الكون من خلال ثقب الإبرة: الحسن بن الهيثم (مقال مترجم)

بقلم بينيت شيري

(حصل بينيت شيري على درجة الدكتوراه في التاريخ من جامعة بيتسبرغ ولديه خبرة في التدريس الجامعي في التاريخ العالمي وحقوق الإنسان والشرق الأوسط. يكتب بينيت عن اللاجئين والمنظمات الدولية في القرن العشرين. وهو أحد المؤرخين العاملين في دورات مشروع الموارد التعليمية المفتوحة.)

أحدث الحسن بن الهيثم ثورة في فهمنا لكيفية تحرك الضوء عبر الكون وكيفية رؤيتنا له. وحث الناس على التشكيك في المعرفة القديمة.

الوقوف على أكتاف العمالقة… والصراخ في آذانهم:

قال إسحاق نيوتن إنه رأى أبعد، لأنه وقف على أكتاف العمالقة، لكن المؤرخين غالبًا ما تجاهلوا مدى صحة هذا القول. إن فهم نيوتن لقدرته الفعلية على الرؤية، وفهم الأشياء التي رآها، كان بفضل عملاق غير مرئي: حسن بن الهيثم.

إن فهمنا للكون ـ النجوم والأجرام السماوية التي تسافر عبر السماء ليلاً ـ يعتمد على قدرتنا على رؤية الضوء. فبمجرد أن أدرك العلماء كيف يتحرك الضوء وكيف يصل إلينا، أصبح من الممكن تحقيق العديد من الاكتشافات الجديدة. على سبيل المثال، كان اختراع التلسكوب من أهم التطورات في دراسة الفيزياء. ولكن التلسكوب لم يصبح ممكناً إلا من خلال فهم العلم الكامن وراء الضوء وكيف نراه، وهو العلم الذي يسمى علم البصريات.

كان كتاب المناظر هو أهم كتب ابن الهيثم. وقد شرح هذا الكتاب كيفية عمل العين البشرية وكيف نرى الأشياء، مثل النجوم، البعيدة جدًا. وبعد ترجمة كتاب ابن الهيثم من العربية إلى اللاتينية حوالي عام 1200 ميلادي، أشعل ثورة في علم البصريات في أوروبا. وقد وفرت معرفته الأساس للعديد من الاكتشافات العلمية العظيمة لعلماء لاحقين مثل جاليليو وكبلر.

إن ما يجعل ابن الهيثم مميزاً هو الطريقة التي تعامل بها مع العلم. لقد وقف أيضاً على أكتاف العمالقة، لكنه لم يقف هناك فقط. لقد تعلم من معارف العلماء اليونانيين مثل إقليدس وأرسطو وبطليموس، لكنه تحدى أفكارهم أيضاً. لتحدي الأفكار القديمة لهؤلاء العمالقة، استخدم ابن الهيثم المنهج العلمي – وكان هذا قبل 500 عام من الثورة العلمية. المنهج العلمي هو عملية طرح سؤال وتطوير فرضية واختبار تلك الفرضية من خلال تجارب صارمة. باستخدام هذه الطريقة، قبل وقت طويل من قبولها على نطاق واسع، أصبح ابن الهيثم واحداً من العمالقة نفسه.

الكون من خلال ثقب صغير:

وُلِد ابن الهيثم عام 965م في مدينة البصرة (في العراق الحالي). كان هذا الجزء من العالم مركزًا للعلوم والتعلم في ذلك الوقت. وفي البصرة، اشتهر ابن الهيثم بقدراته الرياضية. لكن الشاب ربما كان واثقًا من نفسه أكثر من اللازم. فقد ادعى أنه يستطيع بناء سد للسيطرة على فيضان نهر النيل العظيم. وعندما سمع حاكم مصر بادعاء ابن الهيثم، كان مهتمًا جدًا بإحياءه، ودعا ابن الهيثم إلى القاهرة. ومع ذلك، بمجرد أن وقف ابن الهيثم على ضفاف النيل، أدرك خطأه. لم يكن هناك طريقة يمكنه من خلالها بناء سد كبير بما يكفي. غضب حاكم مصر، وقضى ابن الهيثم السنوات التالية إما مختبئًا أو مسجونًا في منزله.

ولكن كل شيء لم يضيع. فقد ساعده الوقت الذي أمضاه ابن الهيثم في عزلته على رؤية العالم في ضوء مختلف ـ حرفياً. ففي إحدى الليالي، بينما كان جالساً في غرفة مظلمة، لاحظ ضوء القمر يمر عبر ثقب صغير في الحائط. وعندما سقط الضوء على الحائط على الجانب الآخر من الغرفة، ظهرت صورة للقمر. ولكنها كانت مقلوبة رأساً على عقب! لماذا؟ دفع هذا السؤال ابن الهيثم إلى إطلاق سلسلة من التجارب للتحقق من نظرية صاغها استناداً إلى ملاحظاته. وقد أعاد إنتاج التأثير الذي رآه في ضوء القمر من خلال بناء كاميرا مظلمة (انظر الشكل 1) وتوثيق ملاحظاته. وبدا أن هذه الملاحظات لها أنماط معينة، وقد وضع ابن الهيثم تفسيرات رياضية لهذه الأنماط.

اعتقد بعض الفلاسفة القدماء أن عيون الإنسان قادرة على إطلاق أشعة الضوء إلى الخارج في شكل مخروط، وأنه عندما تصطدم هذه الأشعة بالأشياء، يمكننا رؤيتها. كان ابن الهيثم يشك في هذه الفكرة وتحداها. كان هذا التحدي بمثابة أمر كبير – فقد احترم الناس الأفكار القديمة، وافترض الكثيرون أنها صحيحة. وعلى الرغم من أن ابن الهيثم ربما كان يحترم هؤلاء المفكرين القدماء أيضًا، إلا أنه لم يكن على استعداد لقبول نظرياتهم دون اختبارها أولاً. لقد أخذ نظريات علماء مثل إقليدس وبطليموس وجالينوس وأرسطو ودمجها مع أفكار أحدث من المفكرين العرب. ومن خلال تحدي هذه الأفكار وتحسينها، طور نظريات جديدة للضوء والبصر. وقد دعم نظرياته بالاختبار والتحقق المتكرر، وهو جانب من جوانب الطريقة العلمية التي لا يزال العلماء يمارسونها حتى اليوم.

تغيير الطريقة التي نرى بها:

كان ادعاء ابن الهيثم الكبير هو أن البشر يرون الأشياء لأن أشعة الضوء تنعكس عن الأجسام في خطوط مستقيمة ثم تنتقل إلى أعيننا. ربما تكون قد تعلمت هذا بالفعل، ولكن بدون عمل ابن الهيثم، ربما كنت قد تعلمت أننا قادرون على الرؤية لأن أعيننا تطلق أشعة من الضوء! من الممتع التفكير في ذلك، ولكنك مخطئ بنسبة 100٪! في ذلك الوقت، وعلى مدى قرون قادمة، كانت أفكار ابن الهيثم ثورية. سمحت له ملاحظاته في تلك الغرفة المظلمة أيضًا بإثبات رياضيًا أن القمر يبدو ساطعًا بسبب ضوء الشمس المنعكس عنه. قادته هذه الملاحظات إلى فهم أن أعيننا متصلة بمخنا بواسطة الأعصاب البصرية. سمح عمله في مجال البصريات للعلماء اللاحقين بالوقوف على كتفيه وهم يطورون ابتكارات مثل التلسكوبات والمجاهر والكاميرات والنظارات. ساعدت عشرات الكتب التي كتبها وتجاربه العلماء الآخرين على فهم أفضل لكيفية إدراكنا للأشياء في السماء الليلية. حتى أن هناك حفرة على القمر سميت باسمه!

يعتبر بعض المؤرخين ابن الهيثم أول عالم بسبب عملياته الدقيقة في اقتراح النظريات ثم اختبارها. وقد استخدم هذه الطريقة في عمله الخاص وشجع الآخرين على القيام بذلك في كتبه. كتب:

“إن الباحث عن الحقيقة ليس من يدرس كتابات القدماء… ويضع ثقته فيها، بل من يشك في إيمانه بها ويشكك فيما يجمعه منها… وهكذا فإن واجب الرجل الذي يحقق في كتابات العلماء، إذا كان تعلم الحقيقة هو هدفه، هو أن يجعل نفسه عدواً لكل ما يقرأه، ويطبق عقله على جوهر وجوانب محتواه، ويهاجمه من كل جانب.”

في هذه المقولة، يحث ابن الهيثم العلماء الآخرين على استخدام المنهج العلمي. بعبارة أخرى، لا ينبغي لنا أن نثق في الأفكار القديمة. يجب أن نجعل من أنفسنا “أعداء” لكل ما نقرأه: التشكيك دائمًا، والاختبار دائمًا. بفضل العمل الذي قام به ابن الهيثم في القرنين العاشر والحادي عشر، تمكن العلماء اللاحقون في العالم الإسلامي وأوروبا – بما في ذلك إسحاق نيوتن – من تطوير نظريات جديدة حول الجاذبية وحركة النجوم والكواكب.

الكاميرا المظلمة:

الكاميرا المظلمة عبارة لاتينية تعني “الغرفة المظلمة”. عندما مر ضوء القمر عبر ثقب صغير إلى غرفة ابن الهيثم المظلمة، أحدث تأثيرًا عرفه البشر وجربوه منذ القرن الرابع على الأقل في اليونان القديمة والصين. أراد ابن الهيثم أن يعرف لماذا أنتج الإسقاط صورة مقلوبة. ساعده هذا التأثير على فهم أن الضوء يتحرك في خطوط مستقيمة. عندما ينعكس الضوء عن جسم، فإنه ينتقل في خطوط مستقيمة بعيدًا عن الجسم في جميع الاتجاهات. على سبيل المثال، عندما يصطدم الضوء المنعكس من أعلى جسم بفتحة صغيرة، مثل الثقب في غرفة ابن الهيثم، يجب أن يسافر في خط مستقيم. لذلك، لا يمكن أن يهبط إلا في أسفل الغرفة. وبالمثل، لا يمكن للضوء المنعكس عن أسفل الجسم أن يهبط إلا في أعلى الغرفة. لهذا السبب ظهر القمر رأسًا على عقب على جداره.

كتاب البصريات:

ومن بين مساهماته العديدة في المعرفة البشرية، غيّر ابن الهيثم الطريقة التي “نرى” بها كيف يعمل البصر في الواقع. فمن خلال مراقبة سلوك الضوء في الكاميرا المظلمة، تمكن من فهم أن شيئًا مشابهًا يجب أن يحدث في أعيننا. وبالفعل، كان محقًا! فعندما يمر الضوء عبر الفتحة الصغيرة في أعيننا – الحدقة – فإنه يخلق إسقاطًا مقلوبًا على الجزء الخلفي من عيننا. قاد هذا الاكتشاف ابن الهيثم إلى اكتشاف آخر: كان أول من زعم ​​أن الرؤية تحدث في الدماغ، وليس العينين. يعيد دماغنا تفسير إسقاط الضوء المقلوب، لذلك نرى الأشياء رأسًا على عقب. وتضمن كتابه مخططات تفصيلية، بما في ذلك المخطط الذي تراه يرسمه هنا، والذي وصف الأجزاء المختلفة من العين وأظهر مسارات الأعصاب البصرية.