Zijas, kvadranti, astrolabi i satovi

Ko je bio Al-Biruni (III)

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.  4. Zijas

Islamsko Zlatno doba (8-15. stoljeća) jako je promovisalo astronomiju i nekoliko škola je otvoreno za njen razvoj. Islamski naučnici asimiliraju i spajaju disparativni materijal za kreiranje njihove astronomske nauke. Ovaj materijal uključuje grčke, sasanske i indijske radove djelimično [8]. Dalje je islamska astronomija imala značajan uticaj na astronomiju dijelova Europe. Mnoge zvijezde i astronomski termini, kao što su alhidada, azimut i almukantar, dobili su naziv prema arapskim imenima [18]. Od 700. do 825 godine imamo period pretapanja i sinkritizacije ranije helenističke, indijske i sasadijanske astronomije. Neki prvi tekstovi astronomije, prevedeni na arapski, indijskog su i perzijskog porijekla. Najviše primijećen od svih tekstova bio je Zij al-sindhind, indijski astronomski rad iz VIII stoljeća preveden od strane Al-Fazarija i Yaqub ibn Tariqa [18]. Kroz ovaj period Arapi su prisvojili sinusnu funkciju, nastalu iz indijske geometrije, umjesto arcusa iz grčke trigonometrije [18,19]. Od 825. do 1025. godine bio je period jake istrage u kojoj je ptolemički sistem astronomije prihvaćen, međutim u mogućnosti matematičkih pregleda i dodatnih pronalazaka [18,19]. Jedan od glavnih radova je bio Zij al-sindh djelo Al-Khwarizmia 830. godine. U ovom periodu veliki napredak u astronomskom istraživanju donijela je Abbasidova kalipsa. Oni su podržali finansijski ovaj naučni rad i dali mu formalni uspjeh. [18]

Zij je osnovno ime islamskih astronomskih knjiga koje su tabelirale parametre korištene za astronomsko izračunavanje o pozicijama Sunca, Mjeseca, zvijezda i planeta. Ime je izvedeno iz perzijskog izraza što znači gajtan. Možda je ovo referenca o sastavljanju tabela, kao što je tabela podataka koji su poredani u redove i kolone [20]. Naznačeno je da su dijelom muslimanske Zije ekstenzivnije, tipično uključujući materijale hronološki i geografske latitude i longitude. Krećući se iznad tradicionalnih sadržaja, neke Zije čak objašnjavaju teoriju ili prikazuju posmatranja od kojih su nastale tabele [20]. Pored Zije napisane od strane Al-Khwarizmia, druge poznate Zije su od egipatskog astronoma Ibn Yunusa (950-1009). U jednoj od njih on je opisao, s preciznošću, četrdeset planetarnih konjukcija i trideset mjesečnih eklipsa [21]. Njegove astronomske tabele dale su podatke dobivene veoma velikim astronomskim instrumentima i korištenjem trigonometrijskih identiteta [22].

Vjerovatno to nije bila potpuna napredna sila za razviće astronomije, ali je tome doprinijela vjera [21]. Ustvari, islamu je bio potreban način za shvatanje kako orijentisati sve svete strukture prema Meki [21]. I onda je precizno nebesko mapiranje bilo potrebno za pronalaženje tačnog smjera, ili kible, prema Kabi. Do XI stoljeća astronomi su učestalo koristili trigonometriju za određivanje kible iz geografskih koordinata, pretvarajući određivanje kible u problem sferne astronomije. Na primjer, Al-Biruni, u Otkrivanje koordinata lokacija i za tačno određivanje razdaljine između mjesta ima za cilj da nađe kiblu kod Ghazni.

Jedna od Al-Birunijevih zija sadrži tabelu sa koordinatama šest mjesta, gotovo svih mjerenih od strane Al-Birunija. Za neka mjesta on daje podatke uzete iz sličnih tabela Al-Khwarizmija. Al-Biruni izgleda shvata da mjesta određena od strane Al-Khwarizmija i Ptolemeya, vrijednost koje je dao Al-Khwarizmi (780-850), su češća. U ranom XI stoljeću on je napravio sinusne i kosinusne tabele i prvu tangesnu tabelu. Također je bio početnik sferne trigonometije. Do X stoljeća muslimanski matematičari su koristili svih šest trigonometrijskih funkcija.

5. Kvadranti, astrolabi i satovi

Kao što je rečeno u [15], Al-Biruni je bio jedan od onih deportovanih u Afganistan od strane Mahmuda od Ghaznie. Imao je 44 godine. Dana 14. oktobra 1018. god. pronalazimo ga u selu južno od Kabula, gdje je htio da mjeri toplotu Sunca, ali nije imao nikakvih instrumenata pri ruci, pa je bio primoran da crta kalibriran arcus na pozadini bilježeće table i koristiti je, pomoću viska, kao napravljeni kvadrant. Na bazi mjera dobivenih ovim primarnim uređajem on je izračunao širinu lokaliteta. Ovaj kvadrant je vjerovatno bio inklinometar baziran na četvrtini okrugle ploče.

Duž jednog završetka postojala su dva vida formirajući alhidade. Lem je potisnut linijom od centra arcusa kao na slici 2. Da bi mjerili visinu zvijezde, promatrač bi vidio zvijezdu kroz vidove (rupice u slučaju Sunca) i držao kvadrant vertikalno. Visak indikuje čitanje na skali. Dobro je imati osobu koncentrisanu na promatranje zvijezde i držanje instrumenta i drugu osobu za čitanje. Upotrebljivost takvog instrumenta je ograničena njegovom veličinom. Astrolab je više elaboriran instrument. Pomaže u određivanju pozicija Sunca, Mjeseca, planeta i zvijezda i fundamentalan je za određivanje lokalnog vremena na datoj širini i obrnuto. Astrolab je sastavljen od diska, „mater“, dovoljno je dubok da drži jedan i više ravnih tanjira zvanih „timpani“ [24].

Svaki timpan je napravljen za određenu širinu i gravuru sa stereografičkom projekcijom krugova koji označavaju azimut i visinu, predstavljajući proporciju celestalne sfere iznad lokalnog horizonta (slika 3).

Druga dva seta krivulja predstavljaju nejednake sate i kuće neba. Ivica je tipično obilježena satima u jedinici vremena, stepenima arcusa, ili oboma. Iznad matera i timpana postoji „reta“, okvirni rad sa projekcijom ekliptičnog plana i nekoliko tačaka koje upućuju na pozicije najsvjetlijih zvijezda [24]. Reta je slobodna za rotiranje. Kada je rotirana, zvijezde se kreću preko projekcije koordinata na timpanu. Jedna kompletna rotacija se izvrši za dan. Na povratku matera obično postoji graviran broj skala korisnih u različitim aplikacijama, te skala od 360 stepeni oko ivice. Alhidada je povezana sa naličjem. Kada se astrolab drži vertikalno, alhidada se može rotirati i Sunce ili zvijezda je vidljiva svojom dužinom, tako da se njihova svjetlost u stepenima može čitati iz ivice skale astrolaba [24].

Al-Biruni, u raspravi o astrolabu, opisuje kako znati vrijeme tokom dana ili noći i koristiti ga, kao što se može koristiti kvadrant za preživljavanje. Ustvari, astrolab je kompleksan instrument i svi njegovi dijelovi su dodavani stoljećima. Štaviše, nekoliko drugih instrumenata je korišteno u vrijeme Al-Birunija.

Mehanički astrolabi sa pogonom izumljeni su u muslimanskom svijetu. Ovi instrumenti su dizajnirani da pokažu trenutnu poziciju Sunca i planeta. Pronašli smo uređaj sa osam pogonskih kotača (Slika 4 desno) ilustrovanih od strane Al-Birunija 996. godine, tako da se ovaj Al-Birunijev mehanizam može smatrati pretečom astrolaba i satova koje su poslije razvili muslimanski inženjeri. Isti autor [26], Francois Charette, smatra to jednostavnom verzijom Anttikytherovog mehanizma [27], kao što je prethodno pokazao Derek J. De Solla Prince [28].

Godine 1900. grčki ronioc je otkrio olupinu starog broda Antykithera otoka u Dodecaneseu. Ronioci su pronašli nekoliko bronzanih i metalnih figura i još nekoliko antikviteta. Godine 1902. arheolog je primijetio da komad stijene ima pogonski kotač povezan na sebi. Ova „stijena“ se smatra jednim od najstarijih pogonskih uređaja, koja može pokazati kretanje Sunca, Mjeseca i planeta. Nakon desetljetnih radova na tome, De Solla Price je raspravljao o ovom mehanizmu u članku zvanom An Ancient Greek Computer u Scientific American juna 1959. On je vidio direktnu povezanost između uređaja, kao što su Antikythera mašine i islamski astrolabi. Nekoliko godina kasnije bizantijski uređaj iz VI stoljeća, koji pokazuje kretanje Sunca i Mjeseca, je otkriven: ovaj uređaj se može opisati kao poveznica između Antikytherovog mehanizma i Al-Birunijevog mehaničkog instrumenta [30]. Moguće je da Antikytherov mehanizam nije bio jedini cicero, jer u prvom stoljeću p.n.e. spominje se instrument kojeg je napravio filozof Posidonius „koji pri svakoj promjeni pokazuje isto kretanje Sunca, Mjeseca i pet čudesnih zvijezda (planeta) koje se nalaze u svemiru i noću i danju.“ [30]

(Kraj)

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 270, strana 26, Rubrika: ISLAMIJET, Autor: Mr. Maksuda Muratović)