Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.6.2 Наука на середньовічному сході

У цьому розумінні найбільш сприятливі умови склалися у Візантії — східній частині колишньої Римської імперії. Тут значною мірою зберігалася антична наукова традиція. Це позначилося і на ставленні до механічних мистецтв. "Механіки" користувалися тут повагою й посідали помітне суспільне становище. Відомі імена зодчих, які споруджували Константинопольський собор у Софії, — це Анфимій Тралльський і його сучасник Ісидор Мілетський (VI ст.).

Вони підтримували зв'язок з александрійськими математиками, наприклад з Євто-кієм, тлумачем Архімеда й Аполлонія. У Візантії були добре відомі твори Герона, вказівками якого скористався будівник Соломонового трону в Константинополі Лев (IX ст.).

У IV ст. після закриття язичницьких шкіл багато грецьких учених емігрували до Ірану; така ж доля трохи раніше спіткала сирійських несторіанів. Це сприяло поширенню накопичених в античну епоху знань на Близькому Сході.

Завойовницькі війни арабів у першій половині VII ст. призвели до того, що наприкінці 30-х років VIII ст. до складу Арабського халіфату ввійшла значна частина колишньої Римської імперії від північно-західної Індії до Піренейського півострова. Арабське завоювання призвело до поширення серед підкорених народів мови й релігії арабів (ісламу) і в ряді регіонів супроводжувалося масовим знищенням пам'яток науки й мистецтва.

Однак пізніше одночасно з поширенням арабської мови й ісламу на території Арабського халіфату почала формуватися наукова традиція, заснована як на античній спадщині, що проникла на Ближній і Середній Схід у зв'язку з еміграцією грецьких учених, так і на наукових досягненнях підкорених народів. Хоч величезний халіфат незабаром розпався на ряд окремих держав, у них зберігалася арабська мова, яка стала мовою науки.

IX—XII ст. — період найбільшого піднесення в розвитку науки в арабомовних країнах. Багдад, столиця халіфату, перетворився на великий науковий центр зі школами, бібліотеками й "будинком мудрості", що перебував під заступництвом халіфа. УІХ-Х ст. тут трудилася велика група вчених, перекладачів і переписувачів; вони працювали над перекладом і тлумаченням творів Платона, Арістотеля, Гіппократа, Евкліда, Архімеда, Птолемея. Переклади з грецької, а також із сирійської мови, на яких до вчених країн ісламу дійшла значна частина античної наукової літератури, відіграли величезну роль у розвитку середньовічної науки. У багатьох випадках вони були єдиними джерелами, завдяки яким Західна Європа змогла ознайомитися з античною наукою.

У науці ісламських країн на перший план вийшла математика обчислювального характеру. У галузях, пов'язаних з комерцією, — арифметиці, алгебрі, наближених обчисленнях, ученні про число, тригонометрії — рівень, досягнутий у свій час алек-сандрійськими вченими, був значно перевищений. Істотних успіхів на Сході досягли астрономія, оптика і хімія.

На IX—XII ст. припадає творчість таких найбільших учених середньовіччя, як брати Бану Муса, Сабіт Ібн Корра, ал-Біруні, Абу Алі Ібн Сіна (Авіценна), Омар Хаям, ал-Хазані. Кожен з них, крім праць з математики й астрономії, у той же час зробив вагомий внесок у механіці.

Розвиток механіки в країнах ісламу, як і розвиток математики, почався з перекладу й тлумачення творів античних авторів — Арістотеля, Герона — і надалі відбувався за тими ж основними напрямками, що й антична механіка. Це пояснюється не тільки силою традиції, яка в деяких культурних зонах Сходу майже не переривалася, але й приблизно однаковим характером і рівнем розвитку техніки. Цілий цикл робіт, присвячених загальним поняттям механіки (головним чином, сутності руху) бере початок від перекладу й тлумачення Арістотеля. Це тлумачення було значною мірою тим фундаментом, на який спиралася згодом створена в Західній Європі теорія "імпетуса".

Серед коментаторів Арістотеля в першу чергу слід назвати Ібн Сіну й Ал-Біруні. Ал-Біруні брав під сумнів і тезу Арістотеля про те, що тіло, якому властивий коловий рух, не володіє ні вагою, ні легкістю, і всю його космічну систему в цілому.

Ібн Сіна, досліджуючи Арістотеля, прийшов до висновку, що небесна сфера не може прагнути вниз або вгору, і, перебуваючи у своєму "природному місці", не має ні легкості, властивої елементам, що прагнуть угору, ні ваги, властивої елементам, що прагнуть до центру Всесвіту. Ібн Сіна, як і Арістотель, вважав, що важкі елементи прагнуть до центру Землі, а легкі віддаляються від нього. Ал-Біруні ж вважав, що всі, без винятку, тіла прагнуть до центру. Ібн Сіна протиставляв коловий рух як " примусовий", спричинений якимсь зовнішнім "двигуном", прямолінійному, тобто "природному". Рух як такий Ібн Сіна трактував як поступову зміну стану тіла, а рух у просторі, тобто механічний рух, розглядав як частину руху взагалі.

З більш пізніх коментаторів Арістотеля широко відомий народжений у Кордові Абу-ал-Валід Мухаммад Ібн Ронід (Аверроес) (1126-1198) — найбільш ортодоксальний прихильник арістотелівської теорії. На переконання Ібн Рошда, матеріальний світ нескінченний у часі, але обмежений у просторі. Матерія — універсальне й вічне джерело руху. Рух вічний і неперервний, тому що кожен новий рух спричинений попереднім. Час існує і доступний для вимірювань тільки завдяки руху.

Іншу концепцію підтримував його сучасник і опонент Ібн Баджжа, захищаючи й розвиваючи точку зору Філопона. Ібн Баджжа стверджував, що навіть у порожнечі тіло рухається зі скінченною швидкістю, тому що незважаючи на відсутність опору, воно повинно завжди пройти певну відстань. Як і Філопон, він вважав рух небесних сфер прикладом руху без опору зі скінченною швидкістю.

З перекладанням і коментуванням Архімеда й Герона пов'язаний подальший розвиток як геометричного, так і кінематичного напрямку в статиці. Кінематичні дослідження почали інтенсивно розвиватися у зв'язку з перекладом і коментуванням "Алмагеста" Птолемея і його античного коментатора Теона Александрійського. Вивчення Птолемея (поряд з індійськими астрономічними творами, які написано, у свою чергу, під сильним впливом александрійської астрономії) послужило основою для складання зиджей — збірників таблиць і розрахункових правил для обчислення положень світил на небесній сфері. Узагалі, для механіки в арабомовних науках, як і для математики характерна розробка кількісного аспекту проблем і розвиток у зв'язку з цим обчислювальних методів. Це особливо стосується досліджень у галузі статики й гідростатики, що набули розвитку у зв'язку з практикою зважування металів і мінералів, що мало велике значення для розвитку міжнародної торгівлі.

Розділ, присвячений механіці, входить до більшості середньовічних східних енциклопедій. Найбільш повним у цьому аспекті є найдавніший серед подібних творів "Ключі наук" Абу Абдоллаха Юсуфа ал-Хорезмі (X ст.), що складається із двох книг. Один з розділів другої книги повністю присвячений механіці. Це в основному переробка "Механіки" Герона. У книзі наводиться опис простих машин і їхніх комбінацій та даються вказівки щодо їх практичного застосування.

Відомий трактат аналогічного змісту — "Книга про механіку", що належала знаменитим астрономам і математикам Багдадської школи — трьом братам Бану Муса

(IX-X ст.). Серед механічних пристроїв, описаних у трактаті, можна знайти, зокрема, пристосування для підтримки постійного рівня води в посудині. Трактат братів Балу Муса спричинив появу кількох коментарів і трактатів, написаних на його основі.

У деяких середньовічних східних енциклопедіях особливого популярністю відзначається "Наука про піднімання води", яку автори розглядають як розділ геометрії.

Переклад і тлумачення праць Архімед а стали основою для подальшого розвитку геометричної статики й гідростатики в країнах ісламу. Перекладачем Архімеда й інших авторів (Аполлонія, Птолемея, Евкліда) був, наприклад, один з найвідоміших математиків й астрономів IX ст. Сабіт Ібн Корра. Саме в перекладах Сабіта Ібн Корри збереглися твори Архімеда, які не дійшли до нас у грецькому оригіналі. Його власні математичні трактати за змістом і методами близькі до творів Архімеда, але включають й оригінальні відкриття автора. Трактат "Книга про карастуне" (12 ст.) набув значного поширення в середні віки. Його було перекладено в Західній Європі на латинську мову. Ібн Корра в "Книзі про карастуне" обґрунтовує теорію зважування, спираючись, головним чином, на кінематичний напрямок статики, викладений у "Механічних проблемах" і "Фізиці" Арістотеля. У використаному (хоч чітко і не обґрунтованому) Ібн Коррою понятті сили руху деякі дослідники вбачають аналогію з роботою сили ваги, тому що за умови заданого вантажу сила руху вважалася пропорційною переміщенню, а при сталості останнього — пропорційною вазі вантажу. Ібн Корра довів теорему про рівнодійну двох однакових сил, прикладених у точках на однакових відстанях, узагальнивши її пізніше для нескінченної множини рівних сил, а потім для випадку рівномірно розподіленого навантаження.

Цілий ряд досліджень учених країн ісламу присвячений важливій сфері застосування вагів — визначенню питомої ваги, переважно металів і коштовних каменів. Відправним пунктом для них були античні твори зі статики і, насамперед, трактат Архімеда "Про плаваючі тіла". Ці проблеми цікавили таких відомих учених, як ал-Біруні, Омара Хайяма і його учня ал-Хазині.

Крім метрологічної частини, вони розглядали визначення центрів ваги, втрату ваги тілами при їх зануренні у воду, вагу тіл у повітрі, рівновагу плаваючих тіл та ін.

На той час у країнах ісламу розвиток кінематичних уявлень у механіці був тісно пов'язаний з розробкою теорії руху небесних тіл. До нас дійшло понад 100 зиджів VIII-XV ст. Кінематичним моделям, що описують рух світил, відводилося головне місце в спеціальних трактатах Сабіта Ібн Корри, його онука Ібн Сіпана, ал-Біруні та багатьох інших.

Блискучим зразком кінематичного дослідження є опис руху Сонця в областях апогею і перигею в "Каноні Масуда" ал-Біруні.

Хоч ал-Біруні у своїх працях не виділив ще ні поняття прискорення, ні поняття швидкості в загальному вигляді, його дослідження було істотним кроком у цьому напрямку. Ці ідеї не одержали, однак, подальшого розвитку на середньовічному Сході й відродилися вже в Західній Європі через три століття потому.