Введение
Наука, развитая и практиковавшаяся в исламский золотой век. Наука в средневековом исламском мире – это наука, развивавшаяся и практиковавшаяся в период исламского золотого века при Аббасидском халифате в Багдаде, Омейядах в Кордове, Аббадидах в Севилье, Саманидах, Зияридах и Буидах в Персии и за её пределами, приблизительно с 786 по 1258 год. Исламские научные достижения охватывали широкий спектр областей, особенно астрономию, математику и медицину. Другие области научных исследований включали алхимию и химию, ботанику и агрономию, географию и картографию, офтальмологию, фармакологию, физику и зоологию. Средневековая исламская наука преследовала как практические цели, так и стремление к пониманию. Например, астрономия была полезна для определения киблы – направления для молитвы, ботаника находила практическое применение в сельском хозяйстве, как в трудах Ибн Бассаля и Ибн аль-Аввама, а география позволяла Абу Зайду аль-Балхи создавать точные карты. Исламские математики, такие как Аль-Хорезми, Авиценна и Джамшид аль-Каши, внесли вклад в развитие алгебры, тригонометрии, геометрии и арабской нумерации. Исламские врачи описывали такие болезни, как оспа и корь, и оспаривали классическую греческую медицинскую теорию. Аль-Бируни, Авиценна и другие описывали способы приготовления сотен лекарств из лекарственных растений и химических соединений. Исламские физики, такие как Ибн аль-Хайсам, Аль-Бируни и другие, изучали оптику и механику, а также астрономию, и критиковали аристотелевское представление о движении. В средние века исламская наука процветала на обширной территории вокруг Средиземного моря и за его пределами на протяжении нескольких столетий, в различных учреждениях.
Science in the medieval Islamic world was the science developed and practised during the Islamic Golden Age under the Abbasid Caliphate of Baghdad, the Umayyads of Córdoba, the Abbadids of Seville, the Samanids, the Ziyarids and the Buyids in Persia and beyond, spanning the period roughly between 786 and 1258. Islamic scientific achievements encompassed a wide range of subject areas, especially astronomy, mathematics, and medicine. Other subjects of scientific inquiry included alchemy and chemistry, botany and agronomy, geography and cartography, ophthalmology, pharmacology, physics, and zoology. Medieval Islamic science had practical purposes as well as the goal of understanding. For example, astronomy was useful for determining the Qibla, the direction in which to pray, botany had practical application in agriculture, as in the works of Ibn Bassal and Ibn al 'Awwam, and geography enabled Abu Zayd al Balkhi to make accurate maps. Islamic mathematicians such as Al Khwarizmi, Avicenna and Jamshīd al Kāshī made advances in algebra, trigonometry, geometry and Arabic numerals. Islamic doctors described diseases like smallpox and measles, and challenged classical Greek medical theory. Al Biruni, Avicenna and others described the preparation of hundreds of drugs made from medicinal plants and chemical compounds. Islamic physicists such as Ibn Al Haytham, Al Bīrūnī and others studied optics and mechanics as well as astronomy, and criticised Aristotle's view of motion. During the Middle Ages, Islamic science flourished across a wide area around the Mediterranean Sea and further afield, for several centuries, in a wide range of institutions.
Контекст и история
Исламская эра началась в 622 году. Исламские армии в конечном итоге завоевали Аравию, Египет и Месопотамию, и успешно вытеснили персидскую и Византийскую империи из региона в течение нескольких десятилетий. В течение столетия ислам распространился до территории современной Португалии на западе и Центральной Азии на востоке. Исламский Золотой век (приблизительно между 786 и 1258 годами) охватывал период правления Аббасидского халифата (750–1258), характеризующийся стабильными политическими структурами и процветающей торговлей. Важнейшие религиозные и культурные произведения исламской империи были переведены на арабский язык, а иногда и на персидский. Исламская культура унаследовала влияние греческой, индийской, ассирийской и персидской цивилизаций. На основе ислама сформировалась новая общая цивилизация. Наступила эпоха расцвета культуры и инноваций, сопровождавшаяся быстрым ростом населения и городов. Арабская сельскохозяйственная революция в сельской местности привела к увеличению урожайности и совершенствованию сельскохозяйственных технологий, особенно в области орошения. Это обеспечивало поддержку растущего населения и способствовало расцвету культуры. Начиная с IX века, ученые, такие как Аль-Кинди, переводили на арабский язык индийские, ассирийские, сасанидские (персидские) и греческие знания, включая труды Аристотеля. Эти переводы способствовали прогрессу ученых во всем исламском мире. Исламская наука пережила первоначальную Реконкисту в Испании, включая падение Севильи в 1248 году, поскольку работа продолжалась в восточных центрах (например, в Персии). После завершения испанской Реконкисты в 1492 году исламский мир вступил в период экономического и культурного упадка.
Области исследования
Средневековые исламские научные достижения охватывали широкий спектр областей знания, особенно математику, астрономию и медицину.
Алхимия и химия
В ранний исламский период были заложены теоретические основы алхимии и химии. Теория о металлах, основанная на сере и ртути, впервые встречается в книге «Сирр аль-халика» («Тайна творения», ок. 750–850 гг., ошибочно приписываемой Аполлонию Тианскому), а также в трудах Джабира ибн Хайяна (написанных ок. 850–950 гг.) и оставалась основой теорий о составе металлов вплоть до XVIII века. Изумрудная скрижаль, загадочный текст, который все последующие алхимики, включая Исаака Ньютона, считали фундаментом своего искусства, впервые появляется в «Сирр аль-халика» и в одном из сочинений, приписываемых Джабиру. В практической химии труды Джабира и персидского алхимика и врача Абу Бакра аль-Рази (ок. 865–925 гг.) содержат самые ранние систематические классификации химических веществ. Алхимики также проявляли интерес к искусственному созданию этих веществ. Джабир описывает синтез хлорида аммония (нашатыря) из органических веществ, а Абу Бакр аль-Рази проводил эксперименты с нагреванием хлорида аммония, витриола и других солей, что в конечном итоге привело к открытию минеральных кислот латинскими алхимиками XIII века, такими как псевдо-Гебер. Аль-Баттани (850–922 гг.) точно определил продолжительность солнечного года. Он внес вклад в создание Толедских таблиц, которые астрономы использовали для предсказания движения Солнца, Луны и планет по небу. Коперник (1473–1543 гг.) позднее использовал некоторые из астрономических таблиц Аль-Баттани. Аль-Заркали (1028–1087 гг.) разработал более точный астролябиум, который использовался на протяжении многих веков. Он построил водяные часы в Толедо, обнаружил, что солнечный апогей медленно смещается относительно неподвижных звезд, и получил хорошее приближение его скорости изменения. Насир ад-Дин ат-Туси (1201–1274 гг.) написал важную редакцию небесной модели Птолемея II века. Когда ат-Туси стал астрологом Хулагу, ему предоставили обсерваторию и доступ к китайским методам и наблюдениям. Он развил тригонометрию как самостоятельную область науки и составил наиболее точные астрономические таблицы, доступные на тот момент.
Ботаника и агрономия
Изучение природы включало в себя детальное изучение растений. Проделанная работа оказалась напрямую полезной для беспрецедентного развития фармакологии в исламском мире. Использование и культивирование растений было задокументировано в XI веке Мухаммедом ибн Ибрахимом Ибн Бассалом из Толедо в его книге «Диван аль-филаха» (Двор сельского хозяйства), а также Ибн аль-Аввамом аль-Ишбили (также известным как Абуль-Хайр аль-Ишбили) из Севильи в его книге XII века «Китаб аль-Филаха» (Трактат о земледелии). Ибн Бассал много путешествовал по исламскому миру, вернувшись с обширными знаниями в области агрономии, которые способствовали Арабской сельскохозяйственной революции. Его практическая и систематическая книга описывает более 180 видов растений, а также способы их размножения и ухода за ними. В ней рассматривались листовые и корнеплоды, травы, специи и деревья.
География и картография
Распространение ислама по Западной Азии и Северной Африке способствовало беспрецедентному росту торговли и путешествий по суше и морю, простиравшихся вплоть до Юго-Восточной Азии, Китая, большей части Африки, Скандинавии и даже Исландии. Географы работали над составлением всё более точных карт известного мира, опираясь на множество существовавших, но фрагментарных источников. Абу Зайд аль-Балхи (850–934), основатель багдадской школы картографии Балхи, написал атлас под названием «Фигуры регионов» (Suwar al-aqalim). Аль-Бируни (973–1048) измерил радиус Земли, используя новый метод, основанный на наблюдении за высотой горы в Нандане (ныне на территории Пакистана). Аль-Идриси (1100–1166) нарисовал карту мира для Роджера II, норманнского короля Сицилии (правил в 1105–1154 годах). Он также написал «Табулу Рожериану» (Книгу Роджера) – географическое исследование народов, климата, ресурсов и промышленности всего известного в то время мира. Османский адмирал Пири Рейс (1470–1553) в 1513 году создал карту Нового Света и Западной Африки, используя карты из Греции, Португалии, мусульманские источники и, возможно, карты, составленные Христофором Колумбом. Он являлся частью значительной традиции османской картографии.
Математика
Исламские математики собирали, систематизировали и разъясняли математические знания, унаследованные от древнего Египта, Греции, Индии, Месопотамии и Персии, и продолжили вносить собственные инновации. Исламская математика охватывала алгебру, геометрию и арифметику. Алгебра в основном использовалась для развлечения: в то время она имела мало практических применений. Геометрия изучалась на разных уровнях. Некоторые тексты содержат практические геометрические правила для геодезии и измерения фигур. Теоретическая геометрия была необходимым условием для понимания астрономии и оптики и требовала многолетней сосредоточенной работы. В начале Аббасидского халифата (основан в 750 году), вскоре после основания Багдада в 762 году, группа ученых аль-Мансура переняла некоторые математические знания из доисламской персидской традиции в астрономии. В конце VIII века астрономы из Индии были приглашены ко двору халифа; они объяснили элементарные тригонометрические методы, используемые в индийской астрономии. Древнегреческие труды, такие как «Альмагест» Птолемея и «Начала» Евклида, были переведены на арабский язык. К второй половине IX века исламские математики уже вносили вклад в наиболее сложные разделы греческой геометрии. Исламская математика достигла своего расцвета в восточной части исламского мира между X и XII веками. Большинство средневековых исламских математиков писали на арабском, другие – на персидском языке. Аль-Хорезми (VIII–IX века) сыграл ключевую роль в принятии системы индийско-арабских цифр и развитии алгебры, ввел методы упрощения уравнений и использовал евклидову геометрию в своих доказательствах. Он первым стал рассматривать алгебру как самостоятельную научную дисциплину и представил первое систематическое решение линейных и квадратных уравнений. Ибн Исхак аль-Кинди (801–873) работал над криптографией для Аббасидского халифата и дал первое известное письменное объяснение криптоанализа и первое описание метода частотного анализа. Авиценна (980–1037) внес вклад в математические методы, такие как метод деления на девять. Табит ибн Курра (835–901) вычислил решение задачи о шахматной доске, включающей экспоненциальный ряд. Аль-Фараби (870–950) попытался геометрически описать повторяющиеся узоры, популярные в исламском декоративном искусстве, в своей книге «Духовные ремесла и природные секреты в деталях геометрических фигур». Омар Хайям (1048–1131), известный на Западе как поэт, вычислил длину года с точностью до 5 десятичных знаков и нашел геометрические решения всех 13 форм кубических уравнений, разработав некоторые квадратные уравнения, которые до сих пор используются. Джамшид аль-Каши (1380–1429) приписывают несколько теорем тригонометрии, включая теорему косинусов, также известную как теорема аль-Каши. Ему приписывают изобретение десятичных дробей и метод, подобный методу Хорнера, для вычисления корней. Он вычислил число π с точностью до 17 значащих цифр. Примерно в VII веке исламские ученые приняли систему индийско-арабских цифр, описывая их использование в стандартном тексте fī l-ḥisāb al-hindī («Об индийских числах»). Отличительный западноарабский вариант восточноарабских цифр начал формироваться около X века в Магрибе и Аль-Андалусе (иногда называемый губарскими цифрами, хотя этот термин не всегда принимается), который является прямым предком современных арабских цифр, используемых во всем мире.
Медицина
Исламское общество уделяло большое внимание медицине, следуя хадису, предписывающему заботу о здоровье. Его врачи унаследовали знания и традиционные медицинские представления от цивилизаций классической Греции, Рима, Сирии, Персии и Индии. Среди них были труды Гиппократа, такие как теория четырех типов жидкостей, и теории Галена. Аль-Рази (865–925) идентифицировал оспу и корь и признал лихорадку частью защитных сил организма. Он написал 23-томный сборник по медицине, включающий знания из Китая, Индии, Персии, Сирии и Греции. Аль-Рази подверг сомнению классическую греческую медицинскую теорию о регулировании жизненных процессов четырьмя типами жидкостей. Он критиковал работы Галена по ряду вопросов, в том числе эффективность кровопускания, утверждая, что оно действенно. Аль-Захрави (936–1013) был хирургом, наиболее важным сохранившимся трудом которого является «Аль-Тасриф» (Совокупность медицинских знаний). Это 30-томное издание, в основном посвященное медицинским симптомам, методам лечения и фармакологии. Последний том, посвященный хирургии, описывает хирургические инструменты, материалы и новаторские хирургические процедуры. Авиценна (980–1037) написал основополагающий медицинский учебник «Канон врачебной науки».
Оптика и офтальмология
В этот период оптика быстро развивалась. К IX веку появились работы по физиологической, геометрической и физической оптике. Среди рассматриваемых тем было отражение света в зеркалах. Хунейн ибн Исхак (809–873) написал книгу «Десять трактатов о глазе», которая оставалась влиятельной на Западе вплоть до XVII века. Аббас ибн Фирнас (810–887) разработал линзы для увеличения и улучшения зрения. Ибн Сахл (940–1000) открыл закон преломления, известный как закон Снеллиуса. Он использовал этот закон для создания первых асферических линз, фокусирующих свет без геометрических искажений. В XI веке Ибн аль-Хайтам (Альхазен, 965–1040) отверг греческие представления о зрении, будь то аристотелевская традиция, согласно которой форма воспринимаемого объекта проникает в глаз (но не его материя), или теория Евклида и Птолемея, утверждавшая, что глаз излучает луч. В своей книге «Оптика» Аль-Хайтам предположил, что зрение происходит благодаря световым лучам, формирующим конус, вершина которого находится в центре глаза. Он предположил, что свет отражается от различных поверхностей в разных направлениях, что и создает разное восприятие объектов. Он также утверждал, что математические законы отражения и преломления должны соответствовать анатомии глаза. Кроме того, он был одним из первых сторонников научного метода – концепции, согласно которой гипотеза должна быть доказана экспериментами, основанными на проверяемых процедурах или математических данных, за пять столетий до ученых эпохи Возрождения.
Фармакология
Прогресс в ботанике и химии в исламском мире способствовал развитию фармакологии. Мухаммад ибн Закария ар-Рази (Разес) (865–915) поощрял медицинское применение химических соединений. Абу аль-Касим аль-Захрави (Абулькасис) (936–1013) был пионером в приготовлении лекарств методами сублимации и дистилляции. Его "Liber servitoris" содержит инструкции по приготовлению "простых веществ", из которых составлялись сложные лекарственные средства, использовавшиеся в то время. Сабур ибн Сахл (ум. 869) был первым врачом, описавшим большое разнообразие лекарств и средств для лечения недугов. Аль-Муваффак в X веке написал труд "Основы истинных свойств лекарственных средств", в котором описал химические вещества, такие как оксид мышьяка и кремниевая кислота. Он различал карбонат натрия и карбонат калия, а также обратил внимание на ядовитость соединений меди, особенно медного купороса, и соединений свинца. Аль-Бируни (973–1050) написал "Китаб аль-Сайдала" ("Книга о лекарствах"), подробно описывая свойства лекарств, роль фармации и обязанности фармацевта. Ибн Сина (Авиценна) описал 700 препаратов, их свойства, механизм действия и показания к применению. В "Каноне врачебной науки" он посвятил целый том простым веществам. Труды Масавайха аль-Мардини (925–1015) и Ибн аль-Вафида (1008–1074) были напечатаны на латыни более пятидесяти раз, появившись как "De Medicinis universalibus et particularibus" Месуэ Младшего (ум. 1015) и как "Medicamentis simplicibus" Абенгефита (997–1074) соответственно. Пётр Абановский (1250–1316) перевёл и дополнил труд аль-Мардини под названием "De Veneris". Ибн аль-Байтар (1197–1248) в своем "Аль-Джами фи аль-Тибб" ("Всеобъемлющая книга о медицине") описал тысячу простых веществ и лекарств, основанных непосредственно на средиземноморских растениях, собранных вдоль всего побережья между Сирией и Испанией, впервые превзойдя объем знаний, представленный Диоскоридом в античные времена.
Физика
Области физики, изучаемые в этот период, кроме оптики и астрономии, которые описаны отдельно, являются аспектами механики: статика, динамика, кинематика и движение. В шестом веке Иоанн Филопон (490 – 570) отверг аристотелевское представление о движении. Он утверждал, что объект приобретает склонность к движению, когда на него воздействует движущая сила. В одиннадцатом веке Ибн Сина принял примерно ту же идею, а именно, что движущийся объект обладает силой, которая рассеивается внешними факторами, такими как сопротивление воздуха. Ибн Сина различал "силу" и "наклон" (майл); он утверждал, что объект получает майл, когда он противодействует своему естественному движению. Он заключил, что продолжение движения зависит от наклона, передаваемого объекту, и что объект остается в движении до тех пор, пока майл не исчерпается. Он также утверждал, что снаряд в вакууме не остановится, если на него не будет воздействовать внешняя сила. Эта точка зрения соответствует первому закону Ньютона о движении, закону инерции. Как неаристотелевское предложение, она была по большей части забыта, пока Жан Буридан (1295–1363), вероятно, под влиянием "Книги исцеления" Ибн Сины, не описал её как "импетус". Теория майла Ибн Сины пыталась установить связь между скоростью и весом движущегося объекта, что является предшественником концепции импульса. Аристотелевская теория движения утверждала, что постоянная сила производит равномерное движение; Абу'л Баракат аль-Багдади (1080 – 1164/5) не согласился с этим, утверждая, что скорость и ускорение – это разные вещи, и что сила пропорциональна ускорению, а не скорости. Братья Бану Муса, Джафар Мухаммад, Ахмад и аль-Хасан (начало IX века) изобрели автоматические устройства, описанные в их "Книге гениальных устройств". Вклад в эту область также внесли аль-Джазари и Ибн Маруф.
Зоология
Многие классические произведения, включая работы Аристотеля, были переданы с греческого на сирийский, затем на арабский и, наконец, на латинский язык в Средние века. Аристотелевская зоология оставалась доминирующей в своей области на протяжении двух тысяч лет. Kitāb al Hayawān (كتاب الحيوان, англ. Book of Animals) – это арабский перевод IX века трудов «История животных» (книги 1–10), «О частях животных» (книги 11–14) и «О происхождении животных» (книги 15–19). Эта книга упоминается Аль-Кинди (умер в 850 году) и комментируется Авиценной (Ибн Сина) в его «Книге исцеления». Авимпаце (Ибн Баджа) и Аверроэс (Ибн Рушд) комментировали и критиковали труды «О частях животных» и «О происхождении животных».
Значение
Мусульманские ученые способствовали заложению основ экспериментальной науки благодаря своему вкладу в научный метод и эмпирическому, экспериментальному и количественному подходу к научному познанию. В более широком смысле, главным достижением исламской науки было ее процветание на протяжении веков в различных учреждениях – от обсерваторий и библиотек до медресе, больниц и дворов – как в период расцвета исламской цивилизации, так и в последующие столетия. Это не привело к научной революции, подобной той, что произошла в ранней Новой Европе, однако подобные внешние сравнения, вероятно, следует отвергнуть, поскольку они навязывают успешной средневековой культуре "хронологически и культурно чуждые критерии".