Книга оптики

До написания «Книги оптики» существовали две теории зрения. Теория экстрамиссии или эмиссии была выдвинута математиками Евклидом^[7] и Птолеем^[8], которые утверждали, что определённые формы излучения испускаются глазами на объект, который видится. Когда эти лучи достигают объекта, они позволяют зрителю воспринимать его цвет, форму и размер. Ранняя версия теории интромиссии, поддерживаемая последователями Аристотеля и Галена, утверждала, что зрение вызывается агентами, которые передаются в глаза либо от объекта, либо от его окружения.

Аль-Хайсам привёл много доводов против теории экстрамиссии, указав на тот факт, что глаза могут быть повреждены при прямом взгляде на яркий свет, такой как солнце^{[9]:313–314}.  Он писал о низкой вероятности того, что глаз может заполнить всё пространство, как только веки открываются, когда наблюдатель смотрит в ночное небо^[10][11]. Используя теорию интромиссии в качестве основы, он сформировал свою собственную теорию, согласно которой объект излучает лучи света из каждой точки своей поверхности, которые затем распространяются во всех направлениях, пропуская часть света в глаза наблюдателя. Согласно этой теории, наблюдаемый объект рассматривается как совокупность бесконечного числа точек, из которых проецируются лучи света^[12][13].

В «Книге оптики» аль-Хайсам выдвинул гипотезу о существовании первичного и вторичного света, причём первичный свет является более сильным или интенсивным из двух. В книге описывается, как основная форма света исходит от самосветящихся тел, а случайный свет исходит от объектов, которые получают и излучают свет от этих самосветящихся тел. Согласно Ибн аль-Хайсаму, первичный свет исходит от самосветящихся тел, а вторичный свет — это свет, исходящий от случайных объектов^[9]:317[14].: 317  Случайный свет может существовать только при наличии источника первичного света. И первичный, и вторичный свет распространяются по прямым линиям. Прозрачность — это свойство тел, которые пропускают свет, таких как воздух и вода, хотя ни одно тело не может полностью пропускать свет или быть полностью прозрачным. Непрозрачные объекты — это объекты, через которые свет не может проходить напрямую, хотя существуют степени непрозрачности, которые определяют, сколько света может проходить на самом деле. Непрозрачные объекты поражаются светом и могут сами становиться светящимися телами, излучающими вторичный свет. Свет может преломляться, проходя через частично прозрачные объекты, а также может отражаться от гладких объектов, таких как зеркала, в обоих случаях распространяясь по прямым линиям.

Аль-Хайсам представил в «Оптике» множество экспериментов, подтверждающих его теории о свете и его передаче. Он также писал, что цвет действует подобно свету, являясь отличительным свойством формы и распространяющимся от каждой точки объекта по прямым линиям^[15]. В результате экспериментов он пришёл к выводу, что цвет не может существовать без воздуха^[10].

Поскольку объекты излучают свет в виде прямых линий во всех направлениях, этот свет должен попадать на внешнюю поверхность глаза. Эта идея представляла проблему для аль-Хайсама и его предшественников, поскольку в таком случае лучи, попадающие в глаз из всех точек объекта, приводили бы к появлению размытого изображения. Аль-Хайсам решил эту проблему с помощью своей теории преломления. Он утверждал, что, хотя объект посылает в глаз бесконечное количество лучей света, только одна из этих линий падает на глаз перпендикулярно: остальные лучи встречаются с глазом под углами, которые не являются перпендикулярными. По мнению аль-Хайсама, это приводит к их преломлению и ослаблению. Он считал, что все лучи, кроме того, который попадает в глаз перпендикулярно, не участвуют в зрении^{[9]:315–316}.

В структуре глаза аль-Хайсама хрусталик является частью, которая принимает лучи света от объекта и образует зрительный конус, причём объект воспринимается как основание конуса, а центр хрусталиковой влаги в глазу — как вершина. Другие части глаза — это водянистая влага перед хрусталиком и стекловидная влага в задней части. Однако они не играют такой важной роли в зрении, как хрусталик. Хрусталик передаёт воспринимаемое изображение в мозг через зрительный нерв^[10].

• Книга I посвящена теориям аль-Хайсама о свете, цветах и зрении^[10].
• В книге II аль-Хайсам излагает свою теорию зрительного восприятия.
• В книгах III и IV представлены идеи аль-Хайсама об ошибках зрительного восприятия, а в книге VI основное внимание уделяется ошибкам, связанным с отражением.
• В книгах V и VI приводятся экспериментальные доказательства теорий аль-Хайсама об отражении.
• Книга VII посвящена концепции преломления^[10].

На «Книгу об оптике» наиболее сильное влияние оказала «Оптика» Птолемея, а описание анатомии и физиологии глаза основано на трудах Галена^[6].

«Книга оптики» была переведена на латинский язык неизвестным учёным в конце XII (или в начале XIII) века^{[3]:209–210[16]}.  Это произведение оказало большое влияние в средние века^[17][3]:86..  Оно было напечатано Фридрихом Риснером в 1572 году в составе его сборника «Opticae thesaurus». В него вошла книга о сумерках, ложно приписываемая Альхазеном, а также работа Витело по оптике^[18].