بصريات إقليدس

علم البصريات ( باليونانية القديمة : Ὀπτικά ) هو عملٌ في هندسة الرؤية كتبه عالم الرياضيات اليوناني إقليدس حوالي عام 300 قبل الميلاد. أقدم مخطوطة باقية من كتاب البصريات مكتوبة باللغة اليونانية وتعود إلى القرن العاشر الميلادي.

يتناول هذا العمل بشكل شبه كامل هندسة الرؤية، مع إشارة ضئيلة إلى الجوانب الفيزيائية أو النفسية للبصر. لم يسبق لأي عالم غربي أن أولى اهتمامًا رياضيًا مماثلًا للرؤية. وقد أثر كتاب إقليدس " البصريات" على أعمال علماء وفناني عصر النهضة اليوناني والإسلامي والغربي الأوروبي اللاحقين، ويُنسب إليه أيضًا وضع أسس علم البصريات الكلاسيكي . ^{[ 1 ]}

لقد طوّر كتّابٌ سبقوا إقليدس نظرياتٍ حول الرؤية. إلا أن أعمالهم كانت في معظمها ذات طابعٍ فلسفي، وافتقرت إلى الرياضيات التي أدخلها إقليدس في كتابه " البصريات" . ^{[ 2 ]} انصبّت جهود الإغريق قبل إقليدس في المقام الأول على البُعد الفيزيائي للرؤية. فبينما اعتبر أفلاطون وإمبيدوكليس الشعاع المرئي "إشعاعًا نورانيًا أثيريًا"، ^{[ 3 ]} كان تناول إقليدس للرؤية بطريقةٍ رياضية جزءًا من الاتجاه الهلنستي الأوسع نطاقًا نحو قياس مجموعةٍ واسعة من المجالات العلمية.

نظراً لما أضافه علم البصريات من بُعد جديد لدراسة الرؤية، فقد أثّر على العلماء اللاحقين. وعلى وجه الخصوص، استخدم بطليموس المعالجة الرياضية لإقليدس للرؤية وفكرته عن المخروط البصري، بالإضافة إلى النظريات الفيزيائية، في كتابه " البصريات "، الذي وُصف بأنه "أحد أهم الأعمال في علم البصريات التي كُتبت قبل نيوتن". ^{[ 4 ]} كما استخدم فنانو عصر النهضة ، مثل برونليسكي وألبرتي ودورر، كتاب إقليدس "البصريات" في أعمالهم الخاصة بالمنظور الخطي . ^{[ 5 ]}

على غرار عمل إقليدس الأكثر شهرة في الهندسة، وهو كتاب العناصر ، يبدأ علم البصريات بعدد قليل من التعريفات والمسلمات ، والتي تُستخدم بعد ذلك لإثبات مجموعة من القضايا الهندسية المتعلقة بالرؤية عن طريق الاستدلال الاستنتاجي .

المسلمات في علم البصريات هي:

لنفترض

1. أن الأشعة المستقيمة الخارجة من العين تتباعد إلى ما لا نهاية؛
2. أن الشكل الذي تحتويه مجموعة من الأشعة البصرية هو مخروط رأسه عند العين وقاعدته عند سطح الأشياء المرئية؛
3. أن الأشياء التي تُرى والتي تسقط عليها الأشعة المرئية لا تُرى والتي لا تسقط عليها الأشعة المرئية؛
4. أن الأشياء التي تُرى من زاوية أكبر تبدو أكبر، وتلك التي تُرى من زاوية أصغر تبدو أصغر، وتلك التي تُرى من زوايا متساوية تبدو متساوية؛
5. أن الأشياء التي تُرى بواسطة الأشعة البصرية الأعلى تبدو أعلى، والأشياء التي تُرى بواسطة الأشعة البصرية الأدنى تبدو أدنى؛
6. وبالمثل، فإن الأشياء التي تراها الأشعة المتجهة إلى اليمين تظهر إلى اليمين، والأشياء التي تراها الأشعة المتجهة إلى اليسار تظهر إلى اليسار؛
7. إن الأشياء التي تُرى من زوايا متعددة تُرى بشكل أوضح. ^{[ 6 ]}

يتبع المعالجة الهندسية للموضوع نفس منهجية كتاب العناصر .

بحسب إقليدس، ترى العين الأجسام الواقعة ضمن مخروطها البصري. يتكون المخروط البصري من خطوط مستقيمة، أو أشعة بصرية، تمتد من العين إلى الخارج. هذه الأشعة البصرية منفصلة، ​​لكننا نرى صورة متصلة لأن أعيننا، وبالتالي أشعتنا البصرية، تتحرك بسرعة كبيرة. ^{[ 7 ]} ولأن الأشعة البصرية منفصلة، ​​فمن الممكن أن تقع أجسام صغيرة بينها دون أن تُرى. وهذا ما يفسر صعوبة البحث عن إبرة ساقطة. فعلى الرغم من أن الإبرة قد تكون ضمن مجال الرؤية، إلا أنها لن تُرى حتى تسقط عليها الأشعة البصرية للعين. ^{[ 8 ]} كما تفسر الأشعة البصرية المنفصلة وضوح أو ضبابية مظهر الأجسام. فبحسب الفرضية السابعة، كلما اقترب الجسم، زاد عدد الأشعة البصرية الساقطة عليه، وبالتالي ازداد وضوحه وتفصيله. هذه محاولة مبكرة لوصف ظاهرة التمييز البصري .

يتناول جزء كبير من العمل المنظور، أي كيف يبدو الجسم في الفضاء بالنسبة للعين. على سبيل المثال، في القضية الثامنة، يجادل إقليدس بأن الحجم المُدرَك للجسم لا يرتبط بمسافته عن العين بنسبة بسيطة. ^{[ 9 ]}

نُشرت ترجمة إنجليزية في مجلة الجمعية البصرية الأمريكية . ^{[ 10 ]}

• سميث، ماجستير (1996). نظرية بطليموس في الإدراك البصري: ترجمة إنجليزية لكتاب البصريات مع مقدمة وتعليق . فيلادلفيا: الجمعية الفلسفية الأمريكية.
• سميث، ماجستير (2014). من البصر إلى الضوء: الانتقال من البصريات القديمة إلى الحديثة . شيكاغو ولندن: مطبعة جامعة شيكاغو. رمز Bibcode : 2014fslp.book.....S .
• الترجمة الإنجليزية لكتاب إقليدس في البصريات
• النص اللاتيني لبصريات إقليدس من أوبرا إقليدس أمنية ، أد. جي إل هيبيرج، المجلد. سابعا