Phóng to

Tác phẩm chính của ông, cuốn Almageste, đã trở thành nền tảng của thiên văn học trong suốt mười ba thế kỷ – cho tới tận khi Copernic, vào năm 1543, đã trục xuất Trái Đất khỏi vị trí trung tâm của thế giới để đặt vào đó Mặt Trời. Ptolémée cũng là tác giả của một tác phẩm về quang học nhưng rất tiếc đã không được lưu giữ đầy đủ, và chỉ một phần của nó là còn lại đến ngày nay.

Lý thuyết về thị giác của Ptolémée về cơ bản giống với lý thuyết thị giác của Euclide. Nhưng, vốn là người có óc quan sát, ông chú ý đến các kết quả thực nghiệm của lý thuyết nhiều hơn Euclide, người mới chỉ dừng lại ở bình diện toán học trừu tượng. Ptolémée cũng cho rằng mắt đồng thời vừa là máy phát vừa là máy thu: mắt phát ra các “tia thị giác” có cùng bản chất với ánh sáng và màu sắc. Ngay khi chúng ta mở mắt, dòng thị giác lan truyền một cách tức thời theo vô số hướng, và chúng ta tri giác được mọi thứ mà dòng này chạm đến vào thời điểm trời đủ sáng. Ptolémée cũng đưa ra tiên đề về “mặt nón thị giác”, nhưng khác với Euclide, ông cho rằng mặt nón này không chứa một tập hợp các “tia thị giác” tách biệt, mà chứa một continuum các tia có mật độ lớn nhất ở trung tâm, tại đó mắt nhìn thấy rõ nhất, nhưng giảm dần ở rìa mép nơi các chi tiết nhoè mờ hơn. Ptolémée giải thích rằng nếu các tia là tách biệt, thì các vật ở rất xa, như một ngôi sao chẳng hạn, sẽ có nhiều khả năng rơi vào giữa hai tia và do vậy không thể nhìn thấy được. Nhưng thực tế không phải như thế. Theo ông, “mặt nón thị giác” bản thân nó không đủ; còn cần phải có thêm ánh sáng bên ngoài để được khởi phát sự hoạt động của nó. Chẳng hạn, khi “mặt nón thị giác” quét lên bề mặt của một vật, nó chỉ tương tác với vật ấy nếu có ánh sáng xung quanh. Ánh sáng bên ngoài này càng mạnh thì tương tác càng mạnh. Điều này giải thích tại sao chúng ta không nhìn được trong bóng tối.

Ptolémée cũng suy nghĩ về hành trạng của ánh sáng khi nó phản xạ trên một bề mặt (định luật phản xạ) hay đổi hướng khi đi từ môi trường này sang môi trường khác, như đi từ không khí sang nước, chẳng hạn (định luật khúc xạ). Ông cũng là người đầu tiên miêu tả các màu hòa trộn với nhau như thế nào không chỉ trên bảng màu của người hoạ sĩ, mà còn cả trong mắt nữa. Để làm điều này, ông vẽ các màu khác nhau trên một bánh xe sau đó quay bánh xe thật nhanh. Mắt không có đủ thời gian để phân biệt từng màu một, mà chỉ nhìn thấy các màu này bị trộn vào nhau. Ngoài vận tốc, ông còn nhận thấy rằng sự hòa trộn các màu còn có thể là kết quả của khoảng cách: một bức tranh ghép các màu sáng nhìn từ xa có thể cho ấn tượng về màu xám.