de la visión, mientras que los espejos ardientes se centraron en las propiedades de la luz y los rayos luminosos. Sobre la forma del eclipse es probablemente uno de los primeros intentos de Ibn al-Haytham de articular estas dos ciencias.

Muy a menudo, los descubrimientos de Ibn al-Haytham se beneficiaron de la intersección de contribuciones matemáticas y experimentales. Es el caso de Sobre la forma del eclipse. Además de que este tratado permitió que más personas estudiaran los eclipses parciales de sol, permitió especialmente comprender mejor cómo funciona la cámara oscura. Este tratado es un estudio físico-matemático de la formación de imágenes dentro de la cámara oscura. Ibn al-Haytham adopta un enfoque experimental y determina el resultado variando el tamaño y la forma de la apertura, la distancia focal de la cámara, la forma y la intensidad de la fuente de luz.

En su trabajo explica la inversión de la imagen en la cámara oscura, el hecho de que la imagen sea similar a la fuente cuando el agujero es pequeño, pero también el hecho de que la imagen puede diferir de la fuente cuando el agujero es grande. Todos estos resultados se producen utilizando un análisis puntual de la imagen.

Otras contribuciones

El Kitab al-Manazir (Libro de la Óptica) describe varias observaciones experimentales que hizo Alhazen y cómo usó sus resultados para explicar ciertos fenómenos ópticos usando analogías mecánicas. Realizó experimentos con proyectiles y concluyó que solo el impacto de los proyectiles perpendiculares sobre las superficies era lo suficientemente fuerte como para hacerlos penetrar, mientras que las superficies tendían a desviar los impactos oblicuos de los proyectiles. Por ejemplo, para explicar la refracción de un medio raro a uno denso, usó la analogía mecánica de una bola de hierro lanzada contra una pizarra delgada que cubre un gran agujero en una hoja de metal. Un lanzamiento perpendicular rompe la pizarra y la atraviesa, mientras que uno oblicuo con la misma fuerza y ​​desde la misma distancia no lo hace.También usó este resultado para explicar cómo la luz intensa y directa daña el ojo, usando una analogía mecánica: Alhazen asoció las luces 'fuertes' con los rayos perpendiculares y las luces 'débiles' con los oblicuos. La respuesta obvia al problema de los rayos múltiples y el ojo estaba en la elección del rayo perpendicular, ya que sólo uno de esos rayos desde cada punto de la superficie del objeto podía penetrar el ojo.

El psicólogo sudanés Omar Khaleefa ha argumentado que Alhazen debería ser considerado el fundador de la psicología experimental, por su trabajo pionero sobre la psicología de la percepción visual y las ilusiones ópticas. Khaleefa también ha argumentado que Alhazen también debería ser considerado el "fundador de la psicofísica", una subdisciplina y precursora de la psicología moderna. Aunque Alhazen hizo muchos informes subjetivos con respecto a la visión, no hay evidencia de que haya usado técnicas psicofísicas cuantitativas y la afirmación ha sido rechazada.

Alhazen ofreció una explicación de la ilusión de la Luna, una ilusión que jugó un papel importante en la tradición científica de la Europa medieval.Muchos autores repitieron explicaciones que intentaron resolver el problema de que la Luna parece más grande cerca del horizonte que cuando está más arriba en el cielo. Alhazen argumentó en contra de la teoría de la refracción de Ptolomeo y definió el problema en términos de ampliación percibida, en lugar de real. Dijo que juzgar la distancia de un objeto depende de que haya una secuencia ininterrumpida de cuerpos que intervienen entre el objeto y el observador. Cuando la Luna está alta en el cielo, no hay objetos intermedios, por lo que la Luna parece estar cerca. El tamaño percibido de un objeto de tamaño angular constante varía con su distancia percibida. Por lo tanto, la Luna aparece más cerca y más pequeña en lo alto del cielo, y más lejos y más grande en el horizonte. A través de obras de Roger Bacon, John Pecham y Witelo basadas en la explicación de Alhazen,Aunque a menudo se atribuye a Alhazen la explicación de la distancia percibida, no fue el primer autor en ofrecerla. Cleomedes (c. Siglo II) dio este relato (además de la refracción), y se lo atribuyó a Posidonio (c. 135–50 a. C.). Ptolomeo también puede haber ofrecido esta explicación en su Óptica, pero el texto es oscuro. Los escritos de Alhazen estaban más disponibles en la Edad Media que los de estos autores anteriores, y eso probablemente explica por qué Alhazen recibió el crédito.

Otros trabajos sobre física

Tratados de óptica

Además del Libro de la Óptica, Alhazen escribió varios otros tratados sobre el mismo tema, incluido su Risala fi l-Daw' (Tratado sobre la luz). Investigó las propiedades de la luminancia, el arco iris, los eclipses, el crepúsculo y la luz de la luna. Los experimentos con espejos y las interfaces refractivas entre el aire, el agua y los cubos, hemisferios y cuartos de esfera de vidrio proporcionaron la base para sus teorías sobre la catóptrica.

Física celestial

Alhazen discutió la física de la región celeste en su Epitome of Astronomy, argumentando que los modelos ptolemaicos deben entenderse en términos de objetos físicos en lugar de hipótesis abstractas; en otras palabras, que debería ser posible crear modelos físicos donde (por ejemplo) ninguno de los los cuerpos celestes chocarían entre sí. La sugerencia de modelos mecánicos para el modelo ptolemaico centrado en la Tierra "contribuyó en gran medida al eventual triunfo del sistema ptolemaico entre los cristianos de Occidente". Sin embargo, la determinación de Alhazen de enraizar la astronomía en el ámbito de los objetos físicos fue importante porque significaba que las hipótesis astronómicas "eran responsables ante las leyes de la física", y podían criticarse y mejorarse en esos términos.

También escribió Maqala fi daw al-qamar (Sobre la luz de la luna).

Mecánica

En su trabajo, Alhazen discutió teorías sobre el movimiento de un cuerpo. En su Tratado sobre el lugar, Alhazen no estuvo de acuerdo con la opinión de Aristóteles de que la naturaleza aborrece el vacío, y usó la geometría en un intento de demostrar que el lugar (al-makan) es el vacío tridimensional imaginado entre las superficies internas de un cuerpo contenedor.

Trabajos astronómicos

Sobre la configuración del mundo

En su Sobre la configuración del mundo, Alhazen presentó una descripción detallada de la estructura física de la tierra:

La tierra como un todo es una esfera redonda cuyo centro es el centro del mundo. Está estacionario en su medio [del mundo], fijo en él y no se mueve en ninguna dirección ni se mueve con ninguna de las variedades de movimiento, sino que siempre está en reposo.

El libro es una explicación no técnica del Almagesto de Ptolomeo, que finalmente se tradujo al hebreo y al latín en los siglos XIII y XIV y posteriormente influyó en astrónomos como Georg von Peuerbach durante la Edad Media europea y el Renacimiento.

Dudas sobre Ptolomeo

En su Al-Shukūk ‛alā Batlamyūs, traducido de diversas formas como Dudas sobre Ptolomeo o Aporías contra Ptolomeo, publicado en algún momento entre 1025 y 1028, Alhazen criticó el Almagesto, las Hipótesis planetarias y la Óptica de Ptolomeo, señalando varias contradicciones que encontró en estos trabajos. particularmente en astronomía. El Almagesto de Ptolomeo se refería a teorías matemáticas sobre el movimiento de los planetas, mientras que las Hipótesisse refería a lo que Ptolomeo pensaba que era la configuración real de los planetas. El propio Ptolomeo reconoció que sus teorías y configuraciones no siempre concordaban entre sí, argumentando que esto no era un problema siempre que no resultara en un error perceptible, pero Alhazen fue particularmente mordaz en su crítica de las contradicciones inherentes a las obras de Ptolomeo. Consideró que algunos de los dispositivos matemáticos que Ptolomeo introdujo en la astronomía, especialmente el ecuante, no cumplieron con el requisito físico del movimiento circular uniforme, y notó lo absurdo de relacionar los movimientos físicos reales con puntos, líneas y círculos matemáticos imaginarios:

Ptolomeo asumió un arreglo (hay'a) que no puede existir, y el hecho de que este arreglo produzca en su imaginación los movimientos que pertenecen a los planetas no lo libera del error que cometió en su supuesto arreglo, porque los movimientos existentes de los planetas los planetas no pueden ser el resultado de un arreglo que es imposible de existir... [P]a un hombre imaginar un círculo en los cielos, e imaginar el planeta moviéndose en él no provoca el movimiento del planeta.

Habiendo señalado los problemas, Alhazen parece haber tenido la intención de resolver las contradicciones que señaló en Ptolomeo en un trabajo posterior. Alhazen creía que había una "verdadera configuración" de los planetas que Ptolomeo no había logrado captar. Tenía la intención de completar y reparar el sistema de Ptolomeo, no de reemplazarlo por completo. En Dudas sobre Ptolomeo, Alhazen expuso sus puntos de vista sobre la dificultad de alcanzar el conocimiento científico y la necesidad de cuestionar las autoridades y teorías existentes:

La verdad se busca por sí misma [pero] las verdades, [advierte] están inmersas en incertidumbres [y las autoridades científicas (como Ptolomeo, a quien respetaba mucho)] no son inmunes al error...

Sostuvo que la crítica de las teorías existentes, que dominaron este libro, ocupa un lugar especial en el crecimiento del conocimiento científico.

Modelo de los movimientos de cada uno de los siete planetas

El modelo de los movimientos de cada uno de los siete planetas de Alhazen fue escrito c. 1038. Solo se ha encontrado un manuscrito dañado, sobreviviendo solo la introducción y la primera sección, sobre la teoría del movimiento planetario. (Había también una segunda sección sobre cálculos astronómicos y una tercera sección sobre instrumentos astronómicos). A raíz de sus Dudas sobre Ptolomeo, Alhazen describió un nuevo modelo planetario basado en la geometría, describiendo los movimientos de los planetas en términos de geometría esférica, geometría infinitesimal y trigonometría. Mantuvo un universo geocéntrico y asumió que los movimientos celestes son uniformemente circulares, lo que requería la inclusión de epiciclos para explicar el movimiento observado, pero logró eliminar el ecuante de Ptolomeo. En general, su modelo no trató de brindar una explicación causal de los movimientos, sino que se concentró en proporcionar una descripción geométrica completa que pudiera explicar los movimientos observados sin las contradicciones inherentes al modelo de Ptolomeo.

Otros trabajos astronómicos

Alhazen escribió un total de veinticinco obras astronómicas, unas sobre cuestiones técnicas como Determinación exacta del meridiano, un segundo grupo sobre la observación astronómica precisa, un tercer grupo sobre diversos problemas astronómicos y cuestiones como la ubicación de la Vía Láctea; Alhazen hizo el primer esfuerzo sistemático de evaluar el paralaje de la Vía Láctea, combinando los datos de Ptolomeo y los suyos propios. Llegó a la conclusión de que el paralaje es (probablemente mucho) más pequeño que el paralaje lunar, y que la Vía Láctea debería ser un objeto celeste. Aunque no fue el primero en argumentar que la Vía Láctea no pertenece a la atmósfera, es el primero en realizar un análisis cuantitativo de la afirmación. El cuarto grupo está formado por diez obras de teoría astronómica, entre las que se encuentran las Dudasy Modelo de las Mociones discutidas anteriormente.

Trabajos matemáticos

En matemáticas, Alhazen se basó en los trabajos matemáticos de Euclides y Thabit ibn Qurra y trabajó en "los comienzos del vínculo entre el álgebra y la geometría".

Desarrolló una fórmula para sumar los primeros 100 números naturales, usando una prueba geométrica para demostrar la fórmula.

Geometría

Alhazen exploró lo que ahora se conoce como el postulado de las paralelas de Euclides, el quinto postulado de los Elementos de Euclides, utilizando una prueba por contradicción y, de hecho, introduciendo el concepto de movimiento en la geometría. Formuló el cuadrilátero de Lambert, que Boris Abramovich Rozenfeld denomina "cuadrilátero de Ibn al-Haytham-Lambert".

En geometría elemental, Alhazen intentó resolver el problema de la cuadratura del círculo usando el área de los lunes (formas de media luna), pero luego abandonó la tarea imposible. Los dos lunes formados a partir de un triángulo rectángulo al erigir un semicírculo en cada uno de los lados del triángulo, hacia adentro para la hipotenusa y hacia afuera para los otros dos lados, se conocen como los lunes de Alhazen; tienen la misma área total que el propio triángulo.

Teoría de los números

Las contribuciones de Alhazen a la teoría de números incluyen su trabajo sobre números perfectos. En su Análisis y síntesis, pudo haber sido el primero en afirmar que todo número par perfecto es de la forma 2 (2 − 1) donde 2 − 1 es primo, pero no pudo probar este resultado; Euler lo demostró más tarde en el siglo XVIII, y ahora se llama el teorema de Euclides-Euler.

Alhazen resolvió problemas que involucraban congruencias usando lo que ahora se llama el teorema de Wilson. En su Opúscula, Alhazen considera la solución de un sistema de congruencias y da dos métodos generales de solución. Su primer método, el método canónico, involucró el teorema de Wilson, mientras que su segundo método involucró una versión del teorema chino del resto.

Cálculo

Alhazen descubrió la fórmula de la suma de la cuarta potencia, usando un método que podría usarse generalmente para determinar la suma de cualquier potencia integral. Usó esto para encontrar el volumen de un paraboloide. Podía encontrar la fórmula integral para cualquier polinomio sin haber desarrollado una fórmula general.

Otros trabajos

Influencia de las melodías en las almas de los animales

Alhazen también escribió un Tratado sobre la influencia de las melodías en las almas de los animales, aunque no se han conservado copias. Parece haber estado relacionado con la cuestión de si los animales podían reaccionar a la música, por ejemplo, si un camello aumentaría o disminuiría su ritmo.

Ingeniería

En ingeniería, un relato de su carrera como ingeniero civil lo convoca a Egipto por el califa fatimí, Al-Hakim bi-Amr Allah, para regular las inundaciones del río Nilo. Llevó a cabo un estudio científico detallado de la inundación anual del río Nilo y dibujó planos para construir una presa en el sitio de la actual presa de Asuán. Su trabajo de campo, sin embargo, más tarde le hizo darse cuenta de la impracticabilidad de este plan, y pronto fingió locura para poder evitar el castigo del Califa.

Filosofía

En su Tratado sobre el lugar, Alhazen no estuvo de acuerdo con la opinión de Aristóteles de que la naturaleza aborrece el vacío, y usó la geometría en un intento de demostrar que el lugar (al-makan) es el vacío tridimensional imaginado entre las superficies internas de un cuerpo contenedor. Abd-el-latif, partidario de la visión filosófica del lugar de Aristóteles, criticó más tarde el trabajo en Fi al-Radd 'ala Ibn al-Haytham fi al-makan (Una refutación del lugar de Ibn al-Haytham) por su geometrización del lugar.

Alhazen también discutió la percepción del espacio y sus implicaciones epistemológicas en su Libro de Óptica. Al "vincular la percepción visual del espacio a la experiencia corporal previa, Alhazen rechazó inequívocamente la intuición de la percepción espacial y, por lo tanto, la autonomía de la visión. Sin nociones tangibles de distancia y tamaño para la correlación, la vista no puede decirnos casi nada sobre tales cosas".." Alhazen ideó muchas teorías que destrozaron lo que se sabía de la realidad en ese momento. Estas ideas de óptica y perspectiva no solo se relacionaban con la ciencia física, sino con la filosofía existencial. Esto llevó a que se defendieran los puntos de vista religiosos hasta el punto de que hay un observador y su perspectiva, que en este caso es la realidad.

Teología

Alhazen era musulmán y la mayoría de las fuentes informan que era sunita y seguidor de la escuela Ash'ari. Ziauddin Sardar dice que algunos de los más grandes científicos musulmanes, como Ibn al-Haytham y Abū Rayhān al-Bīrūnī, que fueron pioneros del método científico, eran seguidores de la escuela Ashʿari de teología islámica. Al igual que otros ash'aritas que creían que la fe o el taqlid deberían aplicarse solo al Islam y no a ninguna autoridad helenística antigua, la opinión de Ibn al-Haytham de que el taqlid debería aplicarse solo a los profetas del Islam y no a ninguna otra autoridad formó la base de gran parte de su investigación científica. escepticismo y crítica contra Ptolomeo y otras autoridades antiguas en sus Dudas sobre Ptolomeo yLibro de Óptica.

Alhazen escribió una obra sobre teología islámica en la que discutió la profecía y desarrolló un sistema de criterios filosóficos para discernir a sus falsos pretendientes en su tiempo. También escribió un tratado titulado Encontrar la dirección de Qibla por cálculo en el que discutió cómo encontrar la Qibla, hacia donde se dirigen las oraciones (salat), matemáticamente.

Hay referencias ocasionales a la teología o al sentimiento religioso en sus obras técnicas, por ejemplo, en Dudas sobre Ptolomeo:

La verdad se busca por sí misma... Encontrar la verdad es difícil, y el camino hacia ella es escabroso. Porque las verdades están sumergidas en la oscuridad.... Dios, sin embargo, no ha preservado al científico del error y no ha salvaguardado a la ciencia de defectos y fallas. Si este hubiera sido el caso, los científicos no habrían estado en desacuerdo sobre ningún punto de la ciencia...

En el movimiento sinuoso:

De las declaraciones hechas por el noble Shaykh, es claro que él cree en las palabras de Ptolomeo en todo lo que dice, sin apoyarse en una demostración o invocar una prueba, sino por pura imitación (taqlid); así es como los expertos en la tradición profética tienen fe en los Profetas, que la bendición de Dios sea con ellos. Pero no es así como los matemáticos tienen fe en los especialistas de las ciencias demostrativas.

En cuanto a la relación de la verdad objetiva y Dios:

Constantemente busqué el conocimiento y la verdad, y se convirtió en mi creencia de que para acceder a la refulgencia y la cercanía a Dios, no hay mejor manera que la búsqueda de la verdad y el conocimiento.

Legado

Alhazen hizo importantes contribuciones a la óptica, la teoría de números, la geometría, la astronomía y la filosofía natural. Al trabajo de Alhazen sobre óptica se le atribuye la contribución de un nuevo énfasis en la experimentación.

Su obra principal, Kitab al-Manazir (Libro de la Óptica), fue conocida en el mundo musulmán principalmente, pero no exclusivamente, a través del comentario del siglo XIII de Kamāl al-Dīn al-Fārisī, el Tanqīḥ al-Manāẓir li-dhawī l -abṣār wa l-baṣā'ir. En al-Andalus, fue utilizado por el príncipe del siglo XI de la dinastía Banu Hud de Zaragoza y autor de un importante texto matemático, al-Mu'taman ibn Hūd. Probablemente se hizo una traducción latina del Kitab al-Manazir a finales del siglo XII o principios del XIII. Esta traducción fue leída e influyó mucho en varios eruditos de la Europa cristiana, incluidos: Roger Bacon, Robert Grosseteste,Witelo, Giambattista della Porta, Leonardo da Vinci, Galileo Galilei, Christiaan Huygens, René Descartes y Johannes Kepler. Su investigación en catóptrica (el estudio de los sistemas ópticos que utilizan espejos) se centró en los espejos esféricos y parabólicos y la aberración esférica. Hizo la observación de que la relación entre el ángulo de incidencia y la refracción no permanece constante e investigó el poder de aumento de una lente. Su trabajo sobre catoptrics también contiene el problema conocido como "problema de Alhazen". Mientras tanto, en el mundo islámico, el trabajo de Alhazen influyó en los escritos de Averroes sobre óptica, y su legado avanzó aún más a través de la 'reforma' de su Óptica.por el científico persa Kamal al-Din al-Farisi (fallecido c. 1320) en el Kitab Tanqih al-Manazir de este último (La revisión de la óptica [de Ibn al-Haytham]). Alhazen escribió hasta 200 libros, aunque solo 55 han sobrevivido. Algunos de sus tratados sobre óptica sobrevivieron solo a través de la traducción al latín. Durante la Edad Media sus libros sobre cosmología fueron traducidos al latín, hebreo y otros idiomas.

El cráter de impacto Alhazen en la Luna recibe su nombre en su honor, al igual que el asteroide 59239 Alhazen. En honor a Alhazen, la Universidad Aga Khan (Pakistán) nombró a su cátedra de Oftalmología como "Profesor Asociado Ibn-e-Haitham y Jefe de Oftalmología". Alhazen, con el nombre de Ibn al-Haytham, aparece en el anverso del billete de 10.000 dinares iraquíes emitido en 2003 y en billetes de 10 dinares de 1982.

El Año Internacional de la Luz 2015 celebró el 1000 aniversario de los trabajos sobre óptica de Ibn Al-Haytham.

Conmemoraciones

En 2014, el episodio "Hiding in the Light" de Cosmos: A Spacetime Odyssey, presentado por Neil deGrasse Tyson, se centró en los logros de Ibn al-Haytham. Fue expresado por Alfred Molina en el episodio.

Más de cuarenta años antes, Jacob Bronowski presentó el trabajo de Alhazen en un documental televisivo similar (y el libro correspondiente), The Ascent of Man. En el episodio 5 (La música de las esferas), Bronowski comentó que, en su opinión, Alhazen era "la única mente científica realmente original que produjo la cultura árabe", cuya teoría de la óptica no mejoró hasta la época de Newton y Leibniz.

HJJ Winter, un historiador británico de la ciencia, resumiendo la importancia de Ibn al-Haytham en la historia de la física, escribió:

Después de la muerte de Arquímedes no apareció ningún gran físico hasta Ibn al-Haytham. Si, por tanto, limitamos nuestro interés sólo a la historia de la física, hay un largo período de más de mil doscientos años durante el cual la Edad de Oro de Grecia dio paso a la era de la escolástica musulmana, y el espíritu experimental del más noble físico de La antigüedad volvió a vivir en el erudito árabe de Basora.

La UNESCO declaró 2015 Año Internacional de la Luz y su directora general, Irina Bokova, apodó a Ibn al-Haytham como 'el padre de la óptica'. Entre otros, esto fue para celebrar los logros de Ibn Al-Haytham en óptica, matemáticas y astronomía. Una campaña internacional, creada por la organización 1001 Inventions, titulada 1001 Inventions and the World of Ibn Al-Haytham que presenta una serie de exhibiciones interactivas, talleres y espectáculos en vivo sobre su trabajo, en asociación con centros de ciencia, festivales de ciencia, museos e instituciones educativas., así como plataformas digitales y de redes sociales. La campaña también produjo y estrenó el cortometraje educativo 1001 Inventions and the World of Ibn Al-Haytham.

Lista de obras

Según los biógrafos medievales, Alhazen escribió más de 200 obras sobre una amplia gama de temas, de los cuales se conocen al menos 96 de sus trabajos científicos. La mayoría de sus obras ahora se han perdido, pero más de 50 de ellas han sobrevivido hasta cierto punto. Casi la mitad de sus trabajos sobrevivientes son sobre matemáticas, 23 de ellos sobre astronomía y 14 sobre óptica, con algunos sobre otros temas. Todavía no se han estudiado todas sus obras sobrevivientes, pero algunas de las que sí se dan a continuación.

1. Libro de Óptica (كتاب المناظر)
2. Análisis y Síntesis (مقالة في التحليل والتركيب)
3. Equilibrio de sabiduría (ميزان الحكمة)
4. Correcciones al Almagesto (تصويبات على المجسطي)
5. Discurso sobre el lugar (مقالة في المكان)
6. Determinación exacta del polo (التحديد الدقيق للقطب)
7. Determinación exacta del meridiano (رسالة في الشفق)
8. Encontrar la dirección de Qibla mediante cálculo (كيفية حساب اتجاه القبلة)
9. Relojes de sol horizontales (المزولة الأفقية)
10. Líneas de hora (خطوط الساعة)
11. Dudas sobre Ptolomeo (شكوك على بطليموس)
12. Maqala fi'l-Qarastun (مقالة في قرسطون)
13. Sobre la terminación de las cónicas (إكمال المخاريط)
14. Al ver las estrellas (رؤية الكواكب)
15. Sobre la cuadratura del círculo (مقالة فی تربیع الدائرة)
16. En la Esfera Ardiente (المرايا المحرقة بالدوائر)
17. Sobre la configuración del mundo (تكوين العالم)
18. Sobre la forma de eclipse (مقالة فی صورة ‌الکسوف)
19. Sobre la luz de las estrellas (مقالة في ضوء النجوم)
20. A la luz de la luna (مقالة في ضوء القمر)
21. En la Vía Láctea (مقالة في درب التبانة)
22. Sobre la naturaleza de las sombras (كيفيات الإظلال)
23. Sobre el arcoíris y halo (مقالة في قوس قزح)
24. Opúscula (obras menores)
25. Resolución de Dudas Relativas al Almagesto (تحليل شكوك حول الجست)
26. Resolución de Dudas Relativas al Movimiento de Arrollamiento
27. La corrección de las operaciones en astronomía (تصحيح العمليات في الفلك)
28. Las diferentes alturas de los planetas (اختلاف ارتفاع الكواكب)
29. La Dirección de La Meca (اتجاه القبلة)
30. El modelo de los movimientos de cada uno de los siete planetas (نماذج حركات الكواكب السبعة)
31. El modelo del universo (نموذج الكون)
32. El movimiento de la luna (حركة القمر)
33. Las proporciones de los arcos por hora a sus alturas
34. El movimiento sinuoso (الحركة المتعرجة)
35. Tratado sobre la luz (رسالة في الضوء)
36. Tratado sobre el lugar (رسالة في المكان)
37. Tratado sobre la influencia de las melodías en las almas de los animales
38. كتاب في تحليل المسائل الهندسية (Un libro de análisis de ingeniería)
39. الجامع في أصول الحساب (El todo en los activos de la cuenta)
40. قول فی مساحة الکرة (Di en la esfera)
41. القول المعروف بالغریب فی حساب المعاملات (Decir lo desconocido en el cálculo de transacciones)
42. خواص المثلث من جهة العمود (Propiedades del triángulo desde el lado de la columna)
43. رسالة فی مساحة المسجم المکافی (Un mensaje en el espacio libre)
44. شرح أصول إقليدس (Explicar los orígenes de Euclides)
45. المرايا المحرقة بالقطوع (Los espejos ardientes del arco iris)
46. مقالة في القرصتن (Tratado sobre los centros de gravedad)

Obras perdidas

1. Libro en el que he resumido la ciencia de la óptica de los dos libros de Euclides y Ptolomeo, al que he añadido las nociones del primer discurso que falta en el libro de Ptolomeo.
2. Tratado sobre los espejos ardientes
3. Tratado sobre la naturaleza de [el órgano de] la vista y sobre cómo se logra la visión a través de ella