The amazing Alhazen (Abū ‘Alī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Haytham) was one of the fathers of modern science. Some indeed have said that he was "The First Scientist". I thought we might explore his quote in full on the proper scientific method, to give us some insight as to what he might have thought of the Climategate junk science crooks, if had been alive today to see them in action:
"The seeker after truth is not one who studies the writings of the ancients and, following his natural disposition, puts his trust in them, but rather the one who suspects his faith in them and questions what he gathers from them, the one who submits to argument and demonstration, and not the sayings of a human being whose nature is fraught with all kinds of imperfection and deficiency. Thus the job of the man who investigates the writings of scientist, if learning the truth is his goal, is to make himself an enemy of all that he reads, and applying his mind to the core and margins of its content, attack it from every side. He should also suspect himself as he performs his critical examination of it, so that he may avoid falling into either prejudice or leniency."
Abu ‘Ali al-Hasan bin al-Hasan bin al-Haytham, conocido en el mundo occidental como Alhazen, nació en Basra, parte de lo que actualmente es Iraq, en el año 965 de nuestra era; recibió educación en Basra y en Bagdad y, tras una vida fructífera y de enormes aportaciones científicas, murió probablemente en El Cairo, Egipto en al año 1040. A veces llamado al-Basri, lo que significa proveniente de la ciudad de Basra, en Iraq, y en otras ocasiones llamado al-Misri, que significa proveniente de Egipto.
Legó a la humanidad un interesante y amplio tratado sobre lentes y describió la imagen formada en la reti-na debido al cristalino. Es una personalidad particular, ya que a diferencia de muchos personajes árabes de esos tiempos, se tiene muy documentada su vida y obra, de hecho se cuenta inclusive con la autobiografía que el propio Bin al-Haytham escribió en el año de 1027.
Un espíritu inquieto, adelantado en muchos sentidos a su época, Bin al-Haytham se sintió atraído por los estudios científicos y a éstos dedicó más tiempo que a las reflexiones religiosas, de esa manera decidió volcar sus energías a las matemáticas y la física.
Bin al-Haytham vivió muchos de sus años cerca de la mezquita de Azhar, en el Cairo, donde hacía sus inves-tigaciones científicas y realizaba labores de profesor. Los escritos que dejó son muy cuantiosos, se dice que realizó alrededor de 92 obras, de las cuales sobreviven más de 55 en nuestros días. Los temas de su preferen-cia fueron astronomía, matemáticas y óptica, de la que hizo investigaciones sobre la teoría de la luz y desarrolló una teoría de la visión.
Escribió una serie de siete volúmenes acerca de óptica llamada Kitab al-Manazir, la que es, tal vez, la con-tribución más importante de Bin al-Haytham. En 1270 fue traducida al latín con el nombre Opticae thesaurus Alhazeni. En la introducción el autor expresa que está iniciando una investigación de principios y premisas en donde procurará incluir fundamentos críticos y cautela al expresar conclusiones. Afirmaba que buscaría em-plear la justicia, que no se dejaría llevar por prejuicios y que procuraría buscar la verdad sin dejarse arrastrar por opiniones.
En el primer volumen deja establecido que su investigación acerca de la luz se basará en evidencias expe-rimentales más que en teorías abstractas. Afirma que la luz es la misma, independientemente de la fuente de donde proceda, y pone como ejemplos la luz del sol, la luz emitida por el fuego o la que es reflejada por un espejo; todas –afirma– son de la misma naturaleza.
Alhazen es el primer hombre de ciencia que ofrece la explicación correcta de la visión al demostrar que la luz es reflejada desde los objetos hacia el ojo. Describe la estructura del ojo, y aunque lo hace de manera errónea, debido a que no concibió la existencia de un lente en la estructura ocular, estableció criterios que servirían de base a futuros estudiosos del tema.
Sus investigaciones en el campo de la óptica lo llevaron a proponer el uso de la cámara obscura, convirtién-dose en el primer científico que hace mención de ese artefacto; mediante ésta pudo formar una imagen invertida de un objeto luminoso permitiendo el paso de la luz por un pequeño orificio. Sin duda, este científico fue la más grande autoridad de la Edad Media. Entre los investigadores que posteriormente fueron influenciados por su trabajo se incluye a Roger Bacon, Johannes Kepler e Isaac Newton.
En otra de sus obras hace un análisis de la percepción visual, de las condiciones necesarias para lograr una buena visión y las condiciones que provocan los problemas visuales. Abordó también, con ánimo mate-mático, la teoría de la reflexión.
Realizó un cuidadoso examen del pasaje de la luz a través de varios medios y descubrió las leyes de la re-fracción. Efectuó los primeros experimentos acerca de la descomposición de la luz en los colores que la cons-tituyen. Su obra Kitab-al-Manazir fue traducida al latín durante la Edad Media. Hizo extensas disertaciones acerca de varios fenómenos físicos como las sombras, los eclipses, el arcoiris y especuló acerca de la natura-leza física de la luz.
Fue el primero en describir de manera puntual las partes del ojo y dar una explicación científica del proceso de la visión. Intentó explicar la visión binocular y acertó en su explicación acerca del aparente aumento de tama-ño del sol y de la luna cuando están cercanos al horizonte.
Se atrevió a contradecir las teorías de la visión de Ptolomeo y Euclides, quienes sostenían que la visión resulta de un haz de luz que emerge del ojo y llega al objeto. En lugar de eso, él postuló, de manera correcta, que todos los puntos de un objeto o un área iluminada irradian rayos de luz en todas direcciones, pero sólo un rayo de cada punto llega al ojo perpendicularmente, mientras que los otros rayos llegan en diferentes ángulos y no pueden ser vistos. Se le considera, por todo ello, como el padre de la óptica moderna.
En el libro V de este pensador árabe aparece el planteamiento de un problema que ha logrado la atención de muchos estudiosos a través de los siglos, el cuestionamiento dice: “Dada una fuente de luz y un espejo esférico, encuentra el punto en el espejo de donde se reflejará la luz hacia el ojo de un observador.”
En realidad el problema es expuesto por Alhazen considerando también espejos cilíndricos y cónicos. En el mencionado volumen V, Bin al-Haytham ofrece una detallada descripción de la solución geométrica del problema.
Alhazen examinó también los problemas visuales causados por la reflexión y analizó la refracción. Sus in-vestigaciones en óptica se centraron en espejos esféricos y parabólicos y en aberraciones esféricas. Realizó la importante observación de que el radio entre el ángulo de incidencia y refracción no permanece constante e investigó el poder de aumento de los lentes. En uno de sus libros, disertó acerca de la densidad de la atmós-fera y concibió una relación entre ésta y la altura de la misma. Al estudiar la refracción atmosférica concluyó que el crepúsculo cesa hasta que el sol se encuentra a 19 grados por debajo de la línea del horizonte y, sobre esta base, midió la altura de la atmósfera, concluyendo que tenía 15 kilómetros, lo que en realidad es la altura de la tropósfera, la parte de la atmósfera más cercana a la superficie de la Tierra. De la misma manera, pro-fundizó en las teorías de atracción de masas y aparentemente estuvo conciente acerca del factor de acelera-ción debida a la gravedad.
Entre otros trabajos de óptica de Alhazen podemos mencionar un estudio acerca de la luz de la luna, en el que observa que la luna brilla como si fuera un objeto con luz propia a pesar de que tan sólo refleja la luz del sol. Tiene también estudios sobre el halo, el arcoiris; sobre espejos ardientes paraboloidales y esferas ardien-tes. Todo esto en el lejano inicio del segundo milenio de nuestra era.
Historia Da Fisica
Abu Ali al-Hasan ibn al-Haytham mais conhecido pela versão latina do seu nome Alhazen nasceu em 965 possivelmente em Basra, Pérsia no agora Iraque. Ao contrário de muitos outros matemáticos Árabes, sabem-se muitos detalhes sobre a vida de al-Hasan e embora hajam algumas contradições, é possível tentar determinar quais são os acontecimentos mais prováveis de terem ocorrido. É ainda de notar que existe uma autobiografia deste com ênfase no seu desenvolvimento intelectual. Nos seus anos de juventude sabe-se, pela sua autobiografia, que pensava nos conflitos dos vários movimentos religiosos chegando à conclusão que nenhum representava a verdade.
Foi apontado como primeiro-ministro de Basra, e foi ainda com esse título que decidiu estudar Matemática, Física e outras Ciências. É em Basra ainda que a sua reputação como cientista cresce e só algum tempo depois decide viajar para o Egipto.
Al-Hakim, o Califa nesta altura, era um patrono das Ciências e contratou al-Hasan para chefiar uma equipa de engenheiros para controlar o fluxo de água do rio. Existem diferentes relatos sobre o que se passou nesta altura sendo o mais provável de que ao se aperceber que a tarefa era impossível e sendo relegado a um cargo administrativo Alhazen fingiu estar louco para não receber as represálias do então Califa, e ficando confinado à sua casa onde se dedicou aos estudos, até à morte do Califa em 1027, vivendo posteriormente perto da mesquita de Azhar que foi a base da fundação da Universidade de al-Azhar em 970.
Outros relatos colocam-no na Síria o que seria improvável dado que há vários relatos dele no Egipto em 1038 ou mesmo em Bagdade dado que um seu trabalho, que será a resolução de um problema geométrico apresentado a al-Haytham nesta cidade.Existem no entanto várias explicações para os diferentes relatos visto que seria possível visitar qualquer destas cidades durante um tempo finito.
A bibliografia de ibn al-Haytham é muito extensa incluindo 92 trabalhos dos quais 55 sobreviveram sendo os temas principais a Óptica, onde se inclui uma teoria da luz e uma teoria da visão, a Astronomia e a Matemática, incluindo Geometria e teoria de números. Escreveu um trabalho de 7 volumes sobre Óptica sendo este considerado a sua maior contribuição e tendo sido traduzido para latim com o título “Opticae thesaurus Alhazeni” (tesouro de Óptica de Alhazen) em 1270. Este trabalho inclui uma introdução em que Alhazen “the inquiry into the principles and premises". His methods will involve "criticising premises and exercising caution in drawing conclusions" while he aimed "to employ justice, not follow prejudice, and to take care in all that we judge and criticise that we seek the truth and not be swayed by opinions”, o que traduz o rigoroso método experimental desenvolvido por ele, sendo por muitos historiadores considerado o pioneiro do método cientifico moderno. No Livro I deixa claro ainda que a sua investigação será baseada na evidência experimental e não em teorias abstractas.
Afirma que a luz é a mesma independente da fonte e dá a primeiro explicação correcta para a visão dizendo mostrando que é a luz reflectida por um objecto incidindo no olho. Propôs câmara escura sendo a primeira pessoa a mencioná-la. Discute a percepção visual, examina as condições necessárias para uma boa visão e como ocorrem os erros nela. É ainda apresentada uma teoria para a reflexão e para a refracção. É no seu estudo sobre a refracção que o leva a propor um limite para a atmosfera a cerca de 15km de altura e a explicar o crepúsculo pela refracção da luz solar quando o sol está abaixo de 19º do horizonte.
O seu problema mais famoso, o problema de Alhazen é também apresentado nesta obra: “Dada uma fonte de luz e um espelho esférico, qual é o ponto do espelho onde a luz será reflectida para o olho do observador”. Huygens reformulou este problema e encontrou uma boa solução tendo sido esta simplificada e melhorada por Riccati e depois Saladini.
Na Matemática al-Haytham atacou o problema de quadrar os círculos, isto é, de construir quadrados com a mesma área de uma circunferência usando régua e compasso, escrevendo o primeiro de dois tratados suspeitando-se que o considerava impossível visto nunca ter escrito o segundo. Na teoria dos números resolveu problemas envolvendo congruências usando o que agora é designado por teorema de Wilson, e também se acredita que foi ele que provou que para todo o número perfeito par é da forma 2^(k-1)(2^k – 1) onde 2^k – 1 é primo, resultado este que é o inverso do teorema de Euclides sobre números perfeitos que diz, “se para algum k>1, 2^k – 1 é primo então, 2^(k-1)(2^k – 1) é um número perfeito”. Esta afirmação é feita por Rasher embora nunca tenha sido encontrado, explicitamente, em nenhum trabalho de Alhazen, este resultado e que este tenha como autor Leonhard Euler.
Abu Ali al-Hasan ibn al-Haytham fez grandes avanços na Óptica, Ciências Físicas e no método científico, tendo tido grande influência nos trabalhos de Roger Bacon e Johannes Kepler. Morreu, possivelmente no Cairo, Egipto em 1040 aos 76 anos de idade.
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