Бируни

померкло, опустилась темнота.

В который раз все откладывалось до лучших времен.

* * *

Для нас навсегда останется загадкой, какая внезапная болезнь поразила Бируни. В одной из глав «Геодезии» он лишь вскользь обмолвился о постигшем его тяжелом недуге. Не знаем мы и того, сколько продолжался вынужденный перерыв, и можем лишь предположить, что недолго. Ведь со слов самого Бируни известно, что к 20 октября 1025 года работа над «Геодезией» была все же доведена до конца.

Какой же круг вопросов лег в основу этого фундаментального труда — первого, написанного Бируни в период творческой зрелости? Какие научные задачи, отражавшие насущные потребности века, ставил в нем Бируни?

Как следует из названия книги, она была посвящена вопросам практической астрономии и математической географии, которые находились в центре внимания Бируни с тех пор, как он сделал свои первые шаги в науке. Идея о сведении всех геодезических проблем в отдельную отрасль знания явилась ему еще в Гургандже. Сбор материалов для этой работы занял, по-видимому, несколько лет, и, к счастью для Бируни, ему было позволено вывезти в Газну весь его научный архив.

Во введении к «Геодезии» Бируни четко изложил свою основную цель. «Если взять ее в общем, — писал он, — то это изложение способов уточнения координат произвольно взятого места на земле, — его положение по долготе между востоком и западом и по широте между Северным и Южным полюсами, — а также расстояний между ними и азимутов одних относительно других. Конкретно же — старание выяснить это, насколько сейчас возможно, для Газны — столицы Царства Восточного».

Проблема графического изображения земной поверхности с фиксацией взаимного расположения различных объектов возникла перед человечеством в незапамятные времена. Уже в глубокой древности люди умели изготовлять примитивные планы местности, вырезая их на дереве, коре, камне. Задолго до нашей эры картографические работы велись в Древнем Египте, странах Передней Азии, в Индии и Китае.

Однако на научную основу землеведение было поставлено лишь после того, как в античном мире утвердилась гипотеза о шарообразности Земли. Эту идею выдвинул в VI веке до н. э. Пифагор; к IV веку в ее пользу уже существовало несколько убедительных доказательств, а столетие спустя александрийский астроном Эратосфен использовал градусные измерения для определения радиуса Земли.

Изучая движение Солнца в верхнеегипетском городе Асуане, Эратосфен заметил, что в дни летних солнцестояний ровно в полдень его лучи освещают дно самых глубоких колодцев, тогда как в то же самое время в Александрии они отклоняются от зенита на ¹/₅₀ часть окружности. Это наблюдение позволило Эратосфену, предположившему, что Асуан и Александрия находятся на одном меридиане, вычислить угловое расстояние между ними. Гораздо труднее было с достаточной точностью определить длину дуги, соответствующей вычисленному углу, или, иначе говоря, линейное расстояние между Асуаном и Александрией. Установив, какой путь проходят торговые караваны в единицу времени, и время, требуемое для доставки верхнеегипетского золота к берегу Средиземного моря, Эратосфен вычислил, что расстояние между городами составляет пять тысяч египетских стадий. Из этого следовало, что длина земной окружности равна 250 тысячам стадий, а радиус Земли — 39 790 стадиям, или 6311 километрам в переводе на современные меры длины.

На 252 километра меньше оказался радиус земного шара по расчетам александрийца Посидония, жившего на полтора столетия позже Эратосфена. Посидоний применил принципиально иную методику, вычисляя размеры Земли наблюдением звезды Канопус, самой яркой в созвездии Киля, из двух разных мест.

Благодаря градусным измерениям вскоре появились географические карты, изготовленные с учетом шарообразности Земли. В их основе лежали различные способы перспективных проекций сферы на плоскость. Первые карты с меридианами и параллелями были созданы тем же Эратосфеном, применившим метод промежуточной проекции, с сохранением длины на средней параллели изображаемой области.

С расширением круга знаний об обитаемом мире возникла необходимость в применении более точных методов, дающих меньшие искажения. Эту задачу блестяще выполнил Птолемей, предложивший использовать в географических картах различные (стереографическую и ортографическую) проекции перспективы шара на плоскость. Кроме того, Птолемей ввел в научную практику картографическую сетку в современном ее понимании и составил собственную карту, отражавшую уровень географических знаний той эпохи.

Характерной чертой античного землеведения было то, что изучение размера и формы Земли в целом и отдельных ее частей, то есть вопросов, составлявших предмет математической географии, шло параллельно с накоплением самых разнообразных сведений об окружающих странах и народах, что, как известно, относится к области географии описательной.

Такая же картина наблюдалась и в мусульманском мире, унаследовавшем традиции античной географической науки. Возникновение огромной империи, раскинувшейся на необозримых пространствах от берегов Атлантики до западных пределов Индии, привело к значительному расширению географического кругозора. К числу принципиально новых проблем, связанных со спецификой исламского вероучения, относилась разработка методов определения азимута «кыблы», или направления на Мекку, необходимого при строительстве мечетей, а также налаживание службы времени для точного исполнения положенных дневных молитв. С другой стороны, дальнейшее развитие землеведения настоятельно требовало проверки и уточнения астрономических таблиц, составленных Птолемеем и другими учеными античной и эллинистической эпох.

«Он внушил исследовать и рассуждать после него, — писал о Птолемее арабский астроном IX века Баттани, — он говорил, что, может быть, со временем в его наблюдения будут внесены поправки, как сам он внес к Гиппарху и другим ему подобным…»

Необходимость огромной работы по уточнению фактов, накопленных предшественниками, определялась вовсе не сомнением в их научной добросовестности, а недоразумениями, которые порождались разнобоем в единицах и даже системах измерений, не позволявшим судить об истинном значении многих величин.

«Сведения народов о величинах земных дуг расходятся в зависимости от тех мер длины, которыми они пользовались при определении расстояний, — писал об этой проблеме Бируни. — До нас не дошли в этой области сведения, восходящие к тем, кто непосредственно получил результаты определения величины Земли, кроме того, что дошло со стороны румов и индийцев… Но данные каждого из этих народов противоречат друг другу в такой степени, что вряд ли в этом можно разобраться… Румы измеряли эту окружность мерой, которую они называют стадией. Гален утверждает, что Эратосфен измерил этой мерой расстояние между Асуаном и Александрией, находящимися на одном меридиане… Если сопоставить то, что содержится об этом в «Книге доказательств» Галена, с тем, что есть в книге Птолемея «Введение в искусство сферики» и в его книге «Картина Земли» (то есть «География». — И. Т.), то величины результатов также будут значительно расходиться; к тому же если встретятся нам их термины, вряд ли наши люди смогут правильно понять их по причине незнания их языка и расхождений комментаторов в их толковании».

«Эти большие расхождения во мнениях представителей данных двух групп (то есть румов и индийцев. — И. Т.) и побудили ал-Мамуна ибн ар-Рашида возобновить выяснение сего (то есть величины Земли. — И. Т.) в пустыне Синджара в земле Мосула, поручив это группе ведущих знатоков данного искусства».

В том же самом 827 году, когда при «Доме мудрости» в Багдаде была открыта знаменитая обсерватория Шаммасия, халиф Мамун приказал своим придворным астрономам начать работы по определению величины земного шара. Перед ними ставилась задача проверить данные птолемеевского «Альмагеста», астрономических таблиц Брахмагупты и персидского «Шахского зиджа», унаследованного мусульманской наукой от сасанидских времен.

В эксперименте, проводившемся с обстоятельностью и размахом, свойственными багдадскому двору, участвовали две группы ученых. Линейная длина дуги меридиана измерялась исключительно трудоемким, но точным способом — с помощью колышек и мерной веревки. После долгих поисков подходящей местности выбор пал на плоскую равнину Джебель Синджар в междуречье Тигра и Евфрата, лежащую на широте 36