PERSONAJES. ALHAZEN, padre del método científico y de la óptica

Alhazen (o Alhacén) construyó la que probablemente fue la primera cámara oscura. El parecido entre la cámara oscura y el ojo no se entendi...

Alhazen (o Alhacén) construyó la que probablemente fue la primera cámara oscura. El parecido entre la cámara oscura y el ojo no se entendió bien en occidente hasta que Johannes Keppler lo aclaró en el siglo XVII

21 agosto 2022.- ¿ALGUNA vez ha oído hablar de Abū ‘Alī al-Ḥasan ibn al-Haytham? Probablemente no. En occidente se le conoce como Alhazen, una forma latinizada de su nombre árabe, al-Ḥasan. Pero lo más seguro es que usted se haya beneficiado del trabajo que este hombre realizó. Se le ha descrito como una de las figuras más importantes e influyentes de la ciencia.

Alhazen (Ibn al-Haytham) nació en Basora, en el actual Irak, alrededor del año 965. Se dedicó, entre otras cosas, a la astronomía, la química, las matemáticas, la medicina, la música, la óptica, la física y la poesía. ¿Qué tenemos que agradecerle a este científico popularmente desconocido?

En uno de sus libros, disertó acerca de la densidad de la atmósfera y concibió una relación entre ésta y la altura de la misma. Al estudiar la refracción atmosférica concluyó que el crepúsculo cesa hasta que el sol se encuentra a 19 grados por debajo de la línea del horizonte y, sobre esta base, midió la altura de la atmósfera, concluyendo que tenía 15 kilómetros, lo que en realidad es la altura de la troposfera, la parte de la atmósfera más cercana a la superficie de la Tierra.

De la misma manera, profundizó en las teorías de atracción de masas y aparentemente estuvo conciente acerca del factor de acelera-ción debida a la gravedad.

Entre otros trabajos de óptica de Alhazen se puede mencionar un estudio acerca de la luz de la luna, en el que observa que la luna brilla como si fuera un objeto con luz propia a pesar de que tan sólo refleja la luz del sol. Tiene también estudios sobre el halo, el arcoiris; sobre espejos ardientes paraboloidales y esferas ardientes.

El trabajo de Ibn al-Haytham es muy anterior al de Newton. Fuente: The Master and Fellows of Trinity College, Cambridge


Cuando era joven, Ibn al-Haytham recibió una excelente educación y fue ampliamente conocido como un prodigio matemático y científico. Frustrado por sus deberes administrativos trabajando en un puesto gubernamental en el vasto Imperio Islámico, que en ese momento se extendía desde la India hasta España, fue despedido debido a una enfermedad mental real o, como algunos especulan, fingida.

UNA REPRESA EN EL NILO
Según cuentan, Alhazen diseñó un plan para controlar el caudal del río Nilo casi mil años antes de que el proyecto finalmente se llevara a cabo en Asuán en 1902.
Al parecer, el ambicioso plan consistía en construir una represa para controlar las inundaciones y sequías que sufría Egipto. 

Cuando el califa Al-Hákim, gobernador de El Cairo, se enteró de la idea, lo invitó a Egipto para que llevara a cabo la construcción. Pero, al ver el río con sus propios ojos, Alhazen se dio cuenta de que no podría llevar a cabo el proyecto que tenía en mente. Por miedo a ser castigado por el califa, que era conocido por su carácter cambiante e inestable, se hizo pasar por loco hasta que el califa murió once años después, en 1021. 

Durante esos años, estuvo recluido en una residencia por su fingida locura, y eso le dio mucho tiempo libre para investigar los temas que le interesaban.

Lejos de intimidarlo, la década de encarcelamiento le dio a Ibn al-Haytham la reclusión para pensar y escribir, particularmente sobre óptica. Tras su liberación hacia el año 1020, comenzó a trabajar a un ritmo prolífico, realizando una serie de famosos experimentos sobre la naturaleza de la luz. Por ejemplo, utilizando una cámara oscura, demostró que la luz viaja en línea recta; también matematizó los campos de la catóptrica (reflexión de la luz por espejos) y la dioptría (refracción de la luz a través de lentes). Este enorme cuerpo de experimentos y teorías culminó en su Libro de Óptica .

EL TRATADO DE ÓPTICA
En ese momento, la comprensión de los estudiosos del fenómeno era un desastre. Los griegos tenían varias teorías. En el siglo V A.C., Empédocles había argumentado que una luz especial brillaba desde el ojo hasta que golpeaba un objeto, haciéndolo así visible. Esto se conoció como la teoría de emisión de la visión. Fue 'refinado' por Platón, quien explicó que también se necesita luz externa para ver. El alumno de Platón, Aristóteles, sugirió que en lugar de que el ojo emita luz, los objetos "perturbarían" el aire entre ellos y el ojo, lo que desencadenaría la vista. Otros filósofos de esta época, incluido Epicuro, intentaron una forma de "teoría de la intromisión" de la visión (la luz que entra en el ojo desde el exterior), pero fue la teoría de Platón la que recibió una base matemática de Euclides, quien describió los rayos de luz que emergen en un cono. del ojo Varios siglos después, Ptolomeo amplió esta idea.

Los primeros eruditos islámicos como al-Kindi y Hunayn ibn Ishaq favorecieron una teoría combinada de emisión e intromisión. Postularon que el ojo envía luz al objeto observado, que luego refleja la luz de regreso al ojo.

Fue necesario el genio de Ibn al-Haytham para finalmente resolver el problema. Argumentó que si vemos porque los rayos de luz se emiten desde el ojo hacia un objeto (los 'rayos de la vista' de Platón y Euclides), entonces el objeto envía una señal al ojo o no lo hace. Si no lo hace, ¿cómo puede el ojo percibir sobre qué han caído sus rayos? La luz debe estar regresando al ojo, y así es como vemos. Pero si es así, ¿de qué sirven los rayos originales emitidos por el ojo? La luz podría provenir directamente del objeto si es luminoso o, si no lo es, podría reflejarse desde el objeto después de haber sido emitida por otra fuente. Los rayos del ojo, decidió Ibn al-Haytham, son una complicación innecesaria.

También fue más lejos que nadie antes al tratar de comprender la física subyacente de la refracción. Argumentó que la velocidad de la luz era finita y variaba en diferentes medios, y usó la idea de descomponer la trayectoria de un rayo de luz en sus componentes vertical y horizontal de velocidades. Realizó todo su trabajo de forma geométrica e introdujo muchas ideas nuevas, como el estudio de cómo la atmósfera refracta la luz de los cuerpos celestes.

Para cuando salió de su encarcelamiento, Alhazen casi había terminado de escribir su Tratado de óptica, una obra en siete volúmenes, quizás una de las más importantes en la historia de la física. En él, Alhazen detalló experimentos sobre la naturaleza de la luz. Por ejemplo, explicó cómo la luz se divide en distintos colores, cómo se refleja en los espejos y cómo cambia de dirección al pasar de un medio a otro. También estudió la percepción visual y la anatomía y mecánica del ojo.

En el siglo XIII, la obra de Alhazen ya se había traducido del árabe al latín. Desde entonces, y durante siglos, los eruditos europeos citaban de ella como una autoridad. Los escritos de Alhazen sobre las propiedades de las lentes sentaron las bases para que los fabricantes europeos de anteojos inventaran el telescopio y el microscopio colocando unas lentes delante de otras.

A través de su Libro de Óptica (Kitab al-Manazir, 1011-1021 d.C.) y su traducción latina (De Aspectibus), sus ideas influyeron en los estudiosos europeos, incluidos los del Renacimiento europeo. Hoy, muchos lo consideran una figura fundamental en la historia de la óptica y el "Padre de la Óptica moderna".

LA CÁMARA OSCURA
Alhazen descubrió los principios fundamentales de la fotografía al construir la que probablemente fue la primera cámara oscura. Esta cámara era en realidad una habitación oscura en la que entraba luz por un agujero diminuto. La luz proyectaba en una de las paredes de la habitación una imagen invertida de lo que había en el exterior.

A principios del siglo XIX, se añadieron a la cámara oscura placas fotográficas para capturar imágenes de manera permanente. El resultado fue la creación de la cámara fotográfica. Todas las cámaras modernas, y hasta el propio ojo, usan los mismos principios físicos que la cámara oscura.

Alhazen es el primer hombre de ciencia que ofrece la explicación correcta de la visión al demostrar que la luz es reflejada desde los objetos hacia el ojo. Fue el primero en describir de manera puntual las partes del ojo y aunque lo hace de manera errónea, debido a que no concibió la existencia de un lente en la estructura ocular, estableció criterios que servirían de base a futuros estudiosos del tema.

Se atrevió a contradecir las teorías de la visión de Ptolomeo y Euclides, quienes sostenían que la visión resulta de un haz de luz que emerge del ojo y llega al objeto. En lugar de eso, él postuló, de manera correcta, que todos los puntos de un objeto o un área iluminada irradian rayos de luz en todas direcciones, pero sólo un rayo de cada punto llega al ojo perpendicularmente, mientras que los otros rayos llegan en diferentes ángulos y no pueden ser vistos. Se le considera, por todo ello, como el padre de la óptica moderna.

Muchos eruditos europeos posteriores y compañeros eruditos, desde Robert Grosseteste y Leonardo da Vinci hasta Galileo Galilei, René Descartes, Johannes Kepler e Isaac Newton, estaban en deuda con él. De hecho, la influencia de la Óptica de Ibn al-Haytham se equipara a la del trabajo de Newton del mismo título, publicado 700 años después.

EL MÉTODO CIENTÍFICO
Un aspecto destacado de la labor de Alhazen fue la investigación minuciosa y sistemática de fenómenos naturales. El enfoque que usaba era totalmente desconocido en su época. De hecho, fue uno de los primeros investigadores que sometió a prueba las teorías mediante experimentación. Además, no le daba miedo cuestionar ideas ampliamente aceptadas si no contaban con pruebas que las respaldaran. Una máxima fundamental de la ciencia moderna es que hay que demostrar que lo que uno cree es cierto. Por esta razón, algunos opinan que Alhazen fue el padre del método científico moderno.

Entre los investigadores que posteriormente fueron influenciados por su trabajo se incluye a Roger Bacon, Johannes Kepler e Isaac Newton.


Alhazen (965-1040)



DATOS GENERALES
- Debido a los rigurosos métodos de experimentación que usó Alhazen, muchos lo consideran el primer científico de la historia.
- Identificó los principios básicos de la fotografía moderna.
- Su investigación sobre las lentes condujo al desarrollo y la producción de los primeros anteojos o gafas, microscopios y telescopios.
“Nos enseñó a ‘hacer’ ciencia”

Según el físico Jim al-Khalili, la grandeza de Alhazen “no reside tanto en haber hecho algún descubrimiento revolucionario”, sino en que “nos enseñó a ‘hacer’ ciencia”. Su Tratado de óptica se considera un auténtico libro científico, con descripciones detalladas de experimentos, aparatos, mediciones y resultados obtenidos.

La obra de Ibn al-Haytham influyó decisivamente en la teoría de la perspectiva que floreció en la ciencia y el arte europeos del Renacimiento. De Aspectibus se tradujo al italiano en el siglo XIV, haciéndolo accesible a practicantes como el teórico del arte y arquitecto florentino Leon Battista Alberti, autor del tratado de 1435 Sobre la pintura ( Della pittura ), el escultor Lorenzo Ghiberti y el geómetra-artista Piero della Francesca. Aprovecharon las discusiones de Ibn al-Haytham sobre la perspectiva para ayudar a crear la ilusión de profundidad tridimensional en lienzos y frisos. Estos artistas revolucionarios se esforzaron por comprender tanto el mundo objetivo como el sistema visual que determinaba su apariencia.

Hoy en día, cuando usamos rayos láser para manipular átomos, estimular neuronas con luz o transmitir información en fotones enredados, vale la pena recordar que Ibn al-Haytham sentó las bases de este campo hace más de 1000 años.


Fuentes
www.jw.org; http://proyectoidis.org/el-libro-de-optica-alhazen; https://es.scribd.com
Moreno Castillo, Ricardo: Alhacén, el Arquímedes árabe, Nivola, 2007, ISBN 9788496566415

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