Ibn al-Haytham

Ibn al-Haytham, conhecido em latim como Alhazen (c. 965 – c. 1040), foi um proeminente matemático, astrônomo e físico durante a Idade de Ouro Islâmica, originário da região agora identificada como Iraque. Reconhecido como “o pai da óptica moderna”, ele fez avanços substanciais, particularmente nos princípios fundamentais da óptica e na compreensão da percepção visual. Sua publicação seminal, Kitāb al-Manāẓir (árabe: كتاب المناظر, 'Livro de Óptica'), composta entre 1011 e 1021, foi preservada através de uma tradução latina. Durante a Revolução Científica, os escritos de Alhazen foram frequentemente referenciados por figuras notáveis como Galileo Galilei, René Descartes, Johannes Kepler e Christiaan Huygens.

Ibn al-Haytham, latinizado como Alhazen (c. 965 – c. 1040), foi um matemático, astrônomo e físico da Idade de Ouro Islâmica do atual Iraque. Referido como "o pai da óptica moderna", ele fez contribuições significativas aos princípios da óptica e da percepção visual em particular. Seu trabalho mais influente é intitulado Kitāb al-Manāẓir (árabe: كتاب المناظر, 'Livro de Óptica'), escrito durante 1011–1021, que sobreviveu em uma edição latina. Os trabalhos de Alhazen foram frequentemente citados durante a Revolução Científica por Galileo Galilei, René Descartes, Johannes Kepler e Christiaan Huygens.

Ibn al-Haytham foi o pioneiro na demonstração precisa da visão como um processo intromissivo, em vez de extramissivo, e postulou que a percepção visual se origina no cérebro, citando sua natureza subjetiva e suscetibilidade à experiência individual. Ele articulou o princípio do menor tempo para refração, um conceito que posteriormente evoluiu para o princípio de Fermat. Sua pesquisa avançou significativamente a catóptrica e a dioptria por meio de investigações detalhadas sobre reflexão, refração e características das imagens geradas pelos raios de luz. Como um dos primeiros defensores da validação empírica, Ibn al-Haytham afirmou que as hipóteses requerem fundamentação através de experiências baseadas em procedimentos verificáveis ​​ou raciocínio matemático rigoroso, estabelecendo-se assim como um precursor do método científico cinco séculos antes dos cientistas da Renascença; conseqüentemente, ele é ocasionalmente reconhecido como o "primeiro verdadeiro cientista" do mundo. Além disso, ele foi um polímata, contribuindo para a filosofia, a teologia e a medicina.

Nascido em Basra, Ibn al-Haytham passou a maior parte de sua prolífica carreira no Cairo, a capital fatímida, onde se sustentou compondo numerosos tratados e instruindo membros da aristocracia. Ele é ocasionalmente identificado pelo apelido al-Baṣrī, referenciando seu local de nascimento, ou al-Miṣrī ('o egípcio'). Abu'l-Hasan Bayhaqi referiu-se a Al-Haytham como o "Segundo Ptolomeu", enquanto John Peckham o designou como "O Físico". O trabalho de Ibn al-Haytham lançou as bases para a disciplina contemporânea da óptica física.

Biografia

Abū ʿAlī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Haytham (Alhazen) nasceu por volta de 965 dC em uma família de ascendência árabe ou persa em Basra, Iraque, então um componente do emirado Buyid. Inicialmente, suas atividades intelectuais foram direcionadas aos estudos religiosos e ao serviço comunitário. Confrontado com as perspectivas religiosas diversas e muitas vezes contraditórias da época, ele acabou por se distanciar do envolvimento teológico, voltando-se, em vez disso, para o estudo rigoroso da matemática e da ciência. Ele serviu como vizir em sua cidade natal, Basra, alcançando renome por sua experiência em matemática aplicada, demonstrada principalmente por seus esforços para administrar as inundações do Nilo.

Após seu retorno ao Cairo, ele foi designado para uma função administrativa. A sua incapacidade de executar com sucesso esta responsabilidade provocou o desagrado do califa Al-Hakim, supostamente obrigando-o a permanecer em reclusão até à morte do califa em 1021, altura em que os seus bens confiscados foram restaurados. Segundo relatos anedóticos, Alhazen simulou insanidade e foi submetido à prisão domiciliar durante esse intervalo. Foi durante este período que ele escreveu sua importante obra, o Livro de Óptica. Alhazen residiu no Cairo, especificamente nas proximidades da renomada Universidade de al-Azhar, sustentando-se através de seus esforços literários até sua morte por volta de 1040 dC. Um manuscrito das Cônicas de Apolônio, inscrito pelo próprio punho de Ibn al-Haytham, é preservado em Aya Sofya (MS Aya Sofya 2762, 307 fob., datado de Safar 415 A.H. [1024]).

Seus alunos incluíam Sorkhab (Sohrab), um estudioso persa de Semnan, e Abu al-Wafa Mubashir. ibn Fatek, um príncipe egípcio.

Livro de Óptica

A contribuição mais famosa de Alhazen é seu tratado de óptica em sete volumes, Kitab al-Manazir (Livro de Óptica), composto entre 1011 e 1021. Neste trabalho, Ibn al-Haytham foi o primeiro a articular que a visão resulta da reflexão da luz em um objeto e subsequentemente entrar nos olhos, e a afirmar que o processamento visual ocorre no cérebro, citando a natureza subjetiva da percepção e sua modulação pela experiência individual.

A Óptica foi traduzida para o latim por um estudioso anônimo durante o final do século XII ou início do século XIII.

Este tratado recebeu considerável aclamação durante a Idade Média. A versão latina, De Aspectibus, foi posteriormente traduzida para o vernáculo italiano no final do século XIV, aparecendo sob o título De li Aspecti.

A obra foi publicada por Friedrich Risner em 1572 sob o título Opticae thesaurus: Alhazeni Arabis libri septem, nuncprimum editi; Eiusdem liber De Crepusculis et nubium ascensionibus, que se traduz como 'Tesouro da Óptica: sete livros do árabe Alhazen, primeira edição; da mesma forma, no crepúsculo e na altura das nuvens'. Risner é responsável pela introdução da variante do nome "Alhazen"; antes de sua publicação, o estudioso era reconhecido no mundo ocidental como Alhacen. Em 1834, E. A. Sedillot descobriu os tratados geométricos de Alhazen na Biblioteca Nacional de Paris. A. Mark Smith catalogou um total de 18 manuscritos completos ou quase completos, juntamente com cinco fragmentos, distribuídos em 14 repositórios distintos, incluindo nomeadamente acervos na Biblioteca Bodleian em Oxford e na biblioteca em Bruges.

Teorias Ópticas

A antiguidade clássica foi caracterizada por duas teorias de visão predominantes. A teoria da emissão, defendida por estudiosos como Euclides e Ptolomeu, postulava que a visão ocorria através da emissão de raios de luz pelo olho. Por outro lado, a teoria da intromissão, defendida por Aristóteles e seus discípulos, propunha que as formas físicas de um objeto entrassem no olho. Os primeiros estudiosos islâmicos, incluindo al-Kindi, basearam seus argumentos principalmente em estruturas euclidianas, galênicas ou aristotélicas. A Óptica de Ptolomeu exerceu a influência mais significativa no Livro de Óptica de Alhazen, enquanto as descrições de Galeno informaram a compreensão anatômica e fisiológica do olho. A contribuição notável de Alhazen foi a formulação de uma teoria abrangente que integrou elementos dos argumentos matemáticos dos raios de Euclides, dos insights médicos de Galeno e dos conceitos de intromissão de Aristóteles. Sua teoria da intromissão, alinhada com al-Kindi, mas divergindo de Aristóteles, afirmava que "de cada ponto de cada corpo colorido, iluminado por qualquer luz, emite luz e cor ao longo de cada linha reta que pode ser traçada a partir desse ponto". Esta proposição apresentou um desafio: explicar a formação de uma imagem coerente a partir de numerosas fontes de radiação independentes, especialmente tendo em conta que cada ponto de um objeto teoricamente projetaria raios para todos os pontos do olho.

Alhazen procurou um mecanismo onde cada ponto de um objeto correspondesse exclusivamente a um único ponto do olho. Ele tentou resolver isso postulando que o olho percebia exclusivamente raios perpendiculares originados do objeto; especificamente, para qualquer ponto do olho, apenas o raio que chega diretamente, sem refração por outros componentes oculares, seria registrado. Empregando uma analogia física, ele argumentou que os raios perpendiculares possuíam maior força do que os raios oblíquos: assim como uma bola lançada diretamente contra uma tábua poderia quebrá-la, enquanto uma bola lançada obliquamente apenas desviaria, os raios perpendiculares eram mais potentes do que os raios refratados e, portanto, apenas esses raios perpendiculares eram percebidos pelo olho. Dado que apenas um raio perpendicular poderia entrar no olho em qualquer ponto específico, e todos esses raios convergiriam cônicamente para o centro do olho, este modelo permitiu-lhe resolver o problema de múltiplos raios de um único ponto do objeto atingindo o olho. Ao priorizar apenas os raios perpendiculares, foi estabelecida uma correspondência um a um, eliminando assim a ambiguidade perceptiva. Posteriormente, no Livro Sete da Óptica, ele propôs que outros raios sofreriam refração dentro do olho e seriam percebidos como se fossem perpendiculares. Seus argumentos a respeito dos raios perpendiculares, entretanto, não elucidam adequadamente por que apenas os raios perpendiculares foram percebidos, nem explicam por que raios oblíquos mais fracos não seriam percebidos, embora com intensidade reduzida. Além disso, sua afirmação posterior de que os raios refratados seriam percebidos como se a perpendicular carecesse de suporte convincente. No entanto, apesar destas fraquezas inerentes, nenhuma outra teoria contemporânea ofereceu um âmbito tão abrangente, e a sua influência, particularmente na Europa Ocidental, foi profunda. O De Aspectibus (Livro de Óptica) de Alhazen estimulou direta ou indiretamente a extensa pesquisa e desenvolvimento óptico dos séculos XIII ao XVII. A subsequente teoria da imagem retinal de Kepler, que resolveu com sucesso o problema da correspondência de pontos entre o objeto e o olho, baseou-se diretamente na estrutura conceitual fundamental de Alhazen.

Através de experimentação empírica, Alhazen demonstrou a propagação retilínea da luz. Ele conduziu vários experimentos envolvendo lentes, espelhos, refração e reflexão. Sua abordagem analítica da reflexão e da refração envolveu a consideração separada dos componentes verticais e horizontais dos raios de luz.

Alhazen conduziu extensas investigações sobre os mecanismos da visão, anatomia ocular, formação de imagens intraoculares e o sistema visual mais amplo. Num artigo de 1996 publicado na Perception, Ian P. Howard afirmou que numerosas descobertas e enquadramentos teóricos, historicamente atribuídos a estudiosos da Europa Ocidental séculos mais tarde, deveriam, em vez disso, ser creditados a Alhazen. Por exemplo, ele articulou princípios que mais tarde, no século XIX, seriam formalizados como a lei de Hering da igual inervação. Além disso, Alhazen forneceu uma descrição de horópteros verticais seis séculos antes de Aguilonius, uma formulação que se alinha mais estreitamente com as definições contemporâneas do que a do próprio Aguilonius. Sua pesquisa sobre a disparidade binocular foi posteriormente replicada por Panum em 1858. Embora reconhecendo as contribuições significativas de Alhazen, Craig Aaen-Stockdale aconselhou cautela, especialmente ao avaliar o trabalho de Alhazen independentemente de Ptolomeu, um estudioso com quem Alhazen estava profundamente familiarizado. Embora Alhazen tenha corrigido um erro notável na compreensão de Ptolomeu sobre a visão binocular, sua exposição geral tinha considerável semelhança com a de Ptolomeu, que também se esforçou para elucidar o fenômeno hoje conhecido como lei de Hering. Fundamentalmente, as teorias ópticas de Alhazen constituíram uma elaboração e expansão do trabalho fundamental de Ptolomeu.

Baseando-se nos estudos de Lejeune e Sabra, Raynaud forneceu uma análise mais exaustiva das contribuições de Ibn al-Haytham para a visão binocular, demonstrando que conceitos como correspondência, diplopia homônima e diplopia cruzada eram parte integrante da estrutura óptica de Ibn al-Haytham. No entanto, divergindo da perspectiva de Howard, Raynaud elucidou por que Ibn al-Haytham não delineou um horóptero circular e argumentou que, através de seu raciocínio experimental, Ibn al-Haytham abordou a descoberta da área fusional de Panum mais de perto do que a do círculo Vieth-Müller. No entanto, a teoria da visão binocular de Ibn al-Haytham encontrou duas limitações principais: a falha em reconhecer o papel crucial da retina e, nomeadamente, a ausência de investigação experimental sobre as vias oculares.

A contribuição mais distinta de Alhazen reside na sua progressão desde a descrição da estrutura anatómica do olho até à análise de como esta anatomia funcionaria como um sistema óptico. Seus insights experimentais sobre a projeção pinhole aparentemente informaram sua contemplação da inversão de imagem dentro do olho, um fenômeno que ele se esforçou para contornar. Ele postulou que os raios de luz que incidem perpendicularmente sobre o cristalino (que ele chamou de 'humor glacial') sofreram refração adicional para fora ao sair desse humor, garantindo assim que a imagem resultante atingisse o nervo óptico na parte posterior do olho em uma orientação vertical. Aderindo à visão de Galeno, Alhazen considerava o cristalino o principal órgão receptivo da visão, embora certos aspectos de seus escritos sugiram um reconhecimento incipiente do envolvimento da retina. A síntese abrangente de luz e visão de Alhazen estava em conformidade com a estrutura aristotélica, oferecendo uma descrição exaustiva e logicamente coerente do processo visual. espelhos esféricos e parabólicos, juntamente com o fenômeno da aberração esférica. Ele observou que a relação entre o ângulo de incidência e o ângulo de refração não é constante e também explorou as capacidades de ampliação das lentes.

A Lei da Reflexão

Alhazen é reconhecido como o primeiro físico a articular uma declaração abrangente da lei da reflexão. Ele também foi o primeiro a postular que o raio incidente, o raio refletido e a normal à superfície reflexiva residem todos dentro de um único plano, que é perpendicular ao próprio plano refletor.

Problema de Alhazen

No Livro V de seu Livro de Óptica, Alhazen explorou a catóptrica, introduzindo o que hoje é reconhecido como o problema de Alhazen, um conceito inicialmente articulado por Ptolomeu em 150 DC. Este problema envolve a identificação de um ponto na circunferência de um círculo onde as linhas traçadas a partir de dois pontos dados no plano se cruzam, formando ângulos iguais com a normal naquele ponto específico. Conceitualmente, isso é análogo a determinar a localização precisa na borda de uma mesa de bilhar circular onde uma bola branca, apontada de um ponto, deve atacar para rebater e atingir uma segunda bola-alvo. Opticamente, sua principal aplicação é determinar o ponto de reflexão em um espelho esférico para que a luz proveniente de uma fonte alcance o olho do observador. Essa investigação culmina em uma equação de quarto grau. A busca dessa solução por Alhazen o levou a formular um método para somar quartas potências, expandindo as fórmulas previamente estabelecidas para somas de quadrados e cubos. Sua metodologia possui potencial de generalização para calcular a soma de quaisquer potências integrais, embora ele não a tenha estendido explicitamente além da quarta potência, provavelmente porque isso foi suficiente para o cálculo do volume de um parabolóide. Ele aplicou esse resultado em somas de potências integrais para realizar uma forma inicial de integração, utilizando as fórmulas para somas de quadrados integrais e quartas potências para calcular o volume de um parabolóide. Alhazen finalmente resolveu o problema através da aplicação de seções cônicas e de uma prova geométrica rigorosa. No entanto, a sua solução foi notavelmente extensa e complexa, potencialmente colocando desafios de compreensão para os matemáticos que a encontraram através de traduções latinas. Posteriormente, os matemáticos empregaram as técnicas analíticas de Descartes para investigar melhor o problema. Uma solução algébrica foi finalmente alcançada em 1965 pelo atuário Jack M. Elkin, com soluções adicionais apresentadas em 1989 por Harald Riede e em 1997 pelo matemático de Oxford Peter M. Neumann. Mais recentemente, pesquisadores do Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) ampliaram com sucesso o problema de Alhazen para abranger espelhos quádricos rotacionalmente simétricos gerais, incluindo configurações hiperbólicas, parabólicas e elípticas.

Câmera Obscura

Enquanto a câmera obscura foi reconhecida pelos antigos chineses e documentada pelo polímata chinês Han Shen Kuo em seu tratado científico de 1088 d.C., Dream Pool Essays, e seus princípios fundamentais foram discutidos por Aristóteles em seus Problemas, os escritos de Alhazen forneceram a descrição abrangente inaugural e o exame analítico inicial do dispositivo.

Ibn al-Haytham principalmente empregou a câmera escura para observar eclipses solares parciais. Em seu ensaio, ele documentou sua observação da forma crescente do Sol durante um eclipse. A passagem introdutória afirma: "A imagem do Sol no momento do eclipse, a menos que seja total, demonstra que quando a sua luz passa através de um buraco estreito e redondo e é lançada num plano oposto ao buraco, assume a forma de uma foice lunar."

As descobertas de Alhazen são reconhecidas pela sua importância fundamental no desenvolvimento histórico da câmara escura; no entanto, este tratado em particular tem uma importância mais ampla em vários outros domínios.

Historicamente, a óptica antiga e medieval foi bifurcada no estudo da visão, denominado 'óptica propriamente dita', e na investigação das propriedades da luz e dos raios luminosos, conhecidos como 'espelhos ardentes'. O tratado de Ibn al-Haytham, Sobre a forma do eclipse, representa um esforço pioneiro para integrar estas duas disciplinas científicas distintas.

As descobertas de Ibn al-Haytham surgiram frequentemente da convergência do rigor matemático e da experimentação empírica, uma característica exemplificada pelo seu trabalho Sobre a forma do eclipse. Além de facilitar um estudo mais amplo dos eclipses solares parciais, este tratado avançou significativamente a compreensão da funcionalidade da câmera obscura. Constitui uma investigação físico-matemática sobre a formação de imagens dentro da câmera escura, onde Ibn al-Haytham adotou uma metodologia experimental, variando sistematicamente o tamanho e a forma da abertura, a distância focal da câmera e a forma e intensidade da fonte de luz para apurar suas descobertas.

Em seus escritos, Alhazen elucidou o fenômeno da inversão de imagem dentro da câmera escura. Ele ainda distinguiu que a imagem se assemelha muito à fonte quando a abertura é pequena, mas pode desviar-se significativamente da fonte quando a abertura é grande. Essas conclusões foram obtidas por meio de uma análise pontual meticulosa da imagem.

Refratômetro

Alhazen, no sétimo tratado de seu *Livro de Óptica*, detalhou um aparato experimental projetado para explorar vários fenômenos de refração. Este dispositivo teve como objetivo verificar as relações entre o ângulo de incidência, o ângulo de refração e o ângulo de deflexão, representando uma modificação de um instrumento semelhante anteriormente empregado por Ptolomeu.

Inferência Inconsciente

Alhazen articulou o conceito de inferência inconsciente em seu discurso sobre a percepção das cores. Ele postulou que o processo inferencial que distingue a cor da sensação inicial ocorre mais rapidamente do que para outras características visíveis (excluindo a luz), observando que este "tempo é tão curto que não é claramente aparente para quem vê". Isto implica que a percepção da cor e da forma ocorre em um local diferente. Alhazen elaborou ainda que a informação visual deve chegar à cavidade nervosa central para processamento subsequente, afirmando:

o órgão senciente não percebe as formas que emanam de objetos visíveis até que tenha sido influenciado por essas formas. Conseqüentemente, ele não apreende a cor como cor ou a luz como luz até que tenha sido afetado pelas respectivas formas de cor ou luz. A influência exercida sobre o órgão senciente pela forma da cor ou da luz constitui uma alteração específica, e tal alteração necessariamente se desenvolve ao longo do tempo. É durante o intervalo em que a forma se propaga da superfície do órgão senciente até a cavidade do nervo comum e, subsequentemente, que a faculdade sensitiva, inerente a todo o corpo senciente, perceberá a cor como cor. Portanto, a percepção final da cor e da luz pela entidade senciente ocorre em um momento posterior à chegada da forma da superfície do órgão senciente à cavidade do nervo comum.

Constância de cor

Alhazen elucidou o fenômeno da constância da cor observando que a cor de um objeto modifica a luz que ele reflete. Ele propôs que a qualidade inerente da luz e a cor do objeto se misturassem e que o sistema visual posteriormente as diferenciasse. No Livro II, Capítulo 3, ele afirma:

Além disso, a luz não atravessa de um objeto colorido até o olho independentemente de sua cor, nem a forma da cor é transmitida do objeto colorido ao olho sem a luz acompanhante. Nem a forma da luz nem a da cor, tal como existem no objeto colorido, podem propagar-se exceto num estado combinado, e a faculdade senciente última só pode percebê-las como misturadas. Apesar disso, a faculdade senciente discerne que o objeto visível possui luminosidade e que a luz observada dentro do objeto é distinta de sua cor, reconhecendo-as como duas propriedades separadas.

Outras contribuições

O psicólogo sudanês Omar Khaleefa afirmou que Alhazen merece reconhecimento como o fundador da psicologia experimental, citando suas contribuições inovadoras para a psicologia da percepção visual e das ilusões de ótica. Khaleefa propôs adicionalmente que Alhazen deveria ser considerado o "fundador da psicofísica", uma subdisciplina e antecedente da psicologia moderna. No entanto, apesar dos numerosos relatos subjetivos de Alhazen sobre a visão, nenhuma evidência apoia o seu uso de técnicas psicofísicas quantitativas, e esta afirmação específica foi refutada.

Alhazen propôs uma explicação para a ilusão da Lua, um fenómeno que influenciou significativamente o discurso científico da Europa medieval. Numerosos estudiosos reiteraram teorias que tentam resolver a aparente discrepância no tamanho da Lua, que parece maior quando perto do horizonte em comparação com a sua aparência mais elevada no céu. Alhazen contestou a teoria da refração de Ptolomeu, reformulando o problema como uma ampliação percebida, e não real. Ele postulou que avaliar a distância de um objeto depende da presença de uma série ininterrupta de elementos intervenientes entre o objeto e o observador. Quando a Lua está elevada no céu, a ausência de objetos intervenientes leva à sua percepção como estando mais próxima. O tamanho aparente de um objeto, apesar de ter dimensão angular constante, flutua com a distância percebida. Consequentemente, a Lua parece mais próxima e menor quando está alta no céu, mas mais distante e maior quando está no horizonte. Influenciados pela explicação de Alhazen, os trabalhos de Roger Bacon, John Pecham e Witelo estabeleceram progressivamente a ilusão da Lua como um fenômeno psicológico, levando à rejeição da teoria da refração no século XVII. Embora Alhazen receba frequentemente crédito pela explicação da distância percebida, ele não foi o seu criador. Cleomedes (c. século II) apresentou esta perspectiva (juntamente com a refração) e atribuiu-a a Posidônio (c. 135 – c. 51 aC). Ptolomeu também pode ter proposto esta explicação na sua Óptica, embora o texto relevante permaneça ambíguo. Os tratados de Alhazen desfrutaram de uma divulgação mais ampla durante a Idade Média em comparação com os dos seus antecessores, provavelmente sendo responsável pelo seu amplo reconhecimento.

Método Científico

Portanto, o buscador da verdade não é aquele que estuda os escritos dos antigos e, seguindo sua disposição natural, deposita neles sua confiança, mas sim aquele que suspeita de sua fé neles e questiona o que deles extrai, aquele que se submete ao argumento e à demonstração, e não aos ditos de um ser humano cuja natureza está repleta de todos os tipos de imperfeições e deficiências. O dever do homem que investiga os escritos dos cientistas, se aprender a verdade é o seu objetivo, é tornar-se inimigo de tudo o que lê e... atacá-lo por todos os lados. Ele também deve suspeitar de si mesmo ao realizar seu exame crítico, para evitar cair em preconceito ou clemência.

Uma característica notável das investigações ópticas de Alhazen envolve uma dependência sistemática e metodológica da experimentação (i'tibar) (árabe: اختبار) e testes rigorosos e controlados. Além disso, seus protocolos experimentais foram baseados na integração da física clássica (ilm tabi'i) com a matemática (ta'alim), particularmente a geometria. Esta metodologia matemática-física integrada para a ciência experimental sustentou a maioria de suas afirmações em Kitab al-Manazir (A Óptica; De Aspectibus ou Perspectivae) e estabeleceu suas teorias sobre visão, luz e cor, juntamente com suas investigações sobre catóptrica e dióptrica (os respectivos estudos de reflexão e refração da luz).

Matthias Schramm afirmou que Alhazen “foi o primeiro a fazer uso sistemático do método de variação das condições experimentais de maneira constante e uniforme, em um experimento que mostra que a intensidade do ponto luminoso formado pela projeção do luar através de duas pequenas aberturas em uma tela diminui constantemente à medida que uma das aberturas é gradualmente bloqueada”. G. J. Toomer, no entanto, expressou reservas quanto à perspectiva de Schramm, em parte devido ao fato de que, em 1964, o Livro de Óptica não havia sido inteiramente traduzido do árabe, levando Toomer a temer que passagens isoladas pudessem ser interpretadas anacronicamente sem o contexto adequado. Embora reconhecendo as contribuições significativas de Alhazen para o avanço das metodologias experimentais, Toomer afirmou que o trabalho de Alhazen não deveria ser avaliado independentemente de outros estudiosos islâmicos e antigos. Toomer concluiu a sua avaliação afirmando que uma avaliação abrangente da afirmação de Schramm – de que Ibn al-Haytham foi o verdadeiro progenitor da física moderna – necessitaria de uma tradução adicional do corpus de Alhazen e de um exame aprofundado do seu impacto nos autores medievais subsequentes.

Outros trabalhos em Física

Tratados Ópticos

Alhazen é autor de vários outros tratados sobre óptica, além do seminal Livro de Óptica, notadamente seu Risala fi l-Daw' (Tratado sobre a Luz). Sua pesquisa abrangeu as características de luminância, arco-íris, eclipses, crepúsculo e luar. A base experimental para suas teorias sobre catóptrica foi estabelecida por meio de investigações envolvendo espelhos e as propriedades refrativas das interfaces entre o ar, a água e várias formas geométricas de vidro, como cubos, hemisférios e quartos de esfera.

Física Celestial

Em seu Epítome da Astronomia, Alhazen explorou a física do domínio celestial, afirmando que os modelos ptolomaicos deveriam ser interpretados como representações de objetos físicos e não como meras hipóteses abstratas. Isto implicou a viabilidade de construir modelos físicos onde, por exemplo, os corpos celestes não se cruzariam. A proposição de modelos mecânicos para o sistema geocêntrico ptolomaico "promoveu significativamente a aceitação final do sistema ptolomaico entre os cristãos ocidentais". No entanto, a insistência de Alhazen em fundamentar a astronomia em entidades físicas tangíveis foi crucial, pois tornou as hipóteses astronômicas "sujeitas aos princípios da física", permitindo assim sua crítica e refinamento com base nesses princípios.

Ele também foi o autor de Maqala fi daw al-qamar, que se traduz em Sobre a Luz da Lua.

Mecânica

Os escritos de Alhazen incluíram discussões sobre teorias relativas ao movimento dos corpos.

Obras Astronômicas

Sobre a configuração do mundo

Em seu tratado Sobre a configuração do mundo, Alhazen forneceu um relato elaborado da estrutura física da Terra:

A Terra, em sua totalidade, constitui um corpo esférico cujo centro coincide com o centro do cosmos. Ele permanece estacionário no centro do mundo, imóvel, não exibindo nenhum movimento translacional ou rotacional, mas perpetuamente em repouso.

Este volume oferece uma elucidação não técnica do Almagesto de Ptolomeu. Suas traduções subsequentes para o hebraico e o latim durante os séculos XIII e XIV impactaram significativamente os astrônomos, incluindo Georg von Peuerbach, durante a Idade Média e o Renascimento europeus.

Dúvidas sobre Ptolomeu

O trabalho de Alhazen, Al-Shukūk ‛alā Batlamyūs, alternativamente traduzido como Dúvidas sobre Ptolomeu ou Aporias contra Ptolomeu, publicado entre 1025 e 1028, apresentou uma crítica ao Almagesto de Ptolomeu, Planetário Hipóteses e Óptica. Neste tratado, Alhazen destacou inúmeras inconsistências nestas obras, particularmente no campo da astronomia. Enquanto o Almagesto de Ptolomeu se concentrava nas teorias matemáticas do movimento planetário, as Hipóteses abordavam a concepção de Ptolomeu sobre o arranjo físico real dos planetas. O próprio Ptolomeu admitiu que os seus modelos teóricos e configurações propostas nem sempre eram congruentes, afirmando que esta discrepância era aceitável desde que não conduzisse a erros observáveis. No entanto, Alhazen fez críticas particularmente contundentes sobre as contradições intrínsecas do corpus de Ptolomeu. Ele argumentou que certas construções matemáticas introduzidas por Ptolomeu na astronomia, nomeadamente o equante, não conseguiram aderir ao pré-requisito físico do movimento circular uniforme. Alhazen ressaltou ainda a ilogicidade de correlacionar movimentos físicos reais com pontos, linhas e círculos matemáticos abstratos:

Ptolomeu postulou um arranjo (hay'a) que é fisicamente impossível. O facto de esta disposição, na sua imaginação, gerar os movimentos planetários observados não o isenta do erro inerente à sua configuração assumida, pois os movimentos reais dos planetas não podem surgir de uma disposição impossível de existir... Meramente conceber um círculo celeste e imaginar um planeta a mover-se dentro dele não induz, por si só, o movimento do planeta.

Após a identificação destas questões, Alhazen aparentemente pretendia reconciliar as contradições que observou no trabalho de Ptolomeu numa publicação subsequente. Alhazen postulou a existência de uma "configuração verdadeira" dos planetas, que ele acreditava que Ptolomeu não havia compreendido totalmente. Seu objetivo era refinar e completar o sistema de Ptolomeu, em vez de substituí-lo totalmente. Em Dúvidas sobre Ptolomeu, Alhazen articulou suas perspectivas sobre os desafios inerentes à aquisição de conhecimento científico e enfatizou o imperativo de avaliar criticamente autoridades e teorias estabelecidas.

A busca da verdade é um objetivo intrínseco; no entanto, ele advertiu que as verdades estão inerentemente sujeitas a incertezas, e mesmo autoridades científicas estimadas, como Ptolomeu, por quem ele tinha grande consideração, não são infalíveis.

Ele postulou que a avaliação crítica das teorias existentes, um tema central deste trabalho, é extremamente importante para o avanço do conhecimento científico.

Modelo dos movimentos de cada um dos sete planetas

Alhazen escreveu O modelo dos movimentos de cada um dos sete planetas por volta de c. 1038. Apenas um único manuscrito danificado desta obra foi descoberto, permanecendo intactas apenas sua introdução e a seção inicial, que aborda a teoria do movimento planetário. A obra completa compreendia originalmente uma segunda seção dedicada ao cálculo astronômico e uma terceira seção sobre instrumentos astronômicos. Com base nas críticas apresentadas em suas Dúvidas sobre Ptolomeu, Alhazen desenvolveu um novo modelo planetário centrado na geometria. Este modelo elucidou os movimentos planetários através dos princípios da geometria esférica, geometria infinitesimal e trigonometria. Embora mantendo uma cosmologia geocêntrica e presumindo movimentos celestes uniformemente circulares - necessitando da incorporação de epiciclos para explicar os fenômenos observados - ele dispensou com sucesso o equante de Ptolomeu. Fundamentalmente, o seu modelo não pretendia oferecer uma explicação causal para estes movimentos; em vez disso, concentrou-se em fornecer uma descrição geométrica abrangente capaz de elucidar os movimentos planetários observados sem as inconsistências internas presentes na estrutura de Ptolomeu.

Outros trabalhos astronômicos

Alhazen produziu um total de vinte e cinco tratados astronômicos, categorizados em vários grupos. Um grupo abordou assuntos técnicos como a Determinação Exata do Meridiano. Uma segunda coleção concentrou-se na observação astronômica precisa, enquanto uma terceira explorou diversos problemas e questões astronômicas, incluindo a localização precisa da Via Láctea. Notavelmente, Alhazen empreendeu o primeiro esforço sistemático para avaliar a paralaxe da Via Láctea, integrando tanto os dados observacionais de Ptolomeu como as suas próprias descobertas. A sua análise levou-o a concluir que a paralaxe da Via Láctea era significativamente menor do que a da Lua, sugerindo a sua natureza como um corpo celeste e não como um fenómeno atmosférico. Embora outros já tivessem postulado que a Via Láctea não era um fenómeno atmosférico, Alhazen foi o primeiro a fornecer uma análise quantitativa que apoia esta afirmação. A quarta categoria compreende dez trabalhos dedicados à teoria astronômica, abrangendo as já citadas Dúvidas e Modelo dos Movimentos.

Trabalhos matemáticos

No campo da matemática, Alhazen avançou nos trabalhos de Euclides e Thabit ibn Qurra, sendo pioneiro nas conexões fundamentais entre álgebra e geometria. Ele também contribuiu significativamente para o estudo das seções cônicas e da teoria dos números.

Ele derivou uma fórmula para a soma dos primeiros 100 números naturais, fundamentando essa fórmula com uma prova geométrica.

Geometria

Alhazen investigou o postulado das paralelas euclidianas, reconhecido como o quinto postulado nos Elementos de Euclides. Sua abordagem envolveu uma prova por contradição, integrando efetivamente o conceito de movimento no raciocínio geométrico. Ele também formulou o quadrilátero de Lambert, que Boris Abramovich Rozenfeld posteriormente designou como o "quadrilátero Ibn al-Haytham – Lambert". No entanto, Omar Khayyam criticou esta metodologia, observando a condenação anterior de Aristóteles à incorporação do movimento na geometria.

Na geometria elementar, Alhazen esforçou-se para resolver o problema clássico da quadratura do círculo empregando as áreas de lunes (figuras em forma de crescente), embora tenha finalmente abandonado este desafio intratável. O par de lunas construído a partir de um triângulo retângulo - erguendo um semicírculo para dentro na hipotenusa e para fora em cada um dos outros dois lados - é especificamente denominado lunas de Alhazen; notavelmente, sua área combinada é precisamente igual à do triângulo original.

Teoria dos números

As contribuições de Alhazen para a teoria dos números abrangem suas investigações sobre números perfeitos. Em seu tratado Análise e Síntese, ele potencialmente se tornou o primeiro a articular a proposição de que todo número par perfeito adere à forma 2ⁿ⁻¹(2ⁿ − 1), desde que 2ⁿ − 1 seja um número primo. Contudo, ele não conseguiu provar esta afirmação; a prova foi posteriormente fornecida por Euler no século 18, e o resultado é agora reconhecido como o teorema de Euclides-Euler.

Alhazen abordou problemas relativos a congruências empregando princípios agora identificados como teorema de Wilson. Em seu trabalho Opuscula, Alhazen examinou a resolução de sistemas de congruências e apresentou duas metodologias de solução geral distintas. O primeiro, denominado método canônico, incorporou o teorema de Wilson, enquanto sua segunda abordagem utilizou uma variante do teorema do resto chinês.

Cálculo

Alhazen derivou com sucesso a fórmula da soma para a quarta potência, empregando uma metodologia aplicável para determinar a soma de qualquer potência integral. Esta técnica foi posteriormente utilizada para calcular o volume de um parabolóide. Notavelmente, ele foi capaz de determinar a fórmula integral para qualquer polinômio, mesmo sem formular uma expressão generalizada.

Contribuições adicionais

A influência das melodias na psique animal

Alhazen escreveu um Tratado sobre a influência das melodias nas almas dos animais; no entanto, nenhuma cópia existente deste trabalho é conhecida. O tratado aparentemente explorou a capacidade de resposta dos animais à música, investigando, por exemplo, se o passo de um camelo aceleraria ou desaceleraria em resposta às melodias.

Esforços de Engenharia

Em relação à sua carreira de engenheiro, relatos históricos indicam que Alhazen foi convocado ao Egito pelo califa fatímida, Al-Hakim bi-Amr Allah, com o mandato de administrar as enchentes anuais do rio Nilo. Ele conduziu uma investigação científica exaustiva sobre os padrões de inundação do Nilo e posteriormente elaborou planos para a construção de uma barragem no local da barragem contemporânea de Aswan. No entanto, o seu trabalho de campo subsequente revelou a impraticabilidade do projecto, levando-o a simular insanidade para escapar a potenciais medidas punitivas do califa.

Contribuições filosóficas

Em seu Tratado sobre o Lugar, Alhazen desafiou a afirmação de Aristóteles de que a natureza resiste inerentemente ao vácuo. Ele empregou princípios geométricos para argumentar que o lugar (al-makan) constitui um vazio tridimensional imaginado situado entre as superfícies internas de uma entidade abrangente. Abd-el-latif, um adepto do conceito filosófico de lugar de Aristóteles, posteriormente criticou o trabalho de Alhazen em Fi al-Radd 'ala Ibn al-Haytham fi al-makan (Uma refutação do lugar de Ibn al-Haytham), criticando especificamente sua interpretação geométrica do lugar.

Alhazen explorou ainda mais a percepção do espaço e suas ramificações epistemológicas em sua obra seminal, o Livro de Óptica. Ao "vincular a apreensão visual do espaço às experiências corporais anteriores, Alhazen repudiou definitivamente a intuitividade inerente à percepção espacial e, consequentemente, a natureza independente da visão. Na falta de conceitos concretos de distância e magnitude para análise comparativa, a entrada visual fornece informações mínimas sobre esses atributos."

Perspectivas Teológicas

Alhazen era muçulmano, com a maioria das fontes identificando-o como sunita e adepto da escola de pensamento Ash'ari. De acordo com Ziauddin Sardar, vários cientistas muçulmanos proeminentes, incluindo Ibn al-Haytham e Abū Rayhān al-Bīrūnī, que foram fundamentais no pioneirismo do método científico, eram eles próprios seguidores da escola Ashʿari de teologia islâmica. Consistente com outros Ashʿaritas que sustentavam que a fé, ou taqlid, deveria ser dirigida exclusivamente ao Islã e não às antigas autoridades helenísticas, a convicção de Ibn al-Haytham de que taqlid deveria aplicar-se exclusivamente aos profetas do Islã e não a quaisquer outras figuras sustentou uma parte significativa de seu ceticismo científico e postura crítica contra Ptolomeu e outros estudiosos antigos, conforme articulado em suas obras. Dúvidas sobre Ptolomeu e Livro de Óptica.

Alhazen escreveu um tratado sobre teologia islâmica, onde examinou a profecia e formulou uma estrutura de critérios filosóficos para identificar falsos pretendentes durante sua época. Além disso, ele compôs um trabalho intitulado Encontrando a direção da Qibla por cálculo, que abordava matematicamente a determinação da Qibla, a direção na qual as orações muçulmanas (salat) são oferecidas.

Alusões ocasionais a conceitos teológicos ou sentimentos religiosos estão presentes em seus escritos técnicos, por exemplo, em Dúvidas sobre Ptolomeu:

A verdade é buscada por seu valor intrínseco... A descoberta da verdade é árdua e seu caminho é desafiador. Pois as verdades são muitas vezes veladas pela obscuridade... No entanto, Deus não protegeu o cientista do erro nem protegeu a ciência das deficiências e imperfeições. Se assim fosse, os cientistas não apresentariam divergência de opinião sobre qualquer assunto científico...

De O movimento sinuoso:

Com base nas afirmações do estimado Shaykh, é evidente que ele aceita inteiramente os pronunciamentos de Ptolomeu, não através da confiança em demonstração ou prova empírica, mas por pura imitação (taqlid); esta abordagem reflete como os estudiosos da tradição profética depositam sua fé nos profetas, que as bênçãos de Deus estejam sobre eles. No entanto, este método diverge da forma como os matemáticos depositam a sua confiança nos especialistas das ciências demonstrativas.

Quanto à relação entre a verdade objetiva e o divino:

Minha busca contínua pelo conhecimento e pela verdade me levou à convicção de que o caminho mais eficaz para alcançar a iluminação divina e a proximidade com Deus reside na busca pela verdade e pela compreensão.

Legado

Alhazen fez contribuições substanciais em óptica, teoria dos números, geometria, astronomia e filosofia natural. Sua pesquisa óptica é particularmente reconhecida por introduzir uma nova ênfase na metodologia experimental.

O trabalho seminal de Alhazen, Kitab al-Manazir (Livro de Óptica), ganhou destaque no mundo muçulmano, principalmente, embora não exclusivamente, através do comentário do século XIII de Kamāl al-Dīn al-Fārisī, intitulado Tanqīḥ al-Manāẓir li-dhawī l-abṣār wa l-baṣā'ir. Em al-Andalus, al-Mu'taman ibn Hūd, um príncipe do século XI da dinastia Banu Hud de Saragoça e autor de um texto matemático significativo, utilizou este trabalho. Uma tradução latina do Kitab al-Manazir provavelmente surgiu no final do século XII ou início do século XIII. Esta tradução influenciou profundamente numerosos estudiosos da Europa cristã, incluindo Roger Bacon, Robert Grosseteste, Witelo, Giambattista della Porta, Leonardo da Vinci, Galileo Galilei, Christiaan Huygens, René Descartes e Johannes Kepler. Ao mesmo tempo, dentro do mundo islâmico, a herança intelectual de Alhazen foi desenvolvida pelo cientista persa Kamal al-Din al-Farisi (d. c. 1320), que 'reformou' sua Óptica em seu próprio trabalho, Kitab Tanqih al-Manazir (A Revisão da [Ibn al-Haytham] Óptica). Acredita-se que Alhazen tenha sido autor de até 200 livros, com apenas 55 existentes hoje. Alguns de seus tratados ópticos são preservados apenas através de suas traduções latinas. Durante o período medieval, seus textos cosmológicos foram traduzidos para o latim, hebraico e outras línguas.

H. J. J. Winter, um historiador britânico da ciência, resumiu a importância de Ibn al-Haytham na história da física afirmando:

Após a morte de Arquimedes, nenhum físico verdadeiramente eminente surgiu até Ibn al-Haytham. Consequentemente, se o nosso foco permanecer apenas na história da física, transcorreu um período prolongado superior a mil e duzentos anos, durante o qual a Idade de Ouro da Grécia fez a transição para a era da Escolástica Muçulmana, e o ethos experimental do físico mais ilustre da antiguidade foi reacendido no estudioso árabe de Basra.

Apesar de apenas um comentário sobre as obras ópticas de Alhazen que sobreviveram à Idade Média islâmica, Geoffrey Chaucer faz referência às suas contribuições em Os Contos de Canterbury:

A cratera de impacto lunar Alhazen e o asteróide 59239 Alhazen são nomeados em sua homenagem. Além disso, a Universidade Aga Khan (Paquistão) estabeleceu o "Professor Associado Ibn-e-Haitham e Chefe de Oftalmologia" como uma cátedra em reconhecimento ao legado de Alhazen.

A cratera de impacto Alhazen na Lua foi nomeada em sua homenagem, assim como o asteroide 59239 Alhazen. Em homenagem a Alhazen, a Universidade Aga Khan (Paquistão) nomeou a sua cátedra de Oftalmologia como "Professor Associado Ibn-e-Haitham e Chefe de Oftalmologia".

O Ano Internacional da Luz de 2015 comemorou o aniversário do milênio das obras ópticas de Ibn Al-Haytham.

Em 2014, o episódio "Hiding in the Light" de Cosmos: A Spacetime Odyssey, apresentado por Neil deGrasse Tyson, destacou as conquistas de Ibn al-Haytham. Alfred Molina deu voz a Ibn al-Haytham neste episódio.

Mais de quatro décadas antes, Jacob Bronowski apresentou o trabalho de Alhazen em um documentário de televisão comparável e no livro que o acompanha, The Ascent of Man. No episódio 5, intitulado A Música das Esferas, Bronowski afirmou sua crença de que Alhazen representava "a única mente científica realmente original que a cultura árabe produziu", cuja teoria óptica permaneceu insuperável até a era de Isaac Newton e Gottfried Wilhelm Leibniz.

A UNESCO designou 2015 como o Ano Internacional da Luz, com sua Diretora-Geral, Irina Bokova, reconhecendo Ibn al-Haytham como 'o pai da Luz'. óptica'. Esta iniciativa teve como objetivo, entre outros objetivos, comemorar as contribuições de Ibn Al-Haytham para a óptica, matemática e astronomia. Uma campanha internacional, desenvolvida pela organização 1001 Inventions e intitulada 1001 Inventions and the World of Ibn Al-Haytham, apresentou seu trabalho através de exposições interativas, workshops e shows ao vivo. Esta campanha colaborou com centros de ciência, festivais de ciência, museus, instituições educacionais e plataformas de mídia digital e social. Além disso, a campanha produziu e distribuiu o curta-metragem educativo "1001 Invenções e o Mundo de Ibn Al-Haytham".

Ibn al-Haytham está representado na nota de 10.000 dinares do dinar iraquiano, da série de 2003.

Lista de obras

Biógrafos medievais atribuem mais de 200 obras a Alhazen em diversos campos, com pelo menos 96 tratados científicos identificados. Embora a maioria de suas composições não existam mais, mais de 50 sobreviveram parcialmente. Aproximadamente metade desses trabalhos sobreviventes abordam matemática, 23 concentram-se em astronomia e 14 referem-se à óptica, juntamente com um número limitado sobre outros tópicos. Embora nem todos os trabalhos existentes tenham sido submetidos a exame acadêmico, uma seleção daqueles que foram estudados é apresentada posteriormente.

Obras perdidas

1. Um compêndio de óptica derivado das obras de Euclides e Ptolomeu, complementado com conceitos do primeiro discurso ausente de Ptolomeu
2. Tratado sobre Espelhos Ardentes
3. Tratado sobre a natureza da visão e o mecanismo da visão

Notas

Notas

Referências

Fontes

Primário

Primário

Secundário

• Obras de Ibn al-Haytham na Open Library
• Langermann, Y. Tzvi (2007). "Ibn al-Haytham: Abū ʿAlī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan." Em Thomas Hockey et al. (eds.), A Enciclopédia Biográfica dos Astrônomos. Nova York: Springer, pp. ISBN 978-0-387-31022-0."Biografia da BBC." Arquivado do original em 11 de fevereiro de 2006. Recuperado em 16 de setembro de 2008.Çavkanî: Arşîva TORÎma Akademî

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