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阿尔哈增是如何成为现代光学之父的?

时间:2022-01-31 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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