В VIII-XV вв. в арабских странах появились так называемые зиджи - справочники для астрономов и географов с описанием календарей, указанием хронологических и исторических дат, тригонометрическими и астрономическими таблицами.
Арабы создали лунный календарь, включивший 28 «лунных станций», каждая из которых имела метеорологические характеристики. Ученым Ширакаци был выпущен трактат по космографии. Этот трактат свидетельствует о глубоком знании Ширакаци трудов греческого ученого Аристотеля. В своем сочинении Ширакаци рассматривает и чисто астрономические вопросы: пытается оценить расстояние до Солнца и Луны, составляет календарь, свидетельствующий об основательном знании им движений Солнца и Луны и трудов древних ученых по этому вопросу [1]. Ширакаци был разносторонним ученым, связавшим молодую армянскую науку с античным наследием.
Мухаммед ибн Ахмед аль-Бируни производил также точные астрономические измерения. Бируни наблюдал и описал изменение цвета Луны при лунных затмениях, явление солнечной короны при полных затмениях Солнца. Он высказал мысль о движении Земли вокруг Солнца и считал геоцентрическую теорию весьма уязвимой. Им было написано обширное сочинение об Индии и переведены на санскритский язык «Начала» Евклида и «Альмагест» Птолемея.Астрономические исследования средневековых арабских ученых вместе с другими достижениями арабской науки и техники становились позднее известными в Европе и стимулировали развитие европейской астрономии.
Большое практическое значение имела география. Арабские путешественники и географы расширили представления об Иране, Индии, Цейлоне и Средней Азии. С их помощью Европа впервые познакомилась с Китаем, Индонезией и другими странами Индокитая. Известные работы географов- путешественников:
- "Книга путей и государств" Ибн Хордадбека, IX в.
- "Дорогие ценности" - географическая энциклопедия Ибн Руста (начало Х в.)
- "Записка" Ахмеда Ибн Фадлана с описанием путешествия в Поволжье, Заволжье и Среднюю Азию
- 20 трактатов Масуди (X в.)
- "Книга путей и царств" Истахри
- 2 карты мира Абу-Абдаллаха аль-Идриса
- многотомный "Словарь стран" аль-Кинди Якута
- "Путешествие" Ибн Баттуты.
Ибн Баттута за 25 лет своих путешествий прошел по суше и морю около 130 тысяч км. Он посетил все мусульманские владения в Европе, Азии и Византии, Северную и Восточную Африку, Переднюю и Среднюю Азию, Индию, Цейлон и Китай, обошел берега Индийского океана. Он пересек Черное море и от Южного берега Крыма проехал к низовьям Волги и устью Камы. Бируни производил географические измерения. Он определил угол наклона эклиптики к экватору и установил его вековые изменения. Для 1020 г. его измерения дали значение 23°34'0". Современные вычисления дают для 1020 г. значение 23°34'45". Во время путешествия в Индию Бируни разработал метод определения радиуса Земли. По его измерениям, радиус Земли оказался равным 1081,66 фарсаха, т. е. около 6490 км. В измерениях участвовал Аль-Хорезми. При Аль-Мамуне была предпринята попытка замерить окружность Земли. С этой целью ученые измерили градус широты вблизи Красного моря, что составляет 56 арабских милей, или 113,0 км, отсюда длина окружности Земли равнялась 40680 км.
Выдающимся ученым Египта был Ибн-аль-Хайсам (965—1039), известный в Европе под именем Алхазена, математик и физик, автор знаменитых трудов по оптике.
Алхазен развивает научное наследие древних, производя собственные эксперименты и конструируя для них приборы. Он разработал теорию зрения, описал анатомическое строение глаза и высказал предположение, что приемником изображения является хрусталик. Точка зрения Алхазена господствовала до XVII в., когда было выяснено, что изображение появляется на сетчатке. Отметим, что Алхазен был первым ученым, знавшим действие камер-обскуры, которую он использовал как астрономический прибор для получения изображения Солнца и Луны. Алхазен рассматривал действие, плоских, сферических, цилиндрических и конических зеркал. Он поставил задачу определения положения отражающей точки цилиндрического зеркала по данным положениям источника света и глаза Математически задача Алхазена формулируется так: по данным двум внешним точкам и окружности, расположенным в одной плоскости определить такую точку окружности, чтобы прямые, соединяющие ее с заданными точками, образовывали равные углы с радиусом, проведенным к искомой точке. Задача сводится к уравнению четвертой степени. Алхазен решил ее геометрически.
Алхазен занимался исследованием преломления света. Он разработал метод измерения углов преломления и показал экспериментально, что угол преломления не пропорционален углу падения. Хотя Алхазен не нашел точной формулировки закона преломления, он существенно дополнил результаты Птолемея, показав, что падающий и преломленный лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром, восстановленным из точки падения луча. Алхазену было известно увеличивающее действие плоско-выпуклой линзы, понятие угла зрения, его зависимость от расстояния до предмета.
По продолжительности сумерек он определил высоту атмосферы, считая ее однородной. В этих предположениях результат получается неточным (до Алхазену, высота атмосферы 52 000 шагов), но сам принцип определения является большим достижением средневековой оптики.
«Книга оптики» Алхазена была переведена на латинский язык в XII в. То, что Алхазен есть не кто иной, как арабский ученый Ибн аль-Хайсам, выяснилось только в XIX в.
Математик, астроном и географ аль-Бируни, родившийся на территории современного Узбекистана в 973 году, написал 146 работ общим объемом 13 тысяч страниц, включая пространное социологическое и географическое исследование Индии [3].Мухаммед ибн Ахмед аль-Бируни производил точные определения плотностей металлов и других веществ с помощью изготовленного им «конического прибора». «Конический прибор» Бируни представлял собой сосуд, суживающийся кверху и оканчивающийся цилиндрической шейкой. Посредине шейки было проделано небольшое круглое отверстие, к которому была припаяна изогнутая трубка соответствующего размера. В сосуд наливали воду. Куски металла, плотность которого определялась, опускали в сосуд, из которого через изогнутую трубку выливалась вода в объеме, равном объему исследуемого металла. Шейка была достаточно узкой («шириной с мизинец»), чтобы «подъем воды был заметен и при опускании того, что по объему равно зерну проса». Сама же трубка после ряда опытов была заменена желобком, чтобы вода по нему стекала без задержки. По измерениям Бируни плотность золота, переведенная на современные единицы измерения, равна 19,5, ртути -13,56. Особое значение для развития минералогии имел обширный труд Бируни "Собрание сведений о познании драгоценных минералов", в котором он подробно описал более 50 минералов, руд, металлов, сплавов [5]. Им были написана также книга «Минералогия» [1].
Замечательны практические указания, приведенные Бируни о воде, применяемой при определениях плотности. Он указывает на необходимость пользоваться водой из одного и того же источника, в одних и тех же условиях «в связи с воздействием на ее свойства четырех времен года и зависимостью ее от состояния воздуха». Таким образом, Бируни знал, что плотность воды зависит от содержания в ней примесей и от температуры.
При сравнении с современными данными результаты Бируни оказываются весьма точными. Русский консул в Америке Н.Ханыков в 1857 г. нашел рукопись аль-Хазини под названием «Книга о весах мудрости». В этой книге приведены извлечения из книги Бируни «Об отношениях между металлами и драгоценными камнями в объеме», содержащие описание прибора Бируни и полученные им результаты[1]. Аль-Хазини продолжал исследования, начатые Бируни, с помощью специально сконструированных им весов, которые он назвал «весами мудрости».
Больших успехов достигла медицина – она развивалась более успешно, чем в Европе или на Дальнем Востоке. Арабскую средневековую медицину прославил врач и философ, Ибн-Сина – Авиценна (981-1037) [4], автор энциклопедии теоретической и клинической медицины, обобщивший взгляды и опыт греческих, римских, индийских и среднеазиатских врачей «Канон врачебной науки», которая на Западе использовалась в качестве учебника до XVII века [3].
Абу Бакр Мухаммед ар-Рази, известный багдадский хирург, дал классическое описание оспы и кори, применял оспопрививание. Сирийская семья Бахтишо дала семь поколений знаменитых врачей.
В 975 г. персидский ученый Абу Мансур аль-Харави Мувффат опубликовал "Трактат об основах фармакологии", в котором изложил лечебные свойства различных природных и химических веществ.
Бируни были написана также «Книга о лечебных веществах» [1].
Фуад Сезгинд, профессор истории науки Университета Франкфурта говорит, что «в древнем арабском мире была известна основанная на морфии общая анестезия».[2]
Арабская философия во многом развивалась на базе античного наследия. Учеными-философами был Ибн-Сина, автор философского трактата «Книга исцеления. Ученые активно переводили сочинения античных авторов [4].
Известными философами были Аль-Кинди, живший в IX в., и аль-Фараби (870-950), называемый «вторым учителем», т.е. после Аристотеля, которого Фараби комментировал. Ученые, объединившиеся в философский кружок «Браться чистоты» в городе Басра, составили энциклопедию философских научных достижений своего времени.