Ибн аль-Шатир

Ибн аль-Шатир
Лунная модель Ибн аль-Шатира.
Рожденный	1304 Дамаск
Умер	1375 (71 год)
Занятие	Астроном
Работает	Китаб нихаят ас-сул фи таших аль-усул

Абу аль-Хасан Алах ад-Дин ибн Али ибн Ибрагим ибн Мухаммад ибн аль-Матам аль-Ансари известный как Ибн аль-Шатир или Ибн аш-Шатир ( араб . ابن الشاطر ; 1304–1375) был арабским астрономом , математиком и инженером . Он работал муваккитом (موقت, хронометристом) в мечети Омейядов в Дамаске и построил солнечные часы для ее минарета в 1371/72 году.

Биография

Ибн аль-Шатир родился в Дамаске, Сирия, около 1304 года. Его отец умер, когда ему было шесть лет. Его взял его дедушка, в результате чего Ибн аль-Шатир научился ремеслу инкрустации слоновой кости. Ибн аль-Шатир отправился в Каир и Александрию для изучения астрономии, где он попал, вдохновив его. После завершения учебы у Абу Али аль-Марракуши Ибн аль-Шатир вернулся в свой дом в Дамаске, где затем был назначен муваккитом (хронометристом) мечети Омейядов. Часть его обязанностей как муккита заключалась в том, чтобы отслеживать время пяти ежедневных молитв, а также время начала и окончания месяца Рамадан. Для этого он создал множество астрономических инструментов. Он сделал несколько астрономических наблюдений и расчетов как для нужд мечети, так и для поддержки своих последующих исследований. Эти наблюдения и расчеты были организованы в серию астрономических таблиц. Его первый набор таблиц, который со временем был утерян, предположительно объединял его наблюдения с наблюдениями Птолемея и содержал записи о Солнце, Луне и Земле.

Астрономия

Самым важным астрономическим трактатом Ибн аль-Шатира был «Китаб нихаят ас-сул фи таших аль-усул» («Последний поиск исправления принципов»). В ней он усовершенствовал модели Солнца планет , Луны и птолемеевские . Его модель включила в себя лемму Урди и устранила необходимость в экванте (точке, находящейся на противоположной стороне от центра большего круга от Земли) за счет введения дополнительного эпицикла ( пары Туси ), отходящего от системы Птолемея в способ, который был математически идентичен (но концептуально сильно отличался) от того, что сделал Николай Коперник в 16 веке. Эта новая планетарная модель была опубликована в его работе « Аз-Зидж аль-Джадид» («Новый планетарный справочник»). До того, как был составлен «Китаб нихаят ас-сулфи таших ал-усул» , Ибн аль-Шатир составил трактат, в котором описывались наблюдения и процедуры, которые привели его к созданию новых моделей планет.

Модель появления Меркурия Ибн аль-Шатира, показывающая умножение эпициклов в предприятии Птолемея.

Основываясь на наблюдении, что расстояние до Луны не изменилось так радикально, как того требовала лунная модель Птолемея, Ибн аль-Шатир создал новую лунную модель, которая заменила кривошипный механизм Птолемея моделью двойного эпицикла, которая вычислила более точный диапазон расстояний от Луны. Луна от Земли.

Солнечная модель

Солнечная модель Ибн аль-Шатира иллюстрирует его стремление к точным данным наблюдений, и ее создание служит общим улучшением модели Птолемея. При наблюдении солнечной модели Птолемея становится ясно, что большинство наблюдений не учтены и не могут учесть наблюдаемые изменения видимого размера солнечного диаметра. Поскольку система Птолемея содержит некоторые ошибочные числовые значения для своих наблюдений, фактическое геоцентрическое расстояние Солнца было сильно недооценено в ее солнечной модели. А вместе с проблемами, возникшими из моделей Птолемея, возникла необходимость создания решений, которые бы их разрешили. Модель Ибн аль-Шатира стремилась сделать именно это, создав новую эксцентричность солнечной модели. И благодаря своим многочисленным наблюдениям Ибн аль-Шатир смог сгенерировать новое уравнение максимума Солнца (2;2,6°), которое, как он обнаружил, произошло на средней долготе λ 97° или 263° от апогея . Поскольку метод был расшифрован геометрическими способами, нетрудно было определить, что 7;7 и 2;7 — это радиусы эпициклов. Кроме того, его окончательные результаты по видимому размеру диаметра Солнца оказались в апогее (0; 29,5), в перигее (0; 36,55) и на среднем расстоянии (0; 32,32). Частично это было сделано путем сведения круговых геометрических моделей Птолемея к числовым таблицам, чтобы выполнить независимые расчеты для определения долготы планет. Долгота планет определялась как функция средней долготы и аномалии. Вместо расчета всех возможных значений, что было бы сложно и трудоемко, для каждой планеты были рассчитаны четыре функции одного значения и объединены для довольно точного расчета истинной долготы каждой планеты.

Чтобы вычислить истинную долготу Луны, Ибн аль-Шатир присвоил две переменные: η, которая представляла собой среднее расстояние Луны от Солнца, и γ, которая представляла ее среднюю аномалию. Каждой паре этих значений соответствовала е или уравнение, которое добавлялось к средней долготе для расчета истинной долготы. Ибн аль-Шатир использовал ту же математическую схему при определении истинных долгот планет, за исключением планет, переменными стали α, средняя долгота, измеренная от апогея (или среднего центра), и γ, которая была средней аномалией для Луны. . Корректирующая функция c3' была сведена в таблицу и добавлена ​​к средней аномалии γ, чтобы определить истинную аномалию γ'. Как показано в модели Шатира, позже было обнаружено, что лунная модель Шатира имела концепцию, очень похожую на концепцию Коперника. Ибн аль-Шатир никогда не мотивировал принятие двух своих эпициклов, поэтому было трудно отличить его модель от модели Птолемея.

на Николая

Хотя система Ибн аль-Шатира была строго геоцентрической (он устранил птолемеевские эксцентрики), математические детали его системы были идентичны тем, что были в Коперника De Revolutionibus . Более того, точная замена экванта двумя эпициклами , использованная Коперником в « Комментариях», соответствовала работе Ибн аль-Шатира веком ранее. Модели Луны и Меркурия Ибн аль-Шатира также идентичны моделям Коперника. Коперник также перевел геометрические модели Птолемея в продольные таблицы точно так же, как это сделал Ибн аль-Шатир при построении своей солнечной модели. Это побудило некоторых ученых утверждать, что Коперник, должно быть, имел доступ к некоторым еще не идентифицированным работам по идеям Ибн аль-Шатира. Неизвестно, читал ли Коперник Ибн аль-Шатира, и этот аргумент до сих пор обсуждается. Различия между ними можно увидеть в их работах. Коперник следовал гелиоцентрической модели (планеты вращаются вокруг Солнца), а Ибн аль-Шатир следовал геоцентрической модели (как упоминалось ранее). Также Коперник следовал индуктивным рассуждениям , а Ибн аль-Шатир следовал традициям Зиджа . Было обнаружено, что византийская рукопись, содержащая диаграмму модели Солнца со вторым эпициклом, находилась в Италии во времена Коперника. Наличие этой восточной рукописи, содержащей идеи исламских ученых в Италии, является потенциальным свидетельством передачи астрономических теорий с Востока в Западную Европу.

Инструменты

Идея использования часов одинаковой продолжительности в течение года была нововведением Ибн аль-Шатира в 1371 году, основанным на более ранних разработках в тригонометрии аль -Баттани . Прежде чем исламский ученый создал улучшенные солнечные часы, он должен был разобраться в солнечных часах, созданных его предшественниками. У греков тоже были солнечные часы, но они имели узловую форму с прямыми часовыми линиями, что означало, что часы в сутках были неравными (временные часы) в зависимости от сезона. Каждый день был разделен на двенадцать равных сегментов, а это означало, что часы были короче зимой и длиннее летом из-за активности солнца. Ибн аль-Шатир знал, что «использование гномона , параллельного оси Земли, приведет к созданию солнечных часов, часовые линии которых указывают равные часы в любой день года». Его солнечные часы — самые старые из существующих солнечных часов с полярной осью. Эта концепция позже появилась в западных солнечных часах, по крайней мере, с 1446 года.

Ибн аль-Шатир также изобрел устройство для измерения времени под названием «Сандук аль-Явакит ли ма'рифат аль-Мавакит» (шкатулка для драгоценностей), которое включает в себя как универсальные солнечные часы , так и магнитный компас. Он изобрел его с целью определения времени молитв . «Сандук аль-Явакит ли ма'рифат аль-Мавакит» имел подвижное отверстие, которое позволяло пользователю определять часовой угол Солнца. Если бы этот угол соответствовал горизонту, то пользователь мог бы использовать его как полярные солнечные часы. Это устройство хранится в музее Алеппо (крупнейший музей города Алеппо, Сирия). Он также создал солнечные часы, которые были размещены на вершине Мадханат аль-Арус (минарет невесты) в мечети Омейядов. Солнечные часы были созданы на мраморной плите размером примерно 2 на 1 метр. Солнечные часы были выгравированы на мраморе для того, чтобы Ибн аль-Шатир мог определить время дня в равноденственные (равные часы) часы молитвы. Позже, в восемнадцатом веке, эти солнечные часы были сняты и на их месте была установлена ​​точная копия. Оригинальные солнечные часы были помещены в археологический музей Дамаска. Он также создал еще одни солнечные часы, но меньших размеров (12 x 12 x 3 см), чтобы определять время молитв в полдень и после обеда. Эти солнечные часы смогли определить местный меридиан и направление Мекки (находящейся в Саудовской Аравии). Другие известные инструменты, изобретенные им, включают перевернутую астролябию и астролябические часы. Созданная им астролябия называлась аль-ала аль-джамиа (универсальный инструмент). Эта астролябия была создана Ибн аль-Шатиром, когда он писал на обычной планисферической астролябии и когда он писал на двух наиболее распространенных квадрантах (астролябии и тригонометрическом разновидностях). Эти два общих квадранта были модифицированными версиями синусоидального квадранта. Он также создал набор таблиц, в которых были указаны значения сферических астрономических функций для времени молитв. В таблицах указано время утренней, дневной и вечерней молитвы. Широта, которая использовалась для создания таблицы, составляла 34 ° (что соответствовало местоположению к северу от Дамаска).

См. также

• Список арабских ученых и ученых
• Исламские ученые

Ссылки

• Фернини, Илиас. Библиография ученых средневекового ислама . Культурный фонд Абу-Даби (ОАЭ), 1998 г.
• Джонс, Лоуренс (декабрь 2005 г.). «Солнечные часы и геометрия». Североамериканское общество солнечных часов . 12 (4).
• Кеннеди, Эдвард С. (1966) «Планетарная теория позднего средневековья». Исида 57:365–378.
• Кеннеди, Эдвард С. и Ганем, Имад. (1976) Жизнь и работа Ибн аль-Шатира, арабского астронома четырнадцатого века , Институт истории арабской науки, Университет Алеппо .
• Линтон, Крис. От Евдокса до Эйнштейна: история математической астрономии. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, 2004 г., ISBN   978-0-521-82750-8 .
• Робертс, Виктор. «Солнечная и лунная теория Ибн аш-Шатира: докоперниканская модель Коперника». Исида , 48 (1957): 428–432.
• Робертс, Виктор и Эдвард С. Кеннеди. «Планетарная теория Ибн аль-Шатира». Исида , 50 (1959): 227–235.
• Салиба, Джордж . «Теория и наблюдения в исламской астрономии: работы Ибн аль-Шатира из Дамаска». Журнал истории астрономии , 18 (1987): 35–43.
• Тернер, Говард Р. Наука в средневековом исламе, иллюстрированное введение . Техасский университет Press, Остин, 1995. ISBN   0-292-78149-0 (пб) ISBN   0-292-78147-4 (hc)
• Салиба, Джордж (1994b), История арабской астрономии: планетарные теории во время золотого века ислама , New York University Press , ISBN  978-0-8147-8023-7
• Салиба, Джордж (2009), «Исламский прием греческой астрономии» (PDF) , в Valls-Gabaud & Boskenberg (2009) , том. 260, стр. 149–65, Бибкод : 2011IAUS..260..149S , doi : 10.1017/S1743921311002237

Дальнейшее чтение

• Кинг, Дэвид А. (2007). «Ибн аль-Шатир: Алах ад-Дин Али ибн Ибрагим» . В Томасе Хоккей; и др. (ред.). Биографическая энциклопедия астрономов . Нью-Йорк: Спрингер. стр. 569–70. ISBN  978-0-387-31022-0 . ( PDF-версия )

Внешние ссылки

• Наука в средневековом исламе Говарда Р. Тернера
• Огни звезд