البصريات والفيزياء الرياضية¶

البصريات: العلم المميِّز لهذا التقليد¶

البصريات الهندسية هي الميدان الذي أسّس فيه التقليد الإسلامي بأوضح صورة علماً حديثاً، بما في ذلك منهجه التجريبي.

قبل ابن الهيثم. انتقد الكندي نظرية الشعاع البصري الإقليدية وحسّنها؛ وحلّل ابن سهل (ح. 984) المرايا المحرقة والعدسات، وصاغ قانون الجيوب للانكسار (نسبة "سنل") قبل ستة قرون، مستعملاً إياه لحل مسألة الانكسار الأمثل (تصميم عدسة تجمّع الضوء في بؤرة تامة).

ابن الهيثم. أعاد كتاب المناظر (ح. 1011–1021) بناء العلم: الضوء ينتقل من الأجسام المضيئة والمستضيئة إلى العين (نظرية الدخول)، ويسري في خطوط مستقيمة، وينعكس وينكسر وفق قوانين مصوغة، ومن الناحية المنهجية تُختبر الدعاوى بـتجارب مصمَّمة (الغرف المظلمة، والفتحات، والحواجز المتحركة). وصارت "مسألة ابن الهيثم" (مسألة الحسن) في المرايا الكروية معياراً للصعوبة الرياضية، وحُلّت بواسطة القطوع المخروطية. وقد حكمت الترجمة اللاتينية للكتاب (ح. 1200) علمَ البصريات الأوروبي — بيكون وفيتيلو وبيكام — أربعة قرون.

الفارسي وقوس قزح. نمذج كمال الدين الفارسي (ح. 1300)، بتوجيه من قطب الدين الشيرازي، قطرةَ المطر بكرة زجاجية مملوءة ماءً، وأثبت الآلية الصحيحة للقوس الأولى (انكساران وانعكاس داخلي واحد) والقوس الثانوية (انعكاسان داخليان)، في الوقت نفسه الذي توصل فيه ثيودوريك الفرايبرغي إلى ذلك في أوروبا، وكلاهما ينطلق من إرث ابن الهيثم.

إلى كبلر وما بعده. أنتج كتاب كبلر Paralipomena (1604)، المصوغ بوصفه ملحقاً لمتن الحسن بن الهيثم وفيتيلو، النظريةَ الحديثة لصورة الشبكية؛ ثم يُكمل قانونُ الجيوب عند ديكارت (1637) وتفريقُ نيوتن للضوء القوس. وعبارة أ. مارك سميث في وصف هذا التحول، "من الإبصار إلى الضوء"، تسمّي منعطفاً جعله ابن الهيثم ممكناً.

علم السكون (الستاتيكا) وعلم توازن السوائل والميزان¶

طُوّر علم الأثقال الأرخميدي تطويراً نشطاً:

حلّل كتاب القرسطون (بعنوانه اللاتيني Liber karastonis) لـثابت بن قرة ميزانَ القبّان، واشتق قانون الرافعة للعوارض المتصلة.
درس القوهي وابن الهيثم مراكزَ الثقل.
قاس البيروني الأوزانَ النوعية بآلة مخروطية من تصميمه، وحصل على قيم مذهلة الدقة.
ألّف الخازني كتاب ميزان الحكمة (1121/22) جامعاً هذا العلم: الوزن الهيدروستاتيكي، وجداول الأوزان النوعية، وتحليل السبائك (مسألة تاج أرخميدس وقد صارت صناعةً لدار العيار وسوق الجواهر)، ومناقشة الميزان بوصفه آلةً دقيقة.

وانتقلت هذه الأدبيات جزئياً إلى اللاتينية (يظهر أثرها في علم الأثقال scientia de ponderibus لمدرسة جوردانوس النيموري)، وهي تستبق ثقافة القياس الكمّي في فيزياء بدايات العصر الحديث؛ وقد أعاد علم توازن السوائل عند ستيفن (1586) إثبات نتائج امتلكها هذا التقليد منذ أربعة قرون.

ميكانيكا الآلات¶

يصف كتاب الحِيَل لـبني موسى (القرن التاسع) والجامع بين العلم والعمل النافع في صناعة الحِيَل للجزري (1206، مصوَّر تصويراً بديعاً) آلاتٍ ذاتية الحركة، وساعات مائية، ونوافير منظَّمة بالتغذية الراجعة، وصمامات عوّامة، أي آليات تحكّم مبكرة؛ وأضاف تقي الدين (القرن السادس عشر) الساعات الميكانيكية وأجهزة تعمل بالبخار. ويعدّ مؤرخو التقنية (دونالد هيل، الذي ترجم كتابَي الحيل كليهما) منظِّمات الصمامات العوّامة تحكّماً حقيقياً بالتغذية الراجعة، سلفاً في المفهوم للأجهزة التي اشتهرت بمنظِّم جيمس واط.

الصلات الحديثة¶

تُدرَّس نسبة ابن سهل يومياً باسم قانون سنل؛ ويقف تحليل الخزانة المظلمة على رأس السلالة التي تنتهي بالكاميرا في كل هاتف؛ والبروتوكول التجريبي في كتاب المناظر — أجهزة مضبوطة، ومعاملات متغيّرة، ونتائج مسجَّلة — سلفٌ واضح المعالم لمنهج المختبر؛ وجداول الأوزان النوعية عند البيروني والخازني نماذج مبكرة لثقافة القياس الدقيق التي تقوم عليها الفيزياء التجريبية.

المصادر: تحقيق A. I. Sabra لكتاب المناظر؛ A. Mark Smith، From Sight to Light؛ راشد، Geometry and Dioptrics in Classical Islam؛ Boyer، The Rainbow؛ ترجمات D. R. Hill لبني موسى والجزري؛ خازني خانيكوف.