La luz en la ciencia árabe: Alhacén

“Gracias a un examen profundo de la concepción de los modelos matemáticos de Alhacén y del papel que juegan en la teoría de la percepción de los sentidos, se hace evidente que ha sido el auténtico fundador de la física en el sentido moderno de la palabra, de hecho, ha anticipado seis siglos las ideas fértiles que debían marcar el nacimiento de esta nueva rama de la ciencia.”

 Matthias Schramm, en Ibn al-Haythams Weg zur Physik

La ciencia árabe tomó muchos de los conocimientos de Oriente, los combinó con los de los antiguos griegos, y desarrolló sus propios conceptos. La ciencia europea se benefició sin duda alguna de esto, especialmente a través de la invasión de la Península Ibérica y la influencia en Italia. Ese fructífero periodo va del siglo VIII a la mitad del siglo XII, y se conoce como la Edad de oro islámica. Primero se desarrolla en Damasco, con los Omeyas, y después en Bagdad, con los Abasidas.

Dibujo de Ibn Sahl: primera mención de la ley de refracción. Considerando los triángulos rectángulos (a la izquierad en la parte alta), la razón de las dos hipotenusas es una constante del sistema.

Los avances de los científicos/matemáticos arábes fueron de gran calado, adelantándose a su tiempo. Por ejemplo, Abou Saʿd al-ʿAlaʾ ibn Sahl es un matemático persa de Bagdad que en 984 escribió un tratado sobre los espejos y lentes enunciando por primera vez la ley de la refracción, que después fue redescubierta en Europa como la ley de Snell-Descartes.

Pero sin duda, el más famosos matemático y astrónomo árabe fue Alhacén, nacido en el año 965 en Basora (actual Irak) y fallecido en 1040 en El Cairo (Egipto). Se le considera el padre de la Óptica moderna, de la oftalmología, y de la física moderna. Su prestigio fue tan grande que se llegó a conocer como el segundo Ptolomeo, o simplemente, el Físico.

Su obra más famosa es el Kitab al-Manazir (Libro de Óptica), escrito entre 1011 y 1021, compuesta de siete volúmenes. Fue traducido al latín, y publicado mas tarde por el matemático alemán Friedrich Risner en 1572, con el título latino: Opticae thesaurus: Alhazeni Arabis libri septem, nuncprimum editi; Eiusdem liber De Crepusculis et nubium ascensionibus. Esta traducción fue muy conocida y difundida, y gozó de un gran prestigio, siendo objeto de estudio de científicos posteriores como Kepler y otros.

Los siete libros son:

Libro I, que trata de las teorías de la luz, el color y la visión.

Libro II, donde Alhacén presenta su teoría de la percepción visual.

Libros III y VI , en los que se tratan las ideas sobre los errores en la percepción visual y especialmente en el Libro VI, los errores relacionados con la reflexión.

Libros IV y V, en los que se incluyen las evidencias experimentales de las teorías de Alhacén sobre la reflexión.

Libro VII, en los que Alhacén trata el fenómeno de la refracción.

Digamos además que esta Óptica de Alhacén estuvo muy influida por la Ptolomeo, y que las nociones médicas sobre la constitución del ojo las tomó de Galeno.

Recordemos que por entonces había dos teorías prevalentes sobre la visión:

- La teoría de la emisión, que afirmaba que la visión se producía mediante rayos de luz emitidos por los ojos que actuaban como tentáculos que llegaban a los objetos.

- La segunda teoría, la teoría de la intromisión, que sostenía que eran los rayos emitidos por los objetos los que incidían en los ojos.

Los científicos árabes apoyaban una u otra, pero fue Alhacén quién combinó partes de cada teoría (incluyendo las médicas de Galeno y sus seguidores). La novedad de Alhacén fue sobre todo basar sus conclusiones no solo en el pensamiento teórico sino en la experimentación.

Alhacén decía esto sobre la verdad:

“La verdad se busca por ella misma. Y los que se dedican a una búsqueda de saber por el gusto de la verdad, no se interesan por ninguna otra cosa. La búsqueda de la verdad es difícil y el camino que conduce a ella es arduo.”

En este Opticae Thesaurus, que incluía el libro de Alhacén, se muestran arcoíris, el uso de espejos parabólicos para incendiar barcos atribuido a Arquímedes, así como las imágenes distorsionadas causadas por la refracción del agua y otros fenómenos ópticos.

Alhacén demostró como la la luz del sol es reflejada por los objetos y llega así a nuestros ojos, en los que se produce el fenómeno de la visión, aunque no disponía en ese tiempo del necesario conocimiento fisiológico para ir más allá.

Alhacén afirmaba que “desde cada punto de cada cuerpo coloreado, iluminado por una luz, salen luz y color en cada línea recta que pueda ser trazada desde ese punto”.

El problema era entonces explicar como se componían todos estos rayos para formar la visión, a lo que él respondía que solo los rayos perpendiculares desde el objeto podían ser percibidos por el ojo, porque estos eran “mas fuertes” que los oblicuos. Así, esos rayos convergerían en el centro del ojo en un cono. Aunque estos argumentos no eran completamente convincentes, si tuvieron mucha ascendencia e incluso fueron la base para los desarrollos posteriores de Kepler sobre el tema.

El humor cristalino del ojo es la parte que recoge los rayos desde el objeto, y forma un cono visual con el objeto como base u el centro del cristalino como vértice. El humor acuosos y el humor vítreo no desempeñan un papel en la visión, y es el humor cristalino el que que transmite la cerebro la imagen mediante el nervio óptico.

Otro tema importante a dilucidar fue la velocidad de la luz. Si ya Empédocles había postulado que su velocidad era finita, lo que había sido negado por Aristóteles, otro científico árabe, al-Biruni, había postulado que aunque finita debería ser enorme; ya que oímos el trueno después de ver un relámpago, la velocidad de la luz superaría en mucho a la del sonido.

Alhacén demostró además que los rayos de luz viajan en línea recta y realizó muchos experimentos de reflexión y refracción con todo tipo de lentes. También hizo muchos experimentos con la cámara negra u obscura. La luz converge al atravesar un agujero transmitiendo la imagen del objeto. El objeto aparece en color pero invertido.

Alhacén sufrió la injusticia de los poderosos, tal y como le ocurrió posteriormente a Galileo Galilei. El soberano de Egipto en la época, Al-Hazim, le pidió a Alhacén, que era ya un reputado matemático cuando llegó a El Cairo, que estudiara un método para controlar las crecidas del Nilo, desde siempre un tema de crucial importancia en el país. Alhacén organizó una expedición a las fuentes del Nilo, y llegó a la conclusión de que la tarea era prácticamente imposible. El soberano no quedó muy contento con las previsiones de Alhacén, así que lo arrestó en su domicilio. Esto le sirvió para dedicarse a sus estudios, en multitud de temas, mientras fingía locura. A la muerte del califa, quedó liberado dejando ya de fingir esa locura, y aprovechó para proseguir sus estudios compaginándolos con numerosos viajes hasta su fallecimiento.

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Manuel de León (CSIC, Real Academia de Ciencias, Real Academia Canaria de Ciencias, ICSU).

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