光是怎样传播的？

暗箱的诞生

阿拉伯学者穆哈默德·本·哈桑·本·海什木·巴士拉是最早进行系统性实验的科学家之一。

公元965年，海什木出生在伊拉克的巴士拉，后来他曾在巴格达求学。四十多岁的时候，海什木听说尼罗河每年都会泛滥，于是他冒冒失失地给埃及的哈里发写了一封信，毛遂自荐，试图解决这个问题。哈里发高兴地邀请他去开罗，并为他举行了盛大的欢迎仪式，希望他真能解决这个痼疾。

海什木计划在如今的阿斯旺地区修筑一道水坝，这个主意听起来很有道理，但他没有想到建坝的工程居然如此浩大。海什木一路南行到了阿斯旺，他发现尼罗河宽达1英里（约1.6千米），虽然河水的干流分成了几个小的支流，但这样的规模依然超出了他的预想。以当时的技术，完全不可能修建这么长的堤坝，但海什木不敢坦承自己的失误，因为他知道，严酷残暴的哈里发一定会砍掉他的头。所以海什木决定装疯，“疯子海什木”被软禁了十年，直到1021年哈里发去世。

研究眼睛的工作机制

在这十年里，海什木潜心研究光学，为此他做了一系列相关实验。刚开始他研究的是眼睛的工作机制。欧几里得、托勒密和其他学者曾经提出，要看见某件物品——例如一棵树——我们的眼睛会向外射出一束光，照亮那棵树，然后树把光反射回眼睛里，形成图像。亚里士多德则认为，物体的影子会直接投射到我们的眼睛里。

海什木觉得这些说法都站不住脚。无论如何，光是外界客观存在的事物。白天的阳光会照亮万物，树木、房屋、人类，一切物体都会反射光线，照进我们的眼睛。正如海什木所说：“如果有一束光照亮了一件有颜色的物品，那么所有颜色和光一定都来自最初的光源。”我们只需要睁开眼睛，让光涌进来就可以了。为了弄清眼睛里面有什么，海什木曾经解剖过牛眼，他还画了精美的示意图来阐释人类眼睛的结构和工作机制。

海什木说，月亮靠近地平线的时候看起来更大，是因为地面上有树木和其他物品作为参照，月亮看起来很远，所以显得很大。而当明月孤零零地高悬在天空中的时候，它看起来更近，所以似乎就变小了。

暗箱

海什木猜测，光可能是沿直线传播的，因为物体在阳光下的投影边缘都相当清晰。为了证明这一点，他设计了暗箱，这个词的原意是“黑屋子”。暗箱实际上就是一间小黑屋，其中一侧的遮板上有个小孔，遮板对面是一堵白墙或者一块屏幕。埃及灿烂的阳光照亮了外面的世界，也透过小孔照进了小黑屋，将图像投射在对面的墙上。墙上的投影是左右上下颠倒的，但是毫无疑问，你的确可以通过投影看到外面的世界，图像是活动的，而且还有颜色。目睹这一切的人震惊不已，他们从没见到过这样的投影。

海什木解释说，要形成这样的图像，穿过小孔的光必然是沿直线传播的，否则你只会看到一大团各种颜色杂糅的模糊的影子。

他也在晚上做过暗箱实验，这时候外面一片漆黑，唯一的光来自三盏吊灯。而在暗箱里面，小孔对面的白墙上出现了三个光点，它们分别来自外面的三盏灯。吊灯、小孔和光斑之间形成了一条直线，只要用手挡在某盏灯与光斑之间的线上，墙上的光斑就会消失。这个实验有力地证明了光是沿直线传播的。

光学书

海什木还做过一些关于透镜、镜子、反射和折射的实验，他把自己的理论和实验归纳起来，撰写了一本《光学书》。这是世界上最早的实验科学著作，几个世纪后，列奥纳多·达·芬奇、伽利略、笛卡儿和艾萨克·牛顿都对它推崇不已。海什木一共写过两百多本书，但留存下来的只有大约五十本。

不过最重要的是，海什木堪称世界上最早的科学家。有人认为，海什木是科学方法的奠基人，他从不轻信其他作者的论述，而是通过系统地观察研究物理现象，然后根据现象归纳出理论：

“追求真理的人在阅读他人著作时应该把对方视为假想敌……然后从任何可能的角度攻击对方的论述。对于自己的观点，也同样不可掉以轻心，必须以最严格的方法进行检验，以免被偏见左右，或者一时心软。”