Великие ученые
Развитие астрономии на Среднем Востоке связано со становлением Арабского Халифата в VII - VIII вв. Сначала астрономия была чисто утилитарной. Строительство многочисленных мечетей требовало определения "киблы" - направления на Мекку, куда мусульмане направляли свои взоры во время молитвы. Введение новой эры "хиджры", исчисляемой со дня перехода пророка Магомета из Мекки в Медину (16 июля 622 г.), повлекло за собой необходимость создания нового календаря с датами мусульманских обрядов. Не последнее место отводилось и составлению гороскопов.
Однако, бурное развитие и расширение государства требовало создания астрономических обсерваторий с квалифицированными наблюдателями и вычислителями. Не случайно при дворах правителей стали появляться астрономические обсерватории. Так было в Багдаде, Каире. Уже в IX-XI вв. уровень астрономических исследований на Среднем Востоке достиг больших высот. Именно здесь творили выдающиеся энциклопедисты, такие как ал-Хорезми (Алгоритми), ал-Фергани (Альфраганус), ал-Беруни, ас-Суфи. Период расцвета средневековой астрономии на Востоке подарил миру около трехсот выдающихся ученых. Их труды оказали огромное влияние на развитие астрономии в Европе. На таком прочном фундаменте возникла астрономическая школа Улугбека.
Судьба предназначала Улугбеку участь наследника престола великой империи, но природный талант открыл ему путь к научному подвигу.
Мухаммед-Тарагай, впоследствии названный Улугбеком, т.е. великим эмиром, родился в 1394 г. в военном обозе своего знаменитого деда Амира Темура во время стоянки в городе Султании (ныне это территория Ирана). Рождение Улугбека ознаменовалось актом милосердия: в честь рождения внука Темур, воевавший тогда в Месопотамии, объявил пощаду жителям покоренного накануне города Мардина и отменил уже назначенную дань.
Улугбек вырос при дворе Амира Темура и получил блестящее по меркам тех времен образование. Обладая великолепной памятью, он свободно владел арабским и персидским языками, хорошо знал тюркскую (староузбекскую) поэзию, владел теорией литературных стилей и принимал участие в литературных диспутах. Он и сам писал стихи. Учителями Улугбека были выдающиеся ученые, которыми славился двор Темура, и среди них - математик и астроном Кази-заде Руми. Он показал девятилетнему Улугбеку руины знаменитой обсерватории в Мараге. Быть может, именно это впечатление детства определило выбор будущего астронома.
Став в семнадцать лет правителем Мавераннахра - государства, расположенного в междуречье Сырдарьи и Амударьи, Улугбек не оставил занятий наукой. Напротив, богатая самаркандская казна позволила ему воплотить в жизнь блестящую научную идею - создать уникальную астрономическую обсерваторию.
Эта идея созрела в первом научном центре Улугбека - его медресе в Самарканде. Медресе, построенные Улугбеком, выполняли функции университетов. Здесь юноши изучали не только богословские науки, но и такие предметы, как математика и астрономия. В Самаркандском медресе проводились и астрономические наблюдения с помощью небольших инструментов. Уже тогда выяснилось, что координаты звезд, приведенные в каталогах, несколько отличаются от их реального положения на небе.
В 1429 году в окрестностях Самарканда было завершено строительство беспрецедентной астрономической обсерватории. Ее главным инструментом была гигантская двойная меридианная дуга радиусом 40.2 метра. Нижняя часть дуги находилась в траншее глубиной 11 метров, вырубленной в скале. Меридианная дуга была встроена в здание, надземная часть которого представляла собой цилиндрическую трехъярусную конструкцию диаметром 46 метров и высотой 30 метров. Обсерватория располагалась на возвышенности и поражала своими гигантскими размерами всякого, кто ее видел.
Главный инструмент применялся прежде всего для наблюдений Солнца с целью определения астрономических постоянных: наклона эклиптики к экватору, годичной прецессии, продолжительности тропического года. По-видимому, на нем наблюдали Луну, планеты и, возможно, яркие звезды. Инструмент такого типа был изобретен ал-Ходженди в Х веке и построен в Рее (Иран). Однако из-за просчетов в конструкции ал-Ходженди не удалось получить каких-либо значительных результатов. Самаркандский инструмент по своим размерам был существенно больше инструмента Ходженди. В эпоху, когда отсутствовали оптические средства наблюдений, только большие размеры инструмента могли обеспечить высокую точность. Инструмент Улугбека был уникальным: один градус на его меридианных дугах имел длину более 70 сантиметров, что позволяло определять координаты Солнца и планет с поразительной точностью.
Об этом свидетельствуют следующие результаты (см. таблицу на этой странице). Продолжительность звездного года по Улугбеку равна 365 дням 6 час. 10 мин. 8 сек. Эта величина отличается от определения Ньюкома (1900) на 1 минуту.
Для преобразования наблюдаемых горизонтальных координат в эклиптические требовались тригонометрические таблицы, которые в то время составлялись на основе вычисления sin 1o. Например, Птолемей определил sin 1o путем интерполяции между sin 1.5o и sin 0.75o. Для более точного определения sin 1o из геометрических построений делались попытки разделить угол на три равные части с помощью циркуля и линейки. Это известная задача о трисекции угла. О том, что она не решается указанным способом, средневековые ученые не знали. Это было доказано лишь в 1837 году французским математиком П. Венцелем.
В обсерватории Улугбека определение sin 1ш было сведено к решению кубического уравнения. Оригинальный итерационный метод позволил получить следующее значение sin 1ш в шестидесятиричной системе: sin 1o = 01/601 + 02/602 + 49/603 + 43/604 + 11/605 + 14/606 + 44/607 + 16/608 + 26/609, которое верно до 17-го десятичного знака! Тригонометрические таблицы Улугбека верны с точностью 10-9.
Создание обсерватории стало возможным потому, что в лице Улугбека слились воедино важнейшие слагаемые успеха: талантливый ученый, ясно представлявший себе научную цель и пути ее осуществления, и правитель могущественного государства, располагавший достаточными средствами. Важнейшим итогом Самаркандской школы считается каталог 1018 звезд. На Востоке такие каталоги назывались зиджами. Предшествовавшие звездные каталоги, по-видимому, были основаны на наблюдениях Гиппарха, приведенных к соответствующей эпохе. Зидж Улугбека базировался на собственных наблюдениях.
Активный период работы Самаркандской обсерватории закончился вместе с гибелью Улугбека. Великий ученый был предательски убит во время бесконечных войн между наследниками Амира Темура 27 октября 1449 года, а само здание обсерватории еще долго напоминало о своих создателях. Постепенно оно разрушилось. Но главный труд самаркандских астрономов, к счастью, не погиб. Один из ближайших помощников Улугбека, Али-Кушчи, покинул Самарканд и получил место сначала профессора, а затем ректора медресе при мечети Айя София в Стамбуле. В его караване находились копии звездного каталога.
Впервые небольшая часть звездного каталога была опубликована профессором Оксфордского университета Дж. Гривсом в 1648 году. Позже фрагменты каталога издавались в Англии неоднократно. В конце XVII столетия таблицы Улугбека появились на страницах книги польского астронома Яна Гевелия "Предвестник астрономии".
В России инициатором изучения труда самаркандских астрономов был первый академик-астроном Петербургской академии наук Ж.-Н. Делиль, приглашенный Петром I из Парижа. Делиль поручил знатоку восточных языков Г. Я. Керу перевести с персидского языка на латинский не только сам звездный каталог, но и его предисловие, отражавшее состояние астрономии в середине XV века. Сообщение Делиля "Об одной персидской рукописи астрономических таблиц Улугбека" и перевод Кера были доложены на академической конференции 25 июня 1739 г. Однако перевод Кера в то время опубликован не был. Это предисловие стало доступно европейскому читателю столетие спустя благодаря переводу известного парижского востоковеда Л. А. Седийо. Предисловие к Зиджу Улугбека разделено на четыре части. Первая - хронология - содержит описание способов летосчисления, принятых у восточных народов. Во второй части излагаются вопросы практической астрономии. Третья дает сведения о видимых движениях светил на основе геоцентрической системы мира. Четвертая посвящена астрологии.
И, наконец, наиболее подробный анализ звездного каталога Улугбека, основанный на изучении 8 рукописей, хранившихся в библиотеках Великобритании, был опубликован в США в 1917 году Э. Б. Ноблом.
На Востоке большие научные трактаты посвящались правителям, покровительствовавшим ученым. Имя такого покровителя и носил трактат. Среди историков возникли сомнения: не назвали ли и самаркандские астрономы свой труд именем Улугбека, следуя этой традиции? Кем же был Улугбек - меценатом или ему принадлежала ведущая роль в научном триумфе Самаркандской обсерватории?
Без преувеличения можно сказать, что обсерватория Улугбека была прототипом современных астрономических учреждений. Уже одно это - его величайшая заслуга. Улугбек не уединялся в своей работе, как многие европейские астрономы, например, Николай Коперник, Тихо Браге или Ян Гевелий. Известно, что в его обсерватории было около ста квалифицированных астрономов и математиков, и Улугбек всегда оставался лидером своего научного коллектива. Главной его опорой было созвездие выдающихся ученых той эпохи. Это Кази-заде Руми, Гияс-ат-дин Каши и Али Кушчи, которого звали Птолемеем своей эпохи. Улугбеку принадлежит идея создания главного инструмента обсерватории и проведения собственных наблюдений звезд. В обсуждении научных проблем он участвовал сам и умел слушать других. В свободных научных дискуссиях царил принцип, установленный самим Улугбеком: правитель государства и рядовой студент медресе были равноправными. Улугбек не любил людей, которые в научных спорах соглашались с ним не по убеждению, а из желания угодить.
Интересные сведения об одаренности Улугбека мы находим в письмах, которые писал своему отцу его ближайший помощник знаменитый Гияс-ат-дин Каши. Вот фрагменты одного из его писем: "Его величество (Улугбек) знает почти весь Коран наизусть. По каждому случаю он цитирует соответствующее место из Корана со свойственным ему изяществом. Каждый день он приводит два раздела из Священной книги в присутствии экспертов, которые знают весь Коран наизусть, и при этом не допускает ни одной ошибки... Улугбек большой знаток математики. Его мастерство в этой области достигло такой степени, что однажды, во время езды верхом, он решил определить, какому дню солнечного года соответствует определенная дата, если это понедельник месяца раджаб 818 года, которая приходится между десятым и пятнадцатым числами этого месяца. На основе этих данных он, сидя в седле, в уме вычислил долготу Солнца с точностью до двух минут дуги". О незаурядной памяти Улугбека свидетельствует такой интересный случай. Он был страстным охотником. В его библиотеке хранилась специальная книга, куда многие годы заносились дата и место каждой охоты, а также описание подстреленных птиц. Во время одного из походов эта книга затерялась. Библиотекарь был в замешательстве, но Улугбек успокоил его, сказав, что он может восстановить всю книгу по памяти. Так он и сделал. А когда первая книга нашлась, оказалось, что Улугбек допустил всего четыре или пять ошибок.
Природа щедро наделила Улугбека талантом ученого: острый глаз, великолепная память, широчайшая эрудиция, приверженность идее и целеустремленность в ее осуществлении. Созданная им астрономическая школа по праву считается золотым веком средневековой астрономии.
В 1994 году отмечался 600-летний юбилей Мирзо Улугбека (1394-1449) - великого узбекского астронома, создателя знаменитой Самаркандской астрономической школы. Улугбек построил уникальную обсерваторию и оснастил ее самым крупным в мире дооптическим инструментом. Звездный каталог самаркандских астрономов был вторым после каталога Гиппарха, составленного за 17 столетий до этого.
Наклон эклиптики к экватору
| Автор определения | Год | Значение | Ошибка |
| Гиппарх | 130 г. до н.э. | 23°51'20" | +8'23" |
| Птолемей | 140 г. н.э. | 23°51'20" | +10'10" |
| Ас-Суфи | 965 г. | 23°33'45" | -0'50" |
| Насир-ад-дин | 1270 г. | 23°30' | -2'09" |
| Улугбек | 1437 г. | 23°30'17" | -0'32" |
Годичная прецессия
| Автор определения | Год | Значение |
| Птолемей | 140 г. | 36."00 |
| Ал-Баттани | 880 г. | 54."05 |
| Ас-Суфи | 965 г. | 55."00 |
| Улугбек | 1437 г. | 51."43 |
| истинное значение | 50."26 |
Годовое движение планет
| Планета | Улугбек | Другие определения | |
| Сатурн | 12°3'39" | 12°3'36" | Даламбер |
| Юпитер | 30°20'34" | 30°20'31" | Даламбер |
| Марс | 191°17'15" | 191°17'10" | Лаланд |
| Венера | 224°17'32" | 224°17'30" | Лаланд |
| Меркурий | 53°43'13" | 53°43'03" | Лаланд |
Рис. 1. Сохранившаяся часть главного инструмента обсерватории Улугбека. Две параллельные меридианные дуги, выложенные из жженого кирпича и облицованные мраморными плитами.
Рис. 2. Так выглядят сохранившиеся мраморные плиты с градусными делениями.
Рис. 3. Обозначения градусов на главном инструменте обсерватории Улугбека.
Рис. 4. Схема главного инструмента. На крыше здания обсерватории (верхний правый угол) находилось отверстие (диоптр), через которое свет от небесных светил падал на меридианные дуги. Инструмент позволял измерять высоту светил над горизонтом. Рис. 5. Скульптурный портрет Улугбека, восстановленный известным русским скульптором-антропологом М. М. Герасимовым по черепу Улугбека после вскрытия его гробницы в 1941 году.
Прилежно управляй своим владеньем:
Владенье ждет забот и наблюденья.
Учись и познавай! В превратностях судьбы
Познания твои - одно твое спасенье.
Кто знания щитом себя вооружил,
Тот в шуме бытия минует треволненья.
Услышанным словам, услышанным вестям,
С увиденным тобой не может быть сравненья.
Поэтому слушков, как зайцев, не лови:
Всему, что услыхал, потребуй подтвержденья.
Ты можешь сотни лет о жемчуге твердить,
Но если не нырнешь - он твой лишь в сновиденьи.
О, ищущий! Дойди до сути всех явлений:
Вне сердцевины нет ни знаний, ни умений.
Лишь истину познав, премудрость извлеки:
Не знающий пути не годен в вожаки.
1. Мир, и жизнь, и светил, и созвездий движенье
Я сравнил со светильником воображенья.
Мир - лампада, а Солнце - светильня зажженная,
Мы же - тени метущейся изображенья.
2. Когда б я был творцом - владыкой мирозданья,
Я свод небесный сверг бы с основанья
И новый сотворил... такой, чтобы под ним
В миг исполнялися все добрые желанья.
3. Коль можешь, не тужи о времени бегущем,
Не отягчай души ни прошлым, ни грядущим.
Сокровища свои потрать, покуда жив:
Ведь все равно в тот мир войдешь ты неимущим.
4. Сердцу было всегда от любви в груди моей тесно.
Целый век изучая вращения сферы небесной,
Взглядом разума я оценил весь мой жизненный путь,
И теперь мне известно, что мне ничего не известно.