Ottica e oftalmologia

Visione e luce . Strettamente legato alla matematica e alla fisica, il campo dell'ottica cerca di rispondere a domande su cosa e come le persone vedono. Riflettendo su ciò che la gente vede, gli scienziati musulmani hanno approfondito il regno della filosofia e della religione. Persone in diverse tradizioni di fede si sono chieste se il mondo fisico sia la realtà reale o una sorta di entità irreale che nasconde la realtà di Dio. Mentre i musulmani si sono uniti ad altre tradizioni in quel dibattito, hanno anche fatto enormi passi avanti nello scoprire come funziona la visione. L'ottica esamina anche le proprietà fisiche della luce, esaminando le domande su cosa rende un arcobaleno o perché le immagini sembrano distorte quando vengono riflesse su una superficie convessa o concava rispetto a una superficie piatta. La matematica e la fisica erano gli strumenti necessari per rispondere a queste domande.

Il padre dell'ottica moderna . Mentre i primi studiosi musulmani studiavano anche l'ottica moderna, per lo più accettavano fonti greche - in particolare Aristotele, Tolomeo ed Euclide - inclusa la loro affermazione che la visione fuoriesce dagli occhi. Aristotele in particolare aveva scritto che gli occhi emettono raggi di luce che illuminano gli oggetti che si vedono. Nell'undicesimo secolo, tuttavia, lo studioso musulmano Ibn al-Haytham (chiamato Alhazen in Occidente) fece ricerche in Egitto e in Spagna che lo portarono a trarre conclusioni su

la natura della luce e della visione che contraddiceva gli insegnamenti dei Greci e gli valse il titolo di "Padre dell'ottica moderna". Ibn al-Haytham ha scoperto che gli occhi ricevono la luce riflessa dagli oggetti, invece di emetterla. Ha così stabilito la vera base scientifica per la visione. Il passo successivo è stato comprendere la natura della luce e come l'occhio trasforma la luce in visione. Ibn al-Haytham ha dedicato praticamente tutta la sua vita adulta a sofisticati esperimenti progettati per rispondere ad alcune di queste domande.

La natura della luce . Ibn al-Haytham e gli scienziati musulmani hanno contribuito molto alla comprensione della natura della luce rifratta. Ibn al-Haytham ha scritto di quello che è successo alla luce quando è passata attraverso sostanze trasparenti come l'acqua, l'aria e il vetro. Ha anche fatto esperimenti sulla dispersione della luce bianca nei colori dello spettro ed è stato così in grado di spiegare come la luce che viaggia attraverso l'atmosfera può creare un arcobaleno. Questi studi lo hanno portato ad altre scoperte sull'atmosfera. Ha scoperto che diventa meno denso ad altitudini più elevate e quindi rifrange la luce in modi diversi. Scoprendo che il crepuscolo inizia quando il sole è diciannove gradi sotto l'orizzonte, è stato in grado di calcolare lo spessore dell'atmosfera terrestre. Ha scritto un intero libro descrivendo come le varie condizioni atmosferiche creano diversi colori di un tramonto. Le opere di Ibn al-Haytham sulla luce e sugli specchi e le loro qualità riflettenti hanno avuto una forte influenza su artisti e architetti rinascimentali, che cercavano di comprendere il concetto di prospettiva e come riprodurre su tela l'effetto visivo dello spazio tridimensionale.

L'occhio umano . Ibn al-Haytham ha disegnato diagrammi di come la visione penetra nell'occhio attraverso la luce che viene riflessa o rifratta da oggetti fisici. È stato il primo scienziato a proporre la teoria che la visione è il risultato del funzionamento dell'occhio, del nervo ottico e del cervello. Questi studi hanno influenzato le opere di Roger Bacon e Leonardo da Vinci. Un altro studioso musulmano, al-Zahrawi, aveva condotto ampi studi sull'occhio nel X e all'inizio dell'XI secolo, scrivendo testi sulla chirurgia oculare e descrivendo come aveva rimosso la cataratta estraendola dall'occhio con un ago cavo. Il medico dell'XI secolo Ibn Sina (Avicenna in latino) fu il primo scienziato a descrivere l'anatomia dell'occhio in grande dettaglio, identificando parti come la cornea, l'iride, la retina, il cristallino, l'acqua interna, il nervo ottico e il chiasma ottico che conduce i nervi ottici al cervello.