Достижения арабских ученых

Достижения арабских ученых

Содержание

Введение

Достижения арабских ученых

Заключение

Список литературы

Введение

В отличие от античности, средневековая наука не предложила новых фундаментальных программ, но в то же время она не ограничивалась только пассивным усвоением достижений античной науки. Ее вклад в развитие научного знания состоял в том, что был предложен целый ряд новых интерпретаций и уточнений античной науки, ряд новых понятий и методов исследования, которые разрушали античные научные программы, подготавливая почву для механики Нового времени.

Эпоха Средневековья в Европе сопровождалась закатом классической греко-римской культуры и значительным усилением влияния церкви на общество, особенно на культурную, научную жизнь. Следствием этого явилось возникновение и усиление противоречий между наукой и схоластическим догматическим богословием.

Со второй половины VIII века естествознание стало развиваться в основном на Востоке, а не в Европе. Для Средневекового Востока — восточной окраины Римской империи - характерно отсутствие религиозного давления на науку, здесь в X веке возникают первые университеты, сначала - в Багдаде, потом в Каире. Отметим, что в Европе первые университеты появились гораздо позже - лишь в ХП-ХШ веках. Благодаря усилиям арабских ученых возникает алгебра, разрабатывается учение об очень точном взвешивании - теория весов, появляются прецизионные измерения, что позволяет точно измерять плотность, объем. Арабский язык стал языком науки, чему способствовало учение о двойственности истины - религиозная и научно-философская, что позволяло арабской цивилизации обходиться без инквизиции. До ХП-ХШ веков европейское естествознание переживало длительный период упадка, тогда как на Востоке, напротив, наблюдалось интенсивное развитие науки. Благодаря интенсивной переводческой деятельности арабских ученых в IX веке были изданы все основные сочинения великих мыслителей античности, в частности, на арабский язык были переведены «Начала» Евклида и трактаты Аристотеля. Так европейские - древнегреческие - естественнонаучные достижения получили известность в арабском мире, способствуя развитию в странах Востока астрономии, математики, механики.

Средневековым арабским ученым принадлежат и наибольшие успехи в становлении химии. Арабские химики достигли в своих исследованиях существенного прогресса, благодаря их работам алхимия постепенно превращалась в химию. Эти достижения способствовали возникновению во времена позднего Средневековья европейской химии.

В XI веке европейская цивилизация пришла в соприкосновение с культурными богатствами арабской цивилизации - научные трактаты, переведенные с арабского языка на европейские языки стали мощными стимулами восприятия, усвоения знаний Востока представителями европейских народов.

Большую роль в подъеме средневекового европейского естествознания сыграли университеты (Парижский, Болонский, Оксфордский, Пражский, Кембриджский и др.), которые стали образовываться, начиная с XII века. Первоначально университеты предназначались для подготовки духовенства, но уже тогда в них преподавались математические и естественнонаучные дисциплины. Вместе с тем, процесс познания в эпоху Средневековья ограничивался в основном изучением отдельных явлений и легко укладывался в умозрительные натурфилософские схемы мироздания, выдвинутые еще в период античности (главным образом в учении Аристотеля).

Достижения арабских ученых

IX–XII вв. – расцвет науки в арабоязычных странах. Багдад, ставший столицей халифата, превратился в крупный научный центр. Здесь трудилась большая группа ученых, переводчиков и переписчиков, переводя и комментируя произведения Платона, Аристотеля, Евклида, Архимеда, Птолемея. Работа не сводилась к простому копированию чужих исследований. Арабские ученые продолжали эти исследования и выполняли новые, строили обсерватории, конструировали приборы, вели самостоятельные наблюдения. Материал для математических задач давала широко развитая торговля восточных купцов. Дальние путешествия способствовали развитию астрономии и географии, развитию ремесел, развитию экспериментальной науки.

С 786 по 809 гг. халифатом правил Гарун аль-Рашид, известный нам по сказкам «Тысячи и одной ночи». Этот халиф покровительствовал развитию естественных наук и математики. При нем в Багдаде была открыта большая библиотека. Каждый знатный человек желал иметь в своей свите как можно больше выдающихся поэтов, ученых, знатоков Корана. Чем более известные люди его окружали, тем выше были его престиж и слава. В больших городах при мечетях строились высшие мусульманские школы – медресе.

Сын Гаруна аль-Рашида, халиф аль-Мамун, объединил ученых в своего рода академию, названную Домом мудрости. При Доме мудрости имелась хорошо оборудованная обсерватория. Интересно, что в мирный договор с византийским императором по требованию аль-Мамуна был внесен пункт о передаче ему многочисленных греческих рукописей. Среди них в руки арабов попало, и было переведено на арабский язык «Великое математическое построение» Птолемея. Именно в арабских переводах пришли на кафедры средневековой Европы «Механика» Герона, «Пневматика» Филона, труды Аристотеля, Птолемея, Архимеда.

Одним из ученых, работавших в Доме мудрости в Багдаде был Мухаммед аль-Хорезми (787–ок. 850 гг.). Заслуги аль-Хорезми в математике и астрономии столь велики, что даже имя его, которое в средневековой Европе записывали как Algoritmus, стало математическим термином. В сочинении аль-Хорезми впервые в литературе на арабском языке была дана таблица синусов и введен тангенс, зиджи (таблицы) аль-Хорезми по астрономии использовали впоследствии астрономы, как Востока, так и Европы. Наибольшую славу ученому принесли его математические труды. Арифметический трактат аль-Хорезми познакомил Европу с индийской позиционной системой чисел, нулем, арабскими цифрами, арифметическими действиями с целыми числами и дробями.

В алгебраическом трактате аль-Хорезми «Краткая книга восполнения и противостояния» введены два особых действия. Первое – восполнение (аль-джебр) – состоит в перенесении отрицательного числа из одной части уравнения в другую. От арабского аль-джебр и произошло современное слово алгебра. Некий математик так выразил правило аль-джебр:

При решении уравнения, Если в части одной, Безразлично какой, Встретится член отрицательный, Мы к обеим частям Равный член придадим, Только с знаком другим, И найдем результат положительный.

Второе действие – валь-мукабала (противопоставление) – сокращение равных членов в обеих частях уравнения.

Занимался аль-Хорезми и механикой. Этой науке посвящена одна из глав его «Книги наук». В этой книге даны описания машин и руководство по их применению, есть раздел, посвященный военным машинам и пневматическим устройствам.

Великими учеными средневекового Востока были Абу Али ибн Сина (ок. 980–1037), которого в Европе звали Авиценной, и аль-Бируни (973–ок. 1050). До нас дошла переписка этих ученых в связи с комментированием сочинений Аристотеля (трактаты «О небе», «Физика»). Переписка состоит из вопросов аль-Бируни и ответов Ибн-Сины. Например, Авиценна считал, как и Аристотель, что тяжелые элементы стремятся к центру Земли, легкие – удаляются от него. Аль-Бируни полагал, что все без исключения тела стремятся к центру Земли. Интересно, что на момент переписки аль-Бируни было 25 лет, Ибн Сине – 18.

Великий энциклопедист Авиценна был философом, врачом, поэтом, астрономом. Его знаменитый трактат по медицине «Канон врачебной науки», переведенный на латынь, а затем на европейские языки, был в течение ряда веков настольной книгой врачей Запада и Востока. Эта медицинская энциклопедия содержит сведения по анатомии и физиологии человека, терапии, фармакологии, открытия Ибн-Сины в области внутренних и кожных заболеваний. По авторитету его «Канон» можно сравнить лишь с трудом Аристотеля по философии.

Была написана Авиценной и «Книга знаний» – средневековая энциклопедия. В ней есть главы, посвященные механике. Ибн-Сина рассматривает простые механизмы: рычаг, блок – ворот, клин, винт и их комбинации, которые частью отсутствуют у Герона.

Ибн-Сина, сыгравший огромную роль в развитии философии и естественных наук, неоднократно в течение своей жизни заключался в тюрьму и изгонялся, а труды его, признававшиеся еретическими, сжигались, что подчеркивает его новаторство в науке и расхождение с догмами ислама.

Абу Райхан аль-Бируни родился в 973 г. в городе Кяте – главном городе Хорезма (теперь это город Бируни в Узбекистане). В возрасте двадцати одного года он начал заниматься астрономией, проводить астрономические измерения. После государственного переворота Бируни покидает Хорезм и десять лет живет на чужбине, но и здесь занимается наукой. По возвращении становится одним из государственных деятелей Хорезма. В 1017 г. властитель Хорасана и Афганистана Махмуд завоевал Хорезм, и Бируни вместе с другими пленными был отправлен в Газни, где прожил тринадцать лет. Все эти годы аль-Бируни вел научную работу, став ученым-энциклопедистом, охватывавшим весь спектр современных ему наук. За двенадцать лет до смерти аль-Бируни подсчитал, что написал сто тринадцать научных трудов, многие из которых имели по семьсот и более страниц. Ему принадлежат «Книга о лечебных веществах», «Минералогия», книга по географии и астрономии «Индия», большой труд по астрономии и геометрии «Канон Масуда».

«Канон» этот состоит из одиннадцати книг и охватывает общую картину мира, хронологию, тригонометрию, астрономию, географию, движение Солнца и Луны, затмения, звезды, движение планет. Начинается сочинение описанием картины мира, согласно системе Птолемея, далее рассматриваются календари различных народов, приводятся результаты измерений диаметра и окружности Земли, координаты шестисот населенных пунктов, положения планет.

Правитель страны, султан Масуд, за этот труд прислал ученому вьюк серебра. Но аль-Бируни не принял дара: «Этот груз удержит меня от научной работы. Мудрые люди знают, что серебро уходит, а наука остается. Я же исхожу из веления разума и никогда не продам вечное, непреходящее научное знание за кратковременный мишурный блеск».

Мудрецу аль-Бируни принадлежат слова: «...наслаждения телесные тому, кто испытывает их, оставляют после себя страдания и приводят к болезням. И это в противоположность наслаждению, которое испытывает душа, когда она что-нибудь познает, ибо такое наслаждение, начавшись, все время возрастает, не останавливаясь у какого-либо предела».

Достижения аль-Бируни огромны, отметим важнейшие:

– изготовил один из первых научных глобусов, на котором были отмечены населенные пункты, так что можно было определять их координаты; – сконструировал несколько приборов для определения географической широты, которые описал в «Геодезии»: широта Бухары, по его данным, 39° 20', по современным – 39° 48'; широта Чарджоу соответственно 39° 12' и 39° 08'; – тригонометрическим способом определил радиус Земли, получив примерно 6403 км (по современным данным – 6371 км); – определил угол наклона эклиптики к экватору, установив его вековые изменения. Расхождения между его данными (1020 г.) и современными составляют 45''; – оценил расстояние до Луны как 664 земных радиуса; – составил каталог 1029 звезд, положения которых вычислил заново из более ранних арабских зиджей; – считал Солнце и звезды огненными шарами, Луну и планеты – темными телами, отражающими свет; утверждал, что звезды в сотни раз больше Земли и подобны Солнцу; – заметил существование двойных звезд; – создал шаровую астролябию, что позволило следить за восходом и заходом звезд, за их движением на разных широтах и решать большое число задач.

Аль-Бируни научился определять неприступные расстояния, и его способом пользуются до сих пор. Рассмотрим этот способ.

Чтобы определить ширину оврага ВС, аль-Бируни предлагает построить два прямоугольных треугольника АВС и ACD с общей стороной АС. Наблюдатель в точке А при помощи астролябии измеряет угол ВАС и строит такой же – САМ. Точку на отрезке АМ закрепляет вехой. После этого, продолжив направление прямой ВС в сторону вехи М, отыскивает точку D, которая лежит на пересечении ВС и АМ. Теперь измеряет DC, это расстояние равно искомому расстоянию ВС.

Измерить радиус Земли аль-Бируни удалось во время поездки в Индию. Угол «понижения горизонта» а он определил с помощью астролябии, а высоту горы, с которой производил измерения, – с помощью сконструированного им высотомера. Пусть h = AD – высота горы, AB и AM – касательные к поверхности Земли, OD – радиус Земли, CMB – видимый горизонт.

Из рисунка видно, что R=(R+h)cosa, т.е.

Заслугой аль-Бируни является определение удельных весов (плотностей) драгоценных камней и металлов. Для измерения объема им был сконструирован отливной сосуд. Измерения отличались высокой точностью (сравните данные аль-Бируни и современные в г/см³):

Бируни выяснил, что удельные веса холодной и горячей, пресной и соленой воды различны, и измерил их. В Европе аналогичные измерения были проведены в эпоху Возрождения, после того как Галилей соорудил гидростатические весы.

Определением удельных весов, техникой и теорией взвешивания занимались мудрецы Востока Омар Хайям и его ученик ал-Хазини. Выдающийся поэт и ученый арабского мира Омар Хайям (ок. 1048–ок. 1123) родился в городе Нишапуре на востоке Ирана. В течение жизни Омар Хайям жил и работал в Самарканде, Бухаре, Исфахане. Хайям развил теорию кубических уравнений, написал математический трактат «Комментарий к трудным постулатам книги Евклида», труд «Трактат о доказательствах задач алгебры и валь-мукабалы».

Когда ученый был молодым, Среднюю Азию и Иран завоевали турки-сельджуки. В 1074 г. Омар Хайям был приглашен в столицу сельджуков Исфахан для работы в обсерватории, где ему покровительствовал султан Малик-шах. Хайям стал главой обсерватории, работал над реформой календаря, составил «Астрономические таблицы Малик-шаха». Придуманный им солнечный календарь Лаплас спустя семьсот лет назвал самым точным. В основу календаря был положен 33-летний цикл смены високосных лет (в течение 33 лет восемь високосных). Год начинался с весеннего равноденствия. Весенние и летние месяцы длились тридцать один день, все остальные – тридцать. В простые годы последний месяц имел двадцать девять дней. Ошибка в сутки в таком календаре накапливалась за пять тысяч лет. Почти тысячу лет пользовались этим календарем в Иране и отменили его лишь в 1976 г.

В 1092 г. султан Малик-шах умер, обсерваторию закрыли, Хайяма обвинили в безбожии, он вынужден был совершить паломничество в Мекку. Скончался Омар Хайям в бедности в родном Нишапуре.

Свои научные труды Омар Хайям писал по-арабски, а на языке фарси он писал четверостишия – рубаи, известные сейчас всему миру.

Омар Хайям вместе со своим учеником аль-Хазини занимался теорией взвешивания. Он, например, ставил задачу «узнать количество серебра и золота в состоящем из них теле». Исходными данными служили вес в воздухе и в воде двух произвольных слитков серебра и золота и вес рассматриваемого тела. Здесь Хайям распространяет закон Архимеда на предметы, находящиеся в воздухе.

Поставленную задачу Хайям решил двумя способами. В сочинении аль-Хазини «Книга о весах мудрости», написанной в 1124 г., описаны специально сконструированные для этих целей весы. Их основными частями являлись градуированное коромысло и пять чашек, которые можно было передвигать по коромыслу и подвешивать одну под другой. Автор «Книги» так описывал весы:

– отличают изменение веса на один мискаль (4,464 г), хотя полная нагрузка составляет 1000 мискалей; – отличают чистый металл от подделки; – дают сведения о компонентах металлических тел без отделения одного от другого; – позволяют определить вещество взвешиваемого предмета по его виду, отличаясь от других весов, которые не отличают золото от камня.

Таким образом, «весы мудрости» позволяли решать ряд практических задач: определять чистоту металла, распознавать сплавы, устанавливать истинную ценность денежной монеты, отличать подлинные камни от подделок.

Ученые Древнего Востока достигли значительных успехов в таком разделе физики, как оптика. Крупный шаг в области развития оптики после Птолемея был сделан Абу Али ибн аль-Хайсамом из города Басры (965–1039). В Европе этот ученый стал известен под именем Альгазена. Его труд «Сокровище оптики» дошел до нас в латинском переводе, изданном в Базеле в 1572 г.

Трактат разделен на семь книг, из них первые три посвящены глазу и зрению. Альгазен впервые в истории оптики дает анатомическое описание глаза. Для него, бесспорно, что зрение вызывается внешними лучами, приходящими в глаз от предметов, причем изображение формируется внутри хрусталика, прежде чем достигает зрительного нерва.

Последняя книга трактата – об отражении и преломлении в прозрачных средах. Альгазен развивал теорию Лукреция о том, что свет – это поток частиц, и отражение рассматривал как механическое явление: «Свет отражается в те части, откуда прибыл, вдоль по прямой так же наклонной, как и первоначальная».

Изучая преломление света, Альгазен повторил опыты Птолемея, достигнув большей точности, но до понятия показателя преломления не дошел. Правда, ему принадлежит заслуга открытия того факта, что лучи падающий, преломленный и перпендикуляр к границе раздела лежат в одной плоскости.

Изучал Альгазен и зеркала. Он различал семь видов зеркал: плоские, выпуклые, вогнутые, цилиндрические, конические, выпуклые и вогнутые сферические. Изучая отражение света от вогнутых зеркал, ученый установил, что фокусировка тем лучше, чем больше диаметр зеркала. В Европе это значительно позднее обнаружил Роджер Бэкон.

Улугбек (1394–1449) – внук завоевателя Тимура. За тридцать пять лет своих походов Тимур создал огромную империю, ядром которой была страна между Амударьей и Сырдарьей со столицей в Самарканде. Благодаря огромным богатствам, награбленным Тимуром, Самарканд украшался и процветал. Строились дворцы, мечети, медресе, разбивались роскошные сады. Самарканд был центром ремесел, торговли и научной мысли. 22 марта 1394 г. у третьего сына Тимура, Шахруха, родился сын Мухаммед Тарагай. Именно этого мальчика стали называть впоследствии великим беком – Улугбеком. С юности он проявлял большую склонность к наукам, особенно к математике и астрономии. Читая рукописи и общаясь с видными учеными, он приобрел обширные познания. Свою власть, а с пятнадцати лет юноша становится правителем Самарканда, Улугбек направляет на развитие наук и образования, строит медресе, читает в них лекции.

В 1428–1429 гг. в двух километрах от Самарканда по проекту Улугбека была построена астрономическая обсерватория, ставшая самой знаменитой на Востоке. Ее трехъярусное цилиндрическое здание диаметром более 48 м и высотой не менее 30 м было сооружено на холме и возвышалось над местностью на высоту современного 12–13-этажного здания. Главным ее инструментом был громадный стенной квадрант радиусом 40,2 м. Мраморная дуга квадранта имела ширину 2 м. Верхним концом она упиралась в крышу обсерватории, а нижним уходила на 10 м под землю, в вырубленную в скале траншею. Свет от небесного светила проникал в помещение сквозь отверстие в верхней части. Изображение получалось на экране, который мог перемещаться в желобе, проходившем по центральной части дуги квадранта. Общая длина дуги составляла 60 м, градус соответствовал 70,2 см.

Основные результаты наблюдений оставались непревзойденными несколько веков. Главный труд Улугбека – «Новые астрономические таблицы» с каталогом 1018 звезд. Там также были рассмотрены системы летосчисления разных народов, представлены таблицы переходов между ними, определены координаты 638 городов Европы и Азии, включая Русь, наклон эклиптики к экватору, моменты затмений Луны и Солнца, рассчитана продолжительность звездного года: 365 сут. 6 ч 10 мин 8 с, истинная продолжительность звездного года – 365 сут. 6 ч 9 мин 15 с, т.е. ошибка не превышала 1 мин! Интерес к трудам Улугбека был настолько велик, что его звездные таблицы издавались в Лондоне трижды в течение пятнадцати лет (в 1650, 1652, 1665 гг.). В середине XIX в. таблицы вновь были изданы Лондонским королевским астрономическим обществом.

Научные труды Улугбека восстановили против него шейхов, которые нашли опору в старшем сыне Улугбека, Абдуллатифе. Между сыном и отцом возникла вражда. Абдуллатиф восстал против отца, опираясь на часть войска, и выиграл решающее сражение. Тайный суд шейхов выдал разрешительную «фетву на убийство», и 27 октября 1449 г. Улугбек был убит. Сейчас тело великого ученого покоится в мавзолее Гур-Эмир в Самарканде.

Заключение

Таким образом, эпоху Средневековья были сделаны первые шаги вперед от того рубежа, на котором остановились античные мыслители, но наука еще не могла подняться до раскрытия объективных законов природы; естествознание - в его нынешнем понимании - еще не сформировалось. Оно находилось в стадии своеобразной «преднауки», «протонауки». Вместе с тем следует признать, что решающий переход из Средневековья в Новое время европейцы совершили, когда изобрели книгопечатный станок с подвижным металлическим шрифтом. В 1454 году немецкий книгопечатник Иоганн Гутенберг (1394-1468) напечатал первые 300 экземпляров Библии. Изобретение машинного книгопечатания положило начало информационной революции - настолько же важного события, как появление алфавита в Элладе в VIII веке до н.э. или электронных вычислительных машин в середине XX веке. В 1482 году в Венеции была впервые напечатано сочинение Евклида «Начала». Для естествознания это стало знаком того, что закончилось Средневековье и началось Возрождение и переход к Новому времени.

Литература

Дорфман Я.Г. Всемирная история физики с древнейших времен до конца XVIII века.– М.: Наука, 1974.

Кедров Б.М., Розенфельд Б.А. Абу Райхан Бируни. – М.: Наука, 1973.

Кудрявцев П.С. Курс истории физики. – М.: Просвещение, 1982.

Леонов Н.И. Улугбек – великий астроном XV века. – М.: Издательство технико-теоретической литературы, 1950.

Спасский Б.И. История физики. – М.: Высшая школа, 1977.