Круги на полях идентифицированы Crop circles are identified: Обсерватория Улугбека

"Стремление к знанию - обязанность каждого мусульманина и мусульманки"

Надпись на дверях медресе Улугбека в Бухаре

Обсерватория Улугбека

Развитие астрономии на Среднем Востоке связано со становлением Арабского Халифата
в VII - VIII вв. Сначала астрономия была чисто утилитарной наукой - 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.

Однако бурное развитие и расширение государств требовало всё более глубоких
знаний математики и астрономии, вследствие чего начали создаваться
астрономические обсерватории, в которых работали квалифицированные астрономы и
математики, и уже в IX-XI вв. уровень астрономических исследований на Среднем
Востоке достиг больших высот. Именно здесь творили выдающиеся энциклопедисты:
Мухаммед бин-Муса ал-Хорезми (Алгоритми) (780-850 гг.) в Багдадской
обсерватории, ал-Фергани (Альфраганус), Абу-Райхан ал-Бируни (973-1048 гг.),
Абу-Али ибн-Сино (980-1037 гг.), ас-Суфи, Омар Хайям (1040-1123 гг.) в Исфаганской
обсерватории и Насир-ад-дин Туси (1201-1274 гг.) в Мерагской обсерватории.

На этом прочном фундаменте и возникла в начале XV века самаркандская астрономическая
школа, идейным и научным вдохновителем которой был Улугбек. Судьба предназначала ему
участь наследника престола великой империи, а природный талант, ум и
целеустремлённость открыли путь к научному подвигу.

* * *

Бюст Улугбека. Выполнен скульптором и археологом Герасимовым М.М. на основе черепа Улугбека, извлечённого из захоронения в мавзолее Гур-и-Эмир в июне 1941 года.

Султан Мухаммед Тарагай Улугбек, сын Шахруха, родился 22 марта 1394 года 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 Тимур, воевавший тогда в Месопотамии, объявил пощаду жителям покорённого накануне города Мардина и отменил уже назначенную дань.

Ещё совсем ребёнком Улугбек сопровождал своего знаменитого деда Тимура в его завоевательных, опустошительных походах. К любимому внуку Тимур относился с большой внимательностью и заботой. В детские годы Улугбек был отдан дедом на воспитание своей главной жене Сарай-Мульк-ханум. Улугбек побывал в Армении, Афганистане, сопровождал Тимура в походе на Индию. Улугбек находился при войске деда в его последнем походе на Китай и был свидетелем смерти Тимура 18 февраля 1405 года в Отраре.

После смерти Тимура, созданная военной силой огромная держава стала ареной междоусобных войн и феодальных распрей. Пять лет длилась ожесточенная борьба за власть между потомками великого эмира. Она завершилась победой сына Тимура - Шахруха, который своей резиденцией избрал не Самарканд, а Герат. Весь Мавераннахр он отдал в удел своему старшему сыну Мухаммед Тарагаю Улугбеку (1394-1449 гг.).

Наукой Улугбек начал увлекаться ещё в молодости. Большую часть своего времени он проводил в богатейшей библиотеке, где были сосредоточены книги, собранные его дедом и отцом со всего света. Улугбек любил поэзию и историю. Учителями Улугбека были выдающиеся учёные, которыми славился двор Тимура, и среди них - математик и астроном Казы-заде Руми. Он показал девятилетнему Улугбеку руины знаменитой обсерватории в Мараге, возможно, именно это и стало причиной того, что основное внимание Улугбек уделял занятиям астрономией.

Главным детищем Улугбека, а может быть и главной целью его жизни, стала обсерватория, которая была построена в 1428-29 годах (832 год хиджры) на скалистом холме у подножия возвышенности Кухак (современный Чупан-Ата) на берегу арыка Обирахмат и представляла собой, по словам Бабура, трёхэтажное здание, покрытое прекрасными изразцами. "У подошвы Кухака Мирза Улугбек воздвиг огромной высоты трехэтажное здание обсерватории для составления астрономических таблиц",- писал Захиреддин Бабур.

Инструментов, которыми пользовался Улугбек не сохранилось, но о том, как они выглядели, даёт некоторое представление эта астролябия работы Мухаммед-Земана Ибн Ходжа Шарифуддина Хасана изготовленная в XVII веке и хранящаяся в Музее истории Узбекистана

Ещё до начала строительства для астрономических наблюдений были созданы астролябия с диаметром в один газ (равный 62 см) и звездный глобус. На них были нанесены 1022 звезды, положения которых, после учета прецессии, были взяты из "Зиджа Ильхани" Насир ад-Дина ат-Туси.

На стене своего дворца Улугбек установил солнечные часы. Эта работа представляла определенную трудность из-за того, что стена не была строго ориентирована в меридиане. Но с задачей астрономы справились успешно.

Далее начались работы по возведению самого здания обсерватории. Вот как это описывает муаляна Гияз-ад-Дин Джамшид ал-Каши, которого историк конца XV века Мирхонд называет "господин вместилище наук":

"Была выровнена поверхность земли с целью определения линий меридиана на том месте, где шло строительство обсерватории. К этому делу были привлечены самые лучшие каменщики, после чего земля стала ровной. Мы направились туда с целью нахождения меридиана. Прежде всего, захотели проверить, является ли поверхность земли ровной. Его Величество, убежище государства, да увековечит Аллах его состояние и государство, вся аристократия и вельможи, ученые мужи и деятели науки собрались вокруг инструмента каменщиков, приготовленного ими для выравнивания поверхности земли. Специально для обсерватории соорудили треугольник, каждая сторона которого равнялась четырем газам Хошимийа". Это означает, что был созданватерпас со стороной, равной 2 м 66 см. Возможно, этим инструментом, помимо фундамента здания, контролировалась горизонтальная поверхность крыши. Она стала основой другого не менее важного инструмента - двойного азимутального квадранта.

Двойной азимутальный квадрант фактически впервые был построен в обсерватории Улугбека взаменармиллярной сферы, которая наряду с астролябией, была наиболее употребительным инструментом астрологов и астрономов вплоть до XVI в. Изобретение армиллярной сферы приписывается Фалесу или Анаксимандру. Девор пишет, что армиллярная сфера была изобретена Эратосфеном, который с её помощью определил размер Земли, угол наклона эклиптики к небесному экватору и широту города Александрия.

Фрагмент двойного азимутального квадранта. Британский музей, манускрипт № 7702

Фрагменты двойного азимутального квадранта были найдены при раскопках в 1941 и 1948 годах экспедицией археолога В. А. Шишкина. Он считал, что до нашего времени не дошли приборы, с помощью которых выполнялись наблюдения звёзд каталога Улугбека, "за исключением жалких фрагментов каменных плит от кругов диаметром 8-9 м, на которых сохранились пазы от вставлявшихся в них металлических пластин, а на трёх-четырёх фрагментах и буквенные обозначения градусов". Шишкин относит их к фрагментам "горизонтального круга" двойного азимутального квадранта. Этот инструмент был воспроизведен по манускрипту № 7702, хранившемуся в Британском музее. Судя по исследованиям Шишкина, радиусы квадрантов для наблюдений небесных объектов были более 4 м.

Среди уникальных сооружений обсерватории Улугбека имелся меридианный инструмент с радиусом более 40 м. Вот как описывает ал-Каши создание этого инструмента: "Никто не знал о назначении геометрической фигуры, стоящей посередине Марагинской обсерватории. Сей раб доложил об этом Его Величеству и объяснил ему разницу в измерении, которая может иметь место при использовании указанного кольца. Я отметил ещё то, что во времена Азуд ад-Даула был сделан круг диаметром в 10 газов, а это кольцо меньше того. Взамен этому кольцу в Марагинской обсерватории была установлена геометрическая фигура, называемая Фахриев секстант, полудиаметр которой составляет шесть газов".

Из этого описания можно предположить, что в трактате говорится о секстанте Фахри с радиусом дуги равным 3,7 м, построенным в Мараге. Ал-Каши рекомендовал изготовить подобный и в Самарканде, но Улугбек рассудил иначе. После длительной дискуссии "Его Величество, - пишет ал-Каши, -приказало разломать это кольцо и создать другой инструмент". То есть, можно сделать вывод, что в Самарканде меридианный инструмент был сконструирован по идее самого Улугбека.

Здесь необходимо отметить, что инструмент такого типа был изобретён знаменитым астрономом и математиком Абу Махмудом ал-Ходженди ещё в Х веке и построен в Рее (Иран). Однако из-за просчётов в конструкции ал-Ходженди не удалось получить каких-либо значительных результатов. Беруни пишет: "Абу Махмуд известил меня устно о погрешности, вкравшейся в его измерения из-за смещения диоптра, установленного наверху арки, вниз, приблизительно на одну пядь (~15 см), и о малых его радостях [от работ] по уточнению [наибольшего склонения]".

Вероятнее всего, ошибка произошла непроизвольно - ал-Ходженди при изготовлении траншеи под инструмент с дугой радиусом 20 м не учел толщину настила из досок и листовой меди для шкалы секстанта, в сумме составлявших 15 см. Но, несмотря на это, его гениальная идея создания инструментов больших размеров была подхвачена и использована астрономами Самарканда. Ими был изготовлен инструмент с дугой 90^o, т.е. - квадрант.

Вид сохранившейся части главного инструмента обсерватории Улугбека

Самаркандский инструмент по своим размерам был существенно больше инструмента ал-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.

В исследовании "Астрономические инструменты в обсерватории Улугбека" кандидата физико-математических наук О.С.Турсунова [1] достаточно подробно доказывается, что инструментом для наблюдения в обсерватории Улугбека был именно квадрант, приведём лишь некоторые доводы из этого исследования.

Немаловажное подтверждение тому, что инструмент был квадрантом, - это отсутствие "мощного фундамента" с южной стороны здания обсерватории напротив щели (между "мощными меридианными стенами", внутри которых расположен квадрант). При квадранте с южной стороны инструмента должна была находиться щель, через которую производился процесс "прицеливания небесного объекта" в диоптр квадранта во время ночных наблюдений. А при секстанте вместо щели - глухая стена с "мощным фундаментом". Солнце на этом инструменте наблюдалось при зашторенной щели. Этот немаловажный момент учитывался при реконструкции здания обсерватории.

Браге (Brahe) Тихо (14.12.1546, Кнудструп, - 13.10.1601, Прага), датский астроном. В 1572 наблюдал новую звезду в созвездии Кассиопеи. В 1576-97 возглавлял обсерваторию Ураниборг, которую построил на острове Вен в проливе Эресунн, близ Копенгагена, и снабдил превосходными инструментами, изготовленными под его руководством. Здесь в течение 21 года Браге наблюдал звёзды, планеты и кометы, производя определения положений светил с весьма высокой точностью. В этом его главная заслуга. Кроме того, он обнаружил два неравенства в движении Луны (годичное неравенство и вариацию); доказал, что кометы - небесные тела, отстоящие от Земли дальше Луны; составил таблицы рефракции. Браге не признавал гелиоцентрической системы мира и взамен её предложил другую, представляющую неудачное сочетание учения Птолемея с системой Н. Коперника (Солнце движется вокруг Земли, стоящей в центре мироздания, а планеты - вокруг Солнца). В 1597 Браге был принуждён покинуть Данию (после его отъезда обсерватория Ураниборг была заброшена) и после двух лет, проведённых в Германии, переехал в Прагу. Здесь к нему поступил в помощники И. Кеплер, у которого после смерти Браге остались ценнейшие наблюдения. На основании этих наблюдений Кеплер вывел свои знаменитые законы движения планет.

Те, кто побывал с экскурсией в обсерватории, наверное, обратили внимание, что 10 градусов (от 80^o до 90^o) квадранта Улугбека остались неразмеченными. Почему? Принцип работы угломерного инструмента ал-Ходженди был использован в XVI в. известным астрономом Тихо Брагепри строительстве стенного квадранта в обсерватории "Ураниборг" близ Копенгагена. На старинной гравюре видно, что шкала квадранта отградуирована от 0^o до 90^o, хотя для наблюдений небесных тел использована дуга в 75^o. Ниже этой отметки наблюдения не могли проводиться, так как толщина стены возле окна-диоптра ограничивала обзор неба. Поэтому Тихо Браге установил на дуге квадранта, на отметке 75^o - ограничительный диоптр. По той же самой причине не были размечены последние 10 градусов и у Улугбека.

Исследования Г. Д. Джалалова и Т. Н. Кары-Ниязова, проведённые в 40-х годах ХХ-го века доказывают, что инструмент представлял собой не квадрант, а секстант. В своей фундаментальной работе "Астрономическая школа Улугбека" академик Т. Н. Кары-Ниязов утверждает, что "...задача главного инструмента Улугбека состояла в определении основных постоянных астрономии: наклонения эклиптики к экватору, точки весеннего равноденствия, длины тропического года..., что этот инструмент был построен главным образом для солнечных наблюдений вообще, Луны и планет в частности. Для подобных наблюдений совершенно достаточно дуги в 60^o".

Как видим споры продолжаются до сих пор…

Макет обсерватории Улугбека. Автор Владимир Анатольевич Нильсен - доктор архитектуры, в 1948 г. принимал участие во вскрытии остатков обсерватории Улугбека (совместно с В. А. Шишкиным).

Итак. Круглое здание обсерватории имело в диаметре 46,4 метра, высоту не менее 30 метров и вмещало грандиозный инструмент - квадрант, на котором производились наблюдения за Солнцем, Луной и другими планетами небесного свода. Подробное описание обсерватории мы находим у историка Абд-ар-Раззака Самарканди, современника Улугбека: "...к северу от Самарканда, с отклонением к востоку, было назначено подходящее место. По выбору прославленных астрологов была определена счастливая звезда, соответствующая этому делу. Здание было заложено так же прочно, как основы могущества и базис величия. Укрепление фундамента и возведение опор было уподоблено основанию гор, которые до обусловленного дня страшного суда обеспечены от падения и предохранены от смещения. Образ девяти небес и изображение семи небесных кругов с градусами, минутами, секундами и десятыми долями секунд, небесный свод с кругами семи подвижных светил, изображения неподвижных звёзд, климаты, горы, моря, пустыни и всё, что к этому относится, было изображено в рисунках восхитительных и начертаниях несравненных внутри помещений возвышенного здания, высоко воздвигнутого. Так был воздвигнут высокий замок круглый с семью мукарнасами. Затем было приказано приступить к регистрации и записям и производить наблюдения за движением Солнца и планет. Были произведены исправления в новых астрономических таблицах Ильхани, составленных высокоучёным rocподином ходжой Насир-ад-дином Туси, чем увеличились их полезность и достоинства...".

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.

Главным в обсерватории является гигантский угломерный инструмент (вертикальный круг), радиус окружности которого равнялся 40,212 метра, а длина самой дуги составляла 63 метра. Главный инструмент был точно ориентирован по меридиану с юга на север. Об этом свидетельствуют проверочные определения астрономов Б. Н. Кастальского и В. П. Щеглова, выполненные в середине ХХ-го века. В. Л. Вяткин, обнаруживший обсерваторию в 1908 году, считал, что сооружение, открытое им в траншее обсерватории, "представляет собою не что иное, как часть гигантского квадранта, половина которого помещалась ниже уровня горизонта, а другая половина должна была возвышаться над ним. Высота сохранившейся части инструмента, находящейся в траншее, оказалась 10 метров".

В результате продолжительного и кропотливого изучения памятника точно установлено, что обсерватория представляла собой единое целое, что она была огромным зданием цилиндрической формы. В 60-х годах ХХ-го века архитектор В. А. Нильсен попытался воспроизвести внешний вид обсерватории, каким он представлялся в эпоху Улугбека. План самого здания был весьма сложным, в нём присутствовали большие залы, комнаты, коридоры.

Улугбеку принадлежит заслуга создания астрономического каталога "Зидж-и джедид-и Гурагони", известного под названием "Новые астрономические таблицы". Над этими таблицами самаркандские астрономы работали долго и закончили их к 1437 году. Вместе с Улугбеком в обсерватории работали многие крупные учёные. К постройке этого великолепного сооружения Улугбек привлек виднейших астрономов и математиков средневекового Востока, в их числе Гияс-ад-дина Джемшида ал-Каши, как его называет Мирхонд - "опора астрономической науки, второй Птолемей, лучшее воплощение греческих учёных мауляна Гияс-ад-дин Джемшид и господин вместилище наук мауляна Низам-ад-дин ал-Каши". Другой историк - Абд-ар Раззак Самарканди позже записал в своей книге "Восход двух счастливых созвездий" такие слова: "...он (то есть Улугбек) собрал круг весьма опытных знатоков своего дела: математиков, геометров, астрономов, строителей... В этом участвовали виднейшие учёные: мауляна Салах-ад-дин Муса Казы-заде Руми - Платон своего времени, мауляна Али Кушчи (полное имя Ала-ад-дин Али ибн Мухаммадмашхур) - Птолемей эпохи. ...величайший знаток Гияс-ад-дин ал-Чусти и великий знаток Муин-ад-дин вызваны в Самарканд".

Научный труд Улугбека "Новые гураганские астрономические таблицы" явился выдающимся вкладом в сокровищницу мировой астрономической науки. "Все, что наблюдение и опыт узнали относительно движения планет, сдано на хранение этой книге",- писал сам Улугбек. И действительно, в труде обобщены основы астрономических исследований, проводившихся в течение многих веков учёными Востока. "Звёздная книга" состоит из двух частей: введения и самих таблиц.

Вид на обсерваторию Улугбека из космоса.
(c) Google.com, 2007

В обширном теоретическом введении даётся "объяснение того, что понимается под эрами, годами, месяцами и их подразделениями", приводятся многочисленные астрономические таблицы и данные, излагаются основные вопросы методики астрономических наблюдений и вычислений, применявшиеся в то время, раскрываются способы определения высоты звёзд, меридианной линии, долгот и широт, а также расстояний между звёздами и планетами.

В специальном разделе введения подробно излагается теория движения Солнца и планет, определяются моменты лунных и солнечных затмений, отмечаются ошибки популярного в ту эпоху "Трактата о звёздах" Абдурахмана Суфи. Следует сказать, что самаркандские учёные, возглавлявшиеся Улугбеком, в соответствии с требованием своей эпохи используют астрологию и говорят о различных сочетаниях небесных светил, на основании которых можно якобы определить человеческие судьбы.

В Европе впервые эти таблицы частично были опубликованы в 1648 г. сотрудником кафедры геометрии и астрономии Оксфордского университета Джоном Гривасом. В 1650 г. там же была издана хронологическая часть труда Улугбека, содержащая описание способов летосчисления и календарей, принятых у различных народов Востока, а в 1665 г. известный английский востоковед Томас Хайд издал на латинском и персидском языках "Таблицы долгот и широт неподвижных звезд по наблюдениям Улугбека". Полностью Атлас звездного неба Улугбека был воспроизведен выдающимся польским астрономом-наблюдателем из Гданьска Яном Гевелия (1611-1687 гг.).

В России инициатором изучения труда самаркандских астрономов был первый академик-астроном Петербургской академии наук Жозеф Николя Делиль (1688-1768 гг.), 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.

Среди многочисленных астрономических таблиц Улугбека большой интерес представляет таблица географических координат 683 различных городов не только Средней Азии, но России, Армении, Ирана, Ирака и даже Испании.

В основе астрономических работ Улугбека лежит геоцентризм, что является вполне закономерным явлением для средневековой эпохи.

Обсерватория Улугбека строилась с использованием обожённых кирпичей размером 26х26х5 см. Всего на две дуги и две стены, заключающие внутри себя квадрант, было израсходовано около 10 млн кирпичей

В самаркандской обсерватории была проделана сложная работа по определению наклона земного экватора к плоскости земной орбиты (эклиптики). В вопросе определения наклонения эклиптики Улугбек стоял на самых передовых позициях мировой науки. По Улугбеку (1437 г.) наклонение эклиптики равно 23^o30'17", то есть ошибка была весьма незначительной и составляла лишь 0'32".

Точность наблюдений самаркандских астрономов тем более удивительна, что они велись без помощи оптических приборов, невооружённым глазом. В течение нескольких веков звёздные таблицы Улугбека оставались непревзойдёнными по своей точности. Таблицы содержат координаты 1018 звёзд, определённых впервые после Гиппарха и с точностью, остававшейся непревзойдённой до наблюдений Тихо Браге.

С поразительной точностью произведено вычисление длины звёздного года. По данным Улугбека, звёздный год равен 365 дням 6 часам 10 минутам 8 секундам, а истинная длина звёздного года (по современным данным) составляет 365 дней 6 часов 9 минут 9,6 секунды. Таким образом, ошибка, допущенная в то время, составляет менее одной минуты.

Звездный каталог самаркандских астрономов был вторым после каталога Гиппарха, составленного за 17 столетий до этого. Звёздные таблицы Улугбека, по определению востоковеда И. Ю. Крачковского, "остались последним словом средневековой астрономии и высшей ступенью, которой могла достичь астрономическая наука до изобретения телескопа". Вот сколь велико значение многолетних кропотливых научных исследований самаркандских астрономов XIII века. Результаты их научных достижений оказали огромное влияние на развитие науки на Западе и Востоке, в том числе на развитие науки в Индии и Китае.

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.

Увлечение Улугбека наукой, его просветительская деятельность вызвали ожесточение реакционно настроенных шейхов. 27 октября 1449 г. старший сын Улугбека Абд ал-Латиф, подстрекаемый ими, убил отца и захватил власть. Обсерватория была разрушена, но библиотека Улугбека и его главный труд, к счастью, были спасены. Один их главных сподвижников Улугбека Али-Кушчи покинул Самарканд и уехал в Герат, затем получил место сначала профессора, а затем ректора медресе при мечети Айя София в Стамбуле, где и умер в 1474 г. Одно время в литературе было распространено мнение, будто Али Кушчи выехал из Самарканда сразу после гибели Улугбека. Это мнение не подтверждается источниками. Как установил известный историк Асам Урунбаевич Урунбаев на основании писем Абдаррахмана Джами и других источников, Али-Кушчи выехал из Самарканда не раньше 1471 г. Ему удалось вывезти звёздный каталог и другие сокровища библиотеки Улугбека. Таким образом можно предположить, что обсерватория Улугбека работала, и в ней производились наблюдения ещё в течение почти двадцати лет после убийства великого учёного, и только потом она была разрушена, пришла в запустение, а с течением веков и вовсе было забыто её местонахождение....