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.

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.

Принято считать, что на Востоке большое значение имела астрология. Оказывается, древние ученые Востока относились к астрологии скептически. Например, аль-Бируни в своем сочинении «Хронология древних народов» писал: «Арабы приписывают все изменения влиянию восхода или захода звезд вследствие своего невежества». Какие-либо изменения уже потому не могут зависеть от сочетания звезд, что звезды «постоянно восходят и заходят в одном и том же порядке».

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.

Страницы: 1, 2