Harmonija mudrosti

 Ko je bio Al–Biruni (II)

 Al Biruni (973-1048) bio je jedan od najvećih naučnika svih vremena. Bio je astronom, matematičar i filozof, a studirao je fiziku i prirodne nauke. U ovom članku opisane su njegove eksperimentalne metode i  instrumenti koje je on koristio.

Al-Biruni je razvio eksperimentalne metode da bi otkrio gustoću supstance. Neke su bazirane na teoriji balansa i ljuljanja, a druge na volumenu tekućina. On takođe generalizuje teoriju centra gravitacije i primjenjuje je na volumen kao što je rečeno u [31], „korištenjem cijelog tijela u matematičkim metodama…“, arapski naučnici su podigli statiku na novi, viši nivo. Klasični rezultati Arhimeda u teoriji centra gravitacije su generalizovani u primjeni na trodimenzionalna tijela, teorija mjerljive poluge je pronađena i „nauka gravitacije“ je napravljena i poslije dalje razvijana u dijelovima Evrope. Fenomeni statike su proučavani pomoću dinamičkog pristupa tako da dva područja – statika i dinamika – povezana su u jednoj nauci, mehanici. Brojne eksperimentalne metode razvijene su za određivanje specifične težine, koje su bazirane djelimično na teoriji balansa i težine. Klasični radovi Al-Birunija i Al-Khazinia mogu s pravom biti smatrani kao početak primjene ekperimentalnih metoda u nekim naukama.

Kao što je rečeno u [32], Al-Khazini (Abu al-Fath Khazini, djelovao 1115-1130) opisao je instrument koji je koristio Al-Biruni u mjerenju gustine. To je bio hidrostatički balans. Skale su bile korištene za testiranje čistoće metala i za konstatovane kompozicije legura. Arapi su koristili metod baziran na upoređivanju težina jednakih volumena. Na primjer, Al-Biruni uzima hemisfere različitih metala ili šipke jednakih veličina i upoređuje njihove težine [32].

Mizan al-hikma, harmonija mudrosti, što je ustvari hidrostatički balans, kao ovaj u „The Book of the Balance of Wisdom“ od Al-Khazinia

Na slici 5. možemo vidjeti crtež mizan-al-hikma, harmoniju mudrosti, što je ustvari hidrostatički balans, napravljen nakon slike iz knjige Abu al-Fath Khazinia (djelovao 1115-1130), nazvana „The Book of the Balance of Wisdom“ [33]. Referenca [34] govori da u ranoj 1857. godini u kojoj je American Orient Society objavio u svom listu doprinos N. Khanikoffa ovoj knjizi, bilo je poznato kao i specifična gravitacija da je Al-Khazini nacrtao mnogo iz Al- Birunijevih radova. Hidrostatički balans je stari instrument. Latinska poema „Carmen de Ponderibus et Mensurius“ iz IV ili V stoljeća prikazuje njegovu upotrebu prema Arhimedu [35, 36].

Ovaj balans je povezan sa poznatom anegdotom. Odabrana kruna za dvorac je napravljena za kralja Heroa II od Syrause, koji je obezbijedio čisto zlato i od Arhimeda je traženo da otkrije da li je neko srebro zamijenjeno zlatom. Arhimed je morao da riješi problem, a da ne ošteti krunu, tako da nije mogao da je istopi u regularan oblik i tako izračuna gustinu iz težine i volumena. Uzimajući u obzir anegdotu o zlatnoj kruni, Galileo Galilej je predložio da Arhimed iskoristi hidrostatički balans.

7. Vitruvijuve i Al-Birunijuve metode

Da bi procijenio gustinu specifične težine materijala, Al-Biruni se takođe opredjeljuje za još jednu metodu. Ova metoda je bazirana na volumenima fluida i na upotrebi određenih instrumenata. To je bila posuda u kojoj razina vode ili ulja ostaje konstantna, kako bi višak istekao iz rupa napravljenih za ovu svrhu. Mogao je da izmjeri pomjerenu vodu sa takvom tačnošću tako da se njegova otkrića skoro poklapaju sa modernim vrijednostima [32, 34]. Slika 6. pokazuje ovu posudu izabranu od strane Al-Khazinia kao konusnu posudu. Za mjerenje specifičnih gravitacija dragog kamenja koristio ju je Al-Biruni.

Vitruvius u svojoj knjizi De Architectura, u poglavlju pod nazivom „Metoda pronalaženja srebra kada je pomiješano sa zlatom“ [37], kaže: „Zadužen ovim (da otkrije da li je kruna u sebi imala srebra ili ne), on (Arhimed) je slučajno otišao na kupanje i dok je bio u kadi slijedilo je to što je njegovo tijelo ulazilo dublje, nivo vode je rastao. Vezujući se za metodu da bude prilagođena za rješenje proporcije, odmah je slijedilo to da je iskliznuo iz kade sa zadovoljstvom i, vraćajući se kući nag, glasno plakao zbog toga što je pronašao ono što je tražio. Nastavljao je izjavljivati na grčkom: „Eureka!“ (Našao sam). Poslije ovoga, uzeo je dvije mase, jednake težine kao kruna – jedna je bila masa srebra, a druga zlata. Nakon što ih je pripremio, napunio je vazu vodom sve do vrha, gdje je stavio masu srebra, što je uzrokovalo da izađe ista količina vode kao i kod većine njih. Onda je izvadio masu i nasuo onu količinu vode koja je potrebna da se vaza napuni do vrha. Ovako je otkrio kolika je količina vode jednaka određenoj težini srebra. Onda je stavio zlato u posudu i vadeći ga otkrio da je količina vode koja je istekla manja obzirom da je dimenzija zlata sličnija od one koja sadrži istu težinu srebra. Nakon što je opet napunio vazu, stavio je krunu unutra i uvidio je da je više vode isteklo nego kada je stavio zlato koje je imalo istu težinu kao kruna i, prema tome, iz prekomjerne količine vode koja je istekla preko ruba pomoću potapanja krune, više nego što je istekla pomoću mase, otkrio je, računajući količinu srebra pomiješanu sa zlatom, i manifestovao prevaru proizvođača.“ U referenci [37] pretpostavlja se da je Arhimed možda koristio posudu vodenog sata, što je izvan klepsidre. Štaviše, ponovio je eksperiment da bi detaljno pokazao metodu. Vjerovatno je Al-Biruni pročitao drugačiji izvještaj iz grčkog izvora ove epizode. Kako je to Al-Biruni interpretirao, opisujući metodu koju je koristio za određivanje gustine supstance? Al-Biruni je napunio posudu vodom na slici 6. sve dok voda nije počela da ističe iz cijevi sa strane; onda je konačna masa supstance, što je moguće veća, izmjerena (P1) i pan (P2) skale postavljene ispod cijevi [32]. Zatim je supstanca stavljena u posudu. Ovo tijelo pomjera vodu tako da ono teče u pan. Pan i voda su izmjereni (P2+P3). Razlika ((P3+P2)-P2) je težina istečene vode. Pomoću dijeljenja P1/P3 možemo dobiti gustinu supstance. Al-Biruni je koristio ovu metodu za određivanje gustine dragocjenog kamenja. Na primjer, safir ima specifičnu gravitaciju (proporcija između gustine supstance sa gustinom date supstance) od 3.95-4.03, kao što je staklo od 2.4.-2.8.

Korištenjem njegove metode moguće ih je istaći. Zabrinjavajuće oko pojave ove metode Al-Khazini je zabilježio da je teško izmjeriti težinu istečene vode zato što se voda otisne na strane kade. Al-Biruni kaže da je bolje koristiti što je više moguću masu da bi se povećala tačnost. Otkrivanje specifične gravitacije odigralo je bitnu ulogu u Al-Birunijevim istraživanjima i rezultati koje je on iznio dobijeni su iz različitih škola islamskih zemalja. Neki će se možda pitati zašto je ovo istraživanje tako relevantno [34]. Zato što je Al-Biruni istakao njegovu socijalnu važnost, što je suštinska vrijednost u metalima i nakitu. Zbog toga određene svrhe fizike trebale su biti pronađene da bi ih procijenili [34]. Na primjer, Al-Biruni se protivio klasifikaciji dragulja samo na bazi njihovih boja, što je bilo slična praksa vremena. Boja je sekundarna osobina, a specifična gravitaciona brilijantnost i tvrdoća su relevantne osobine metala. Tvrdoća je otkrivena pomoću korištenja uzorka materijala i promatrajući uvlačenje koje proizvodi [34].

8. Zagrijanost i svjetlost

Referenca [34] ističe suprotnost njegovih radova ili astroloških radova, o kojima je napisao odvojene rasprave, da ne postoji nijedna knjiga posvećena fizici, ali je potrebno pročitati sve knjige da bi procijenili njegova istraživanja fizike. Šta je Al-Biruni mislio o toploti i svjetlosti? Postoje dva tipa toplote pomoću kojih se tijela mogu zagrijavati: interni ili eksterni. S početkom od Aristotelovih radova, Al-Biruni je došao do zaključka da „toplota nije ništa drugo do zraci Sunca dobijeni od Sunca prema Zemlji“ [34]. I onda, „toplota egzistira u zrakama, nerazdvojiva je od njih.“ Kao što je promatrano u [34], prirodan zaključak bi bio da je zrak zagrijan pomoću Sunca, ali Al-Biruni kaže da je toplota zraka rezultat frikcije i žestoke koncentracije između sfere, brzog kretanja i njegovog tijela.“ Ovo je Aristotelov način razmišljanja. U svakom slučaju, Al-Biruni je imao zaslugu razumijevanja konekcije između kretanja i toplote, a isto pronalazimo u Kinetičkoj teoriji toplote [34]. I toplota i zrake su bile teme nekoliko pisama korespondencije između Al-Birunija i Ibn Sina (Avicenne) i tu pronalazimo da je toplota proizvedena pokretom i hladnoćom, uostalom, i zbog ovog razloga, Zemlja je topla na Ekvadoru i hladna na polovima. Još jedna bitna rasprava između dva naučnika je širenje Sunčeve toplote i zraka. Al-Birunijevo mišljenje je da su svjetlost i toplota nematerijalni i da toplota postoji u zrakama te da je nerazdvojiva u njima. Kakvo je zbog toga širenje toplote? Nakon ovog Al-Birunijevog pitanja, Avicenna je odgovorio da se toplota ne širi sama od sebe, ali se zrake Sunca šire i one nose toplotu, kao čovjek u čamcu koji se ne kreće, ali se njegov čamac kreće [34]. Veoma zanimljiva rasprava između dvije čudesne osobe. Ovaj problem širenja toplote vodi ka tome da Al-Biruni proučava problem prirode i širenja svjetlosti. Izjavio je da „postoje različita mišljenja o kretanju zraka. Neki kažu ovo kretanje je beskonačno, obzirom da zrake nisu tijela. Drugi kažu kretanje se odvija u veoma kratkom vremenu. Da, međutim, nema ništa brzo u postojanju pomoću čega bi mjerili stepene njegove brzine. Npr. kretanje zvuka kroz zrak nije tako brzo kao kretanje zvuka, zbog toga je prvobitni upoređen s pismom i tokom svog vremena (stepen njegove brzine) je određen“ [34]. Prema [34], ovo je prva referenca o problemu mjerenja brzine svjetlosti.

9. Al-Birunijeva mudrost

Al-Birunijeve riječi [39], koje poprilično dobro ilustriraju mudrost ove osobe i njegovu poziciju za naučno istraživanje, mogu poslužiti kao zaključak ovog rada. To je poređenje četiri đaka iz njegovog „Indica“. Čovjek putuje sa svojim đacima zbog nekog posla do kraja večeri. Tu se pojavljuje nešto što stoji uspravno pred njima na cesti, čija priroda se ne može prepoznati zbog mraka. Čovjek se okreće prema svojim đacima i pita ih šta je to. Prvi kaže: „Ne znam šta je to“, a drugi: „Ne znam i nemam pretpostavku“, treći: „Beskorisno je da se istražuje šta je to, zbog toga što će dan da otkrije šta je to.“ Jasno je da nijedan od njih nije stekao znanje: prvi zbog ignorisanja, drugi je bio nesposoban i nema znakova znanja i treći zbog toga što je bio lijen i osuđen na svoje ignorisanje. Četvrti đak nije dao odgovor: stajao je mirno i onda krenuo u smjeru objekata. Prilaženjem bliže otkrio je da su to bile bundeve na koje je nešto privezano. Smatrao je da nijedan živi čovjek vlastitom voljom ne bi mogao mirno stajati u ovoj situaciji i zbog toga je to bio neživi predmet. Da bi bio siguran, prišao je blizu i udario to nogom dok nije palo na zemlju. Prema tome, otklanjajući sve sumnje, vratio se svom učitelju i dao mu tačan izvještaj.

Literatura

[1] G. Sarton, Introduction to the History of Science, Carnegie Institution of Washington, 1927.

[2] Hamed A. Ead, History of Islamic Science 6 http://www.levity.com/alchemy/islam17.html

[3] B. Gafurov, Al-Biruni, a Universal Genius Who Lived in the Central Asia a Thousand of Years Ago, The Unesco Courier, June 1974, Pages 4-9.

[4] Vv.Aa., Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Abū_Rayhān_al-Bīrūnī

[5] D.J. Boilet, Al-Biruni, The Encyclopaedia of Islam, Vol. I, H.A.R. Gibb, J.H. Kramers, E. Levi-Provencal and J. Schacht Editors, Brill, 1986.

[6] Vv.Aa., Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Ghaznavids

[7] C.K. Skarlakidis, Holy Fire, The Miracle of Holy Saturday at the Tomb of Christ, Forty five Historical Accounts (9th–16th c.), available at www.scarlakidis.gr/ENGLISH/09.albiruni- ENGLISH.html

[8] D. Tsibukidis, Graeco-Hellenistic Philosophical Thought in the Writings of Abu Raikhan

Biruni, Graeco-Arabica, 2000, Volume 7–8, Pages 524-533.

[9] C. Edmund Bosworth, Bīrūnī, Abū Rayhān, i. Life, in Encyclopedia Iranica, 2010, Volume IV, Issue 3, Pages 274-276.

[10] B. Scheppler, Al-Biruni: Master Astronomer and Muslim Scholar of the Eleventh Century, The Rosen Publishing Group, August 1, 2005.

[11] D. Pingree, Bīrūnī, Abū Rayhān, ii. Bibliography, in Encyclopedia Iranica, 2010, Volume IV, Issue 3, Pages 276-277.

[12] S. Maqbul Ahaman, Geodesy, Geology, and Mineralogy, Geography and Cartography, in

History of Civilizations of Central Asia, Volume 4, Issue 2, Clifford Edmund Bosworth and M.S. Asimov Editors, Motilal Banarsidass Publ., 2003.

[13] B. Lumpkin, Geometry Activities from Many Cultures, Walch Publishing, Jan 1, 1997.
[14] C. K. Raju, Cultural Foundations of Mathematics: The Nature of Mathematical Proof and the Transmission of the Calculus from India to Europe in the 16th C. CE, Pearson Education India,2007.

[15] J. Boilot, The Long Odyssey, The Unesco Courier, June 1974, Pages 10-13.

[16] S. Hossein Nasr, An Introduction to Islamic Cosmological Doctrines, Pages 135–136, State University of New York Press, 1993.

[17] M. Salim-Atchekzai, A Pioneer of Scientific Observation, The Unesco Courier, June 1974, Pages 16-18.

[18] Vv.Aa., Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Astronomy_in_medieval_Islam

[19] A. Dallal, Science, Medicine and Technology, in The Oxford History of Islam, J. Esposito Editor, Oxford University Press, 1999.

[20] Vv.Aa., Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Zij

[21] D. Teresi, Lost Discoveries: The Ancient Roots of Modern Science, Simon and Schuster, May 11, 2010.

[22] Vv.Aa., Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Ibn_Yunus

[23] D. Harper, Online Etymology Dictionary, 2001-2013.

[24] Vv.Aa., Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Astrolabe

[25] Egnatio Danti, Dell’Uso et Fabbrica dell’Astrolabio, Giunti, Firenze, 1578.

[26] F. Charette, Mathematical Instrumentation in the Fourteenth-Century in Egypt and Syria,

BRILL, 2003.

[27] F. Charette, Archaeology: High tech from Ancient Greece, Nature, 2006, Volume 444, Pages 551-552.

[28] D.J. de Solla Price, Of the Origin of Clockwork, Perpetual Motion Devices and the Compass, in Contributions from the Museum of History and Technology, United States National Museum Bulletin 218, Smithsonian Institution, Washington D.C., 1959.

[29] J. Theophanidis, Praktika tes Akademias Athenon, Athens, 1934, Volume 9, Pages 140-149.

[30] O. Wikander, Gadgets and Scientific Instruments, in The Oxford Handbook of Engineering and Technology in the Classical World, John Peter Oleson Editor, Oxford University Press, 2008, Pages 785-820.

[31] M. Rozhanskaya and I.S. Levinova, “Statics”, p. 642, in the Encyclopedia of the History of Arabic Science, Routledge, 1996.

[32] M. Th. Houtsma, E.J. Brill’s First Encyclopaedia of Islam, 1913-1936, Volume 5, BRILL, 1003.

[33] B.A. Danzomo and A.O. Shuriye, The Contribution of Al-Khazini in the Development of

Hydrostatic Balance and its Functionality, in Contributions of Early Muslim Scientists to

Engineering Sciences and Related Studies, A.O. Shuriye and A.F. Faris Editors, IIUM Press, 2011.

[34] S. M. Razaullah Ansari, On the Physical Researches of Al-Biruni, Vol10. Issue 2, Pages 198- 217.

[35] F. Costanti, The Golden Crown: a Discussion, in The Genius of Archimedes – 23 Centuries of Influence on Mathematics, Science and Engineering: Proceedings of an International Conference held at Syracuse, Italy, June 8-10, 2010.

[36] M. Berthelot, Sur l’Histoire de la Balance Hydrostatique et de Quelques Autres Appareils et Procedes Scientifiques, Annales de Chimie et de Physique, Serie 6, 1891, Volume 23, Pages 475- 485.

[37] Marcus Vitruvius Pollio, The Architecture, Joseph Gwilt translator, Priestly and Weale,

London, 1826.

[38] A.C. Sparavigna, The Vitruvius’ Tale of Archimedes and the Golden Crown, Archaeogate, 17- 08-2011.

[39] Miniature anthology of al-Biruni, The Unesco Courier, June 1974, Pages 19-26.

(Glas islama 269, strana 32, Rubrika: ISLAMIJET,Autor: Mr. Maksuda Muratović)