Оптика глаза. Открытия аль-Хайсам и Альхазен

Первый по-настоящему научный прорыв в науке о мозге совершился не в последнюю очередь и в связи с открытиями в области функционирования глаза. Это открытие принадлежит плодовитому арабскому ученому Ибн аль-Хайсаму, который, томясь в заключении в тюрьме, размышлял о природе светового луча, поэтому можно утверждать, что история этого открытия начинается с домашнего ареста.

Поговорка гласит: «Верь глазам своим», и именно аль-Хайсам внушил нам эту истину. Аль-Хайсам, который в средневековой Европе был известен как Альхазен, был выходцем из Басры в Ираке. Он сделал себе имя как математик, астроном и инженер и начал обхаживать фатимидского калифа, жившего в Каире, ныне столице Египта. Альхазен предложил калифу план строительства дамбы на реке Нил в районе Асуана, чтобы тот получил полный контроль над важнейшим для Египта ресурсом.

Проект оказался несколько опрометчивым. В 1011 году Альхазена вызвали в Каир, где он понял, что для перекрытия такой могучей реки, как Нил, требуется гораздо больше инженерных знаний, чем было у него. Взвесив все возможности выхода из ситуации и дабы избежать гнева калифа, Альхазен предпочел притвориться сумасшедшим. Калиф поместил его под домашний арест, и так ученый должен был провести следующие десять лет.

Книга по оптике

Именно во время своего заключения в Египте Альхазен проводил научные работы, благодаря которым вошел в историю. Результатом его исследований стала книга Kitab al-Manazir («Книга об оптике»). В этой книге Альхазен рассказывает о том, как он применил один из первых собственно научных экспериментов для доказательства того, что лучи света перемещаются только по прямой линии. Он занимался наблюдением света, идущего от находящейся в отдалении свечи, через полую трубу.

По мнению Альхазена, внутренний образ и в камереобскуре, и в глазу человека создавался одним и тем же путем. Его схема строения глаза (номера были добавлены позже) свидетельствует о хорошем понимании анатомии зрительных нервов, однако концепция строения глаза строится на идее того, что нерв представляет собой некую трубу, по которой дух передает образ объекта.

Перекрыв дальнее от себя отверстие трубы, экспериментатор отметил, что мерцание света стало невидимым. Сделанный им вывод, возможно, и кажется очевидным, но здесь важно то, что этим способом было получено первое эмпирическое доказательство того, что луч света идет к нашему глазу только по прямой линии.

Таким образом, были получены первые экспериментальные данные, опровергающие существовавшие ранее теории зрения. Из них следовало, что глаз не посылает лучи света или вспышки огня для освещения предметов или объектов точно так же, как и предметы и объекты не транслируют какие бы то ни было впечатления.

Напротив, объекты отражают лучи света в разных направлениях, а пути перемещения света подчиняются простым геометрическим законам, лишь малая часть из этого потока попадает к нам в глаза. Альхазен заключил, что глаз ведет себя так же, как и камера-обскура (что означает «темная комната»), в которую свет попадает через единственное отверстие на стенке. Этот узкий поток света проецирует на дальней стенке перевернутый образ объекта.

Этот образ повторяется в наших глазах, когда свет входит в зрачок и формирует перевернутый вверх ногами образ объекта на сетчатке глаза. Однако на этом этапе рассуждений в них вновь вмешались догадки и домыслы, поскольку Альхазен опять вернулся к концепции души, которая якобы передает образ объекта мозгу. Но все же этим экспериментом был сделан значительный шаг вперед.