【按：2013年12月20日聯合國第六十八屆會議決定 將 2015年設定為Internatinoal Year of Light and Ligght-based Technologies，即光和光基技術國際年 ，簡稱國際光年。在一系列紀念活動中，有近代光學之父之稱的穆斯林科學家伊本•海賽姆及其成就再次成為焦點。】

古代希臘的學者對光也有一些出色細緻的探討。他們也很早就知道應用火鏡，在希臘古劇作家阿裡斯托芬（Aristophanes，西元前446—385年）的劇本《雲》（西元前４２４年寫成）中就有一段“用透明的石頭（玻璃）點火”的對話。古希臘學者對於光視覺有過很認真的探討。畢達哥拉斯（Py-thagoras，西元前570—496年）和德謨克裡特（De-mocritus，西元前460—371年）等人認為視覺是由物體射出的某種微粒達到眼睛形成的；而恩培多克勒（Empedocles，西元前493？—433？年）、柏拉圖（Plato，西元前427—343年）和歐幾裡得（Eu-clid，西元前330？—275？年）等人認為視覺是眼睛發出某種東西，遇到物體發出別的東西形成的。柏拉圖學派曾講授過光的直線行進以及反射，知道反射角與入射角相等，歐幾裡得的著作《反射光學》（Catoptrics）也探討過反射。幾百年後，托勒密（Ptoleemy，西元２世紀）甚至探討過折射現象，測量過折射角和入射角，知道兩者角度小時大體成比例，列成表放在他的光學著作裡。

這些光學的文明曙光之後，人類對光現象的認識有一段漫長的等待才在西元１０世紀左右迎來真正的晨輝。這次文明的光芒發自阿拉伯世界，其代表就是2015國際光年要紀念的阿拉伯學者伊本•海賽姆（Ibn Al Haythem，拉丁文名AL-hazen，西元965—1040）。

約在西元8世紀，伊斯蘭教的阿拉伯國家興起，學者們翻譯並研究了從希臘人圖書館搶救出來的希臘古籍，承繼了其科學思想，出現了科學史上的阿拉伯時代。伊本•海賽姆就是這個時代阿拉伯學者的傑出代表。伊本•海賽姆出生在巴格達，長期在開羅居住並在那裡去世。他是當時傑出的數學家、天文學家、光學家。他一生著述甚多，其中不少由中世紀的歐洲學者從阿拉伯文翻譯成拉丁文，得以流傳下來，最負盛名的是在1015年前後若干年寫成的《光學》（Book of optics）7卷，這部書全面發展了希臘學者對光的認識。書的1～3卷是討論光視覺的，他贊成畢達哥拉斯和德謨克裡特等人的觀點，認為視覺感受來源於被看見的物體的光；他在書中研究了光的進入、眼的結構、像的形成，特別依據解剖學著作詳細敘述和描繪了人眼，以致至今一些眼的醫學術語都沿用他書中用詞的拉丁譯文（如角膜、玻璃體等）。《光學》的４～７卷通過描述實際的實驗來說明光的直線傳輸，反射和折射，包括應用不同的球面鏡、圓柱面鏡和圓錐面鏡等。他發現平行於主軸的光線入射到柱面鏡上時，都將反射交會到這個軸上；進一步提出了後人稱道的“Alhazen問題”：在發光點和眼睛的位置已定的情況下，尋找球面鏡、圓柱面鏡和圓錐面鏡上的反射點。特別值得一提的是，他還指出光的反射現象中除反射角等於入射角外，還有“兩者在一個平面內”，從而最終完成了光的反射定律；另外，他設計了一個和現代教學實驗基本類似的帶刻度圓盤，垂直放置在水面，仔細測量了光進入水的入射角和折射角，指出托勒密認為的兩者角度成比例是不對的，可惜也沒有進一步得到折射定律。他還非常清楚地分析了小孔暗箱的作用。由於他的這一著作對後世歐洲學者的巨大影響，所以不少西方學者把他看成為“近代光學之父”（the father of modern optics）。

海賽姆的光學書封面

光視覺和眼的結構

 他的另一貢獻是開創了科學的研究方法論。他強調用實驗驗證理性的思索。他說過：“如果一個科學家的目標是尋求真理，那麼他必須使自己成為他讀到的東西的‘敵人’。”因而用實驗去檢驗那些寫出的東西，而不是盲目地接受它為真理。這與後世發展出的現代研究方法論的精髓是一致的。

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【節選自《光學千年—— 國際光年概觀光學千年發展》】

作者簡介：李師群 ，男 ，教授 ，主要從事量子光學和光子學物理的科研和教學工作 ，研 究方向是玻色－愛因斯坦凝聚 ，納米光子學 ．

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