Естественные науки пережили различные достижения в течение Золотого века ислама (примерно с середины VIII до середины XIII века), добавив ряд новшеств к передаче классики (например , Аристотеля , Птолемея , Евклида , неоплатонизма ). [1] В этот период исламское богословие поощряло мыслителей искать знания. [2] Среди мыслителей этого периода были Аль-Фараби , Абу Бишр Матта , Ибн Сина , аль-Хасан ибн аль-Хайтам и Ибн Баджжа . [3] Эти работы и важные комментарии к ним были источником науки в средневековый период. Они были переведены на арабский язык , lingua franca этого периода.
Исламская наука унаследовала аристотелевскую физику от греков и в течение исламского золотого века развила ее дальше. Однако исламский мир с большим уважением относился к знаниям, полученным из эмпирических наблюдений, и считал, что вселенная управляется единым набором законов. Их использование эмпирических наблюдений привело к формированию грубых форм научного метода . [4] Изучение физики в исламском мире началось в Ираке и Египте . [5] Области физики, изучаемые в этот период, включают оптику , механику (включая статику , динамику , кинематику и движение ) и астрономию .
Исламская наука унаследовала аристотелевскую физику от греков и во время исламского золотого века развила ее дальше, особенно делая акцент на наблюдении и априорном рассуждении, развивая ранние формы научного метода . С физикой Аристотеля физика рассматривалась как более низкая, чем доказательные математические науки, но с точки зрения более широкой теории познания физика была выше астрономии; многие из принципов которой вытекают из физики и метафизики. [6] Основным предметом физики, согласно Аристотелю , было движение или изменение; с этим изменением были связаны три фактора: лежащая в основе вещь, лишение и форма. В своей «Метафизике» Аристотель считал, что Неподвижный Движитель был ответственен за движение космоса, что неоплатоники позже обобщили, поскольку космос был вечным. [1] Аль-Кинди выступал против идеи о том, что космос вечен, утверждая, что вечность мира приводит человека к другому виду абсурда, связанного с бесконечностью; Аль-Кинди утверждал, что космос должен иметь временное происхождение, поскольку пересечь бесконечность невозможно.
Один из первых комментариев к «Метафизике » Аристотеля принадлежит Аль-Фараби . В «Целях метафизики Аристотеля» Аль-Фараби утверждает, что метафизика не является специфической для природных существ, но в то же время метафизика выше по универсальности, чем природные существа. [1]
Одна из областей физики, оптика , быстро развивалась в этот период. К девятому веку появились работы по физиологической оптике, а также по зеркальным отражениям, геометрической и физической оптике. [7] В одиннадцатом веке Ибн аль-Хайтам не только отверг греческую идею о зрении, но и придумал новую теорию. [8]
Ибн Сахл (ок. 940–1000), математик и физик, связанный с двором Багдада , написал трактат « О зажигательных зеркалах и линзах» в 984 году, в котором изложил свое понимание того, как изогнутые зеркала и линзы преломляют и фокусируют свет . Ибн Сахлу приписывают открытие закона преломления , который теперь обычно называют законом Снеллиуса . [9] [10] Он использовал этот закон для разработки форм линз, которые фокусируют свет без геометрических аберраций, известных как анакластические линзы .
Ибн аль-Хайтам (известный в Западной Европе как Альхасен или Альхазен ) ( 965 - 1040 ), часто считающийся «отцом оптики» [11] и пионером научного метода, сформулировал «первую всеобъемлющую и систематическую альтернативу греческим оптическим теориям». [12] В своей «Книге оптики» он постулировал, что свет отражается от разных поверхностей в разных направлениях, тем самым вызывая разные световые сигнатуры для определенного объекта, который мы видим. [13] Это был другой подход, чем тот, который ранее считали греческие ученые, такие как Евклид или Птолемей , которые считали, что лучи испускаются из глаза к объекту и обратно. Аль-Хайтам с этой новой теорией оптики смог изучить геометрические аспекты теорий зрительного конуса, не объясняя физиологию восприятия. [7] Также в своей «Книге оптики» Ибн аль-Хайтам использовал механику, чтобы попытаться понять оптику. Используя снаряды, он заметил, что объекты, которые попадают в цель перпендикулярно, оказывают гораздо большую силу, чем снаряды, которые попадают под углом. Аль-Хайтам применил это открытие к оптике и попытался объяснить, почему прямой свет вредит глазу, потому что прямой свет падает перпендикулярно, а не под косым углом. [13] Он разработал камеру-обскуру, чтобы продемонстрировать, что свет и цвет от разных свечей могут проходить через одно отверстие по прямым линиям, не смешиваясь в отверстии. [14] Его теории были переданы на Запад. [12] Его работа оказала влияние на Роджера Бэкона , Джона Пекхэма и Вителло , которые развили его работу и в конечном итоге передали ее Кеплеру . [12]
Таки ад-Дин пытался опровергнуть широко распространенное мнение, что свет исходит от глаза, а не от наблюдаемого объекта. Он объяснил, что если бы свет исходил из наших глаз с постоянной скоростью, то потребовалось бы слишком много времени, чтобы осветить звезды, чтобы мы могли их увидеть, пока мы все еще смотрим на них, потому что они находятся так далеко. Следовательно, освещение должно исходить от звезд, чтобы мы могли увидеть их, как только откроем глаза. [15]
Исламское понимание астрономической модели основывалось на греческой системе Птолемея. Однако многие ранние астрономы начали подвергать сомнению эту модель. Она не всегда была точной в своих предсказаниях и была слишком сложной, поскольку астрономы пытались математически описать движение небесных тел. Ибн аль-Хайтам опубликовал Al-Shukuk ala Batiamyus («Сомнения относительно Птолемея»), в которой изложил свои многочисленные критические замечания в адрес парадигмы Птолемея. Эта книга побудила других астрономов разработать новые модели для объяснения небесного движения лучше, чем Птолемей. [16] В «Книге оптики» аль-Хайтам утверждает, что небесные сферы не состоят из твердой материи, и что небеса менее плотные, чем воздух. [17] Некоторые астрономы также строили теории о гравитации, аль-Хазини предполагает, что гравитация, которую содержит объект, меняется в зависимости от его расстояния от центра Вселенной. Центр Вселенной в данном случае относится к центру Земли. [18]
Иоанн Филопон отверг аристотелевский взгляд на движение и утверждал, что объект приобретает склонность к движению, когда на него воздействует движущая сила. В одиннадцатом веке Ибн Сина приблизительно принял эту идею, полагая, что движущийся объект имеет силу, которая рассеивается внешними факторами, такими как сопротивление воздуха. [19] Ибн Сина проводил различие между «силой» и «наклоном» (называемым « майл »), он утверждал, что объект приобретает майл , когда объект находится в противодействии своему естественному движению. Поэтому он пришел к выводу, что продолжение движения приписывается наклону, который передается объекту, и что объект будет находиться в движении до тех пор, пока майл не будет израсходован. Он также утверждал, что снаряд в вакууме не остановится, если на него не будет оказано воздействие. Эта концепция движения согласуется с первым законом движения Ньютона, инерцией, который гласит, что объект, находящийся в движении, будет оставаться в движении, если на него не будет оказано воздействие внешней силой. [20] Эта идея, которая расходилась с точкой зрения Аристотеля, была в основном отвергнута, пока ее не описал как «импульс» Иоанн Буридан , на которого, возможно, оказал влияние Ибн Сина. [19] [21]
В тексте Абу Райхана аль-Бируни «Тени » он признает, что неравномерное движение является результатом ускорения. [22] Теория майла Ибн-Сины пыталась связать скорость и вес движущегося объекта, эта идея очень напоминала концепцию импульса. [23] Теория движения Аристотеля утверждала, что постоянная сила производит равномерное движение, Абу-ль-Баракат аль-Багдади противоречил этому и разработал свою собственную теорию движения. В своей теории он показал, что скорость и ускорение — это две разные вещи, и сила пропорциональна ускорению, а не скорости. [24]