Kada je prijestolnica muslimanskog svijeta bila premještena 750. godine u Bagdad, grad je postao centar studiranja i prevođenja znanstvenih zapisa, te je privlačio učenjake svih vrsta. Učeni ljudi uživali su kalifov patronat, posebice Harun al-Rašid i Al-Mamun. Poučavanje su jednako vršili muslimani i nemuslimani, te oni koji su govorili arapski, grčki, hebrejski, perzijski i sirijski, iako je arapski ostao lingua franca, a islam dominantna vjera.[1]
Muslimanski Arapi zbog različitih su razloga bili zainteresirani za astronomiju: beduinske kopnene karavane i pomorski trgovci koristili su astronomska znanja za navigaciju tijekom noći, a ohrabrenje su nalazili u određenim stihovima Kurana. Interes za astronomiju izravno je doveo do uvjerenja da je Zemlja kugla.[2] Tehnologija korištena za unaprjeđenje astronomije imala je također izravnu primjenu u geografiji. Primjerice, astrolab korišten u astronomiji također se koristio za nebesku navigaciju i zemljišnu izmjeru.[3]
Grci i Rimljani poznati su po izradi karata i pisanih geografskih radova. U slučaju Rimljana to je bio prirodan ishod ekspanzije njihova carstva. Mnoga njihova djela proučavali su i preveli muslimani.[4]
Putovanja na velike udaljenosti rezultirala su potrebom za izradom karata, a informacije radi postizanja te zadaće često su davali putnici. Iako su takva putovanja tijekom srednjovjekovnog perioda bila rizična, muslimani su bez obzira na sve odlazili na duga putovanja. Jedan motiv bio je hadž ili muslimansko hodočašće. Svake godine muslimani iz Afrike, islamske Iberije, Perzije i Indije dolazili su u Meku u Arabiji. Drugi motiv bila je trgovina. Muslimani su trgovali s Europljanima, Indijcima i Kinezima, a muslimanski su trgovci prevaljivali velike udaljenosti u obavljanju svojih trgovačkih aktivnosti.[5]
Osim Nila, Tigrisa i Eufrata, plovne su rijeke u islamskim regijama bile neuobičajene, pa je promet morem bio vrlo važan. Navigacijske znanosti jako su se razvijale, a magnetski kompas i rudimentaran instrument kamal često su se koristili za nebesku navigaciju te mjerenje geografske širine i visinezvijezda. Kada su ih kombinirali s detaljnim kartama tog razdoblja, mornari su mogli ploviti oceanima umjesto plovidbe duž obale. Muslimanski mornari također su zaslužni za uvođenje latinskog jedra i velikih trojarbolnih trgovačkih plovila na Mediteranu. Korijeni broda karavele koju su Portugalci i Španjolci koristili od 15. stoljeća za daleka putovanja također potječu od qariba koji su andaluzijski istraživači koristili do 13. stoljeća.[12]
Muslimani su preveli mnoge helenističke dokumente. Način na koji su muslimani došli do ranijeg znanja je ključan. Primjerice, jer su muslimani naslijedili grčke zapise izravno bez utjecaja latinskog zapada, karte T-O nisu imale nikakvu ulogu u islamskoj kartografiji iako su u Europi one bile vrlo popularne.[13] Neki od važnih grčkih zapisa uključuju Almagest i Geografiju. Muslimanski znanstvenici zatim su ostvarili mnoge vlastite doprinose u geografiji i geoznanostima.
Mnogi islamski učenjaci među kojima su bili Ibn Hazm (umro 1069.), Ibn al-Jawzi (umro 1200.), te Ibn Taymiya (umro 1328.)[14] međusobno su sklopili sporazum (Ijma) o tome da su sva nebeska tijela okrugla. "Nebeska tijela su okrugla—kao što to tvrde astronomi i matematičari—pa je to također tvrdnja islamskih učenjaka." Abul-Hasan ibn al-Manaadi, Abu Muhammad Ibn Hazm i Abul-Faraj Ibn Al-Jawzi spominju u svojim djelima kako su se muslimanski učenjaci dogovorili oko toga da su sva nebeska tijela okrugla. Ibn Taymiyah također zapaža kako je Alah rekao "i On (Alah) je Onaj koji je stvorio noć i dan, sunce i mjesec. Oni lebde, svaki u Falaku." Ibn Abbas govori kako je "Falaka nalik obrtnom kotaču." Riječ 'Falak' (na arapskom jeziku) znači "ono što je okruglo".[14][15]Ibn Khaldun (umro 1406.) u svojem djelu Muqaddimah također je zamislio svijet kao sferu.
Kartografija
Važan utjecaj na razvoj kartografije imao je patronat abasidskogkalifaal-Ma'muna koji je vladao od 813. do 833. On je naložio nekolicini geografa da ponovo izmjere duljinu koja će odgovarati jednom stupnju nebeskog meridijana. Stoga je njegov patronat rezultirao preciznijiom definicijom milje koju su koristili Arapi (mīl na arapskom) u usporedbi sa stadionom koji su koristili Grci. Ovi napori također su omogućili muslimanima izračunavanje opega Zemlje. Al-Mamun je također zapovijedio izradu velike karte svijeta koja se nije sačuvala[13] iako je poznato kako se kartografska projekcija temeljila na onoj Marina iz Tira, a ne Ptolomejevoj.[16] Prvi globusStarog svijeta također je izrađen u muslimanskom svijetu tijekom srednjeg vijeka,[17] a izradili su ga muslimanski astronomi i geografi koji su djelovali pod kalifom al-Ma'munom u 9. stoljeću.[18] Najslavniji al-Mamunov geograf bio je Muhamed ibn Mūsā al-Khwārizmī (vidi dolje Knjiga o izgledu Zemlje). On je postavio početni meridijanStarog svijeta na istočnu obalu Mediterana, 10-13 stupnjeva istočno od Aleksandrije (kao što je to učinio Ptolomej), te 70 stupnjeva zapadno od Bagdada. Većina srednjovjekovnih muslimanskih geografa nastavila je koristiti al-Khwarizmijev početni meridijan.[19] Ostali početni meridijani koji su se koristili bili su meridijani koje su odredili Abū Muhamed al-Hasan al-Hamdānī i Habash al-Hasib al-Marwazi iz Ujjaina, centra indijske astronomije, te onaj anonimnog pisca iz Basre.[20]
U ranom desetom stoljeću Abū Zayd al-Balkhī, izvorno iz Balkha, osnovao je "Balkhījsku školu" izrade geografskih karata u Bagdadu. Geografi ove škole također su opsežno pisali o narodima, proizvodima i običajima raznih područja muslimanskog svijeta s malim interesom za nemuslimanske predjele.[13] "Balkhījska škola" u kojoj su djelovali Estakhri, al-Muqaddasi i Ibn Hawqal izradili su atlase svijeta od kojih je svaki sadržavao kartu svijeta i dvadeset regionalnih karata.[25]
Suhrāb, muslimanski geograf iz kasnog desetog stoljeća, priložio je knjizi geografskih koordinata instrukcije za izradu pravokutne karte svijeta u ekvirektangularnoj projekciji ili cilindričnoj ekvidistantnoj projekciji.[13] Najstarija sačuvana pravokutna koordinatna karta potječe iz 13. stoljeća, a pripisuje se Hamdallahu al-Mustaqfiju al-Qazwiniju koji ju je bazirao na Suhrābovu radu. Ortogonalne paralelne linije bile su odijeljene jednostupanjskim intervalima, a karta je bila limitirana na jugozapadnu i centralnu Aziju. Najstarije sačuvane karte svijeta bazirane na pravokutnoj koordinatnoj mreži pripisuju se al-Mustawfiju koji je djelovao u 14. ili 15. stoljeću (on je koristio intervale od deset stupnjeva za linije), te Hafiz-i-Abruu (umro 1430.).[26]
Regionalna kartografija
Islamska regionalna kartografija obično se kategorizira u tri grupe: kartografija "Balkhījske škole", al-Idrīsījeva kartografija, te kartografija koja se jedinstveno može pronaći u Knjizi kurioziteta.[27]
Karte Balkhījske škole definirane su političkim, a ne longitudinalnim granicama, te su pokrivale samo muslimanski svijet. Na tim su kartama udaljenosti između različitih "stopova" (gradova ili rijeka) bile izjednačene. Jedini oblici korišteni u dizajnu bile su vertikale, horizontale, pravi kutovi, te kružni lukovi; nepotrebni geografski detalji bili su eliminirani. Ovaj pristup nalik je onome koji se koristi u prikazu karata podzemne željeznice od kojih je najpoznatija "London Underground Tube Map" iz 1931. Harryja Becka.[27]
Al-Idrīsī definirao je svoje karte na različit način. Smatrao je kako se poznati svijet prostire na 160° geografske dužine, pa je podijelio regiju u deset dijelova od kojih je svaki bio dugačak 16°. U terminima geografske širine razdijelio je poznati svijet na sedam 'klima' određenih duljinom najdužeg dana. U njegovim se kartama mogu pronaći dominantna geografska obilježja.[27]
Matematička geografija i geodezija
Muslimanski učenjaci koji su se držali teorije sferične Zemlje koristili su teoriju na nepogrešiv islamski način radi izračuna udaljenosti bilo koje točke na Zemlji od Meke te određivanja smjera Meke u odnosu na tu točku. To je determiniralo kiblu ili muslimanski smjer molitve. Muslimanski matematičari razvili su sfernu trigonometriju koja se rabila u tim izračunima.[28]
Oko 830. godine kalif al-Ma'mun naložio je grupi astronoma da izmjeri udaljenost od Tadmura (Palmyre) do al-Raqqaha u današnjoj Siriji. Oni su izračunali kako su gradovi odvojeni jednim stupnjem geografske širine, a udaljenost među njima odgovarala je duljini od 66 2/3 milje, pa se prema tome može izračunati kako je Zemljin opseg bio 24.000 milja (39.000 km).[29] Druga procjena iznosila je 56 2/3 arapske milje po stupnju što odgovara 111,8 km po stupnju odnosno opsegu od 40.028 km što je vrlo blizu trenutačnoj modernoj vrijednosti od 111,3 km po stupnju i opsegu od 40.068 km.[30]
Abū Rayhān al-Bīrūnī smatra se ocem geodezije zbog svojih važnih doprinosa tom području.[33][34] Također su mu značajni doprinosi geografiji i geologiji. U dobi od 17 godina al-Biruni je izračunao geografsku širinu Katha u Khwarazmu koristeći maksimalnu visinu Sunca. Al-Biruni je riješio kompleksnu geodetsku jednadžbu u namjeri preciznog izračuna Zemljinaopsega, a dobiveno rješenje bilo je blizu modernim vrijednostima Zemljina opsega.[35][36] Njegova procjena Zemljina radijusa na 6.339,9 km bila je samo 16,8 km manja od moderne vrijednosti od 6.356,7 km. Suprotno svojim prethodnicima koji su mjerili Zemljin opseg opažanjem Sunca simultano s dvije različite lokacije, al-Biruni je razvio novu metodu uporabe trigonometrijskih izračuna baziranih na kutu između nizine i planinskog vrha što je davalo preciznija mjerenja Zemljina opsega, te je omogućilo pojedincima mjerenje s jedne lokacije.[37]
»Važne doprinose geodeziji i geografiji također je učinio al-Biruni. Uveo je tehnike mjerenja Zemlje i udaljenosti na njoj koristeći triangulaciju. Izračunao je Zemljin radijus na 6339,6 km što je vrijednost koja je na Zapadu postignuta tek u 16. stoljeću. Njegov masudički kanon sadrži tablicu s koordinatama šest stotina mjesta, a gotovo o svima njima imao je neposredno znanje.[38]«
Mnogi srednjovjekovni Arapi zanimali su se za distribuciju i klasifikaciju biljaka i životinja te evoluciju života.
Islamski učenjaci pokušali su analizirati biljke. To je bilo od posebnog značaja za liječnike koji su pokušavali koristiti biljke za liječenje bolesti. Oni su klasificirali biljke prema tome posjeduju li ili ne uspravnu stabljiku, a zatim prema tome stvaraju li plodove ili cvijeće, korijenskim vlaknima, tipovima lišća i kore. Geografi su također razlikovali biljke po prirodi tla (pješčano tlo, alkalično tlo, obala slane vodene mase, slatkovodnih jezera, čvrste stijene itd.) na kojem rastu te su određivali njihovu distribuciju na toj osnovi. Islamski geografi također su prikupljali podatke o sezonskoj distribuciji biljaka (bazirano na temperaturi i precipitaciji) te su to koristili za klasifikaciju ekoloških regija (poput tundre, šuma, travnjaka, pustinja).[40]
»Saraceni su bili izumitelji ne samo algebre, kemije i geologije, već i mnogih takozvanih poboljšanja ili rafiniranosti civilizacije…«
Geber (Jabir ibn Hayyan) iz 8. stoljeća zaslužan je za otkriće kristalizacije kao procesa purifikacije što predstavlja važan doprinos kristalografiji.[41] Također je pridonio geologiji kao što to primjećuje otac povijesti znanostiGeorge Sarton u svom djelu Introduction to the History of Science (Uvod u povijest znanosti):
»Pronašli smo u njegovim (Jabirovim, Geberovim) zapisima izvanredne zvučne poglede na metode kemijskog istraživanja, teoriju geološke formacije metala (šest se metala značajno razlikuju zbog različitih omjera sumpora i žive u njima)…«
»Ali ako pogledate tlo u Indiji vlastitim očima i meditirate o njegovoj prirodi, ako razmotrite okruglo stijenje pronađeno u tlu koliko god duboko kopali, stijene koje su ogromne blizu planina i na mjestima gdje rijeke imaju silovit tok: stijene koje su manje veličine na većoj udaljenosti od planina i mjesta gdje rijeke teku mnogo sporije: stijene koje izgledaju usitnjeno u obliku pijeska gdje rijeke počinju stagnirati blizu svojih ušća i blizu mora – ako razmotrite sve ovo, jedva možete zamisliti da je Indija nekoć bila more koje je u cijelosti bilo ispunjeno aluvijem riječnih tokova.[42]«
U svojoj Knjizi koordinata Biruni je opisao postojanje školjaka i fosila u regijama gdje su nekoć bila mora, a kasnije su evoluirala u suho kopno. Bazirajući se na tom otkriću shvatio je da se Zemlja neprestano razvija. Zemlju je stoga vidio kao živo biće što je bilo u skladu s njegovim islamskim vjerovanjem da ništa nije vječno, te suprotno starogrčkom vjerovanju da je univerzum vječan. Predložio je kako postoji Zemljina dob, no njezini počeci su predaleki da bi se mogli izmjeriti.[43]
Biruni piše sljedeće o geološkim promjenama na površini Zemlju tijekom duljeg vremenskog perioda:
»njima treba dugi vremenski period čije se granice ne mogu utvrditi kao što se niti način promjene ne može opisati. Centar gravitacije Zemlje također mijenja svoju poziciju ovisno o poziciji tvari koje se kreću na površini. Ako se centar uspinje, on uzrokuje kompresiju okolnih područja, a voda postaje nedostatna, itd. Stoga se kaže kako je ova degradacija uzrokovana velikom starošću, a degradirano kopno se naziva 'rastućim i mladim'. Zbog tog razloga vruće regije postaju hladne, a hladne postaju vruće.[44]«
Biruni citira perzijskog astronoma Abu'la Abbasa al-Iranshahrija iz 9. stoljeća koji je otkrio korijene palmina stabla ispod suhog tla kako bi potvrdio svoju teoriju da se mora pretvaraju u kopno i obratno tijekom duljeg vremenskog perioda. On piše sljedeće[44]:
»Ali ako su se takve promjene dogodile na Zemlji prije pojave čovjeka, mi ih nismo svjesni; ako su se pojavile nakon njegove pojave, onda nisu zabilježene.«
Drugi primjer kojeg navodi je Arapska pustinja koja je poput Indije u jednom razdoblju bila također more. On piše kako je Arapska pustinja bila u jednom razdoblju more, a kopnom je postala nakon što je bila ispunjena pijeskom. Zatim diskutira o paleontologiji, pišući da su različiti fosili pronađeni u toj regiji uključujući kosti i staklo koje nitko nije mogao ondje zakopati. Također piše o otkriću[44]:
»stijena koje bi prilikom loma u komade sadržavale školjke, kaurijske ljušture i riblja uha.«
Treba se primijetiti kako Biruni koristi termin "riblja uha" umjesto fosila. Zatim piše kako su prije mnogo vremena stari Arapi morali živjeti u planinama Jemena kada je Arapska pustinja bila more. Također piše o tome kako je pustinja Karakum između Jurjana i Khwarezma morala jedno vrijeme biti more, te kako se rijeka Amu-Darja (Oxus) mora prostirati sve do Kaspijskog jezera.[44] To je u skladu s modernom geološkom teorijom mezozojskog mora Tephysa koje je pokrivalo čitavu centralnu Aziju te se prostiralo od Sredozemnog mora do Novog Zelanda.[45]
Ibn Sina (Avicena)
Ibn Sina (Avicena, 981. – 1037.) značajno je pridonio geologiji i prirodnim znanostima (koje je nazivao Atabiejat) uz ostale prirodne filozofe poput Ikhwana AI-Safe i mnogi drugih. Napisao je enciklopedijsko djelo pod naslovom Kitab al-Shifa (Knjiga o liječenju) (1027.), a peti odlomak drugog dijela sadržava njegov esej o mineralogiji i meteorologiji podijeljen u pet poglavlja: formacija planina; prednosti planina u formiranju oblaka; vodeni izvori; podrijetlo potresa; formacija minerala; te raznolikost terena na Zemlji. Ovi su principi kasnije bili poznati u renesansnojEuropi kao zakon superpozicije slojeva, koncept katastrofizma te doktrina uniformitarizma. Ovi su koncepti također bili obuhvaćeni u Teoriji Zemlje Jamesa Huttona iz 18. stoljeća. Akademici poput Toulmina i Goodfielda (1965.) komentirali su Avicennine doprinose: "Oko 1000. nove ere Avicenna je već predlagao hipotezu o podrijetlu planinskih lanaca što je u kršćanskom svijetu bilo poprilično radikalno osamsto godina poslije."[46]
Ibn Sinina znanstvena metodologijaopservacije polja također je bila originalna u geoznanostima te ostaje esencijalnim dijelom modernih geoloških ispitivanja.[47] On je također hipotezirao o nastanku planina:
»One su nastale ili učinkom izdizanja Zemljinekore što se moglo dogoditi tijekom nasilnih potresa ili učinkom vode koja je utirući sebi novi put denudirala doline, pa su nastali slojevi različitih vrsta, neki mekani, neki čvrsti… Potreban je dugačak vremenski period za postizanje svih navedenih promjena, a tijekom kojeg bi se planine nešto smanjile u veličini.[48]«
»Moguće je također da se more kretalo korak po korak prema kopnu koje se sastojalo od ravnica i planina, a zatim se povlačilo natrag. …Moguće je da je svaki put prilikom nadiranja mora na kopno i njegova povlačenja s kopna zaostajao sloj nanosa što se može vidjeti u izgledu nekih planina koje u presjeku sadržavaju gomile naslaganih slojeva, pa je tlo iz kojeg su se oblikovale same planine vjerojatno bilo raspoređeno u slojeve. Najdublji sloj formiran je prvi, a zatim je u kasnijem periodu formiran sljedeći sloj koji se nataložio na prethodnome, itd. Nad svakim slojem prostro se drugačiji materijal koji je formirao dio između dvaju slojeva; no kad se počela zbivati petrifikacija nešto se dogodilo s ovim dijelom te se ona počela lomiti i dezintegrirati između slojeva (vjerojatno se odnoseći na nekonformnost). … Nastajanjem mora njegovo tlo bilo je ili sedimentarno ili praiskonsko, tj. nesedimentarno. Sedimentarno tlo vjerojatno se formiralo dezintegracijom slojeva planina. Takva je formacija planina.«
Knjiga liječenja u prirodnoj povijesti bila je prva knjiga koja se sistematski odnosila na sva tri carstva (mineralno, biljno i životinjsko), te sadrži najopsežniju srednjovjekovnu raspravu o geologiji i mineralnom carstvu. Ona opisuje strukturu meteora, bavi se formacijom sedimentnih stijena te ulogom potresa u formiranju planina. Ibn Sina također prikazuje jasnu svijest o mogućnosti pretvorbe mora u suho kopno i obratno, te stoga pruža ispravno objašnjenje za otkriće fosila na planinskim vrhovima. Ibn Sinina teorija o formaciji metala kombinirala je Geberovu teoriju sumpora i žive iz islamske alkemije (iako je bio kritičar alkemije) s mineraloškim teorijama Aristotela i Teofrasta. Ibn Sina je stvorio sintezu ideja o prirodi minerala i metalnih stanja.[49]
Ibn Sina također je pridonio paleontologiji objasnivši nastanak petrifikacijefosila u svojem djelu Knjiga liječenja. Aristotel je to prethodno objasnio u okvirima isparavajućihizdaha što je Ibn Sina modificirao u teoriji petrificirajućih tekućina (succus lapidificatus). Ovu teoriju u više-manje nepromijenjenom obliku prihvatila je većina naturalista do 16. stoljeća, a posebno ju je elaborirao Albert od Saske u 19. stoljeću.[50] Ibn Sina dao je sljedeće objašnjenje za podrijetlo fosila petrifikacijom biljaka i životinja:
»Ako je ono što se govori o petrifikaciji životinja i biljaka istinito, uzrok ovog (fenomena) jest snažna mineralizacijska i petrifikacijska moć koja se pojavljuje u određenim stjenovitim točkama ili iznenada proizlazi iz Zemlje tijekom potresa i klizanja tla, a petrificira sve što dolazi u kontakt s njome. Petrifikacija tijela biljaka i životinja zapravo nije ništa više neočekivano nego što je to transformacija vode.[47]«
Zbog svojih fundamentalnih doprinosa razvoju geologije, posebice što se tiče porijekla planina, Avicenna se smatra s punim pravom 'ocem geologije'.[51]
Ljudski okoliš
Važna tema islamske geografije bilo je proučavanje ljudske vrste. Arapski su učenjaci općenito dijelili različite narode po klimatskim regijama u kojima su živjeli. Regije su bile definirane topografijom, dostupnošću vode, prirodnom vegetacijom, nadmorskom visinom te udaljenošću od planina i mora. Koristeći ove parametre geografi su procjenjivali nastanjive regije Zemlje.[52]
Geografi su također istraživali učinak urbanog okoliša na ljudski život nasuprot životu u divljini. Mislilo se kako takav okoliš blokira svjež zrak, te stoga uklanjanje prašine vjetrom (koja se zatim akumulira). Također se zaključilo da su urbana naselja sklonija širenju epidemija.[52]
Dok su mnogi učenjaci opisivali ljude koji su nastanjivali različite regije, Al-Mas'ūdi je korelirao ljudske karakteristike s njihovim okolišem. Primjerice, on je tvrdio da zbog ustajalog zraka u Egiptu ljudi imaju tamnu put. Slično njemu tvrdio je Ibn Rusa govoreći kako su ljudi intermedijarnog fizičkog tipa postojali blizu Rakove obratnice gdje klima nije bila ni prehladna ni prevruća.[52]
Meteorologija
Al-Kindi (Alkindus) bio je prvi koji je u 9. stoljeću uveo eksperimentiranje u geoznanosti.[53] Napisao je traktat o meteorologiji pod naslovom Risala fi l-Illa al-Failali l-Madd wa l-Fazr (Traktat o učinkovitom uzroku toka i oseke) u kojem je predstavio argument o morskim mijenama koje "ovise o promjenama u vodenim masama zbog rasta i pada temperature".[54] Al-Kindi opisuje sljedeći jasan i precizan eksperiment radi dokazivanja svojeg argumenta[55]:
»Netko također može promatrati osjetilima… kako u posljedici iznimno hladnog zraka dolazi do promjena u vodi. Kako bi to učinio, prvo što treba učiniti jest uzeti staklenu bocu, napuniti je u cijelosti snijegom, te pažljivo zatvoriti njezin kraj. Zatim se treba odrediti njezina težina pomoću vaganja. Nakon toga potrebno ju je staviti u spremnik… koji je prethodno bio izvagan. Na površini boce zrak se mijenja u vodu, te se pojavljuje na njoj nalik kapima na velikim poroznim ćupovima tako da se značajna količina vode postupno nakuplja unutar spremnika. Zatim se izvaže boca, voda i spremnik, te otkriva kako je njihova težina veća od prethodne čime se dokazuje promjena. […] Neke glupave osobe misle kako snijeg eksudira kroz staklo. To je nemoguće. Ne postoji proces kojim voda ili snijeg mogu proći kroz staklo.[54]«
Ibn Wahshiyya u 10. stoljeću u djelu Nabatejska poljoprivreda raspravlja o vremenskom prognoziranju atmosferskih promjena i znakova na temelju planetarnih astralnih alteracija; znakovi kiše bazirani su na promatranju mjesečevih faza, prirodi grmljavine i munja, smjeru izlaska Sunca, ponašanju određenih biljaka i životinja, te kretanju vjetra; poleniziranog zraka i vjetrova; te formaciji vjetrova i isparavanja.[56] Kako su predviđanja vremenske prognoze i mjerenje vremena i nastupa godišnjih doba postajali precizniji i pouzdaniji, muslimanski poljoprivrednici postajali su informiraniji o tim napredcima, pa su često zapošljavali meteorologe u poljoprivredi što im je omogućilo planiranje rasta svih usjeva u specifično vrijeme u godini.[57]
Irački znanstvenik Ibn al-Haytham (Alhazen) uveo je 1021. znanstvenu metodu u svojem djelu Knjiga o optici.[58] U njemu piše o atmosferskoj refrakcijisvjetlosti, te primjerice navodi uzrok zore i sutona.[59] Nastojao je, koristeći hiperbolu i geometrijsku optiku, kartirati i formulirati temeljne zakone o atmosferskoj refrakciji.[60] Pružio je prvu ispravnu definiciju sumraka, diskutirao o atmosferskoj refrakciji, pokazao da sumrak nastaje zbog atmosferske refrakcije i da jedino započinje kada je Sunce 19 stupnjeva iznad horizonta, te koristio kompleksnu geometrijsku demonstraciju za mjerenje visine Zemljine atmosfere koju je procijenio na 52.000 passuuma (78,5 km)[61] što je vrlo blizu današnjeg mjerenja od 80 km. Shvatio je također da atmosfera reflektira svjetlost i to na temelju svojih opažanja da nebo postaje svjetlije prije nego što se Sunce pojavi.[62] Ibn al-Haytham kasnije je objavio djelo Risala fi l-Daw’ (Traktat o svjetlosti) kao dodatak Knjizi o optici. Raspravljao je o metorologiji duge, gustoći atmosfere i raznim nebeskim fenomenima uključujući pomrčine Sunca, sumrak i mjesečevu svjetlost.[63] Ibn Sina je također u ranom 11. stoljeću izmislio zračni termometar.[64]
Abu 'Abd Allah Muhammad ibn Ma'udh koji je živio u Al-Andalusu u kasnom 11. stoljeću napisao je djelo o optici, kasnije prevedeno na latinski kao Liber de crepisculis te pogrešno pripisivano Alhazenu. To je bilo kratko djelo koje je sadržavalo procjenu kuta depresije Sunca na početku zore i pri kraju sutona, te pokušaj izračuna na temelju toga i ostalih podataka visine atmosferske vlage odgovorne za refrakciju Sunčevih zraka. Ovim je eksperimentom izračunao vrijednost od 18° što je vrlo blizu moderne vrijednosti.[65]
Al-Dinawari (828. – 896.) smatra se ocem arapske botanike zbog svog djela Knjiga o biljkama u kojem opisuje najmanje 637 biljaka te raspravlja o evoluciji biljaka od njezina nastanka do smrti, opisujući faze rasta biljaka te stvaranje cvijeća i plodova.[69]
Andaluzijsko-arapski biolog Abu al-Abbas al-Nabati razvio je u ranom 13. stoljeću ranu znanstvenu metodu za botaniku, uvevši empirijske i eksperimentalne tehnike u ispitivanju, opisivanju i identifikaciji ogromne materia medica, te razdvojivši neprovjerena izvješća od onih potvrđenih aktualnim testovima i opservacijama.[70] Njegov student Ibn al-Baitar objavio je djelo Kitab al-Jami fi al-Adwiya al-Mufrada koje se smatra jednim od najvećih botaničkih kompilacija u povijesti, te je predstavljalo botanički autoritet stoljećima. Ono sadrži detalje o najmanje 1.400 različitih biljaka, hrane i lijekova od kojih su 300 njegova originalna otkrića. Kitab al-Jami fi al-Adwiya al-Mufrada bio je utjecajan u Europi posebice nakon njegova prijevoda na latinski 1758.[71][72]
Navigacijske vještine koje su naučili muslimanski geografi preneseni su na arapske i perzijske navigatore. To je zauzvrat vodilo dugotrajnim putovanjima koja su donijela natrag geografsko znanje o udaljenim zemljama i otocima. Do devetneastog stoljeća navigacija u Indijskom oceanu dosegla je Indiju, Šri Lanku, Malaju i Javu na istoku, te istočnu obalu Afrike sve do Madagaskara na zapadu. Muslimanski navigatori iz istog perioda također su istraživali Kinu, Japan, Koreju i prema nekim izvješćima i Beringov prolaz.[9]
Tijekom srednjovjekovnih vremena muslimani su obavili mnogo putovanja do Kine morskim putem. Dva geografa Sulaiman i Abu Zaid predvodili su mnoga putovanja te donijeli natrag vrijedne informacije o Kini i putovima kojima su se kretali. Pisali su literaturu o klimi obale Kine uključujući egzotične biljke dotad nepoznate muslimanima.[75]
Na kopnu su muslimani istraživali centralnu Aziju i jugoistočnu Europu. Pokušali su odrediti, ali bezuspješno, izvore rijeke Nila. U tom pothvatu Arapi su istražili Sudan, Saharu, dosegnuvši subsaharske regije poput Senegala i Nigerije.[9]
MarokanacIbn Baṭṭūṭah krenuo je u 14. stoljeću na svoja putovanja. Započeo je hodočašćem u Meku, no nastavio je putovati sljedećih 30 godina. Prije povratka kući posjetio je većinu muslimanskog svijeta od južne Afrike i istočne Azije. Univerzalna uporaba arapskog i status suca uvježbanog za pravo omogućilo mu je pristup kraljevskim dvorovima na većini lokacija koje je posjetio.[5]
Muslimanski fizičari i geografi postali su svjesni magnetizma nakon dolaska prvotnog kompasa iz Kine oko 12. ili 13. stoljeća. Navigacijske znanosti postale su visoko razvijene nakon uporabe magnetskog kompasa. Prve astronomske uporabe magnetskog kompasa mogu se pronaći u traktatu o astronomskim instrumentima koji je napisao jemenskisultan al-Ashraf (umro 1296.). To je ujedno i prvo spominjanje kompasa u astronomskoj literaturi.[81]
Jemenski sultan Al-Ashraf razvio je 1282. usavršeni kompas za uporabu kao instrumenta "indikatora kible" radi pronalaska smjera u kojem se nalazi Meka. Al-Ashrafov instrument bio je jedan od najranijih suhih kompasa i čini se kako ga je neovisno o njemu otkrio i Peter Peregrinus.[84] Suhi kompas poznat je kao i "pomorski kompas".
Ovaj je uređaj bio prvi univerzalni sunčani sat koji je izumljen u Bagdadu u 9. stoljeću. Koristio se za točno mjerenje vremena Sunca i zvijezda, a mogao se promatrati sa svih geografskih širina.[89] U Europi je ovaj uređaj kasnije bio poznat pod imenom "Navicula de Venetiis" (Mlečanska brodica),[90] te se smatrao najsofisticiranijim kronološkim instrumentom renesanse.[91]
Počeci karavele, koju su Portugalci i Španjolci koristili za dugotrajna putovanja od 15. stoljeća, mogu se pronaći u plovilu qarib koji su koristili istraživači iz islamske Iberije u 13. stoljeću.[12]
Arpaski brodovi koristili su kormilo montirano na krmenoj statvi koje se tehnički razlikovalo od svojih europskih i kineskih dvojnika. Na njihovim brodovima "kormilo su kontrolirale dvije linije od kojih je svaka bila pričvršćena na križište montirano na glavi kormila okomitoj na ravninu oštrice kormila".[100] Najstariji dokaz može se pronaći u djelu Ahsan al-Taqasim fi Marifat al-Aqalim ('Najbolja podjela za klasifikaciju regija') koje je napisao al-Muqaddasi 985. godine:
»Kapetan iz izviđačkog gnijezda pažljivo osmatra more. Kada ugleda stijenu uzvikuje: "Desno!" ili "Lijevo!" Dva mlađa mornara ondje postavljena ponavljaju uzvik. Kormilar s dva užeta u rukama nakon što čuje uzvik povlači jedno ili durgo uže desno ili lijevo. Ako se ne pristupi s velikom pažnjom, brod može udariti u stijenu i potonuti[101].«
Prema Lawrenceu V. Mottu "ideja pričvršćavanja kormila na krmenu statvu na relativno trajan način morala je stoga biti arapski izum neovisan o kineskom.[100]"
Prema Johnu M. Hobsonu muslimanski su pomorci uveli na Sredozemno more velike trojarbolnetrgovačke brodove, iako su trojarbolni sustav mogli preuzeti od kineskih brodova.[12] Howard I. Chapelle ipak tvrdi da su neki antički rimski brodovi mogli biti trojarbolni teretni brodovi,[103] no Kevin Greene piše kako su trojarbolni brodovi razvijeni tek u 15. stoljeću.[104]
Privjetrinski brod
Prvi privjetrinski brod koji je mogao jedriti nasuprot vjetru bez usporavanja bio je TS Pelican koji su koristili barbarski pirati od 16. stoljeća. Brod je mogao ploviti brzinom od gotovo 10 čvorova (19 km/h) na 38 stupnjeva nasuprot relativnom vjetru. Graham Neilson, koji je konstruirao brod, zapisao je: "Pelican može ploviti preko 20 stupnjeva blizu vjetra više od bilo kojeg broda s kvadratnim jedrom na moru. Jardovi se nalaze unutar 18 stupnjeva od centralne linije. Brod je kombinacija pramčanih i krmenih kvadratnih jedara zajedno s aerodinamikom koja predstavlja tajnu toliko bliskog kretanja vjetru. Mislim da možemo više izvući iz njega. Brod bi mogao bez problema pobijediti u utrci brodova.[99]"
»Godine 852. novi kalif i bizarni eksperiment: pustolov Armen Firman odlučio je poletjeti s tornja u Cordovi. Sletio je na tlo koristeći ogroman ogrtač nalik krilu kako bi ublažio svoj pad. Preživio je uz manje ozljede, a mladi Ibn Firnas bio je ondje prisutan i sve vidio[109].«
Kontrolirani let
Abbas Ibn Firnas bio je prvi koji je pokušao obaviti kontrolirani let nasuport ranijim jedriličarskim pokušajima u antičkoj Kini koje nije bilo moguće kontrolirati. Ibn Firnas rukovao je letačkim kontrolama na svom zmaju koristeći dva skupa umjetnih krila radi prilagođavanja visine i promjene smjera. Uspješno se vratio na mjesto s kojeg je poletio, no prizemljivanje je bilo neuspješno.[110][111]
»"Ibn Firnas bio je prvi čovjek u povijesti koji je učinio znanstveni pokušaj u letenju.«
Zmaj
Abbas Ibn Firnas vjerojatno je izradio prvog zmaja, iako su postojali raniji primjeri pilotnih zmajeva koji su se koristili u staroj Kini. Znanje o Firmanovim i Firnasovim letećim strojevima širili su se ostalim dijelovima Europe iz arapskih referencija.[105][106]
Značajna djela
Knjiga o izgledu Zemlje
Kitāb ṣūrat al-Arḍ ("Knjiga o izgledu Zemlje"), djelo koje je sastavio Muhamed ibn Mūsā al-Khwārizmī, dovršeno je 833. godine. To je revidirana i cjelovita verzija PtolomejeveGeografije koja se sastoji od popisa 2402 koordinate gradova i ostalih geografskih obilježja nakon općeg uvoda.[112]
Al-Khwārizmī, Al-Ma'munov najslavniji geograf, ispravio je Ptolomejeve veće greške u pretjeranom određivanju veličine Sredozemnog mora[19] (od Kanarskih otoka do istočnih obala Mediterana). Ptolomej je precijenio veličinu Mediterana na 63 stupnja geografske dužine, dok je al-Khwarizmi gotovo točno procijenio veličinu na skoro 50 stupnjeva geografske dužine. Al-Ma'munovi geografi "također su oslikali Atlantski i Indijski ocean kao otvorene vodene mase za razliku od Ptolomeja koji ih je prikazao zatvorenim morima".[18] Al-Khwarizmi je stoga postavio početni meridijanStarog svijeta na istočnu obalu Mediterana 10-13 stupnjeva istočno od Aleksandrije (početni meridijan koji je prethodno odredio Ptolomej) i 70 stupnjeva zapadno od Bagdada. Većina srednjovjekovnih muslimanskih geografa nastavili su koristiti al-Khwarizmijev početni meridijan.[19]
Knjiga kurioziteta
Sastavljeno između 1020. i 1050. ovo anonimno djelo sadržava niz običnih i shematskih karata.[113] Osim što se bavi islamskom geografijom, kozmografijom i izradom karata, ono uključuje kako regionalne karte tako i karte svijeta od kojih mnoge nemaju iscrtane paralele. Među njima su pravokutne shematske karte Sredozemnog mora, te najstarija poznata detaljna karta (također shematska) otoka Cipra.[27]
Kompendij jezika Turaka
Karakanidski učenjak Mahmud al-Kashgari u 11. stoljeću je sastavio "Kompendij jezika Turaka". Rukopis je ilustriran "turkocentričnom" kartom svijeta orijentiranom prema istoku (ili možda točnije u smjeru izlaska Sunca tijekom ljetnog solsticija) pri vrhu, te centriranom na antički grad Balasagun u današnjem Kirgistanu. Karta prikazuje Kaspijsko jezero na sjeveru, Irak, Azerbajdžan, Jemen i Egipat na zapadu, Kinu i Japan na istoku, te Hindustan, Kašmir, Gog i Magog na jugu. Konvencionalni simboli koriste se u svim kartama – plave linije označuju rijeke, crvene linije planinske lance itd. Svijet je prikazan okružen oceanom.[114] Karta se danas čuva u muzeju Pera u Istanbulu.
Muslimanski otomanski kartograf Piri Reis objavio je navigacijske karte u svojem djelu Kitab-ı Bahriye. Djelo uključuje atlas karata malenih segmenata Mediterana kojem su pridružene instrukcije za plovidbu prikazanim vodama. U drugom izdanju djela Piri Reis je uključio kartu Amerika.[115]Karta Pirija Reisa iz 1513. najstarija je sačuvana islamska karta koja prikazuje Amerike,[116][117][118] te vjerojatno prva koja je prikazivala Antarktiku. Njegova karta svijeta smatrala se u 16. stoljeću najpouzdanijom.
↑Roman K. Kovalev, Alexis C. Kaelin (2007), "Circulation of Arab Silver in Medieval Afro-Eurasia: Preliminary Observations", History Compass5 (2), str. 560–80.
↑David A. King, Astronomy in the Service of Islam, (Aldershot (U.K.): Variorum), 1993.
↑Gharā'ib al-funūn wa-mulah al-`uyūn (The Book of Curiosities of the Sciences and Marvels for the Eyes), 2.1 "On the mensuration of the Earth and its division into seven climes, as related by Ptolemy and others," (ff. 22b-23a)[2]
↑Edward S. Kennedy, Mathematical Geography, str. 187-8, u (Rashed & Morelon 1996, str. 185–201)
↑Barmore, Frank E. (April 1985), "Turkish Mosque Orientation and the Secular Variation of the Magnetic Declination", Journal of Near Eastern Studies (University of Chicago Press) 44 (2): 81–98 [98], doi:10.1086/373112
↑Derewenda, Zygmunt S. (2007), "On wine, chirality and crystallography", Acta Crystallographica Section A: Foundations of Crystallography64: 246–258 [247], doi:10.1107/S0108767307054293
↑Abdus Salam (1984), "Islam and Science", in C. H. Lai (1987), Ideals and Realities: Selected Essays of Abdus Salam, 2nd ed., World Scientific, Singapore, str. 179-213
↑ abcdM. S. Asimov, Clifford Edmund Bosworth (1999), The Age of Achievement: Vol 4: Part 1 - the Historical, Social and Economic Setting, Motilal Banarsidass, str. 212, ISBN8120815963
↑M. S. Asimov, Clifford Edmund Bosworth (1999), The Age of Achievement: Vol 4: Part 1 - the Historical, Social and Economic Setting, Motilal Banarsidass, str. 212–3, ISBN8120815963
↑Medvei, Victor Cornelius (1993), The History of Clinical Endocrinology: A Comprehensive Account of Endocrinology from Earliest Times to the Present Day, Taylor and Francis, str. 46, ISBN1850704279
↑Plinio Prioreschi, "Al-Kindi, A Precursor Of The Scientific Revolution", Journal of the International Society for the History of Islamic Medicine, 2002 (2): 17-19.
↑Plinio Prioreschi, "Al-Kindi, A Precursor Of The Scientific Revolution", Journal of the International Society for the History of Islamic Medicine, 2002 (2): 17-19 [17]
↑Fahd, Toufic, "Botany and agriculture", str. 842, u (Morelon & Rashed 1996, str. 813–52)
↑Rosanna Gorini (2003). "Al-Haytham the Man of Experience. First Steps in the Science of Vision", International Society for the History of Islamic Medicine. Institute of Neurosciences, Laboratory of Psychobiology and Psychopharmacology, Rome, Italy.
↑Dr. Mahmoud Al Deek. "Ibn Al-Haitham: Master of Optics, Mathematics, Physics and Medicine, Al Shindagah, studeni-prosinac 2004.
↑Sami Hamarneh (March 1972). Review of Hakim Mohammed Said, Ibn al-Haitham, Isis63 (1), str. 119.
↑Frisinger, H. Howard (March 1973), "Aristotle's Legacy in Meteorology", Bulletin of the American Meteorological Society3 (3): 198–204 [201]
↑Dr. Nader El-Bizri, "Ibn al-Haytham or Alhazen", in Josef W. Meri (2006), Medieval Islamic Civilization: An Encyclopaedia, Vol. II, str. 343-345, Routledge, New York, London.
↑Sabra, A. I. (Spring 1967), "The Authorship of the Liber de crepusculis, an Eleventh-Century Work on Atmospheric Refraction", Isis58 (1): 77–85 [77], doi:10.1086/350185
↑Robert E. Hall (1973). "Al-Biruni", Dictionary of Scientific Biography, Vol. VII, p. 336.
↑ abDavid A. King, "Reflections on some new studies on applied science in Islamic societies (8th-19th centuries)", Islam & Science, lipanj 2004.
↑David A. King (1997). "Two Iranian World Maps for Finding the Direction and Distance to Mecca", Imago Mundi49, str. 62-82 [62].
↑Muzaffar Iqbal, "David A. King, World-Maps for Finding the Direction and Distance to Mecca: Innovation and Tradition in Islamic Science", Islam & Science, lipanj 2003.
↑Emilie Savage-Smith (1988), "Gleanings from an Arabist's Workshop: Current Trends in the Study of Medieval Islamic Science and Medicine", Isis79 (2): 246-266 [263].
↑G. R. Tibbetts (1973), "Comparisons between Arab and Chinese Navigational Techniques", Bulletin of the School of Oriental and African Studies36 (1), str. 97-108 [105-106].
↑Schmidl, Petra G. (1996-1997), "Two Early Arabic Sources On The Magnetic Compass", Journal of Arabic and Islamic Studies1: 81–132
↑Lynn Townsend White, Jr. (Spring, 1961). "Eilmer of Malmesbury, an Eleventh Century Aviator: A Case Study of Technological Innovation, Its Context and Tradition", Technology and Culture2 (2), str. 97-111 [100-101].
↑Hamdani, Abbas (lipanj - ruj., 1981), "Ottoman Response to the Discovery of America and the New Route to India", Journal of the American Oriental Society (American Oriental Society) 101 (3): 327
↑Papp-vÁry, Á (2005), "Egy térképészeti rejtély : Piri Reis Dél-Amerika térképe [Un mystère cartographique : carte de Piri Reis de l'Amérique du Sud]", Földrajzi kõzlemények (Mađarska) 53 (3-4): 177–187
Literatura
Alavi, S. M. Ziauddin (1965), Arab geography in the ninth and tenth centuries, Aligarh: Aligarh University Press
Edson, E; Savage-Smith E, Medieval Views of the Cosmos, Bodleian Library, University of Oxford
King, David A. (1983), "The Astronomy of the Mamluks", Isis74 (4): 531–555
King, David A. (2002), "A Vetustissimus Arabic Text on the Quadrans Vetus", Journal for the History of Astronomy33: 237–255
King, David A. (December 2003), "14th-Century England or 9th-Century Baghdad? New Insights on the Elusive Astronomical Instrument Called Navicula de Venetiis", Centaurus45 (1-4): 204–226
King, David A. (2005), In Synchrony with the Heavens, Studies in Astronomical Timekeeping and Instrumentation in Medieval Islamic Civilization: Instruments of Mass Calculation, Brill Publishers, ISBN900414188X
Sezgin, Fuat (2000) (na njemačkom), Geschichte Des Arabischen Schrifttums X–XII: Mathematische Geographie und Kartographie im Islam und ihr Fortleben im Abendland, Historische Darstellung, Teil 1–3, Frankfurt am Main
Scheppler, Bill (2006), Al-Biruni: Master Astronomer and Muslim Scholar of the Eleventh Century, The Rosen Publishing Group, ISBN1404205128