Арабская физика

Согласно преданию, халиф Омар отдал приказ сжечь александрийскую библиотеку своему полководцу Амру в следующих словах: «Если науки учат тому, что написано в Коране, они излишни; если они учат другому, они безбожны и преступны». Но эти слова могли быть сказаны, лишь когда мусульманская религия вполне сформировалась. То есть это образец позднего мифотворчества о ранних событиях арабской экспансии. Напротив, в ранний период арабы очень чтили науку.

Несторианские христиане учредили в Эмезе (Сирия) и Эдессе (Месопотамия) знаменитые школы, в которых процветала греческая наука. Когда на Эфесском соборе епископ Несторий был низложен и вынужден бежать, школы эти утратили свою былую славу и мало-помалу закрылись. Сами несториане, однако, только переменили место своей деятельности, перенеся свою школу в Джудайсабур в персидской провинции Кузистан, где их приняли под свое покровительство цари Сасанидской династии. Несториане перевели многих греческих писателей на сирийский язык, а когда арабская экспансия дошла до сасанидского царства, то перевели их с сирийского на арабский язык.

Вся эта история была обусловлена политическими факторами: в Ромейской (Византийской) империи государственным языком был греческий, на нем и велась вся научная деятельность. Отделение арабских территорий от империи, при том, что новые владыки понимали важность наук, потребовало создания своих школ.

Аббасид Абу-Джафар, прозванный Альмансором (Победоносным), основал в 762 году Багдад и пригласил многих ученых, которые переводили научные сочинения с сирийского, греческого, персидского и индийского языков на арабский. Сам он был образованным любителем философии и астрономии и поручил воспитание своих сыновей византийским ученым.

В Дамаске, еще одной резиденции халифов, арабы принимали или, по крайней мере, допускали к себе греческих ученых. Например, христианин Сергий и его сын Иоанн Дамаскин (которому приписывали основательное знание геометрии) были хранителями казны халифа.

Внук Альмансора Харун-ар-Рашид[27] (786–809) продолжает дело своих предшественников и не только заставляет переводить классические сочинения, но и заботится о распространении их посредством многочисленных списков. Триста ученых, как рассказывают, путешествовали на его счет по подвластным ему землям с научными целями, и ни при одном дворе не было в то время столько юристов, философов и поэтов, как при багдадском.

«Окольный» путь усвоения знаний через оставшихся здесь или специально приглашенных греков был недолгим в практике арабских ученых, которые вскоре сами обратились к подлинникам. Некоторые халифы учредили особые академии переводчиков, где работали с таким рвением, что не только весь Аристотель, но и все комментарии к его сочинениям были переведены с греческого на арабский язык. А что значат эти комментарии, мы уже говорили.

Но арабы вступили в уже развитую науку сразу, неожиданно для самих себя. Недостаток продолжительной подготовки и отсутствие постепенного, соответственно росту самой науки, усвоения знаний объясняют многие особенности арабской учености ее раннего периода. Метод греческой науки был удобен для восприятия благодаря логической форме доказательств, но в ней отсутствовали следы путей ее возникновения, не было, что называется, алгоритма исследований. Поэтому арабы на первых порах были подавлены массой новых познаний и не могли отнестись к ним критически.

Кстати следует отметить, что далеко не все ученые, писавшие по-арабски, принадлежали по национальности к арабам. Даже напротив, новейшие исследования арабской литературы все более и более убеждают в том, что сирийцы, евреи, тюрк и персы составляли здесь большинство.

Некоторое время заняло лишь освоение нового наследства, около ста лет его пытались понять в целом, еще не понимая частностей. Всякий, кто постиг и мог повторить то, что знали греки, уже становился великим ученым, и ему предстояло потрудиться над передачей своих знаний другим. О дальнейших исследованиях, об умножении научного материала не было возможности думать. Вот почему арабская наука далеко не сразу стала генерировать новое знание.

Естественно, разделы, имеющие прикладное значение, развивались быстрее, остальные – медленнее.

Кроме того, люди везде одинаковые. Авторитету, что бы он ни говорил, веры больше, чем тому, кто не имеет этого звания. Поэтому, как и везде, многие оригинальные работы выходили либо под «авторитетным» именем, либо вплетаясь в его текст. А последующие исследователи, историки наук, увидели здесь несамостоятельность и застой, низкопоклонство перед учителями, слепую веру в авторитеты – все то, что задерживало движение вперед. Правда, в этом грехе историки обвиняют всю средневековую науку.

При всем при том за арабами признаются их успехи в математике. Они удачно дополнили геометрические методы введением алгебры. И в астрономии они ушли дальше, по крайней мере по точности своих наблюдений, и отчасти превзошли своих учителей в медицине и грамматике. Физикой же они занялись с некоторым опозданием.

Арабов не раз называли родоначальниками физических наук в том смысле, какой мы теперь придаем этому выражению, то есть изобретателями опытного исследования. Не отрицая заслуг арабов в искусстве производить наблюдения в астрономии, медицине и химии, мы не можем разделить этого взгляда по отношению к физике. Арабы имели кое-какие достижения только в двух отделах физики, и именно в тех, которые были наиболее разработаны у византийцев. Здесь, помимо разрозненных наблюдений, мы действительно находим у них два планомерно поставленных опыта: измерение углов преломления и определение удельного веса.

Труды византийцев в области естествознания как бы не существовали для Запада. Но когда по удовлетворении духовных интересов и в Европе явилась потребность в просвещении, то пошли, в буквальном смысле, в учение к арабам Испании, чтобы получить от них древнюю науку. Когда политическое могущество арабов в Испании и Передней Азии пало, когда халифы, энергичные покровители науки, утратили свою власть, научная деятельность оказалась парализованной, в арабской науке наступил застой.

Внезапный упадок арабской учености вместе с падением политического господства объясняется отчасти тем, что наука действительно растет под солнечными лучами покровительства власть имущих и поддерживается ими. А эта поддержка проистекает из практической надобности. У арабов не состоялось того, что называется Возрождением, а говоря проще, перехода к капитализму, и началось отставание в науках.

В «Истории химии» мы рассказывали о знаменитом алхимике Гебере. Вот цитата из «Книги милосердия», приписываемой ему, по-видимому, без достаточных оснований: «У меня был кусок магнитной руды, поднимавший 100 диргемов железа. Я дал ему полежать некоторое время и поднес к нему другой кусок железа. Магнит его не поднял. Я подумал, что второй кусок железа тяжелее 100 диргемов, которые он прежде поднимал, и взвесил его. В нем оказалось всего 80 диргемов. Значит, сила магнита ослабела, величина же его осталась прежней». Здесь интересно, что уже было умение отделять массу магнита от его силы. Но подобное наблюдение над магнитом не имело дальнейших последствий; арабы, несмотря на постоянную возню с магнитами, так и не дошли до понимания его свойств. Это пример упадка. Но до его наступления – и это является неопровержимым фактом – арабы прямо или косвенно были учителями христианских ученых.

Герберт (папа Сильвестр II) – самый известный из импортеров арабской учености в Европу. По мнению современников, он превзошел своих учителей в физике и химии. Ему приписывают изобретение парового оргбна, колесных часов и прочего, однако точных сведений на этот счет нет. Более достоверно, что он вынес из Испании знание арабской системы счисления. Вначале она, разумеется, составляла исключительное достояние ученых математиков, потому что в документах арабские цифры начинают появляться не ранее XIV столетия, а в массу населения они проникают, кажется, только благодаря знаменитому мастеру счета Адаму Ризе (1492–1559).

Подробности жизни наиболее выдающегося арабского оптика Альхазена (Ибн ал-Хайсама, ум. 1038) стали известны только в XIX веке. Его главное сочинение «Книга оптики», переведенное в 1572 году на латинский язык Ризнером, представляет самое полное изложение оптики в период от Птолемея до Роджера Бэкона. Пока трактат самого Птолемея (часть которого оказалось сделанной Героном) не был известен, все думали, что сочинение Альхазена – не более как копия его работы. Но когда птоломеев труд об оптике был открыт, по крайней мере в переводе с арабского, убедились, что Альхазен во многих отношениях пошел дальше него. Кроме того, в другом сочинении Альхазена – «О свете» много ссылок на предшественников, что тоже свидетельствует о его научной честности.

«Книга оптики» была переведена на латинский язык под названием «Opticae thesaurus» («Сокровище оптики») и легла в основу оптических исследований ученых XIII–XIV веков Вителло, Пеккама и Роджера Бэкона, а через них Кеплера, «Оптическая астрономия» которого носит подзаголовок «Добавление к Вителло».

Независимо от Альхазена камеру-обскуру рассматривал ал-Бируни в «Тенях», где были впервые описаны явления дифракции и интерференции света, первое из которых ал-Бируни попытался объяснить с помощью геометрической оптики, интерференцию света он даже не пытался объяснять.

Альхазен различает в глазу 4 перепонки и 3 жидкости. Из них важнейшая – хрусталик. Существование изображений на сетчатой оболочке глаза ему неизвестно. Он полагает, что они возникают в хрусталике. Единое же видение двумя глазами он подобно нам объясняет тем, что ощущения, возникающие в соответствующих частях обоих глаз, соединяются общим зрительным нервом в одно. Древнюю теорию зрительных лучей он окончательно отвергает.

Из зеркал Альхазен рассматривает плоское, два сферических, два цилиндрических и два конических, причем в трех последних парах зеркал у него отражает или внутренняя, или наружная поверхность. Он ставит себе задачей найти для каждого зеркала точку, от которой должен отразиться свет, чтобы из данной точки он попал в данный глаз. Такая постановка вопроса непрактична и представляет мало интереса с физической точки зрения. Тем не менее Средние века сохранили эту задачу в неизменной форме и назвали ее альхазеновой. Произошло это, вероятно, лишь потому, что она представляет математический интерес.

Альхазен описывает способ измерения углов преломления и напоминает, что отклонение луча тем значительнее, чем больше различие плотности преломляющих сред. Но собственных измерений он не сообщает.

Способ Альхазена по определению высоты атмосферы нов и интересен. До него принимали, что земная атмосфера распространяется очень далеко, быть может, за пределы Луны. Альхазен же заключил, на основании границы сумерек, которую он, по примеру древних, считает равною 18°, что высота атмосферы не превосходит 52 000 шагов. Позднейшие оптики, например Кеплер, доказали неточность этого результата.

Считается вероятным тождество Альхазена с Алхайтамом (Абу-Али аль-Гасан-ибн-аль-Хасан ибн-аль-Хайтам). Последний родился в Альбасре и в зрелых летах переселился в Египет. Так как он утверждал, что легко принять меры для уравнения ежегодных разливов Нила, халиф Хаким и пригласил его в Каир. Вместе с несколькими учеными Аль-Хайтам отправился вверх по Нилу, но уже на первых порогах убедился, что осуществление его плана немыслимо. На этот раз он успел оправдаться. Но, оказавшись несостоятельным в других государственных делах, он навлек на себя гнев халифа и был вынужден бежать. Смерть халифа Хакима позволила ему снова вернуться в Каир, где он и умер в 1038 году.

Нам известно только одно арабское сочинение по механике: «Книга о весах мудрости», которую Альгацини написал в 515 году по эреджры. Об этом труде узнали от русского генерального консула Н. Ханыкова в середине XI века. Тогда же этот труд и был издан.

Книга Альгацини знакомит нас со всеми достоинствами и недостатками арабских ученых. Она свидетельствует о поразительной ловкости его автора в устройстве и употреблении измерительных приборов, но вместе с тем и о полной зависимости его исследований от работ византийских механиков. Подобно тому как арабский астроном Альбаттани далеко превосходит византийцев в точности наблюдений и тем не менее в принципе не решается идти далее своего учителя Птолемея, так и величайший из арабских механиков не уклоняется от Архимеда в методе и даже целях своих научных изысканий. Его «Весы мудрости» служат доказательством того, что, умея с замечательным искусством применить опыт, арабы никогда не пытались проверять гипотез, выдвинутых византийской наукой.

Насколько у византийцев замечается избыток в создании гипотез, настолько у арабов их недостаток. Измерительные опыты составляют первый шаг к экспериментальному методу, и эти пepвые шаги арабов оказались искуснее византийских. Это и объясняет их более критичный подход к гипотезам.

Сочинение Альгацини не имело, по-видимому, дальнейшего влияния на развитие механики, а позднейшим поколениям оно оставалось неизвестным до 1857 года. По этой причине мы знаем об Альгацини только то, что он сообщает сам. Даже имя его известно в точности только благодаря тому, что некоторые главы начинаются словами: «Так говорит Альгацини».

Ибн Рушд, или Аверроэс (1126–1198), как его обыкновенно называют, – последний выдающийся ученый у западных арабов. Вскоре после него владычество мавров пало под натиском христиан, и арабская наука угасла надолго. Аверроэс известен всего более как почитатель и комментатор Аристотеля: «Аристотель положил начало и конец всем наукам. До него не было писателя, достойного упоминания, и никто в течение пятнадцати веков после него не прибавил чего-либо выдающегося к его учению и не указал в нем каких-либо заблуждений. Аристотель – величайший из людей. Бог допустил его достигнуть венца всякого совершенства».

В этот период в арабских странах шли перемены. Испанско-арабский халифат перестал существовать как единое целое, отдельные государства с трудом отбивались от христианских врагов. Узкий догматизм и фанатизм приобрели решительный перевес. Арабской философии пришлось вести борьбу за свое существование, и исход борьбы сложился не в ее пользу. Имя Аристотеля сделалось позорным, философов стали презирать, а творения их истреблять. Вот причина, почему Аверроэс имел мало влияния на своих единоверцев и его сочинения так редко встречаются в подлиннике. Зато евреи и христиане преклонялись перед ним почти четыре века и распространили его сочинения во многих еврейских и латинских переводах.

В период укрепления ислама аль-Газали (1058–1111) написал «Опровержение философов», где содержалось предупреждение о тщетности попыток примирить философию с Кораном. Аверроэс дал ему остроумный ответ в «Опровержении опровержений». Дунс Скот и Фома Аквинский повели свой спор, будто продолжив в рамках христианства то, что начали выяснять для мусульманства аль-Газали и Аверроэс. В результате этого спора в свое время в мусульманском мире был найден компромисс, сделавший прогресс науки бесплодным, а в христианском мире спор продолжался до тех пор, пока византийская картина мира, вследствие попыток синтезировать ее истины с истинами Книги Бытия, не была полностью разрушена и заменена другой – наукой Нового времени.

Ученые Средних веков в Европе, так же, как и арабские ученые, не смогли выйти за пределы рамок, установленных Аристотелем якобы за полторы тысячи лет до них. Однако схоласты установили принципы научного метода. Так, Роберт Гросетест (Большеголовый) (1175–1253) сумел сформулировать двойной метод разложения и составления, или индукции и дедукции так же ясно, как выразил этот принцип Исаак Ньютон 500 лет спустя.