Ibn al-Haytham, le savant qui a mis la lumière à l'épreuve

De Bassora au Caire

Al-Hasan ibn al-Haytham naît en 965 à Bassora, dans le sud de l'actuel Irak, et meurt vers 1040 au Caire, en Égypte. En Europe, on l'appellera plus tard Alhazen, une déformation latine de son prénom.

À cette époque, le monde musulman compte plusieurs grands centres de savoir, de Cordoue, en Espagne, jusqu'à Bagdad et au Caire. Des savants de religions et d'origines diverses y lisent en arabe les œuvres des Grecs Euclide, Aristote ou Ptolémée, les discutent et les prolongent.

Tout quitter pour la science

D'après les récits anciens, le jeune Ibn al-Haytham occupe d'abord un poste dans l'administration de Bassora. Mais il se passionne pour la science, surtout après avoir lu Aristote, et finit par tout quitter pour s'y consacrer entièrement.

Sa réputation gagne l'Égypte, où règne le calife al-Hakim, un souverain qui protège les savants et possède une grande bibliothèque, mais qui est aussi connu pour sa cruauté et ses décisions imprévisibles.

Un échec, et une étrange histoire

Des biographes écrivant après sa mort racontent la suite. Ibn al-Haytham aurait proposé de régler les crues du Nil par de grands ouvrages. Al-Hakim le fait venir et lui confie une équipe d'ingénieurs. Mais en remontant le fleuve, Ibn al-Haytham comprend que son projet est irréalisable, et il revient l'avouer.

Craignant la colère du calife, il aurait alors fait semblant d'être fou et serait resté enfermé chez lui jusqu'à la mort d'al-Hakim, en 1021. C'est pendant ces années d'isolement qu'il aurait écrit son œuvre la plus célèbre.

Cette histoire est-elle vraie ? Les sources anciennes se contredisent sur plusieurs points, et les historiens la prennent avec prudence. D'après le même biographe, il passe la fin de sa vie au Caire, à écrire, à enseigner et à copier des livres pour gagner sa vie.

La grande question : comment voit-on ?

Depuis l'Antiquité, deux idées s'affrontent. Pour certains savants, l'œil envoie des rayons qui vont « toucher » les objets. Pour d'autres, quelque chose entre dans l'œil depuis l'objet.

Ibn al-Haytham tranche en s'appuyant sur l'expérience. La lumière vient d'une source, le Soleil ou un feu ; elle frappe les objets, rebondit sur eux et entre dans nos yeux. Nous voyons un objet parce que la lumière qu'il renvoie arrive jusqu'à nous. Il remarque aussi que la lumière est de même nature, qu'elle vienne du Soleil, d'une flamme ou d'un miroir.

Cela paraît évident aujourd'hui. Ça ne l'était pas il y a mille ans. Pour comprendre ce qu'est la lumière, voir La lumière et les couleurs.

Le Livre de l'optique

Son grand ouvrage, le Kitab al-Manazir, compte sept volumes. On traduit souvent son titre par Livre de l'optique, mais son sens est plus large, proche de Livre de la vision. Il y étudie :

• la structure de l'œil, et la façon dont on perçoit les formes et les distances ;
• les erreurs de la vue et les illusions ;
• la réflexion, c'est-à-dire la façon dont la lumière rebondit sur un miroir, plat ou courbe ;
• la réfraction, la façon dont la lumière est déviée quand elle passe de l'air à l'eau ou au verre, ce qui fait paraître brisé un bâton plongé dans l'eau.

Il étudie aussi la chambre noire : dans une pièce obscure percée d'un tout petit trou, l'image de ce qui se trouve dehors apparaît à l'envers sur le mur d'en face. Il s'en sert pour étudier le trajet de la lumière. C'est le principe que reprendront, bien des siècles plus tard, les appareils photo.

Comment : douter, mesurer, vérifier

Ce qui frappe le plus chez Ibn al-Haytham, c'est sa méthode. Au début de son livre, il annonce qu'il va examiner les idées admises d'un œil critique, rester prudent avant de conclure, et chercher la vérité sans se laisser guider par les opinions ou les préjugés.

Il ne se contente pas de raisonner : il fabrique des instruments, par exemple un appareil en cuivre pour mesurer la réflexion sur différents miroirs, et il soumet ses idées à l'expérience.

Il ose aussi critiquer les plus grands. Dans un livre intitulé Doutes sur Ptolémée, il relève des contradictions chez ce savant grec que tout le monde admirait depuis des siècles.

Enfin, il a énormément travaillé : on lui attribue plus de quatre-vingt-dix ouvrages, en optique, en astronomie et en mathématiques, dont 55 nous sont parvenus.

Ce que la légende oublie

• Il s'est aussi trompé. Son explication de l'intérieur de l'œil est fausse sur plusieurs points : il ignorait qu'une partie de l'œil fonctionne comme une lentille, qui forme une image au fond de l'œil.
• Il n'était pas toujours cohérent. Très critique envers Ptolémée dans ses Doutes, il reprend pourtant ses idées sans les discuter dans un autre livre, écrit pour le grand public.
• « Le premier vrai scientifique » ? C'est exagéré. On lit parfois qu'il a inventé à lui seul la méthode scientifique, ou l'appareil photo. L'Unesco le présente comme un pionnier de la méthode expérimentale, et sa façon de travailler ressemble en effet à celle de la science moderne. Mais il s'appuyait sur les savants grecs qu'il lisait, et la science expérimentale s'est construite ensuite pendant des siècles, avec bien d'autres. Certains aspects de son œuvre font d'ailleurs encore débat chez les historiens des sciences.
• Sa vie reste mal connue. L'histoire de la folie simulée vient de biographes plus tardifs, et les récits ne concordent pas entre eux.

Ce qu'il a laissé

Son livre a été traduit en latin sous le titre De aspectibus et lu en Europe pendant des siècles : l'Anglais Roger Bacon, le Français René Descartes ou le Néerlandais Christiaan Huygens ont connu ses travaux.

En 2015, l'Année internationale de la lumière, conduite par l'Unesco, a célébré les mille ans de son Livre de l'optique. Un cratère de la Lune et un astéroïde portent son nom latin, Alhazen.

Lunettes, appareils photo, microscopes, fibres optiques qui transportent Internet sous les océans : tout cela repose sur l'optique, dont il a été l'un des grands bâtisseurs. Et chaque fois qu'on vérifie une idée par l'expérience au lieu de la croire parce qu'une autorité l'a dite, on suit le chemin qu'il recommandait.