Развитие науки востока

В Китае феодальные отношения стали господствовать уже в период так называемой Ханьской империи с конца II в. до н. э. В эту эпоху были установлены торговые связи между Китаем и Средней Азией (великий шелковый путь), развивались ремесло, наука и искусство. В 105 г. Цай Лунь впервые изготовил бумагу из тряпья и древесной коры. Из Китая бумага проникла в Корею и Японию, в Среднюю Азию и Персию. С XII в. она проникает в Европу. С III в. н. э. в Китае начинается производство фарфоровых изделий.

С древнейших времен в Китае употреблялись для письма камень и бронза. После изобретения бумаги тексты книги стали высекать на камне и перепечатывать на бумаге. Развилось литографское искусство. С VII в. н. э. начинается процесс печатания с гравированных досок, в 1041-1048 гг. кузнец Би Шэн изобрел книгопечатание подвижным шрифтом.

С X в. китайцы употребляли порох для фейерверков, в XI в. он получил применение в военном деле. Высокого уровня достигло кораблестроительное искусство и мореплавание.

В период Танской династии (618-906) предметы китайского производства: шелк, фарфор, бумага, картины, железные изделия - вывозятся в Среднюю и Центральную Азию, Корею, Японию, Индокитай.

В III в. Ма Цзюнь изобрел сухопутный компас. В это же время был изобретен прибор для измерения пройденного повозкой расстояния.

Больших успехов добились китайские математики. Чжан Цан (первая половина II в. до н. э.) и Цзин Чоу-чан(I в. н. э.) излагали метод решения системы уравнений первой степени и оперировали отрицательными величинами. Они же впервые описали способ извлечения квадратного и кубического корня, решали с помощью квадратных уравнений задачи геометрического характера, основанные на применении так называемой теоремы Пифагора.

В Индии в период с IV в. до н. э. по VIII в. н. э. были накоплены важные сведения из области математики, астрономии, медицины и т. д. В философской школе Вайшика возникли идеи атомизма. Математические знания индийцев изложены в книгах "Сурья-Сиддханта" (IV-V вв.) и трудах Ариабхаты (род. 476), Брамагупты (598 - ок. 660), Бхаскара (род. 1114) и др. Индийцы разработали систему нумерации с употреблением знака нуль (встречается в книге "Сурья-Сиддхантам"). В это же время они умели извлекать квадратные и кубические корни, суммировать арифметические ряды и геометрическую прогрессию, решать неопределенные уравнения второго порядка. В "Сурья-Сиддханта" есть таблица синусов, у Ариабхаты дается значение π = 3,1416. Ариабхата высказал мысль о вращении Земли, имеющей форму шара, вокруг своей оси. Индийцы знали о разнице продолжительности дня и ночи в различных широтах, в "Сурья-Сиддханте" сообщается об астрономических познаниях Ассирии и Рима. Искусством наблюдать положение небесных светил индийцы обладали с древнейших времен.

Большую роль в развитии культуры сыграли и страны Средней Азии. К IX в. н. э. в Мервском оазисе значительно развились хлопководство и шелководство, в долинах Зеравшана и Кашка-Дарьи возделывались пшеница, ячмень и рис, в Фергане добывались каменный уголь, железо, медь. Ферганское оружие и изделия из меди служили предметом экспорта.

Высокого уровня достигла торговля. Через Среднюю Азию шли караванные пути в Персию, Китай, Багдад, Поволжье. Караванная торговля способствовала возникновению таких городов, как Мерв, Бухара, Самарканд. Здесь возникли крупные сооружения: мечети, дворцы,- создавались произведения искусства. В Бухаре была прекрасная библиотека. В городах Ургенпе, Самарканде, Бухаре, Кяхте строились обсерватории, оборудовались астрономические школы. Выдающимися учеными были хорезмийцы Мухаммед бен Муса аль Хорезми (IX в.) - создатель алгебры, Абу-Рейхан Бируни (973-1048) - астроном, географ и минералог и таджик Абу Али ибн Сина (Авиценна, 980-1037) - философ, медик и .естествоиспытатель.

Бируни принадлежат большие заслуги как в области практической, так и сферической и физической астрономии. В области практической астрономии им был создан прибор для определения направления сторон света, названный им индийским кругом, затем большой квадрант в 15 локтей диаметром (около 7,5 м). С помощью этого квадранта Бируни определял высоту светил с точностью до 2'. Им была усовершенствована астролябия, или армиллярная сфера. При решении задач сферической астрономии Бируни широко пользовался тригонометрией. Он определил угол наклона эклиптики к экватору и, найдя его равным 23°35'45", исследовал его вековые изменения. По расчетам Бируни этот наклон уменьшается на 52",6 за сто лет. В 1020 г. Бируни вновь определил угол наклона эклиптики и нашел его равным 23°34'0". Это число он считал наиболее точным. Действительно, современные подсчеты дают для 1020 г. значение 23°34'0",45. Бируни производил также измерения радиуса Земли. Он производил эти измерения во время путешествия в Индию, где разработал метод определения радиуса Земли по видимому понижению горизонта.

По подсчетам Бируни, радиус Земли оказался равным 1081,66 фарсанга (1 фарсанг = 3 арабским милям), окружность Земли - 20 400 арабским милям и длина 1° - 56,6 мили. Арабская миля составляла 4000 локтей. В XX в. было установлено, что арабский локоть составлял 49,33 см, таким образом, арабская миля составляла 1973,2 м, а длина 1° земной окружности, по измерениям Бируни, равнялась 111,6 км. Современное значение 111,1 км. Бируни дал формулы для вычисления широты места, которые впоследствии приписывались Тихо Браге, и разработал метод определения долгот. Определения долгот, произведенные Бируни по его методу, очень точны.

В области физической астрономии замечательны наблюдения Бируни над изменением цвета Луны во время лунного затмения и солнечной короны во время полного солнечного затмения. В своей "Минералогии" он точно определил удельные веса минералов и металлов, учил об историческом развитии земной поверхности. Бируни изобрел приборы, с помощью которых с большой точностью определял удельные веса. Эти его исследования были продолжены в XII в. Аль-Хазини (см. ниже). Особенно важно, что Бируни высказывал мысль о движении Земли вокруг Солнца. Он считал, что геоцентрическое учение "представляет многие и большие затруднения". Возражения, что при движении Земли камни и деревья падали бы с нее, он опровергает указанием на свойство Земли притягивать тела к центру. Это мнение он заимствует у знаменитого индийского астронома Брамагупты. Индийскую науку Бируни изучал глубоко и всесторонне и познакомил с ней ученых Востока в своей книге "Индия" ("Точное изложение индийских представлений как удобно принимаемых, так и опровергаемых разумом"), написанной им в 1030 г. Из 80 глав этой книги 40 посвящено астрономии. Знакомя ученых Средней Азии с достижениями индийской науки, Бируни, в свою очередь, перевел на санскритский язык "Начала" Эвклида,"Альмагест" Птолемея, свой трактат об астролябии. Так этот замечательный ученый способствовал распространению научных знаний и развитию культурных связей между народами.

Большую роль в распространении научных знаний и культуры Востока сыграли арабы. Это были подлинные "разносчики культуры" в эпоху раннего средневековья. Арабский язык также часто встречался в научных трактатах, как арабские серебряные диргемы в торговле. Завоевав Александрию, арабы познакомились с достижениями античной науки. Распространение власти Арабского халифата на Среднюю Азию позволило им ознакомиться с достижениями и культуры Востока. Так образовался тот сплав античной и восточной науки, который известен в истории под именем арабской науки.

Центром этой науки в Европе стал университет в Кордове после завоевания Испании арабами. От арабов Европа узнала китайские изобретения: бумагу, компас, порох,- индийскую десятичную систему счисления, астрономию и математику хорезмийцев, Аристотеля и Птолемея в арабских переводах, медицину Авиценны.

Приведем рассказ из одной арабской рукописи XIII в. о чудесных свойствах компаса. Автор пишет: "Однажды плыл я по морю, как вдруг, как будто из засады, поднялся сильный ветер, небо заволокло тучами, поднялся шум вздымающихся и разбивающихся волн, и море так кипело, что пассажиры принялись вопить. Капитан сбился с пути. Тогда он вынес пустотелое железо в форме рыбы и бросил его в тарелку с водой. Оно успокоилось и повернулось в направлении "кибба" (т. е. на юг). Капитан на основе этого направления выбрал курс. После этого я наводил справки и мне сказали, что магнитный камень обладает свойством оставлять в железе свой след, если им сильно натирать железо. Такое железо успокаивается только по достижении им "кибба-направления". Когда я пробовал испытать это дело, все оказалось точно так. Как это происходит, знает бог и никакому мудрецу не удалось проникнуть в эту тайну".

Описания компаса в форме рыбы нередко встречаются в арабских рукописях XIII-XIV вв. Описываются и способы изготовления таких рыб.

Отмечая заслуги арабов в распространении научных и технических знаний, следует упомянуть и о том, что от арабов Европа узнала и о "тайных науках": алхимии, астрологии, магии,- расцветших пышным цветом в суеверном и невежественном средневековом мире.

Наиболее значительную роль в истории физики сыграл выдающийся египетский ученый Ибн-аль-Хайсам (965-1039), известный под искаженным латинским именем Альгазен. Основные его работы относятся к оптике. Он впервые подробно изучил оптику глаза. Глаз Альгазен считает составленным из четырех перепонок и трех жидкостей, важнейшей (жидкостью) является хрусталик. В хрусталике, по Альгазену, получается изображение. То, что зрение двумя глазами дает одно изображение предмета, объясняется соединением обоих зрительных впечатлений в одно с помощью общего зрительного нерва.

Альгазен рассматривает плоские, сферические (выпуклое и вогнутое), цилиндрические и конические зеркала (также выпуклые и вогнутые). Им была сформулирована задача: найти точку зеркала, из которой луч, идя от данной точки, попадает в глаз (задача Альгазена).

К теории преломления света Альгазен дополняет наблюдения Птолемея законом о том, что в плотной среде преломленный луч приближается к перпендикуляру в точке падения: падающий и преломленный лучи находятся в одной плоскости с перпендикуляром. Он разработал также метод измерения углов преломления и показал, что угол преломления не пропорционален углу падения.

Альгазен знает увеличительное действие шарового сегмента (плосковыпуклой линзы), хотя он говорит только о наблюдении, относящемся к случаю наложения линзы плоской стороной на предмет.

Альгазену известно понятие угла зрения и его зависимость от расстояния. Он объясняет увеличение размеров Солнца и Луны при их приближении к горизонту (заходе и восходе) обманом чувств. Именно в этом случае земные предметы, находящиеся между глазом и светилом, создают впечатление увеличения расстояния и, следовательно, впечатление увеличения предмета.

В сочинениях Альгазена впервые упоминается камера-обскура.

Интересна попытка Альгазена определить высоту атмосферы по продолжительности сумерек. Несмотря на неточность расчета, указанную впоследствии Кеплером (предположение однородности атмосферы), самый принцип Альгазена является одним из первых достижений метеорологической оптики.

О механике арабов мы можем судить по сочинению аль-Хазини (XII в.) "Книга о весах мудрости" (1121 г.)^*. Это книга о весах с равноплечим коромыслом и чашками. На коромысло этих весов нанесены деления, чашек всего пять, из них некоторые подвижные. Вследствие этого весы могут употребляться как безмен, и с помощью одной подвижной чашки вес груза можно определить без гирь. Чашки могут быть подвешены одна под другой для взвешивания в воде, следовательно, весы могут быть использованы в качестве гидростатических. С помощью этих весов аль-Хазини (продолжая исследования Бируни) добился изумительных результатов в определении удельного веса.

^* (Эта книга была найдена и опубликована русским востоковедом Ханыковым.)

Особенно интересно, что аль-Хазини сумел установить зависимость удельного веса воды от температуры.

Далее он указывает, что закон Архимеда о потере веса тел в жидкости применим к воздуху. Так как воздух имеет вес, то плотность его увеличивается по мере приближения к поверхности Земли. Поэтому вес тел будет изменяться на различных высотах: чем выше, тем он будет больше (речь идет о кажущемся весе тел). Аль-Хазини известно, далее, что вес тела пропорционален количеству вещества (массе) и что скорость измеряется отношением пути ко времени.

В области натурфилософии наиболее значительную фигуру представляет Ибн-Рошд (Аверроэс, 1126-1198), комментатор Аристотеля. В своем толковании Аристотеля Аверроэс приходит к принципу вечности мира и материи, к отрицанию непосредственного влияния бога на материю, к сомнению в истинности Птолемеевой системы мира.

Церковь считала учение Аверроэса опасным.

Таким образом, средневековый Восток внес свой вклад в развитие мировой науки и культуры.