阿拉伯蜡烛 在中世纪早期,约公元500 年至1000年时,基督教的教义不仅谴责了西方的巫 师和占卜家,而且也禁止了科学研究。(注释4 )(注释4 )在中世纪早期,若说 所有的基督教教会都反对科学或反对知识,那是错误的。“教堂就是科学知识的一 个主要保护者,也许是唯一的保护者,” 戴维·林德伯格在他的 《西方科学的 开始》一书中强调。尽管这样,隐修院却主要致力于精神上的追求,而非科学研究。 幸运的是,阿拉伯世界的科学家们却很珍视希腊人的探索精神。他们拯救和翻 译了许多古代的手稿,同时又推进了对镜子和光学的研究。伊斯兰世界的第一个伟 大科学家就是阿尔金迪。 阿布·尤素福·亚区布·伊本·伊沙克·阿尔·金迪生于八世纪晚期,在三代 哈里发的统治下,从813 年至847 年,在巴格达从事科学研究。但是,正如在希腊 一样,知识分子不稳定的生活有时候要取决于统治者的一时心血来潮。金迪在其生 命的最后几年里就失了宠。对于金迪来说,光学至关重要,因为是光将宇宙聚集在 了一起。他写道,“这个世界里的万物,不管是主要的还是次要的,都以自己的方 式像星辰一样发着光。在这个世界里生存的一切事物都向四处散发着光线,使得全 世界充满了光辉。” 基于这个理论,金迪可能认识到光线进入了眼睛,但是他仍 然信奉眼睛发光的理论,就像欧几里得、希罗、托勒密和安提米乌斯一样。 不过,一百多年之后,阿布·阿里·阿尔·侯赛因·伊本·阿卜杜拉·伊本· 西奈 (980-1037),拉丁文称之为阿维森纳(Avicenna),终于又恢复了亚里士多 德关于光线进入眼睛的理论。在一个动荡不安的政治年代,阿维森纳为许多亲王当 医生、顾问或者执行官,并且因为有时候支持错了派系而被捕入狱。阿维森纳在几 本不同的书里 (最著名的是《医典》和《治疗论》)系统地批驳了眼睛发出的视 觉光线可作为视觉的思想。他论证到,相反,“眼睛就像一面镜子,可视物体就像 被空气媒介或另一种透明物反射到镜子里的东西。”这个形象即被灵魂或者大脑所 感知。他断言,“假如镜子有灵魂,它就会看到形成在上面的形象。” 但是还有待于伊布·阿里·阿尔- 哈桑·伊本·阿尔- 哈桑·伊本·伊本·阿 尔- 海瑟姆(用拉丁文称阿尔哈曾Alhazen 或者海桑)来将解剖学、物理学和数学 的理论结合成为一个统一的光线进入眼睛而产生视觉的理论。尽管阿维森纳和阿尔 哈曾为同时代人物,但是他们两人似乎都没有看过对方的著作。阿尔哈曾于965 年 生于波斯的巴士拉(今属伊拉克),当过公务员,学过科学,阅读过古代希腊的作 品。很显然,他也当过工程师,但是却未能成功地筑坝阻止住尼罗河的洪水,因害 怕埃及亲王阿尔- 哈金而装疯呆在开罗的监狱中。直到1021年,当埃及亲王被暗杀 时,阿尔哈曾又奇迹般地恢复了神志,并于56岁时获释。他一生写作了200 多部理 论新颖的著作,包括七卷本的光学著作《海桑光学理论》,以及关于抛物线和球面 燃烧镜的书籍。 阿尔哈曾是光学历史中的关键人物。他是第一位乐于使用科学方法并且将视觉 的数学理论和生理学理论结合在一起的科学家。在他被囚禁期间,一束阳光从布满 灰尘的小窗口射进他漆黑的牢狱间里,这可能使他开始捉摸光的特性。他读过亚里 士多德、柏拉图、阿基米德、欧几里得、希罗和托勒密的作品。现在他开始改进托 勒密的实验仪器,为他称之为“仪器”的感觉器官的事实寻找理论依据。 为了研究反射现象,阿尔哈曾制作了七面尽可能平滑和光亮的金属镜子。一面 为平面的,两面为球面的,两面为锥形的,两面为柱面的(凹形和凸形的)。阿尔 哈曾将镜子放在一个水平木架上的一个狭槽里,周围安上规律地扎有孔眼的圆形木 障,这样他就可以控制和观察进入暗室和射在镜子上的光线,并可精确地测出光线 在哪里反射出来。他每次试验都使用不同的光线:阳光、烛光、穿过红色屏蔽的彩 色光线、不透明墙壁反射过来的“次要光线。”阿尔哈曾发现,不管光是由什么产 生的,它都以直线运行,并且以相同的射入角度和反射角度弹离镜面。 阿尔哈曾明白,他正在研究的是光本身,而不是传送的媒介或者眼睛释放出来 的视觉光线。他接受了欧几里得几何学的洞察力,但又完全加以改变,将光线射向 另一个方向,使光线从所看到的物体沿着锥形镜面进入眼睛。尽管阿尔哈曾错误地 认为月球是一个自身能发光的球体,但是他确实明白,任何不是直接光源的可视物 体都是一种镜子,因为光从它的表面弹走。否则我们是看不见这个物体的。阿尔哈 曾也明白,光是一种形式的热能。 最为著名的是,他提出了“阿尔哈曾问题。” 这个问题涉及的是从凹透镜和 凸透镜反射的光线:“假定一个光源和球面镜,找到镜面上将光线反射到观察者眼 睛的那个点。” 阿尔哈曾用数学的方式解决了这个问题:通过圆圈和双曲线的相 交、利用极为复杂的四次方程式(即包括一个自乘四次的未知数)。 阿尔哈曾也是西方第一个描述照相机暗箱的科学家,说光是通过一个小口流进 暗室或者暗箱的。放在小口外面的一个物体的形象被倒置反向地投放到暗箱的内壁 上。这个神秘的过程使中世纪的作家们和艺术家们如此地着迷,最终使人们了解了 眼睛是如何工作的。 阿尔哈增的成就十分惊人,就他的天才的实际应用性、理论的严谨度和数学演 算的高深度而言,他可与阿基米德相媲美。阿尔哈曾于1039年75岁时去世,之后不 久,阿拉伯世界的光学和科学开始衰败。各宗派之间的战争毁灭了和平和科学资助, 伊斯兰保守派的胜利也使科学批评思想受到了压抑。重新觉醒的欧洲人的好奇心和 冒险精神将光学研究的传统得以继续下去。