Traité d'optique (Alhacen) - Définition

Volumes

Livre I

Dans le Livre I, Ibn al-Haytham commence par une introduction sur les deux doctrines de la vision qui dominaient auparavant la pensée antique sur l'optique : la théorie de l'intromission des partisans de la philosophie naturelle(Aristote et ses disciples) selon laquelle la vision est assurée par une forme en provenance de l'objet observé et dirigée vers l’œil , et la théorie des émissions des mathématiciens (comme Euclide, Ptolémée et Al-Kindi) selon laquelle la vision est assurée par un rayon émis à partir de l'œil vers l'objet visible. Il déclare :

« Ces deux théories semblent diverger et se contredire l’une l’autre si elles sont prises au pied de la lettre. Cependant, si l’on examine chacune des deux différentes doctrines, il existe deux hypothèses, soit l'une d'entre elle est vraie et l'autre fausse, soit elles sont toutes les deux fausses, la vérité étant à rechercher dans une théorie qui n’est aucune des deux, ou encore toutes les deux peuvent conduire à une autre doctrine qui serait la bonne … Cela étant le cas… et parce que la manière dont fonctionne la vision n'a pas été vérifiée, nous avons cru approprié de porter toute notre attention sur ce sujet et de nous appliquer sérieusement à l’examiner, et de nous enquérir avec diligence de sa nature. »

— Alhazen

Il affirme que ses recherches et ses investigations sur la lumière seront basées sur l’expérimentation et les preuves plutôt que sur la théorie abstraite et il décrit l'approche systématique qu'il utilisera pour résoudre le problème de la vision dans ses études sur l'optique :

« Nous devons distinguer les propriétés des éléments et recueillir par induction ce qui a trait à l'oeil pendant la vision et ce qui dans la sensation perçue se trouve être uniforme, immuable, manifeste et ne soit l'objet d'aucun doute. Ensuite nous devons progresser dans notre enquête et nos raisonnements, progressivement et avec méthode, pour critiquer les postulats et aboutir avec prudence aux conclusions - notre objectif dans tout ce qui fera l'objet d'une inspection et d'un examen pour parvenir à notre but, est de ne pas suivre aveuglément les préjugés, et de prendre garde dans tout ce que nous jugeons et critiquons que nous cherchons la vérité et de ne pas nous laisser influencer par une opinion préconçue. »

— Alhazen

Il a apporté la première explication correcte de la manière dont la vision est perçue par les rayons de lumière voyageant en ligne droite d'un objet à l'œil :

« Les lignes droites [existent entre] la surface de l'oeil [et] chaque point de la surface d’un objet. Une étude expérimentale de ce fait peut être facilement réalisée avec l'aide de règles et de tubes. [...] Si… on obture une partie de l'ouverture, seule sera masquée la partie de l’objet… qui se trouve sur une ligne droite entre l'œil et le corps observé, la rectitude étant vérifiée par la rectitude de la règle et du tube, [...] Il résulte de cette expérience, avec une évidence qui dissipe le doute, que l’œil ne perçoit pas comme visible tout objet situé dans la même ambiance, cette perception ne peut se réaliser uniquement que par la réflexion de la lumière et en suivant des lignes droites qu’on peut prolonger par l’imagination entre la surface de l'objet et la surface de l'œil. La vue ne perçoit aucun objet sauf s’il existe un peu de lumière provenant de l'objet, soit que l’objet soit lui-même lumineux soit qu’il soit éclairé par la lumière rayonnant d'un autre objet. »

— Alhazen

Ibn al-Haytham résolut ensuite le problème en expliquant que c’est la lumière qui voyage en provenance des objets visibles vers l'œil, plutôt que le formes physiques mentionnées par les physiciens et que les rayons qui créent la vision voyagent dans l'oeil, plutôt que de voyager hors des yeux comme le croyaient les mathématiciens. L’essentiel du volume est donc dédié à des expériences et à des investigations sur la lumière. Il commence par diviser la lumière en lumière principale, la lumière rayonnée par un corps lumineux et lumière secondaire, la lumière réfléchie par une autre surface. A côté d'une lampe, d’un feu et des étoiles, il cite le soleil, comme lumière principale, tous les autres objets visibles (comme les oiseaux, les arbres, les pierres et les herbes) qui reflètent la lumière du soleil comme lumière secondaire. Il s'est rendu compte que l 'atmosphère reflète également la lumière, à partir de ses observations sur l’éclaircissement du ciel avant même que le soleil se lève. À l'appui de sa théorie de l’intromission, il décrit un certain nombre d'observations où les yeux éprouvent une douleur lorsqu'ils sont exposés à une lumière vive (lumière principale) et où les yeux perçoivent une image persistante après avoir fixé un objet illuminé (lumière secondaire) pendant une longue période de temps. Il note également que la lumière est toujours la même pour chaque source, qu’on utilise le soleil, le feu ou un miroir par exemple. Il examine ensuite la structure anatomique de l'œil et propose la première application d'une chambre noire.

Livres II–III

Le Livre II du traité contient une discussion sur la perception visuelle. Dans le Livre III, il a été le pionnier de la psychologie de la perception visuelle et de l’illusion d'optique et a été le premier scientifique à faire valoir que la vision se produit dans le cerveau, plutôt que dans les yeux. Il a fait observer que l'expérience personnelle a un effet sur ce que les gens voient et comment ils le voient et que la vision et la perception sont subjectives. Il a expliqué les erreurs éventuelles de la vision en détail et à titre d'exemple, décrit comment un petit enfant avec moins d'expérience peut avoir davantage de difficultés à interpréter ce qu'il/elle voit. Il donne également l’exemple d'un adulte qui peut faire des erreurs dans la vision selon la façon dont sa propre expérience lui suggère qu'il/elle voit une chose, quand il/elle voit en réalité autre chose.

Livres IV–VII

Le Livre IV traite de la théorie mathématique de la réflexion, alors que le Livre V traite de la catoptrique et du fameux problème d'Alhazen. Le Livre VI examine les erreurs de la vision dues à la réflexion, tandis que le volume final, Le livre VII, examine la réfraction.