Средневековая астрономия

Карта поверхности Земли в стереографической проекции

В астрономии и философии Средневековья  христианских и мусульманских стран преобладала космология Аристотеля, дополненная птолемеевой теорией движения планет.

Некоторые философы XIII—XIV вв. считали, что бесконечно всемогущий Бог мог создать, помимо нашего, и другие миры, но не сделал этого. Некоторые философы (Тома Брадвардин и Николай Орем) считали, что за пределами нашего мира находится бесконечное пространство, где пребывает Бог.

Рассмотрим наиболее интересные учения  астрономов исламского Средневековья и космологии иудаизма.

Астрономия исламского Средневековья

К этому периоду относят астрономические познания и взгляды, распространённые в Арабском халифате и в государствах, возникших на его обломках (территория Среднего и Ближнего Востока, значительная часть Пиренейского полуострова (Андалусия), северной Африки). Период наивысшего развития астрономии здесь приходится на VIII—XV века; в течение почти всего этого периода развитие астрономии было ограничено исламским ареалом. Сочинения исламских астрономов были, как правило, написаны на арабском языке, который может считаться международным языком Средневековья; по этой причине астрономия исламского Средневековья называется ещё арабской астрономией, хотя в её развитие внесли вклад не только арабы, но представители практически всех народов, проживавших на этой территории. А здесь проживало очень много народов: арабы, персы, копты, берберы, турки, армяне, сирийцы, грузины, мегрелы, испанцы, португальцы, южные итальянцы, дагестанские народы, афганцы, узбеки, таджики.

Арабская астрономия основывалась на  астрономии Древней Греции, а ранее – на астрономии Индии и Ирана.

Но первоначально астрономия в исламских странах служила исключительно для религиозных нужд: в странах ислама она первоначально была обусловлена чисто практическими религиозными нуждами:

1.    календарная проблема: мусульмане использовали лунный календарь, где начало месяца совпадает с моментом первого появления на западе тонкого лунного серпа после новолуния. Задача заключалась в предсказании этого момента;

2.    исчисление времени: с помощью астрономических методов необходимо было точно определять время молитвы;

3.    определение направление на Мекку (город в западной Саудовской Аравии, около 100 км от Красного моря. Является центром паломничества для мусульман): молитва у мусульман совершается лицом к Мекке, и так же должны были быть ориентированы мечети. Задача астрономов заключалась в определении направления на Мекку в данном географическом пункте.

Для решения этих задач в основном и существовала средневековая астрономия, с XI в. при мечетях даже вводится специальная должность хранителя времени, которую занимал астроном. Такую должность занимал известный сирийский астроном Ибн аш-Шатир в Дамаске.

Ибн аш-Шатир

В своей книге «Предел желания в исправлении элементов» Ибн аш-Шатир излагает новую теорию движения Солнца, Луны и планет; его теория Луны совпадает с теорией Коперника.

Ибн аш-Шатиру принадлежит ряд трактатов об устройстве и применении астролябии и совершенного синус-квадранта, «Трактат об определении дат», «Книга о знаках Зодиака и восхождениях».

Но на протяжении всего Средневековья астрономия подвергалась критике  ортодоксальных исламских богословов, так как она, по их мнению, отвлекала людей от изучения религии. Многие мусульманские богословы полагали, что нельзя искать причинной связи между явлениями природы, так как это противоречит религиозным взглядам.

Но многие астрономы Средневековья были убеждены, что, раскрывая строение мироздания, они тем самым прославляют его Создателя. Ряд астрономов в то же время были авторами богословских сочинений.

Астрономическое образование и обсерватории

Медресе Улугбека в Самарканде

В высших исламских учебных заведениях (медресе) со второй половины XIII века начинают активно изучать математику и астрономию. При обсерваториях создавались школы, где уровень преподавания был очень высок, он не был превзойден даже в Европе в более позднее время. Можно назвать такие школы при обсерваториях в городах Марага (XIII в.) и Тебриз (XIV в.), а также медресе в Самарканде и Стамбуле (XV в.). Школу в Самарканде создал Улугбек, правитель тюркской державы Тимуридов, внук Тамерлана, выдающийся астроном и астролог.

Улугбек. Реконструкция по черепу по методу М. Герасимова

Для проведения систематических наблюдений небесных тел в исламских странах возводятся первые астрономические обсерватории, которые основывают в основном монархи. Так, известна самая первая в истории обсерватория в Багдаде, которую основал в 988 г. султан Шараф ад-Даула, и обсерватория в Исфахане (Персия), основанная султаном Джалал ад-Дин Малик-Шахом. В этой обсерватории работал выдающийся ученый и поэт Омар Хайям.

Омар Хайям как астроном

Он известен также (кроме своих знаменитых рубаи) созданием более точного по сравнению с европейским календаря, который официально используется с XI века. Это был принципиально новый солнечный календарь, который стали называть по имени султана - «Джалали», или «Малеки». Количество дней в месяцах в этом календаре варьировало в зависимости от сроков вступления солнца в тот или иной зодиакальный знак и могло колебаться от 29 до 32 дней. Месяцы именовались именем соответствующего знака зодиака.

Памятник Омару Хайяму в Ашхабаде

С астрономической точки зрения календарь «Джалали» был точнее, чем древнеримский юлианский календарь, применявшийся тогда в Европе, и точнее, чем позднейший европейский григорианский календарь. Вместо цикла «1 високосный на 4 года» (юлианский календарь) или «97 високосных на 400 лет» (григорианский календарь) Хайямом принято было соотношение «8 високосных на 33 года». Другими словами, из каждых 33-х лет 8 были високосными и 25 обычными. Этот календарь хорошо соответствовал астрономическому году и природным сезонам, но требовал трудоёмких астрономических наблюдений и расчётов, чем обусловлена была его непростая судьба даже на его родине - в Иране, не говоря уже о других странах исламского мира, упорно державшихся традиционного лунного календаря. В конечном итоге календарь Хайяма уступил место другим календарным системам.

Но коль уж мы заговорили о Хайяме, давайте вспомним несколько его рубаи.

Много лет размышлял я над жизнью земной.
Непонятного нет для меня под луной.
Мне известно, что мне ничего не известно, -
Вот последний секрет из постигнутых мной.

***

Чтоб мудро жизнь прожить, знать надобно немало.
Два важных правила запомни для начала:
Ты лучше голодай, чем что попало есть,
И лучше будь один, чем вместе с кем попало.

Обсерватория Улугбека в Самарканде

Главным инструментом Самаркандской обсерватории был гигантский квадрант (астрономический инструмент для определения высот светил) радиусом более 40 метров. При его использовании высота светила измеряется относительно горизонта, а не относительно самого инструмента. Это даёт бо́льшую точность определения.

Арабы в основном использовали те же астрономические инструменты, что и греки, существенно их доработав. Главным астрономическим инструментом до появления телескопов была, наряду с квадрантами, астролябия. Этот старейший астрономический инструмент основан на принципе стереографической проекции (центральная проекция, отображающая двумерную сферу на плоскость).

Арабская астролябия 1067 г.

Основные достижения астрономии исламского Средневековья

Они уточнили основные астрономические параметры: наклон эклиптики к экватору, скорость прецессии, продолжительность года и месяца, параметры планетных теорий.

Было сделано несколько важных открытий, например, о наклоне эклиптики. Они определили его в 23°33'. А поскольку у Птолемея было значение 23°51', то был сделан вывод об изменении наклона эклиптики к экватору с течением времени. Другой вывод средневековых астрономов: орбита Солнца перемещается в системе координат, связанной с неподвижными звездами. Были составлены звёздные каталоги. Один из наиболее известных каталогов был включён в «Книгу созвездий неподвижных звёзд», он содержал первое дошедшее до нас описание Туманности Андромеды. Составление каталога, включавшего в себя точные координаты 1018 звезд, было одним из важнейших результатов работы обсерватории Улугбека. Ибн аш-Шатир построил собственную теорию движения Солнца.

Исламские астрономы оказали большое влияние на развитие тригонометрии: ими были введены современные тригонометрические функции косинус, тангенс, котангенс, доказан ряд теорем, составлено несколько таблиц тригонометрических функций. Высокоточные тригонометрические таблицы были составлены в Самаркандской обсерватории Улугбека, причем сам Улугбек лично участвовал в этой работе: он написал специальный трактат о вычислении синуса угла в 1°. Первый директор этой обсерватории ал-Каши прославился также вычислением числа π с точностью до 18 знаков после запятой.

Они составили справочники по практической астрономии — зиджи. Образцами для зиджей были Подручные таблицы Птолемея, а также учения индийских астрономов.

Предполагают, что самаркандские учёные разрабатывали и другие теории, противоречащие общепринятой геоцентрической системе мира. Некоторые астрономы Самарканда высказывали также предположение, что Земля является центром не всей Вселенной, а только центром тяжёлых тел; рассматривалась возможность перемещения центра Земли. А некоторые ученые считали даже возможным существование за пределами нашего мира других миров. Таким образом, Земля, оставаясь центром нашего мира, лишалась выделенного статуса во Вселенной в целом.

Многие исламские правители поддерживали астрономию исключительно благодаря тому, что она является фундаментом астрологии. По этой причине большинству арабских астрономов приходилось также заниматься составлением гороскопов. Величайшим астрологом в Средневековье считался перс Абу Машар (IX в.), его сочинения многократно переводились на латынь. Трудно сказать, действительно ли большинство исламских астрономов верили в астрологию, или составляли гороскопы только с целью зарабатывания средств к существованию. Некоторые астрономы и философы критиковали астрологию за её недостоверность. Но другие, в том числе и Улугбек, искренне верили в астрологию.

Но поскольку до конца X века уровень астрономии на католическом Западе оставался низким, то первыми профессиональными трудами по астрономии на латыни являлись переводы с арабского. Французский преподаватель астрономии Герберт Аврилакский (ок. 946—1003) совершил путешествие в Испанию, южная часть которой в то время была оккупирована арабами, где приобрел несколько арабских астрономических и математических манускриптов, некоторые из которых он перевел на латынь.

Средневековая астрономия

На рисунке - остатки главного инструмента обсерватории Улугбека в Самарканде - квадранта (или секстанта).

Европейская астрономия вышла на уровень мусульманской только в XV веке.

Космология иудаизма

Эволюция взглядов иудеев на устройство Вселенной прослеживается с Библейского периода через Талмуд (свод правовых и религиозно-этических положений иудаизма) и средневековых философов (Маймонид), особенно в рамках выработки отношения к учению Аристотеля. В переходный период к новому времени представляет интерес в целом положительное отношение еврейских учёных к системе Коперника.

По Книге Бытия, весь Мир возник по частям в течение определённого периода времени, начиная с неба, земли и света и заканчивая человеком. Бог существовал всегда, и по Его Воле возник Мир.

Небо, по Талмуду, твёрдое; небесные тела скользят по нему, производя шум и даже стружку, из-за этого днём звуки слышны хуже. Над небом находятся верхние воды. Согласно Талмуду, Земля имеет круглую форму и окружена со всех сторон водой. Земля уподобляется глазу человека: белок глаза — океан, окружающий весь мир, зрачок — место обитания людей, главная точка в нём — Иерусалим. Другое сравнение — океан как миска с крышкой.

Небо описывается в Библии как полог над кругом земли. Небосвод поддерживается колоннами,  в нём могут открыться окна, по нему двигаются светила. Кроме Луны и Солнца, Библия упоминает Венеру и Сатурн, Плеяды, Гиады, Возничего, Орион и Арктур, метеориты. Упоминаются также Юпитер и кометы.

Про Землю в одних местах говорится, что она распростёрта над водами, в других — что Земля подвешена над пустотой. 

В некоторых местах Талмуд утверждает множественность миров (18 000 миров), а также небес — два или более. Главной задачей астрономии для Мудрецов Талмуда было установление лунно-солнечного календаря. С этой целью проводились наблюдения за движением Луны и небесными событиями. Они изучали древнегреческую и вавилонскую астрономию, но многие явления объяснить не могли: например, природу комет. Фазы Луны Талмуд объясняет тем, что рядом с Луной находятся два облака и периодически закрывают её. В Талмуде встречаются и другие астрономические гипотезы: что в Плеядах больше звёзд, чем видит глаз, а именно — сто (сейчас Плеяды считаются скоплением многих сотен звёзд), что всего звёзд очень много, что бывают звёзды, которые не светят. Рабби Йеошуа упоминает звезду, «появляющуюся раз в семьдесят лет и сбивающую кормчих с пути». Евреи испытали влияние расцвета мусульманской цивилизации,  некоторые были хорошо знакомы с системой Птолемея сначала в арабском переводе книги «Альмагест». В XII веке появилось первое изложение астрономии Птолемея на иврите. Особое место в иудейских представлениях об устройстве природы (как и в мусульманских и христианских) занимало учение Аристотеля. Наибольшая роль в его пропаганде среди иудеев принадлежит Маймониду, который в работе «Путеводитель растерянных» сделал попытку примирить Аристотеля с Торой (Торой называют Пятикнижие Моисе́ево, или Кни́ги Моисе́евы - отдельные заповеди или совокупность законов, относящихся к тому или иному предмету). Например, Маймонид утверждал, что всего сфер девять (небо, небосвод, жилище и др.) Сферы являются одушевлёнными существами, находящимися в совершенном вращательном движении по собственной свободной воле с помощью соответствующего ангела.

По представлениям других астрономов, в центре — Земля, затем слой метеоров, затем Луна, затем Меркурий. Между сферами планет находится жидкость.

Другую позицию занимал Герсонид. На словах во всём соглашаясь с Аристотелем, он глубоко переосмыслил его физическое учение. Это касается, например, теории Аристотеля о естественном месте тел, согласно которой для воздуха и огня естественно быть вверху, а для воды и земли — внизу. По Герсониду, все тела стремятся к центру Земли, просто одни стремятся сильнее, а другие — слабее. А Хасдай Крескас вообще отвергал философию Аристотеля, считая, что она накладывает слишком большие ограничения на всемогущество Господнее. Он подверг сомнению постулат Аристотеля, что тела без постоянно действующей на них силы останавливаются; предположил существование пустоты, бесконечность пространства. В вопросе о естественном месте тел он разделял взгляды Герсонида.

Средневековая астрономия

На рисунке - часть космоса по представлениям Герсонида: в центре Земля, затем слой метеоров, затем Луна, Меркурий. Между сферами планет находится жидкость.

Но в общем  достижения «греческой мудрости» в иудаизме считались чем-то чужим и опасным, вплоть до почти полного запрещения. Поэтому появление системы Коперника не встретило особенно ярого сопротивления в космологии иудаизма, хотя отмечалось противоречие с некоторыми стихами Танаха (еврейской Библии).