كيفيّة الإبصار

المقدمة

الأهداف التّعليميّة:

  • التّعرف على علم البصريّات في العصور القديمة.
  • معرفة كيف غيّر ابن الهيثم الأفكار القديمة عن النّظريات البصريّة.
  • فهم العلاقة بين نظريّة تكوّن الصّورة وعمليّة الإبصار.
  • تطبيق المنهج العلميّ التّجريبيّ في تفسير نتائج تجارب سلوك الضّوء.

قرن وعصر الاختراع:

القرن الخامس الهجريّ / الحادي عشر الميلاديّ.

العصر الفاطميّ.

نموذج كيفيّة الإبصار


معلومات العالم

قالوا عنه:

  • هو أكبرُ مكتشفي علمِ المناظر منذ عهد بطليموس.
  • هو الحكيم بطليموس الثّاني.
  • عبقريٌّ موسوعيٌّ، وبداية حقبة من تاريخ العلوم، ومجد من أمجاد الجنس البشريّ.
  • ليس أكبرَ فيزيائيّ مسلم فحسب، ولكنّه، وبكلّ تأكيد، كبيرُ فيزيائيّ العصر الذهبيّ للإسلام، وإنّه واحدٌ من أكبر المشتغلين بعلم المناظر في جميع العصور.
  • لقد كشفت مقدرةُ ابن الهيثم وكمال الدّين، عالم المناظر الفارسيّ الشّهير، ضوءَ أقليديس وبطليموس.

فمن ابن الهيثم هذا؟

    هو أبو عليٍّ الحسن بن الحسن بن الهيثم. ولد ونشأ في البصرة (354هـ – 430 هـ أي 965م-1040م)، وهو عالم مسلم موسوعيّ، دَأْبُ مَنْ نشأَ من الأمّة في تلك العصور، عاش عصرًا ازدهرت فيه العلوم، ونبغ فيه علماء وفلاسفة. وكان ابن الهيثم أحد ثلاثة أعلام أفذاذ من علماء النّصف الأوّل من القرن الخامس الهجريّ /القرن الحادي عشر الميلاديّ، وهم: البيرونيّ وابن سينا وابن الهيثم، حيث لقّب بالمهندس البَصْريّ وبالحكيم بطليموس الثّاني، على ما يقول البيهقيّ؛ لما عرف عنه من براعته في الهندسة والفلسفة الطبيعيّة، واستخدامه لقوانين المنطق وتطبيقها على الفنون والصّنائع، وقد استحدث هندسة جديدةً لم تكن معروفة لدى المتقدمين، فأدخل في الحساب والجبر أساليب مبتكرة في استخراج المسائل الحسابيّة، فهو عالم كبير بما اكتشفه، وبما استطاع أن يضيفَه من معارفَ جديدةٍ على المعارفِ الطبيعيّة السّابقة، ولا سيّما في الضّوء، كذلك بما استطاع أن ينقضَه من معارف السّابقين في ذلك الميدان بعد أن كان كثير من النّاس يعتبرها حقائق مسلّمًا بها، أضفْ إلى ذلك الطّريقة العلميّة أو المنهجيّة الّتي وضعها للبحث، والّتي تعتمد على الاستقراء، والقياس، والاعتماد على المشاهدة أو التّجربةِ، وتلك خطوات ينبغي لكلّ عالم أن يخطوَها إذا أراد الوصول إلى الحقيقة.  فوصف ابن الهيثم ملامح المنهج التّجريبيّ الاستقرائيّ الّذي اتّبعه في بحث ظاهرة الإبصار في "كتاب المناظر" بقوله:

“… رأينا أن نصرف الاهتمام إلى هذا المعنى بغاية الإمكان، ونخلص العناية به، ونوقع الجدّ في البحث عن حقيقته، ونستأنف النّظر في مبادئه ومقدّماته، ونبتدىء باستقراء الموجودات، وتصفّح أحوال المبصرات، وتمييز خواصّ الجزئيّات، ونلتقط باستقراء ما يخصّ البصر فى حال الإبصار، وما هو مطّرد لا يتغيّر، وظاهر لا يشتبه من كيفيّة الإحساس … ثم نرقى في البحث والمقاييس على التّدريج والتّرتيب مع انتقاد المقدّمات، والتّحفظ من الغلط فى النّتائج، ونجعل غرضنا فى جميع ما نستقرئه ونتصفحه استعمال العدل لا اتّباع الهوى، ونتحرّى في سائر ما نميّزه وننتقده طلب الحقّ لا الميل مع الآراء … فلعلّنا ننتهي بهذا الطّريق إلى الحقّ اّلذي به يثلج الصّدر، ونصل بالتّدريج والتّلطف إلى الغاية اّلتي عندها يقع اليقين، ونظفر مع النقد والتّحفظ بالحقيقة الّتي يزول معها الخلاف، وتنحسم بها موادّ الشّبهات … وما نحن من جميع ذلك براء ممّا هو في طبيعة الإنسان من كدر البشريّة، ولكنّنا نجتهد بقدر ما لنا من القوّة الإنسانيّة، ومن الله نستمّد العون في جميع الأمور”. (من كتاب المناظر لابن الهيثم-بحث ظاهرة الإبصار).

    لذلك يُعتبر ابن الهيثم المؤسس الأوّل لعلم المناظر، ومِن روّاد المنهج العلميّ، كما أنّه من أوائل الفيزيائيّين التجريبيّين الّذين تعاملوا مع نتائج الرّصدِ والتّجاربِ محاولًا تفسيرَها رياضيًّا دونَ اللّجوءِ لتجاربَ أخرى. وأوّل مَن بيّن خطأ نظريّة إقليدس وغيرِه في أنّ شعاعَ الضّوء الّذي ينبعث من العين يقع على الجسم المرئيّ، وقرّر عكس هذه النّظرية، أنّ شعاع الضّوء قد يصدر من الأجسام المضيئة بذاتها كالشّمس والنّار، أو ينعكس عن الأجسام المرئيّة ثم يقع على العين، كما استدلَّ بالتّجربة والمشاهدة على أنَّ امتداد شعاع الضّوء يكون مستقيمًا. فأثبت ابن الهيثم حقيقة أنَّ الشّعاع الضّوئيَّ المنعكس من الأجسام إلى العين يسير في خطوط مستقيمة، كما عمل ابن الهيثم على تشريح العين تشريحًا كاملًا، ووضّح وظائف أعضائها وكيفيّةَ الرّؤية بوساطتِها وارتباطَها بالدّماغ عبرَ العصب البصريّ.

تشريح العين في كتاب المناظر لابن الهيثم

    ولمّا كان يُعدُّ العصر الفاطميُّ من أزهى عصور مصر الإسلاميّة من الوجهة العلميّة، حيث بلغت الحياة العلميّة درجة كبيرة من النّموّ والازدهار؛ لكثرة العلماء الّذين كانوا يفِدون عليها، وهم من شتّى الأديان، وعندما بلغت شهرة ابن الهيثم مصر، أرسل الحاكم بأمر الله إلى ابن الهيثم يستدعيه بعد أن بلغه قوله: " لو كنت بمصر لعملت في نيلها عملًا يحصل به النّفع في كل حالة من حالاته من زيادة ونقصان، فقد بلغني أنّه ينحدر من موضعٍ عالٍ، وهو في طرف الإقليم المصريّ". أجاب ابن الهيثم دعوة الحاكم بأمر الله، ثمّ شرع بتتبّع مجرى النّيل في بعثة هندسيّة حتّى وصل منطقة الجنادل عند أسوان، ولكنّه لم يجد الأمر متّفقًا مع فكرته الهندسيّة الّتي خطرت له. عاد إلى القاهرة واعتذر إلى الحاكم فقبل اعتذارَه، وإنْ كان لم يقتنع به، وتظاهر ابن الهيثم بالجنون؛ لأنّه لم يجد طريقة غيرَها ليتخلّص بها من بطش الحاكم، الذي كان مُريقًا للدّماء بغير سبب أو بأضعف سبب، فعزله الحاكم وأمر بحبسه في منزله، ثم صادر موجوداتِه، ولكنّه عيّن له مَنْ يخدمُهُ ويقومُ بمصالحِه، وبقي كذلك إلى أن مات الحاكم، فَأَظْهر التعقّل، وعاد لِما كان عليه، وأُعيدتْ إليه مقتنياتُه. وخلال تلك الفترةِ، أي قبل وفاته، كتب كتابه الأكثر شهرة (المَناظر). وكانت نوبة الجنون هذه التي ادّعاها هي الثّانية؛ لأنه كان قد ادّعى مثل تلك الحالة ليتخلّص من عمله الذي كان يعملُه في البصرةِ قبل رحلتِه لمصر.


إسهامات العالم

    لا بدّ أن يكون لعالم مثل ابن الهيثم إسهامات كثيرة وكبيرة ومختلفة في شتّى المجالات، فكان له إسهامات كبيرة في الفيزياء، والرّياضيات، والبصريّات، والهندسة، وعلم الفلك، والفلسفة العلميّة، والإدراكِ البصريّ، والعلوم بصفة عامة، مستخدمًا المنهج العلميّ، ولقد كانت مساهماته في علوم الفيزياء بصفة عامّة وعلم البصريّات بصفة خاصّة محلَّ تقدير وأساس لبداية حِقبة جديدة في مجال أبحاث البصريّات عمليًّا ونظريًّا.

    لقد تركّزت أبحاثُ ابنِ الهيثم في البصريّات على دراسة النّظم البصريّة باستخدام المرايا، وخاصّة على المرايا الكرويّة والمقعّرة والزيغ الكرويّ، وأثبت أنّ النّسبةَ بين زاوية السّقوط وزاوية الانكسار ليست متساوية، كما قدّم عددًا من الأبحاث حول قوى تكبير العدسات والمكتشفات العلميّة الّتي أكّدها العلم الحديث.

انعكاس الضوء عن المرايا

 

    كان (أرسطو) و(ثيون الإسكندري) و(الكندي) والفيلسوف الصيني (موزي) قد سبق لهم أن وصفوا الآثار المترتّبة على مرور ضوء واحد عَبر ثقب صغير، إلَّا أنّ أيًّا منهم لم يذكرْ أنّ هذا الضّوء سيظهر على المستوى أو السّطح صورة كلّ شيء في الجانب الآخر من تلك البؤرة. جاء ابن الهيثم فقدّم أوّلَ وصف واضح وتحليل صحيح للكاميرا المظلمة، والكاميرا ذاتِ الثقبِ. فطرح بحثًا عن البيوت المظلمة ذات الثّقب، وهي الأساس الّذي تقوم عليه آلةُ التّصوير الحديثة. فقال: " إذا جعلنا في بيت مظلم فتحة في مواجهة ضوء ذاتيّ، أو جعلناها مطلقة لضوء النّهار، فإنّ الضّوء يدخل في تلك الفتحة إلى بقعة مقابلة لها على جدار البيت أو على أرضه".

    لقد دلّل ابن الهيثم على آرائِه وبحوثِه في الضّوء بتجارب أجراها، ووصف انتشار الضّوء من حيث "الأشعّة" التي تتّجهُ في خطوط مستقيمة ومسارات تخضع لقوانين الانعكاس والانكسار، وفي جميع هذه التّجارب وضع لها أجهزة وآلات خاصّة أَسْهَب في شرحها وكيفيّة صنعِ كلّ جزء منها وكيفيّة تركيبِها.

    وقد أطلق لفظَ "الاعتبار" عِوَضًا عن لفظ التّجربة، كما سمّى الشّخص الذي يُجري التّجربةَ " المعتبِر" وسمّى البيانَ والإثباتَ بالتّجربةِ الإثباتَ بالاعتبار تمييزًا له عن الإثبات بالقياس القائم على البرهان المنطقيّ والرياضيّ، وذلك كلّه تطبيقًا لما حصل عليه من اعتبارٍ من تلك التّجربة على ما يبدو.


مؤلفات العالم

    ذكرنا فيما مضى أنّ ابنَ الهيثمِ لم يكن رجلًا عاديًّا بل عالمًا موسوعيًّا، فقد كتب ابنُ الهيثم أكثر من 200 كتاب، وعمل على طائفة واسعة من الموضوعات، منها ما لا يقلُّ عن 96 عملًا علميًّا معروفًا مثلَ كتاب (المَناظر) في الأبحاث البصريّة وأطروحة "الخلاصة في علم الفلك" في الفيزياء الفلكيّة ومخطوطة "رسالة في المكان" في علم الميكانيكا ومخطوطة "العثور على اتّجاه القِبلة بالحساب" في العلوم الدّينيّة، ومن مؤلفات ابن الهيثم "اختلاف مناظر القمر"، كما تُرجمت كتبُه في علم الكون، خلال العصر الذهبيّ للإسلام، إلى اللّاتينيّة والعبرّية وغيرِها من اللّغات، وعُرف ابن الهيثم للأوروبيّين باسم "Alhazen”.

ومن مؤلفاته في البصريات والضّوء:

  • «كتاب المَناظر».
  • «كيفيّة الإظلال».
  • «اختلاف المناظر»: كتاب لخص فيه علم المناظر من كتاب أقليدس وبطليموس وتمّمَ معانيَ المقالة الأولى المفقودة من كتاب بطليموس.

كتاب المناظر

    يعد من أشهر أعمال ابن الهيثم كتاب " المناظر “الذي ألّفه بين عامي (401 هـ/1011م -411 هـ/1021م) وقد أحدث الكتاب انقلابًا في علم البصريات، لما احتواه من نظريّات مبتكرة في علم الضّوء والّتي تُعتبر نواة علم البصريّات الحديث، وقد قسّم الكتاب إلى سبع مقالات، كل مقالة احتوت على عدّة فصول، وكانت عناوين المقالات كالآتي:

  • المقالة الأولى: كيفيّة الإبصار بالجملة.
  • المقالة الثّانية: تفصيل المعاني التي يدركها البصر، وعلَلُها وكيفيُة إدراكها.
  • المقالة الثّالثة: أغلاط البصر فيما يدركه على استقامة وعللها.
  • المقالة الرابعة: كيفيّة إدراك البصر بالانعكاس عن الأجسام الثّقيلة.
  • المقالة الخامسة: مواضيع الخيالات، وهي الصّور الّتي ترى في الأجسام الثّقيلة.
  • المقالة السّادسة: أغلاط البصر فيما يدركه بالانعكاس وعللها.
  • المقالة السّابعة: كيفيّة إدراك البصر بالانعطاف من وراء الأجسام الشّفافة المخالفة لشفافية الهواء.

صفحة من كتاب المناظر

تُرجم كتاب المناظر إلى اللّاتينّية في نهاية القرن السّادس الهجريّ (القرن الثّاني عشر الميلادي) أو بداية القرن السّابع الهجريّ (القرن الثّالث عشر الميلاديّ)، وظلّ هذا الكتاب المرجع الرّئيس لهذا العلم حتّى القرن الحادي عشر الهجريّ/ السّابع عشر الميلاديّ.


انتشار استخدامات الإسهام في نواحي الحياة

    كان لأبحاث وتجارب ابن الهيثم في نظريّة الرّؤية والقمرة المظلمة أثرًا واضحًا في تبلور أفكار ومبادىء وتطور صناعة اّلة التصوير (الكاميرا) و(السينما) و (المناظير) و (المجاهر) المنتشرة استخداماتها في جميع نواحي الحياة العملية في العصر الحديث.


مراجع الطالب
  • بحث: الحسن بن الهيثم سيرته وأهم أعماله، المهندس خالد العاني، جمعية هواة الفلك السورية. 
  • الرابط الأوّل 

    مراجع المحتوى
    • سلسلة تاريخ العلوم العربيّة، الجزء الثّالث، مركز دراسات الوحدة العربيّة. 
    •  كتاب أخبار العلماء بأخبار الحكماء، جمال الدّين القفطي. الرّابط
    •  سلسلة أعلام العرب، الحسن بن الهيثم، أحمد سعيد الدّمرداش. الرّابط
    •  كتاب تلخيص المحصل، نصير الدّين الطّوسي. الرّابط
    •  بحث: الحسن بن الهيثم سيرته وأهمّ أعماله، المهندس خالد العاني. الرّابط
    •  كتاب فلسفة الضّوء، علي يوسف. 
    •  الرّابط الأوّل
    الهدف من النشاط
    • التحقق من أنّ العين ترى الأشياء عن طريق الأشعّة السّاقطة عليها والمنعكسة إلى العين؛ وذلك لإثبات نظريّة ابن الهيثم في الإبصارِ.
    الإعداد للعمل
    • كوّن فريق عمل مع مجموعة من زملائك؛ لتوزيع المهام فيما بينكم (مجموعة من 3-4 أشخاص).
    البحث العلميّ

        كلف عددًا من أفراد مجموعتك بمهمّة البحث عن معلومات مفصّلة حول التّجارب الّتي قام بها ابن الهيثم للتّحقّق من أنّ العين ترى الأشياء عن طريق الأشعّة السّاقطة عليها والمنعكسة إلى العين، ويمكن الاستعانة بالمصادر التالية أو أيّ مصادر أخرى:

    مكتبة المدرسة أو أيّ مكتبة عامّة للبحث عن كتاب المناظر للحسن بن الهيثم.

    مكتبة المدرسة أو أيّ مكتبة عامّة للبحث عن كتاب " الحسن بن الهيثم بحوثه وكشوفه البصريّة" للأستاذ مصطفى نظيف تقديم الدكتور رشدي راشد ضمن سلسلة تاريخ العلوم عند العرب (8).

    الشّبكة العنكبوتيّة ويمكن الاستعانة بالرّوابط التّالية:

    تجهيز الأدوات
    مختبر قابل للتعتيم مصباح كهربائيّ يدويّ طاولة كتاب
     
    مقلمة قلم  عدسة  
    تنفيذ النشاط
    • أمسك المصباح الكهربائيّ وضع إصبعك على زرّ التّشغيل.
    • كلف واحدًا من أفراد مجموعتك بالوقوف عند قاطع الكهرباء، واطلب منه إطفاء الضّوء؛ ليصبح المكان معتمًا تمامًا.
    • حاول أنت مع أفراد مجموعتك التّعرّف إلى الأشياء الموجودة أمامك على الطّاولة أو في أيّ مكان آخر في الغرفة.
    • شغّل المصباح الكهربائيّ، وقم بتسليط ضوئه على الأشياء الموجودة أمامك، وحاول أنت مع أفراد مجموعتك التّعرف إليها.
    • اطلب من الطّالب الموجود عند قاطع الكهرباء إضاءة الغرفة.
    • قرّب الكتاب إلى عينيك بحيث يصبح ملامسًا لهما، ماذا تلاحظ؟
    • أغمض عينًا وقرّب المقلمة إلى عينك المفتوحة، ماذا تلاحظ؟

     

    المناقشة والنتائج
    • ناقش أنت وأفراد مجموعتك ملاحظاتكم خلال قيامكم بهذا النّشاط.
    • اكتب بمساعدة أفراد مجموعتك تقريرًا يوضّح كيفيّة الإبصار من خلال مشاهداتكم.
    اخترع بنفسك
    • بناءً على ملاحظاتك والنّتائج الّتي توصلت إليها فكّر في اختراع جديد يناسب عصرنا الحالي.
    الهدف من النشاط
    • أن يثبت الطّالب أنّ العين ترى الأشياء عن طريق الأشعة.
    الإعداد للعمل
    • كوّن أنت وزملاؤك فريق عمل يضم 4 أشخاص؛ لتوزيع المهامّ فيما بينكم.
    البحث العلميّ

        بمساعدة معلّمك؛ اكتب تقريرًا عن مقالة ابن الهيثم (كيفيّة إدراك البصر بالانعطاف من وراء الأجسام الشّفافة المخالفة لشفافيّة الهواء). 

    يمكنك الاستعانة بالمصادر التّالية:

    مكتبة المدرسة، والمكتبة العامة، والمجلات العلميّة، والشبكة العنكبوتية.

    تجهيز الأدوات

    خرزات ملوّنة

    ورق هدايا

    غطاء

    أسطوانة ذات طرف معدني طوله 23 سم

    مسطرة

    مقصّ

    شفافيّة

    كرتون

    مفك

    لاصق شفّاف

    قلم رصاص

    ورق الألومنيوم( قصدير)

    مطرقة

       

     

    تركيب الأدوات

    بمساعدة معلّمك، وبالتّعاون مع زملائك قم بتركيب الموادّ والأدوات للقيام بالنّشاط:

    • اثقب الأسطوانة من الطرف السفلي باستخدام المفك والمطرقة.
    • ارسم 3 مستطيلات على الكرتون ضمن قياس (6.5 سم × 21.5 سم) ، ثم قصّ الحدود الخارجيّة للرّسم.
    • اثنِ الكرتون عند الخطوط جيّدًا، ثم غلّف الكرتون بورق الألومنيوم (القصدير) من جميع الجهات، ثم أعد ثني الكرتون حتى تحصل على شكل مثلث، ألصق المثلث.
    • ضع المثلث داخل الأسطوانة.
    • قصّ دائرة أصغر من فتحت الأسطوانة بقليل من الشفافيّة ثم ضعها داخل الأسطوانة فوق المثلث.
    • ضع الخرزات الملونة في الداخل فوق الشفافيّة ثم ضع الغطاء.
    • غلّف الأسطوانة من الخارج بورق الهدايا.

     

    تنفيذ النشاط
    • انظر من الثقب، ماذا تشاهد؟
    • انظر من الثّقب مرّة أُخرى ثم ضع يدك على الطرف الآخر، ماذا تشاهد؟
    • انظر من الثّقب ثم أدر الأسطوانة، ماذا تشاهد؟
    • انظر من الثّقب مرّة أُخرى وأدر الأسطوانة ثم ضع يدك على الطرف الآخر، ماذا تشاهد؟

     

    المناقشة والنتائج
    • بعد أن قمت بالنّشاط والتجّربة، ناقش مع زملائك ومعلمك ملاحظاتك حول النّشاط، ودور الأشعة في عملية الإبصار ورؤية الألوان.
    اخترع بنفسك
    • فكّر بطريقة أُخرى تثبّت فيها كيفيّة الرؤية.