البصريات

الضوء ونظرية الإبصار: كانت آراء فلاسفة الإغريق متباينة في تعريف طبيعة الضوء وتفسير عملية الإبصار، وهذا بسبب قصور منهج التفكير السائد آنذاك، القائم على التأمل العقلي الخالص والقياس الصوري البحت، وكان يمكن لهذه الآراء أن تظل سائدة حتى عصرنا هذا لأن القياس الصوري الذي اصطنعوه منهجًا للنظر لا يسمح بتقدم العلم مهما تراكمت المعارف المستنتجة على أساسه.

لكن علماء الحضارة الإسلامية استطاعوا أن يتوصلوا إلى الطريقة التجريبية الاستقرائية التي قفزت بهم إلى مرحلة معرفية أرقى، وكانت نظرية ابن الهيثم في الإبصار ثورة علمية بكل المقاييس، انطلق فيها من مبدأ عام هو القول بوجود العالم الخارجي وجودا مستقلا في ذاته خارج الذهن وخارج النفس، وأن العقل والحواس من أدوات إدراكه، ومن ثم عزًا إحساس البصر إلى عامل أو مؤثر خارجي له في ذاته وجود عيني، وأسماه "الضوء".

 قوانين انتشار الضوء:

من الموضوعات الهامة التي تطرق إليها ابن الهيثم في كتابه الشهير "المناظر" إثبات خاصية انتشار الضوء في خطوط مستقيمة بتجربة "الغرفة المظلمة" أو "الخزانة ذات الثقب" التي تحمل فكرة آلة التصوير الضوئي (الكاميرا)، وعندما تعرض ابن الهيثم لشرح ظواهر انعكاس الضوء وانعطافه وانتشاره لجأ إلى استخدام الخيال العلمي في المماثلة بين الظواهر المختلفة والكشف عن الوحدة التي تربط بين وقائع متناثرة، وابتكر الكثير من المفاهيم العلمية المطابقة للواقع والخبرة، وكان التمثيل الذي استخدمه هو النموذج الميكانيكي لحركة كرة صغيرة من الحديد أو الصلب تسقط على سطح مستو أملس فترتد عنه، وأدخل ابن الهيثم لأول مرة طريقة تحليل "المتجه" Vector إلى قسطين (مركبتين) متعامدين، وأفاد من رؤيته النقدية في استخدام المنهج الرياضي إلى جانب المنهج التجريبي، ولهذا يعتبر المؤسس الأول لعلم "البصريات الهندسية".

ولم يغفل ابن الهيثم الجانب التقني في بحوثه العلمية، فقد استخدم الآلات الدقيقة في تجاربه، ولم يكتف بمجرد وصف كيفية استعمالها، وإنما أسهب في شرح التفاصيل ألمتعلقة بصنع الأجزاء المختلفة للجهاز، فيقول مثلًا في استخدام أنواع المرايا: "رأينا أن نشرح ذلك ونوضحه ليحيط بعلمه من كانت له رغبة في معرفة الحقائق فبيناه في هذه المقالة، ولخصنا البرهان على علم حقيقته، وذكرنا طريقة العمل في اتخاذه وترتيب آلته، وقدمنا الأصول التي يستعملها المهندسون في جميع أنواع المرايا، ليهتدي إليه من التمسه".

مسألة ابن الهيثم: عرفت هذه المسألة عند الأوربيين باسم "مسألة الهازن" Alhazen problem "، وهي تنص على أنه: "إذا فرضت نقطتان حيثما اتفق أمام سطح عاكس، فكيف تُعيِّن على هذا السطح نقطة بحيث يكون الواصل منها إلى إحدى النقطتين المفروضتين بمثابة شعاع ساقط والواصل منها إلى الأخرى بمثابة شعاع منعكس".

وحلول هذه المسألة كثيرة ومتنوعة، وهي تتراوح بين اليسر والسهولة في الأحوال العامة، وحينما يكون السطح العاكس مستويًا، وبين الصعوبة والتعقيد إذا كان السطح العاكس كرويًا أو أسطوانيًّا أو مخروطيًّا، وتتدرج مسألة ابن الهيثم في التعقيد إلى معادلة من الدرجة الرابعة، وقد حلها ابن الهيثم بواسطة تقاطع دائرة مع قطع زائد، كما أورد حلولًا عامة لكل نوع من أنواع المرايا.

وقد كتب علماء آخرون في البصريات وتعرضوا لبعض نظرياتها، مثل الكندي والرازي وابن سينا وكمال الدين الفارسي وغيرهم، لكن ابن الهيثم بظل له القدح المعلى في هذا المجال الهام من مجالات العلوم الفيزيائية على مر العصور، بعد أن وضع أصوله السليمة التي أدت إلى الحصول على واحد من أهم الإنجازات العلمية ألمعاصرة، وهو "الليزر".

نظرية الإبصار عند ابن الهيثم شكلت ثورة علمية بفضل منهجه التجريبي والاستقرائي الذي تخطى حدود الفلسفة القديمة، من خلال تجاربه مثل تجربة الغرفة المظلمة وتحليله الرياضي لظواهر الضوء، أسس لعلم البصريات الهندسية وقدم حلولًا رياضية لمسائل معقدة مثل مسألة الهازن، إسهاماته لم تقتصر على الجانب النظري بل شملت الجانب التقني في استخدام وصناعة الأجهزة العلمية، مما جعل إرثه حجر الزاوية في تطور علوم الفيزياء والبصريات الحديثة، وصولًا إلى اختراع الليزر.