? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 阿爾哈曾：才華橫溢的科學家

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2019-4-15 青野云麓

阿爾哈曾（Alhazen，965年—1040年），埃及物理學家。

阿爾哈曾是中世紀阿拉伯最重要的一位物理學家，他最感興趣的領域是光學。阿爾哈曾則認為光是由太陽或其他發(fā)光體發(fā)射出來的，然后通過被看見的物體反射入人眼而感知的結果。他還正確地解釋了透鏡的原理，即透鏡的聚焦，并制作了無透鏡的針孔成像機。他還制出了拋物面鏡，一種今天用于望遠鏡上的部件。他的著作在16世紀被譯成拉丁文出版，對像開普勒這樣的科學家產生了重大影響。

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阿爾哈曾為了給自己謀一掛名職務，他宣稱他能為治理尼羅河洪水設計一種機器。 如他所愿，他這主張引起埃及哈里發(fā)的重視，他被聘專管此事。但對阿爾哈曾來說不幸的是這位埃及哈里發(fā)就是哈基姆，他是在卡力古拉和伊凡雷帝時代之間最危險的戴著王冠的瘋子。哈基姆要求他立刻制造 出這種機器，如果造不出來的話，將用某種復雜方式將他處死。阿爾哈曾逐漸認識到對他提出的這要求決不是開玩笑。 阿爾哈曾面臨比景別無他法，只得裝瘋。他不得不一直裝瘋到1021年哈基姆死去為止。在阿爾哈曾還不必裝瘋前，充分證明了他是中世紀最重要的一位物理學家。他最感興趣的領域是光學。這門科學早已由希羅*和托勒密*摸索著進行過研究，他們認為，人能看見物體是靠眼睛發(fā)射出的光線被物體反射的結果。阿爾哈曾的看法是正確的，他認為光是由太陽或其它發(fā)光體發(fā)射出來的，然后通過被看見的物體反射入人眼。 他還正確地解釋了透鏡的原理，即透鏡的放大效果由于其曲面造成，并非由構成透鏡物質有固有性質造成。 他對光的反射和折射現(xiàn)象感興趣，探討了虹，研究了光通過透鏡的聚焦，并制作了無透鏡的針孔成象機。他還制作出拋物面鏡，一種今天用于望遠鏡上的部件。他和托勒密一樣認為大氣層的有限的，他估計其深度為十英里左右。 他的著作在十六世紀被譯為拉丁文出版，這對于象開普勒*這樣的科學家產生了重大影響。事實上，直到六百年后開普勒時才進一步發(fā)展了阿爾哈曾的光學研究。

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主要成就

埃及地處熱帶沙漠，眼病流行，醫(yī)師們用手術治療眼??；阿爾哈增曾作了一些有關反射、折射、暗室的視覺等實驗，獲得了人眼的解剖知識。他根據(jù)埃及醫(yī)師的經驗和通過自己的實驗，仔細研究了人的視覺。

關于視覺，希羅和托勒密認為，人眼可以看見物體，是由于人眼可以發(fā)出光線的原因。阿爾哈增則認為：光線是由太陽或其它發(fā)光體發(fā)射出來的，然后通過被看見的物體反射入人眼，人眼接收到光線后才看到物體的。他對人眼的結構也進行了研究，眼睛某些部位的名稱，如“網膜”、“角膜”、“玻璃狀體”、“前房液”等術語均出自于他。關于反射實驗，阿爾哈增從希臘人那里知道了反射定律，并進一步指出，入射線、反射線和法線都在同一個平面內。在研究球面鏡和拋物柱面鏡時，他發(fā)現(xiàn)平行于主軸的光線入射到球面鏡時，會反射到這個軸線上。他提出了著名的“阿爾哈增問題”：在給定民光點和眼睛的位置的情況下，尋找球面鏡、圓柱面鏡或圓錐面鏡上的反射點，這就是尋求物、像和鏡的位置之間的關系。他對這一問題進行了詳細復雜的討論。他還了解了平凸鏡的放大作用；制作出拋物面鏡，一種今天用于望遠鏡上的部件。

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關于光的折射，阿爾哈增重復了托勒密的實驗。他使用的儀器是一個帶有刻度的垂直放置的圓盤，其一半浸入水中，入射光線通過盤邊小孔射入。他還討論了簡單的透鏡問題，正確地解釋了透鏡的原理，即透鏡的放大效果由于其曲面造成，并非由構成透鏡物質有固有性質造成；探討了虹，研究了光通過透鏡的聚焦，并制作了無透鏡的針孔成象機。

太陽與月亮接近地平線時，直徑顯著增大的現(xiàn)象引起了人們的注意。這個問題類似于中國古代的“小兒辨日”。阿爾哈增認為，這是一種錯覺，因為這時它們的大小是以距離較小的地面物體來作比較而估計的。他還研究了大氣的折射現(xiàn)象，和托勒密一樣，他認為大氣層的有限的，并斷言黃昏的界限是在太陽從地平線到其下10度角的范圍內，并由此推出大氣層的厚度是52，000步。后來，開普勒指出，此數(shù)據(jù)是不準確的。

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主要著作

《光學寶鑒》

阿爾哈增的光學著作曾由意大利光學家維泰洛譯成拉丁文于1270年發(fā)表。1572年，F(xiàn)?里斯內在瑞士巴塞爾出版了更完整的版本， 書名是《光學寶鑒》。

《光學寶鑒》一書的主要內容有:

①擯棄人眼向物體發(fā)出觸須引起視覺的舊觀念，提出由物體發(fā)出光線錐，而不是單獨的光線進入眼睛產生視覺。

②人眼是由4層薄膜隔開的3種透明媒質（水狀液、水晶液和玻璃液）所組成的球狀體。所提出的眼睛的結構和眼球內3種透明液體名稱,沿用至今。阿爾哈增研究過眼瞳，指出由物體發(fā)出光棱錐(而不是圓錐)進入眼中，并把兩眼視覺歸結為兩眼的圖像傳到一條視神經上的機理。

③明確了光的反射定律，認為入射光線與反射光線在同一平面內。詳細討論了光經過曲面鏡的反射而成像，改進了古代希臘人對光經過球面鏡、圓錐面鏡和柱面鏡成像位置的認識。

④用眼睛的幻覺來解釋太陽在地平線上比在天頂大的現(xiàn)象，理由是在地平線上有物體與太陽相襯托。并且對大氣的高度作出了合理的推測。

阿爾哈增關于折射的研究

阿爾哈增關于折射的研究

⑤討論了光通過不同媒質界面的折射。設計出測定入射光線與折射光線的方法，闡明玻璃球有放大圖像的作用。

阿爾哈增的著作有80多卷，大多散佚，在《光學寶鑒》中保存下來一部分。1834年在巴黎國家圖書館發(fā)現(xiàn)了他的幾何學方面的著作；英國牛津博德安圖書館和荷蘭萊頓圖書館都保存有他的一些手稿。

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個人影響

隨著西羅馬帝國的滅亡，歐洲進入中世紀時代。這個時期的歐洲學術景象一遍蕭條，而拜占庭和阿拉伯卻保存了希臘文化，繼續(xù)了希臘人的研究，提出了一些有價值的觀點，為歐洲的文藝復興提供了有益的準備。阿爾哈增就是阿拉伯學者中杰出的一位，隨著其著作在十六世紀被譯為拉丁文出版，他對后來的科學家的影響也逐漸顯現(xiàn)。事實上，直到六百年后開普勒時才進一步發(fā)展了阿爾哈曾的光學研究，而阿爾哈增對折射的研究成為W?斯涅耳等人建立折射定律的實驗設計的先導。