История астрономии Средневековая Европа

53 1

История астрономии

Средневековая Европа

Строение мира по Козьме Индикоплевсту

53 2


Средневековая Европа

Строение мира по Козьме Индикоплевсту

53 3


Астрономия в странах ислама (VIIII –XIV вв.)

Арабский халифат

53 4




Мухаммед (ок. 570-632) – житель Мекки, объявил себя пророком единого бога – Аллаха. В 622 г. переселился в Медину (год “хиджры”)

630 г. – ислам стал единой религией арабов

53 5




53 6




Мекка стала священным городом (“камень Кааба”)

Большую роль играют обряды (“намаз”, “рамадан”)

53 7




“Воинственность” новой религии способствовала завоевательным походам. В результате – огромная империя – Арабский халифат

К 640 г. + Палестина

+ Сирия

+ 20 лет + Египет + сев. побережье Африки

+ Иран

+ земли Северного Кавказа

53 8




Халифы – родственники и приближенные Мухаммеда

Главная область – Сирия (Дамаск)

+ территория Средней Азии

вторглись в

Индию

711-712 гг. + Пиренейский полуостров

53 9




53 10




Гражданские войны – 750 г. - к власти пришла династия Аббасидов

762 г. – Багдад (стал столицей)

53 11




Большое внимание уделялось образованию

Медресе (школы)

Университеты (сначала с религиозной

направленностью):

в Кордове (755)

в Багдаде (795)

в Каире (972)

В IX-X вв. стали изучаться математика, астрономия, медицина

53 12




Покровитель наук: халиф Аль-Маммун (786-833)

Создал в Багдаде “Дом мудрости”. Библиотека, обсерватория

Ряд греческих рукописей (в том числе трактат Птолемея) по мирному договору перешли от византийского императора халифу

53 13




Первые попытки перевода теории Птолемея – в VIII в. с индийского. Имена многих ученых неизвестны

Ибн-Юсуф (786-833) первый перевел сочинение Птолемея на арабский (“Китаб аль-маджисти”, “Альмагест”)

Наиболее полный и точный перевод (с греческого на арабский) – Сабит ибн Корра (836-901)

53 14




Интерес к астрономии – практические и духовные потребностиКалендарь лунный. Нужно полное знание неравенств видимого движения ЛуныМореплавание – умение определять географическое положениеРелигия – направление на Мекку (умение определять азимуты)Начало рамадана (первое появление лунного серпа в западной

части неба)Намаз – знание моментов восхода и захода Солнца

Эклиптическая система координат –горизонтальная.

Решение сферических треугольников –астролябия.

53 15



Астролябия

“В половине двенадцатого с северо-запада, со стороны деревни Чмаровки, в Старгород вошел молодой человек лет двадцати восьми. В руке молодой человек держал астролябию:

- Кому астролябия? Дешево продается астролябия! Для делегаций и женотделов скидка.

К обеду астролябия была продана слесарю за три рубля.

- Сама меряет, - сказал молодой человек, передавая астролябию покупателю, - было бы что мерить.”

И.Ильф, Е.Петров. "Двенадцать стульев"

53 16




В Х веке арабский ученый ас-Суфи написал подробный трактат, состоящий из 386 глав, в которых он перечислил 1000 способов применения астролябииПервый арабский конструкторал-Фазари (при дворе халифа аль-Мансура, 754-775)

Аналоговая выч. машина

D > 50 см

Работали втроем Латунная астролябия Арсениуса, ок 1550 г.

53 17




Тимпаны - сетка линий - для конкретной широты местности. Выгравированы: точка зенита данной местности, линии равных высот и равных азимутов с шагом 2, 5 или 10 градусов

53 18




Накладная ажурная пластина - "паук" - проекция небесной сферы Сплошной круг - это эклиптика, а штырьки - указатели ярких звезд

На обороте – алидада с визирами (диоптрами)

53 19



Математика и сферическая астрономия

Заимствование математических достижений из Индии Позиционная система записи чисел

Арабские цифры

830 г. Аль-Хорезми – “Китаб-аль-джабр-ва-л-мукабала” – “Книга противоположения и восстановления”

Перевод индийских таблиц, содержащих положение светил (очень точные)

Тригонометрические функции

53 20




Птолемей – таблицы хорд; теорема Менелая – для полного “четырехугольника”).

)2хорда()2хорда(



ABDB

DGCG

AECE

53 21




синус - ½ хорды

Индия– половина хорды –орхаджива. При переводе на арабский – “джиб”

– “джайб” (“карман”). При переводе на латынь – “sinus”.

)sin()sin(

)2sin()sin(

)sin()sin(

ABDB

DGCG

AECE

53 22




Аль-Хорезми – таблицы синусов через 1о аргумента

Остальные функции были введены арабскими астрономами в IX-X вв (тангенс – “обращенная” тень;

котангенс – “плоская” тень; косеканс – “диаметр тени”) Теорема синусов для сферического треугольника (взамен

формулы Менелая). Ибн Ирак, ал-Бузджани, ал-Худжани

Аль-Баттани (858-929) – формула для косинуса стороны сферического треугольника

Теорема тангенсов

Создан мат.аппарат для решения астрономических задач

53 23



Астрономия - достижения

Сочинение Аль-Фаргани (IX в.) – простейшее изложение системы мира по Птолемею. Широкое распространение. В XII в. в Испании переведено на латинский

827 г. – в долине Сеннаар (Месопотамия) при помощи измерительного шнура – длина дуги меридиана; + z на концах дуги – длина окружности меридиана (фактически по методу Эратосфена) – 40 700 км (в современных единицах)

Тогда же по изменению долготы Регула (по сравнению с данными Гиппарха) – новое значение постоянной прецессии – 1о за 66 лет

(Времена халифа аль-Маммуна)

53 24



Астрономия - достижения

Аль-Баттани (ок. 858-929) – Абу Абдаллаха Мухаммада ибн Джабир аль Баттани (“выдающийся”)

Длина тропического года с большой точностью

Эксцентриситет “солнечной” орбиты

Открыл перемещение солнечного апогея относительно звезд (по сравнению с Птолемеем долгота апогея

отличалась на 17о)

Уточнил углол наклона эклиптики к экватору – более точные эфемериды планет

53 25



“Зидж”

Аль-Баттани – астрономические таблицы на основе собственных наблюдений – “Зидж”

Свод правил (как составлялись, правила использования)

1. О календарях

2. О движении планет

3. Об определении времени

4. Об остальных знаниях

53 26



“Зидж”

Аль-Баттани

Помещался каталог звезд (положения были исправлены с учетом прецессии) – 533 звезды

В XII в. переведены на латынь. Были очень популярны (Коперник неоднократно цитировал)

В 1537 г. – Нюрнберг, в 1645 г. – в Болонье

53 27



“Книга неподвижных звезд”

Ас-Суфи (903-986) – Абд ар-Рахман ас-Суфи (“мудрец”)

Помимо исправленных им по собственным наблюдениям положений звезд из каталога Птолемея привел их звездные величины (результаты оригинальных наблюдений)

Изложил сведения о древнеарабской астрономии

Передал названия созвездий и звезд, использовавшихся арабами доисламского периода

Бетельгейзе, Ригель, Вега, Фомальгаут

Книга была прекрасно иллюстрирована

53 28



Распад Аббасидского халифата (X в.)

Отдельные государства

Новые центры культуры

53 29




53 30



Египет (под властью султана Аз-Хакима)

Каир. “Дом знания” (научный центр)

Ибн-Юнус (950-1009) (работал в Каирской обсерватории – ученик ал-Бузджани – один из создателей сф.астрономии) – “Хакимов Зидж”- “Гакетимские таблицы”

Таблицы движений Солнца и Луны

Описания способов их вычисления

Сведения о соединении планет (и сам наблюдал, и то, что другие)

Затмения

Таблицами пользовались два столетия

53 31



Хорезм (на территории Узбекистана)

Абурайхан Бируни (973-1048) (родился и долго работал в Хорезме)

Сочинения по географии, математике, истории, астрономии (более 30)

Наблюдал на собственных инструментах

Стенной квадрант – R = 7.5 м. Вопрос точности – 2’ (наблюдения Солнца и планет). Большое значение (наблюдения иногда записывались под присягой юристов и астрономов)

В течение 400 лет – крупнейший в мире

53 32



Хорезм

Бируни

Определил с высокой точностью ε = 23o33’45” (ошибка в 1’)

Нашел скорость изменения этой величины

Построил первый (?) в мире земной глобус – D = 5 м

53 33



Хорезм

Бируни

“Канон Мас’уда” (1031-1037) – энциклопедия астрономии – по образцу “Альмагеста” (в духе геоцентризма)

11 книг

XIII в. Арабский географ: “Канон Мас’уда стер следы всех книг по астрономии и математике, а автор его превзошел Птолемея”

53 34



Хорезм

Бируни

“Канон Мас’уда”

Книга V. Вопросы геодезии и математики.

Здесь же оригинальные результаты определения Бируни радиуса Земли (в его время в этом вопросе были “большие расхождения во мнениях”)

53 35



Хорезм

Бируни

Определение радиуса Земли (до него: 111,804 км на 1o).

(высота – с двух мест);

R = h cos (α) / (1-cos(α))

α = 34’

R = 6345 км

(Климишин, стр. 84-85, про пифагорейцев)

h

R

R

α

α

53 36



Средняя Азия

Омар Хайам (1048-1142)

Возглавлял комиссию в г. Мерв по реформе календаря

Цикл из 33 лет (8 високосных)

365.24242 дня. Один день за 4500 лет

Сочинение “Алгебра”

53 37



Кордовский эмират (с 750 г.)

Лишь формально подчинялся халифу в Багдаде

После распада империи Аббасидов – Кордовский халифат

Кордовский университет (755)

XI в. – “Толедские таблицы”

Пересмотр основ теории движения небесных тел по Птолемею

Критика

Экванты (противоречат системе “твердых тел планет”)

Эксцентричность деферентов – лишает Землю центрального положения

Некоторые отвергали и эпициклы

53 38




53 39



Кастилия

Кордовский халифат просуществовал до середины XIII в.

1137 г. – христианское государство Кастилия

В 1236 г. кастильцы захватили Кордову. Была сожжена богатая библиотека

Мореплавание требовало эфемерид

Король Кастилии Альфонс X – поручение составить таблицы

1252 г. – “Альфонсовы таблицы”. Пользовались 2 века

В XV в. Зануто (в Саламанке) составил другие таблицы По ним в Португалии составлялся “морской ежегодник”

53 40



На обломках Багдадского халифата

XIII в. – подъем науки в восточной части распавшейся “империи”

1258 г. внук Чингис-хана Хулагу стер Багдад с лица земли

Были сожжены ценнейшие рукописи

53 41




Уничтожение Багдадавойсками Хулагу – 1258 г.

53 42




В то же время Хулагу ассигновал строительство обсерватории в Марагане (вблизи Тебриза – Иранский Азербайджан) – 1259 г.

Организатор строительства и главный наблюдатель –

(Насир ад-Дин Абу Джафар Мухаммад ибн Мухаммад ат-Туси)

Насирэддин Ат-Туси (1201-1274) (Климишин, стр. 87)

Обсерватория на высоте 1600 м

Квадрант – 3.5 м (?)

Число сотрудников – 100 человек

53 43




Марагинская обсерватория

(2004 – прохождение Венеры)

53 44




Итог 12-летних наблюдений марагинских астрономов – Зидж Ильхани” – “Ильханские таблицы”

На их основе в течение многих лет составлялись ежегодные календари

Наиболее точное значение прецессии – 51.4” в год

Пересмотр системы мира Птолемея (из принципа Платона

– все должно быть по кругу и равномерно – экванты долой

+ видно было рассогласование теории с тысячелетним рядом наблюдений).

53 45




Ат-Туси ввел дополнительно два эпицикла для каждой планеты

ω и -2ω (лемма Ат-Туси) – тот же эффект, что и от эксцентра – видимая неравномерность

(Климишин, стр. 88 - рисунок)

53 46




Но центры деферентов были еще смещены (экванты оставались), потом и от них избавились (астрономы из Дамаска)

Фактически вернулись к взглядам Евдокса и Аристотеля

53 47




53 48




Обсерватория Улугбека

Еще один взлет астрономии - в XV в. в государстве, созданном Тимуром (большая часть Юго-Западной Азии) со столицей в Самарканде

Строились медресе

1420 г. – университет

53 49





Внук Тимура – Улугбек (1394-1449) (Мухамед Тарагай)

53 50





Обсерватория – 1428-1429 гг. (на холме 21 м; высотой 30.4 м; диаметром – 46.5 м)

Главный инструмент – огромный мраморный квадрант – радиусом 40.2 м (на 10 м углублялся в подземелье)

Один градус – 70.2 см – точность 1’

Астролябия (62 см), глобус (1022 звезды - “Зиджа Ильхани” ат-Туси, после учета прецессии), солнечные часы, двойной азимутальный квадрант (R=4м)

53 51



На обломках

Багдадского халифата


53 52





Из наблюдений Солнца –

ε = 23o30’17” (погрешность 32”)

Продолжительность года – 365d 6h 10m 8s (погрешность 58s)

Определена широта обсерватории

53 53





“Новые астрономические таблицы” – “Новые Гурганские таблицы” (1437 г.). Экваториальные координаты 1018 звезд (> 700 – наблюдения самого Улукбека)

Точность таблиц – 15” – очень высокая

Отзыв Лапласа (Климишин, стр. 90)

Сомнения в центральном месте Земли (Климишин, стр. 90-91)

53 54




Обсерватория Улугбека (c 1964 г. - музей)

53 55



Итог

Благодаря астрономам из стран ислама

удалось сохранить достижения античной

астрономии и создать ту основу для

наблюдений, которая впоследствии дала

всплеск астрономии в Европе

Documents

История астрономии Средневековая Европа