西方虧欠伊斯蘭世界甚多。緊隨著羅馬帝國覆亡后的數(shù)世紀(jì)，歐洲進(jìn)入了黯淡的黑暗時(shí)代。希臘人辛苦獲得的知識(shí)大多消失或遭到遺忘。在6個(gè)世紀(jì)，甚至更長久的時(shí)期內(nèi)，西方科學(xué)凋零枯萎。不過自第8世紀(jì)起，掌握阿拉伯語的科學(xué)家、醫(yī)生與數(shù)學(xué)家翻譯與保存了古希臘的知識(shí)，在許多情況下還增加了更多知識(shí)。當(dāng)無知與迷信的烏云在中世紀(jì)末開始消散時(shí)，伊斯蘭科學(xué)已準(zhǔn)備好照亮前方的道路。長久遺失的希臘哲學(xué)與科學(xué)珍寶，將以阿拉伯文譯本的形式重回西方的懷抱，其中還伴隨著偉大伊斯蘭教思想家的貢獻(xiàn)，例如醫(yī)生阿維森納（Avicenna）、物理學(xué)家比魯尼（al-Biruni）以及數(shù)學(xué)家花拉子密（al-Khwarizmi）等。當(dāng)然，其中最具原創(chuàng)性與影響力的，是西方所熟知的海桑（Alhazen，原名為ibn al-Haitham，約965—1040）。

如同早他1250年的阿基米德，以及晚他675年的牛頓，海桑具備偉大的數(shù)學(xué)能力，能夠從謹(jǐn)慎挑選的事實(shí)中建構(gòu)出通用的理論，同時(shí)兼具實(shí)驗(yàn)才能。此外，如同哥白尼與伽利略，他也擁有偉大的獨(dú)立思想。他在自傳中寫道，從小他就立志尋找真理，并將這份決心歸功于“好運(yùn)、神的啟示或者根本是一種瘋狂”。

海桑擁有偉大的思想已毋庸置疑，很不幸地，正因他擅長所有領(lǐng)域的知識(shí)，再加上性格可能有點(diǎn)夸大，所以幾乎身陷嚴(yán)重的麻煩。在前一個(gè)千禧年結(jié)束時(shí)，埃及哈里發(fā)（譯注：Caliph，伊斯蘭教執(zhí)掌政教大權(quán)的領(lǐng)袖）哈基姆（Al-Hakim）聽說海桑曾自夸知道一種控制尼羅河泛濫的方法，就“邀請(qǐng)”這位學(xué)者來埃及，這顯然是個(gè)海桑無法拒絕的邀請(qǐng)。他離開自己的家鄉(xiāng)巴士拉（Basra，位于今伊拉克境內(nèi)）并辭去行政官員的職務(wù)，前往開羅。當(dāng)這位哈里發(fā)以盛大的儀式歡迎他時(shí)，他感到憂喜參半。海桑率領(lǐng)一支勘探團(tuán)，沿尼羅河而上，來到靠近亞斯文（Aswan）的瀑布附近，并且很快就發(fā)現(xiàn)他的做法沒有用。根據(jù)兩種不同的來源顯示，他非常害怕哈基姆發(fā)怒，因此假裝發(fā)瘋。一直等到哈基姆于公元1021年過世后，海桑才重拾自己的研究。據(jù)說他靠著抄寫古代的手稿為生。

在那些古代著作中，有亞里士多德、伊壁鳩魯、蓋倫（Galen）、歐幾里得與托勒密關(guān)于光學(xué)的研究。他們對(duì)光線和視覺的本質(zhì)，都沒有達(dá)成共識(shí)。原子論者伊壁鳩魯主張物體持續(xù)釋放出原子薄膜，如同蛇蛻下的皮；這些幻影（simulacra）將物體的形狀與顏色帶入眼中。亞里士多德并不相信原子，反而主張物體把它們的形狀與色彩“性質(zhì)”，送過空中，進(jìn)入眼里。柏拉圖、歐幾里得與托勒密都支持把眼睛當(dāng)成視覺來源的主流理論，但細(xì)節(jié)仍有分歧。柏拉圖主張眼睛發(fā)送出一種火。歐幾里得與托勒密寫道，眼睛會(huì)發(fā)送出精確的光線，借以感知世界。醫(yī)師蓋倫則更進(jìn)一步地闡揚(yáng)眼睛的角色，主張腦把視覺靈魂沿視神經(jīng)發(fā)送，一直穿過眼睛與空中。這種強(qiáng)大的發(fā)射力量將眼睛與物體之間的空氣，變?yōu)楦兄哽`魂的延伸。

海桑將光線與視覺的研究，建構(gòu)于扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)與理論基礎(chǔ)之上。他使用自己設(shè)計(jì)的各種裝置，有系統(tǒng)地研究光線的傳輸、反射與折射，并以數(shù)學(xué)方法分析自己的發(fā)現(xiàn)。他擷取古代理論有用的部分，加上自己的發(fā)現(xiàn)后，完成了這項(xiàng)偉大的成就，首度建立起在物理學(xué)、數(shù)學(xué)與生理學(xué)上都合理的光與視覺理論。

海桑顯然并不敬畏古代學(xué)者，摒棄所有主張眼睛會(huì)發(fā)射或輻射出物體的理論。他觀察到亮光（例如太陽光）會(huì)造成眼內(nèi)實(shí)際的痛楚，并且問到為什么眼睛只要一睜開，就能立刻使整個(gè)天空充滿亮光。對(duì)他而言，眼睛顯然是為了感光而設(shè)計(jì)的，光是真實(shí)的，而且能夠造成眼睛的變化，還有光是從會(huì)發(fā)亮或反射的物體來到眼睛。他也駁斥原子論者所謂皮狀影像從空中飄來的理論，認(rèn)為這種理論非?；闹?。怎么可能會(huì)有東西將它自己的副本，一次發(fā)送給數(shù)百或數(shù)千人？一座山的幻影怎么可能塞進(jìn)眼睛微小的瞳孔？

海桑根據(jù)實(shí)驗(yàn)，理出光線的基本事實(shí)。他使用一種暗箱（camera obscura）來追蹤光束，這種暗箱就像一間暗室，光可以透過一個(gè)小孔照進(jìn)來。他證明了光是以直線行進(jìn)的，而且不同來源的光線可以交錯(cuò)而不混合在一起。他制造球形、圓柱形與拋物面鏡，然后進(jìn)行系統(tǒng)化的實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)分析，研究它們?nèi)绾畏瓷涔饩€并形成影像。他運(yùn)用一種能讓數(shù)代的科學(xué)家敬畏的幾何證明，在曲面鏡上找到可以反射任兩點(diǎn)間的光線的點(diǎn)。他發(fā)現(xiàn)了球面像差現(xiàn)象，以及拋物面鏡可以使來自遠(yuǎn)端的光線聚焦。他做了一系列的折射實(shí)驗(yàn)，并且能正確地發(fā)現(xiàn)光在行經(jīng)密度較高的介質(zhì)時(shí)，速度會(huì)變慢。他憑直覺了解到費(fèi)馬（Fermat）的最短時(shí)間原理。他聰明地區(qū)分光線運(yùn)動(dòng)的水平與垂直成分，以分析折射與反射。簡言之，他出色地重建了光學(xué)科學(xué)。

然而，海桑并未發(fā)現(xiàn)眼睛究竟如何制造出物體的影像。他了解光線會(huì)從物體表面的各點(diǎn)，向所有方向發(fā)射而出，因此眼睛瞳孔內(nèi)的每一個(gè)點(diǎn)必然都會(huì)從物體的每個(gè)部位接收光線。他的偉大創(chuàng)見在于眼睛必定將物體上的每一個(gè)點(diǎn)，與眼睛內(nèi)的點(diǎn)建立一對(duì)一的關(guān)系，這解開了千年之久的視覺之謎。影像并非一個(gè)物體，而是一種轉(zhuǎn)化，一張有許多色彩的圖像。

海桑所提出的機(jī)制其實(shí)不太正確。他主張眼睛只會(huì)對(duì)垂直照射到眼睛表面與水晶體表面的光線產(chǎn)生反應(yīng)。他使用理想化的眼睛模型，其中角膜的表面與水晶體的前端形成平行的弧。然后他以簡單的幾何學(xué)證明，直接射向眼睛表面的光線，能保留物體上各點(diǎn)的空間關(guān)系。從孩子頭部反射出來的光線射在水晶體上的位置，會(huì)在從他腳射出來的光線上方；來自他右耳的光線射在水晶體的位置，會(huì)在從他鼻子射出來的光線右邊。海桑立論的根據(jù)在于以某個(gè)角度射入眼睛的光線，會(huì)因?yàn)檎凵涠內(nèi)酰⑶彝茰y眼睛對(duì)垂直進(jìn)入的光線比較敏感。開普勒在600年后，終于完成由海桑起頭的研究，他追蹤所有抵達(dá)眼睛的光線，無論是垂直或折射的，最終在視網(wǎng)膜上形成倒影。不過打破所有古代權(quán)威的仍是海桑，他了解影像是一對(duì)一的對(duì)應(yīng)，而不是飄浮的皮或射出靈魂的產(chǎn)物。

海桑偉大的巨作《 光學(xué)理論 》（Treasury of Optics）大約在13世紀(jì)以手稿的形式傳到西方。首先了解它的人之一是培根（Roger Bacon），他的光學(xué)觀念（以及實(shí)驗(yàn)方法）就是以此為根基。這本著作于1572年首度在巴塞爾（Basle）印制。從培根到開普勒等科學(xué)家都受到海桑的影響，連吉貝爾蒂（Loranzo Ghiberti）與達(dá)?芬奇這類藝術(shù)家也同樣受到他的影響。海桑向西方科學(xué)所展示的不僅是光線與視覺的觀念，還有如何進(jìn)行科學(xué)思考。他是第一位將系統(tǒng)化的實(shí)驗(yàn)、嚴(yán)格的數(shù)學(xué)分析與實(shí)際的理論結(jié)合在一起的科學(xué)家。若培根是將科學(xué)實(shí)驗(yàn)的觀念傳遞到西方的水晶體，那么他所聚焦的發(fā)光人物必然就是阿布?阿里?哈桑?伊本?阿爾-海桑（Abu Ali Hasan ibn al-Haitham）。