Развитие науки на средневековом востоке

В VI в. арабы захватили огромную территорию – Сирию, Иран, Египет, Пиренейский полуостров и дошли до границ Индии и Китая. Под властью арабов находились также территории современного Таджикистана, Туркмении, Узбекистана. В VII в. н.э. в Аравии среди кочевых арабских племен возникла одна из мировых религий – ислам, которая по сути являлась религией торговцев.

Однако единое государство арабов просуществовало недолго. Уже с VIII в. из него начали выделяться самостоятельные государства. Однако, в отличие от средневековой Европы, восточные государства были тесно связаны экономически, поэтому и культура, и язык имели много общего.

На начальном этапе ислам поставил себе целью завоевание мира. Однако завоеватели не разрушали культурные ценности завоеванных стран, а приспосабливали к своим идеологическим приоритетам. Заинтересованные в расширении торговли и производства на территории покоренных стран арабские князья поощряли развитие специальных естественнонаучных знаний.

В VIII-IX вв. на арабский язык были переведены труды античных ученых. Арабский язык стал языком науки народов, принявших ислам, подобно тому, как на Западе языком науки стал латинский. Так как на арабском языке, в отличие от латыни, разговаривали миллионы людей, то это способствовало распространению научных знаний.

В жизни государств средневекового Востока большую роль играли города, которые были экономическими, политическими и культурными центрами. В них процветали торговля и ремесло, были развиты металлообрабатывающая, текстильная и ювелирная промышленность. Города являлись также научными центрами, в которых, наряду с духовными учебными заведениями – медресе, – появляются университеты, причем значительно раньше, чем в Европе: в Багдаде (735 г.), в Кордове (Испания, 755 г.), а Каире (972 г.). Влияние религии в исламских университетах было слабее, чем в университетах Европы. В столице Арабского Халифата – Багдаде – были созданы также библиотеки и школы, здесь жили и работали сотни ученых, философов, поэтов.

Арабские халифы и их наместники оказывали покровительство ученым, приглашали их из других стран, поддерживали развитие науки.

Свободомыслию и развитию науки способствовали идеологическая терпимость и невмешательство церкви в проведение научных исследований. Так, начиная с XI в., господствующим течением в исламе стал суфизм, – учение о «корнях» ислама, которыми считались вера в Аллаха, его пророков и в загробный суд. Только непризнание этих корней делало человека еретиком. Другие нарушения религиозных догм ислама суфизм признавал несущественными. В их числе было изучение природы, человеческого тела, астрономии и т.д. Распространение суфизма в исламском мире привело к бурному развитию естественных наук, основными направлениями которых были астрономия, механика, оптика.

Изучение астрономии возникло в связи с необходимостью ориентироваться в пространстве, так как молитвы мусульман и мечети должны быть обращены по исламским канонам в сторону Мекки.

Арабская астрономия базировалась на работах Аристотеля и Птолемея. Астроном аль-Батани (850-929 г.) усовершенствовал измерительную технику, ввел в употребление тригонометрические функции. Другой ученый Востока Мухаммед ибн Ахмед аль-Бируни (973-1048 г.) разработал метод определения радиуса Земли и получил с его помощью значение 6490 км. Он высказал мнение о том, что Земля движется вокруг Солнца, и считал геоцентрическую модель весьма уязвимой.

Узбекский ученый Улугбек (1394—1449 г.), внук великого Тимура, построил в Самарканде знаменитую астрономическую обсерваторию. Ему принадлежит звездный каталог, составленный с необычайной для того времени точностью, которая в течение долгого времени являлась образцом при составлении каталогов.

Найденная археологами в наше время, отреставрированная и ныне доступная для осмотра, - Самаркандская обсерватория является замечательным памятником средневековой науки.

В математике наиболее важные результаты были получены в области алгебры. Алгебра оформилась в самостоятельную отрасль математики. В этом отношении очень интересны работы знаменитого хорезмского ученого Мухаммеда ибн-Муса аль-Хорезми (IX в.), известного под именем Хорезми. Его большой трактат по алгебре позднее в Западной Европе считался основным руководством для изучения этого раздела математики. Само название «алгебра» является искажением слова «аль-Джебр», входящего в заглавие сочинения Хорезми. Ему также принадлежит заслуга введения десятичной системы счисления, заимствованной им из Индии.

Исследованиями в области оптики занимался арабский ученый Абу Али ибн аль-Хайсам (965-1039 г.), или Альхазен. В своем труде «Сокровище оптики» он описал анатомическое строение глаза, разработал теорию цветного зрения, опираясь на представление о световых лучах, попадающих в глаз. Несостоятельность представлений Евклида и Платона о лучах зрения, исходящих из глаза и «ощупывающих» предметы, была доказана Альхазеном с помощью опытов. Он высказал предположение, что приемником изображения является хрусталик. Эта идея господствовала в науке до XVII в. Альхазен уподобил глаз камере-обскуре, чем была доказана возможность формирования изображения вне живого организма, следовательно изображение не имеет физиологической основы.

Альхазен уподобил свет потоку частиц и описывал отражение как механическое явление. Он исследовал отражение света от плоских и сферических зеркал, а также преломление света и установил, что углы падения и преломления не пропорциональны. Однако, как и Птолемей, он не смог найти закон преломления. Альхазен также высказал мнение, что свет распространяется с конечной скоростью.

В области механики в то время разрабатывались вопросы равновесия рычага, особенно в связи с усовершенствованием весов и их теорией, совершенствовались методы определения удельных весов различных металлов и минералов.

Наука о весах и удельном весе (плотности тел) была актуальной на средневековом Востоке, так как торговля была самым престижным занятием в исламском мире. Торговец должен был различать драгоценные металлы и камни по удельному весу. Взвешивание и определение удельного веса требовало проведения экспериментальных исследований. Поэтому Восток стал родоначальником экспериментальной науки.

Значительных успехов в определении удельных весов достиг ученый средневекового Узбекистана Бируни (973-1048 г.), который довольно точно измерил удельные веса ряда металлов и минералов, в частности драгоценных камней. Бируни нашел способ измерения объемов тел неправильной формы: он брал сосуд с трубкой сбоку на определенной высоте, в котором вода поэтому не могла устанавливаться выше определенного уровня. Исследуемое тело погружалось в этот сосуд с водой, доходящей до предельного уровня. При этом из сосуда выливалось столько воды, сколько умещается в объеме исследуемого тела; объем вылитой воды измерялся.

Кроме того, в учении Бируни содержатся передовые для своего времени идеи. Бируни требовал отделить науку от религии, предоставить науке самостоятельность. Он выдвинул теорию «двойной истины», сыгравшую первоначально положительную роль в борьбе науки с религией. Не отрицая существования бога, он считал, что природе присуща «естественная сила». Бируни признавал материю основой природы: «...все действия принадлежат материи. Материя сама связывает и изменяет форму вещей. Следовательно, это материя есть творец».

Все вещи в природе, по Бируни, состоят из пяти материальных элементов: пустоты, огня, воздуха, воды и земли. Элементы соединяются и разъединяются в пространстве в форме какой-либо вещи. В изучении природы, по Бируни, необходимо исходить из опытов и фактов, освобождаясь от всего субъективного.

Теории весов, технике взвешивания и измерению удельных весов посвящено сочинение под названием «Книга о весах мудрости», написанное в 1121 — 1122 гг. аль-Хазини. О нем самом сохранились весьма скудные данные.

На основе найденных материалов можно полагать лишь, что автор этой книги жил в XII в. и, вероятнее всего, где-то на территории Туркменистана или Узбекистана.

В «Книге о весах мудрости» описаны сконструированные автором весы, названные им весами мудрости. Эти весы состояли из градуированного коромысла и имели пять чашек, которые можно было передвигать по коромыслу и подвешивать одну под другой. О точности этих весов аль-Хазини говорит, что они «показывают изменение веса в один миткаль, если общий вес равен тысяче миткалей», то есть дают точность до 0,1 %.

Главным назначением весов мудрости было определение удельного веса различных тел и веществ. Это давало возможность решать целый ряд практических задач: определять чистоту металлов, распознавать сплавы, устанавливать истинную ценность монет, отличать подлинные драгоценные камни от поддельных и т.п.

Для определения удельного веса и решения указанных задач автор «Книги о весах мудрости» широко применял закон Архимеда, взвешивая грузы не только в воздухе, но и в воде. Аль-Хазини рекомендует также в некоторых случаях при определении удельных весов употреблять сосуд для измерения объемов, изобретенный, как он указывает, Бируни.

В книге дается таблица удельных весов, полученных автором. Приведем некоторые из его данных: удельный вес ртути 13,56 г/см³ (в действительности 13,557 г/см³); удельный вес свинца 11,32 г/см³ (в действительности 11,389—11,445 г/см³). Таким образом, мы видим, что результаты аль-Хазини для того времени исключительно точны. В «Книге о весах мудрости» аль-Хазини касается также ряда вопросов гидростатики и механики.

Вопросами кинематики также занимался Ибн Бадджа, динамики – Ибн Рушд (1126-1198 г.) и Ибн Сина (980-1037 г.).

Ибн Рушд, известный в Европе под именем Аверроэс, дал комментарий к «Физике» Аристотеля. В античной механике проблемы различия между кинематикой и динамикой не существовало. В античной механике математической формулировки скорости движения не было, ибо само представление о возможности количественной оценки качественной определенности отсутствовало (Аристотель эти категории считал принципиально различными). Одни интерпретаторы Аристотеля полагали, что движение надо рассматривать лишь как чистое перемещение. Ибн Рушд настаивал на необходимости описывать движение с учетом вызвавших его причин.

В области физических учений Ибн Сины, которого в Европе называли Авиценной, рассматривается проблема движения брошенного тела. По данной проблеме он разработал собственную концепцию, суть которой заключается в признании того, что движимое получает склонность от движителя. По Ибн Сине, существуют три вида склонностей: психическая (связанная с жизнью), естественная и противоестественная (насильственная). Естественная склонность присуща свободно падающим телам. Противоестественная склонность (или приложенная сила) присуща противоестественно движущимся телам, причем ее действие зависит от величины веса тела, которому она сообщена. Ибн Сина утверждал, что противоестественная склонность ощущается как сопротивление насильственной попытке остановить естественное движение или перевести один вид противоестественного движения в другой. Если насильственное движение снаряда вызвано действующей в пустоте силе, то оно должно силой сохраняться, не уничтожаясь и не прерываясь. Если же сила существует в теле, то она должна либо оставаться в нем, либо исчезнуть. Но если она остается, то движение будет продолжаться непрерывно. Признание действия зависимости противоестественной склонности от величины веса тела, которому она сообщена, было шагом к количественной оценке склонности. Аристотелевские представления о роли воздуха в передаче движения Ибн Синой были отвергнуты. Таким образом, Ибн Сина полагал, что в теле может быть только одна "склонность". Веком позже аль-Баркат утверждал возможность одновременного существования в одном теле разных "склонностей" - при свободном падении тяжелого тела источник естественной склонности находится в самом теле, и поэтому, может непрерывно действовать, пока тело не достигнет своего естественного места.

Таким образом, ученые Средней Азии и арабских государств сделали новые шаги в развитии науки. Особенных успехов достигли астрономия и математика. Продолжая линию развития науки периода эллинизма, они совершенствовали методы дифференцированного точного исследования природы. Одновременно в области физических наук развивались техника измерения и техника эксперимента. Достижения науки арабов и среднеазиатских народов затем были восприняты в Европе, что сыграло значительную роль в последующем развитии европейской науки.

В XIII в. на арабские и среднеазиатские государства напали монголы. Они захватили Бухару, Самарканд, Ургенч, а затем и значительную часть Ирана и т.д. Арабские государства в Испании были завоеваны войсками христианских народов. Наконец, в XVI в. восточные арабские государства захватили турки.

В связи с эпохой крестовых походов и монгольских завоеваний, ужесточением религиозного давления, вызванного сменой суфизма более ортодоксальными учениями, уровень науки на Востоке стал падать и затем уже никогда не смог возродиться.