《人類科學(xué)技術(shù)史-160》阿拉伯中世紀(jì)物理學(xué)

阿拉伯中世紀(jì)物理學(xué)

中世紀(jì)阿拉伯人繼承和發(fā)展了古希臘的科學(xué)和文化，從而創(chuàng)造了燦爛的阿拉伯文明。在物理學(xué)方面，阿拉伯人也大量吸收了古希臘的科學(xué)成就。阿基米德、亞里士多德、托勒密等人的著作被翻譯成阿拉伯文。從10世紀(jì)以后，阿拉伯人在物理學(xué)上做了許多工作，尤其是在光學(xué)和靜力學(xué)方面成果顯著。

在光學(xué)方面，阿拉伯最杰出的物理學(xué)家是阿勒.哈增(約965-1038）。他曾在埃及任大臣，著有《光學(xué)全書》。阿勒.哈增從希臘人那里學(xué)到了"反射定律"——光反射時反射角等于入射角。在此基礎(chǔ)上，他又進(jìn)一步指出：入射光線、反射光線和法線都在同一平面上。

阿勒.哈增還糾正了托勒密的折射定律。托勒密斷言：入射角與反射角成正比。阿勒.哈增特地做了一個實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。他把一個帶有刻度的圓盤垂直地放置，一半浸入水中。入射光通過盤邊的小孔和中心的小孔射入，入射角和反射角可以從圓盤上的刻度準(zhǔn)確讀出。他發(fā)現(xiàn)：入射光線、折射光線和法線在同一平面上；托勒密的折射定律只有在入射角較小時才近似成立。可惜，他也未能得出正確的折射公式。

阿勒.哈增研究過球面鏡和拋物柱面鏡。他發(fā)現(xiàn)：平行于主軸的光線入射到球面鏡上時，則反射到這個軸上。為此，他提出了著名的"阿勒.哈增問題"：在發(fā)光點(diǎn)和眼睛已定的情況下，尋找球面鏡、圓錐面鏡和圓柱面鏡上的反射點(diǎn)。他對這個問題進(jìn)行了詳細(xì)的討論。

阿勒.哈增還研究了視覺生理學(xué)。當(dāng)時在阿拉伯的沙漠和熱帶地區(qū)眼病盛行，因此阿拉伯的眼病研究很發(fā)達(dá)。阿拉伯人很早已經(jīng)能用手術(shù)處理眼病，關(guān)注到了眼睛的生理構(gòu)造。阿勒.哈增是最早使用了"網(wǎng)膜"、"角膜"、"玻璃體"、"前房液"等術(shù)語的人。他認(rèn)為視覺是在玻璃體中得到的。他還反對由柏拉圖和歐幾里德提出的關(guān)于視覺是由眼睛發(fā)出光線的學(xué)說，而贊成德謨克利特的觀點(diǎn)，認(rèn)為光線是從被觀察的物體以球面形式發(fā)射出來的。

阿勒.哈增對光學(xué)的研究，有力地促進(jìn)了現(xiàn)代光學(xué)的誕生。

在力學(xué)方面，阿爾.哈茲尼(生卒年不詳）作出了重要的貢獻(xiàn)。他在公元1137年發(fā)表的《智慧秤的故事》一文中，詳細(xì)地描繪了他自己發(fā)明的帶有5個秤盤的桿秤。它既可以作為桿秤使用，也可用一個可動的秤盤在沒有砝碼的情況下測量重物，還可以在水中測定物體的重量。阿爾.哈茲尼用智慧秤測物體重量，同時使用一個帶有向下傾斜的噴嘴的容器，把水灌滿容器至噴嘴口，然后把物體浸入容器，通過測量溢出的水重可以確定物體的體積。他用這個方法確定了一些物質(zhì)的密度。

阿爾.哈茲尼還發(fā)現(xiàn)空氣也有重量，因此他把阿基米德的浮力定律從液體推廣到空氣中。他發(fā)現(xiàn)"大氣的密度隨高度的不斷增加，其密度越來越小，因此物體在不同高度測量時，重量會有所不同。"這也是很重要的力學(xué)規(guī)律。

他還以路程與時間之比給出了速度的概念。

阿拉伯的物理學(xué)研究和它的經(jīng)濟(jì)發(fā)展聯(lián)系極為緊密。在度過了從公元10世紀(jì)到12世紀(jì)的鼎盛時期后，由于阿拉伯內(nèi)部灌溉農(nóng)業(yè)管理不善；外部承受了基督徒十字軍的打擊以及蒙古人、韃靼人的入侵。內(nèi)外交困的阿拉伯經(jīng)濟(jì)衰敗了，阿拉伯物理學(xué)與數(shù)學(xué)一樣，也隨之衰落了。

阿拉伯的物理學(xué)主要是繼承了希臘人的成果，并有所創(chuàng)新。阿拉伯物理學(xué)為中世紀(jì)的歐洲提供了豐富的資料、實(shí)驗(yàn)、理論和方法，有力地推動了歐洲物理學(xué)的復(fù)興。