Давайте же начнем наше краткое знакомство с главными героями. В астрономии мы могли бы начать с аль-Хорезми, родившегося на территории, которая сейчас является Западным Узбекистаном. Он и еще несколько астрономов Центральной Азии занимались измерением длины земного градуса меридиана и разработкой таблиц построения горизонтальных солнечных часов, которые были точно отрегулированы по географической широте[8]. Он также спроектировал инструмент, который использует квадранты синуса для получения численных решений задач сферической астрономии. Астрономические исследования Бируни привели его к выводу, что планетарные орбиты могут быть эллиптическими, а не круговыми, а апогей Солнца изменяется предсказуемым образом. В отличие от Аристотеля и его последователей, которые использовали натурфилософию для решения научных проблем, он утверждал, что такие вопросы могут быть решены только с помощью математической астрономии. Недавно среди планет, вращающихся вокруг других звезд в нашей галактике, были обнаружены планеты с эллиптическими орбитами, что резко сократило количество предположительно обитаемых экзопланет. Об учителе и близком друге Бируни – Абу Насре Мансуре ибн Али ибн Ираке – говорили, что он «второй после Птолемея», но почти ничего из огромного количества его работ по астрономии не сохранилось.

Аль-Ходженди (с северо-запада Таджикистана) построил большой секстант и произвел несколько очень точных измерений наклона эклиптики. В частности, он измерил угол, образуемый плоскостью, перпендикулярной оси Земли, и угол, в котором Земля и Солнце перемещаются по отношению друг к другу. Конечно, он все еще предполагал, что Солнце вращается вокруг Земли, но его измерения представляют собой важный шаг вперед в изучении этой взаимосвязи. Он также разработал инструмент, который позволяет применить сферическую тригонометрию для решения астрономических задач.

Аль-Фергани (из Ферганской долины на территории современного Узбекистана) написал трактат о главном средневековом астрономическом инструменте – астролябии, который позже получил широкую известность среди европейских читателей. Он также написал исследование по астрономии, ставшее самой известной в Европе «арабской» работой в этой области. Среди его многочисленных читателей был и Христофор Колумб, который жил спустя 600 лет после Фергани. Мореплаватель использовал вычисление окружности Земли, которое сделал центральноазиатский ученый – 56 2/3 тысячи миль. Аль-Фергани производил расчет в арабских милях, но Колумб, желая сократить расстояние между Европой и Китаем до максимально возможной степени, решил, что это были римские мили. Наряду с несколькими другими вычислительными ошибками это на четверть сократило расстояние, которое Колумб должен был преодолеть, и поэтому «адмирал моря-океана» ожидал найти Сипанго (Японию) примерно на том же меридиане, что и Виргинские острова. Расчеты Колумба оказались крайне неточными, но это сыграло ему на руку, когда он представил свой проект для получения финансирования у короля Португалии, а затем при испанском дворе[9].

Некоторые центральноазиатские ученые составили астрономические таблицы потрясающей точности. Улугбек, правитель Самарканда, на протяжении всей жизни увлеченно занимавшийся астрономией, определил длину звездного года лучше, чем Коперник, и измерил наклон оси Земли настолько точно, что его вычисления используются и сегодня. Ученик Улугбека, Али Кушчи, считал, что движение комет является доказательством возможности вращения Земли, и он был первым, кто объявил о полной независимости астрономии от натурфилософии.

В математике аль-Хорезми был первым, кто разработал теорию линейных и квадратных уравнений. Это позволило найти ключ к различным арифметическим и геометрическим задачам. В результате появилась книга под названием «Алгебра», определившая название этой области знаний, а термин «алгоритм» – искаженная форма имени ученого. Аль-Хорезми значительно углубил область сферической астрономии и сделал больше, чем кто-либо другой, для популяризации десятичной системы, изобретенной в Индии. Его друг аль-Марвази (родился в Мерве, на территории современного Туркменистана) ввел в тригонометрию понятия тангенса и котангенса. Бируни был одним из нескольких ученых Центральной Азии, выступавших за заимствование концепции нуля и отрицательных чисел из Индии и проложивших новые пути для их использования. Несколько центральноазиатских ученых боролись за первенство в развитии тригонометрии и ее утверждении в качестве самостоятельной области знаний. Она была заново открыта в Италии в XVII веке[10].

Поэт Омар Хайям создал геометрическую теорию кубических уравнений, что стало настоящим прорывом, как и то, что он ввел соотношения в арифметический язык. Хайям был первым, кто идентифицировал и классифицировал четырнадцать типов уравнений третьей степени и предложил геометрические доказательства для многих уравнений, которые ранее ставили экспертов в тупик. Он также был одним из первых, если не самым первым, кто ввел понятие «иррациональные числа». В попытке доказать аксиому Евклида о том, что параллельные линии не пересекаются, он создал новую теорию параллелей. Два советских историка науки пришли к выводу, что некоторые теоремы, выведенные Хайямом в его теории параллелей, были «по существу тем же, что и первые теоремы неевклидовой геометрии Лобачевского и Римана»[11]. Оба ученых, следует отметить, жили на 700 лет позже Хайяма.

В сферу оптики заметный вклад внес Ибн Сахль – родом из района, который находится сейчас на приграничной территории между Туркменистаном и Ираном. Он написал важный трактат о применении изогнутых зеркал для фокусировки света. Опираясь на работы своих предшественников, он также решил проблему использования линз для фокусировки света в точку. Эту задачу не могли решить античные ученые. В процессе работы он открыл закон преломления. «Канон врачебной науки» Ибн Сины содержит убедительные рассуждения о влиянии окружающей среды на здоровье, а также о необходимости того, что мы сегодня называем профилактической медициной. Он исследовал методы лечения сотен болезней, в том числе психосоматических. Помимо Ибн Сины, несколько других центральноазиатских ученых создали объемные труды по практической и теоретической медицине. Один из них, обучавшийся в Центральной Азии, Абу Бакр Мухаммад ар-Рази, был самым смелым диагностом и хирургом Средневековья. Фармакология также привлекала многих ученых-новаторов этого региона, в том числе тех, кто не имел никакого отношения к медицинской практике[12]. Бируни в своей книге об Индии опередил Мальтуса, спрогнозировав быстрое размножение и исчезновение биологических видов[13].