Гениальная разработка мусульман - астролябия. Колыбель современной астрономии

С момента появления Ислама на пятикратную ежедневную молитву правоверных мусульман начал созывать муэдзин. Но по прошествии лет появилась необходимость рассчитывать время молитв наперед. Ежедневно время молитв смещается, что определяется астрономическими явлениями, и еще до появления современных технологий мусульмане в качестве подспорья разработали необычайно безошибочный инструмент, астролябию. Islam-Today.ru продолжает публиковать эксклюзивный перевод материалов из книги "1001 изобретение или вклад мусульман в современную цивилизацию"

Описание астролябии, сделанное доктором Уильямсом, американским астрофизиком, гласит: «наиболее важный астрономический вычислительный прибор до появления цифровых компьютеров и наиболее важный инструмент наблюдения до появления телескопа».

Нам неизвестно первоначальное происхождение данного прибора. Известно, что Теон из Александрии писал об астролябии в 4 веке н.э., а самый древний из сохранившихся греческих трактатов на эту тему относится к 6 веку. Слово «астролябия» происходит от арабского «астурлаб», которое образовано транслитерационным методом от греческого слова. Но независимо от того, где и когда была изобретена первая астролябия, она была усовершенствована и расширена функционально благодаря мусульманским астрономам, которые рассчитывали точное время молитв и направление в сторону Мекки. Популярность астролябии в исламских странах сохранялась до начала 19 века.

Мусульмане стали авторами новых трактатов об астролябии. К самым ранним относятся научные работы (9 век) МашаАллах Али ибн Исы и Аль-Хорезми. Самый древний сохранившийся инструмент датирован серединой 10 века, он был изготовлен учеником Аль ибн Исы (Багдад). Благодаря соседству христиан с мусульманами в Испании, начиная с 8 века, исламская наука и достижения местных учёных, включая астролябию, попали в Европу. Самые древние приборы, изготовленные христианскими или западными мастерами, относятся к 13 веку.

Существовало несколько видов астролябий, и самым популярным среди них была астролябия с алидадой, с помощью которой небесная сфера проецировалась на плоскость экватора.

Астролябия представляла собой двухмерную модель неба определенного места и при определённом времени. Это достигалось путём нанесения рисунка участка неба на лицевую сторону астролябии таким образом, чтобы было легко найти его расположение. Некоторые астролябии были миниатюрными, размером с ладонь, некоторые были огромными и их диаметр достигал нескольких метров.

Эти приборы выполняли роль астрономических и аналоговых вычислительных машин и решали различные задачи относительно положения небесных тел (Солнца, звёзд и т.д.). Фактически астролябии были карманными часами средневековых астрономов. С их помощью можно было производить расчёты высоты Солнца, определять время в любой период суток, устанавливать время наступления небесных явлений (рассвета, заката или зенита звезды). Это стало возможным благодаря отпечатанным таблицам на оборотной стороне астролябии. В них содержалась информация о кривых для перевода времени, календарь для перевода дня месяца в положение Солнца в эклиптике, тригонометрические шкалы и градуировка шкалы на 360 градусов.

Принцип строения астролябии был основан на модели сферической вселенной, в центре которой находится Земля, и положении воображаемого наблюдателя, который находится на определённой высоте и в определенном временном пространстве вне данной сферы и смотрит на сферу сверху вниз. На астролябии, которая была в руках у астронома, основные звёзды были представлены на поверхности металлической решётки, установленной над круглым плоским диском большего размера, именуемым mater («тарелка»). Решётка имела специальные отверстия, настраиваемые на линии на нижнем диске, посредством чего астроном мог выбрать географическое положение, соответствующее местности наблюдения.

Астролябия состоит из нескольких дисков, таким образом, учёный может переходить от одной географической широты к другой. При применении визирного приспособления, установленного на тыльной стороне астролябии, для определения высоты звезды или Солнца, учёный может повернуть решётку со звёздами относительного своего географического месторасположения таким образом, чтобы она совпадала с видом неба над ним. Так могли проводиться любые расчёты. Для более точного определения координат небесных тел, необходимых для составления подробных астрономических таблиц, вместе с астролябиями применялись такие приборы, как квадранты большого размера и наблюдательные армиллярные сферы.

В астролябиях были фиксированные и вращающиеся детали. «Тарелка» представляла собой полый диск, в который был вложен «тимпан» (решётка со звёздной картой) и вращающиеся диски, которые располагались друг на друге. На тыльной стороне «тарелки» находилась алидада (визирный прибор) и различные тригонометрические таблицы. В данном аспекте астролябия представляла собой графический компьютер.

Исламские мастера пытались создать различные виды астролябий: среди них были сферическая, линейная, ни одна из которых не нашла широкого применения. Астролябии Маринера появились лишь в конце 15 начале 16 века в Португалии.

 Одной из самых технически совершенных астролябий была универсальная: она была изготовлена в Толедо в 11 веке и стала революционным этапом в составлении карт звёздного неба. Важную роль в создании этого изобретения сыграли аптекарь и фитотерапевт Али ибн Халаф аль-Шакказ и астроном Аз-Заркали. Универсальная астролябия стала научным прорывом, поскольку её применение было возможно везде. Обычные астролябии зависели от широты и нуждались в замене дисков при перемене месторасположения, потому что они были спроектированы относительно определённой географической точки.

Важной характеристикой универсальной астролябии была стереографическая проекция, в которой точки весеннего и осеннего равноденствия были центром проекции колюра солнцестояний на плоскости.

Доктор Джулио Самсо из Университета Барселоны в интервью с Раджехом Омаром в программе Би-Би-Си «Исламская история Европы» говорил, что мусульмане использовали новые вычислительные устройства и «... универсальные астролябии были спроектированы таким образом, чтобы были доступны операции, которые невозможно проводить с обычными астролябиями».

Этот вид астрономических приборов, особенно универсальные астролябии, были самыми передовыми технологиями, которые были усовершенствованы мусульманами и находили широкое применение у исламских учёных, одновременно озадаченных и восхищённых загадкой космоса. Благодаря этим трудолюбивым учёным астролябия попала в Европу, ставшей колыбелью современной астрономии.

Чосер является автором не только «Кентерберийских историй», но и «Трактата об астролябии», который он посвятил своему десятилетнему сыну Льюису (1387 год). Писатель говорит о своём произведении следующее: 

«Крошка Льюис, сынок, я подумал... о твоей особенной просьбе относительно изучения «Тракта об астролябии»... и поэтому дал тебе астролябию для нашего горизонта, разработанную в соответствии с географической широтой Оксфорда. При помощи этого небольшого трактата я предполагаю преподать тебе несколько истин относительного данного инструмента. Я говорю о трёх истинах ввиду нескольких причин. Первая – согласно моему предположению, ты можешь быть уверен в том, что все истины и утверждения относительно столь выдающегося и благородного инструмента не могут быть точно известны ни одному смертному человеку в этой стране».

Специально для Islam-today.ru