Достижения арабских ученых (стр. 2 из 3)
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):
– золото: 19,05 и 19,32; – серебро: 10,43 и 10,50; – медь: 8,70 и 8,94; – железо: 7,87 и 7,85; – олово: 7,32 и 7,31.
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.