中世イスラム世界の科学

イスラム初期には、錬金術と化学の理論的枠組みが発展し、両分野における後の進歩の基礎が築かれた。硫黄-水銀金属理論は、750～850年頃に書かれた『 Sirr al-khalīqa』（「創造の秘密」、ティアナのアポロニウスに誤って帰属されている）と、850～ 950年頃に書かれたとされるジャービル・イブン・ハイヤーンの著作^{[ 7 ]}に初めて登場し、 18世紀まで金属組成理論の基礎として残った^{[ 8 ]} 。アイザック・ニュートンを含む後世のすべての錬金術師が自らの技術の基礎とみなした難解な文書である『エメラルド・タブレット』は、最初に『 Sirr al-khalīqa』とジャービルの著作の1つに登場した。^{[ 9 ]}実用化学においては、ジャビルの著作やペルシャの錬金術師で医師のアブー・バクル・アル＝ラージー（865年頃～925年）の著作には、化学物質の最も初期の体系的な分類が含まれている。^{[ 10 ]}錬金術師たちは、そのような物質を人工的に作り出すことにも関心を持っていた。^{[ 11 ]}ジャビルは有機物から塩化アンモニウム（塩化アンモニウム）を合成する方法を記述しており、^{[ 7 ]}アブー・バクル・アル＝ラージーは塩化アンモニウム、硫酸、その他の塩を加熱する実験を行っており、これは最終的に、偽ゲーベルなどの13世紀のラテン語の錬金術師による鉱酸の発見につながった。^{[ 10 ]}

天文学はイスラム科学における主要な学問分野となった。天文学者たちは宇宙の本質を理解することと実用的な目的の両方に力を注いだ。その応用の一つは、イスラム教徒が祈りの際に向く方向であるキブラを決定することであった。もう一つは占星術であり、人間の生活に影響を与える出来事を予測したり、戦争や都市の建設などの活動に適した時期を選択したりするために用いられた。^{[ 12 ]}アル＝バッタニ（850～922年）は太陽年の長さを正確に決定した。彼は天文学者が太陽、月、惑星の空における動きを予測するために使用したトレドの表に貢献した。コペルニクス（1473～1543年）は後にアル＝バッタニの天文表の一部を使用した。^{[ 13 ]}

アル・ザルカーリー（1028年 - 1087年）は、その後数世紀にわたって使用された、より正確なアストロラーベを開発しました。彼はトレドで水時計を製作し、太陽の遠地点が恒星に対してゆっくりと移動することを発見し、その変化率の運動の正確な推定値を得ました^{[ 14 ] 。 [ 15 ]}ナスィール・アル・ディーン・アル・トゥースィー（1201年 - 1274年）は、2世紀のプトレマイオスの天体モデルに重要な改訂を加えました。トゥースィーがヘラグの占星術師になると、彼は天文台を与えられ、中国の技術と観測にアクセスできるようになりました。彼は三角法を独立した分野として発展させ、当時入手可能だった最も正確な天文表を編纂しました。 ^{[ 16 ]}

自然界の研究は植物の詳細な調査にまで及んだ。この研究は、イスラム世界における薬理学の未曾有の発展に直接役立った。^{[ 17 ]}アル＝ディナワリ（815～896）は、 6巻からなる『キタブ・アル＝ナバト』 （植物の書）でイスラム世界に植物学を普及させた。現存するのは第3巻と第5巻のみで、第6巻の一部は引用された箇所から復元されている。現存するテキストには、文字sinからyaまでのアルファベット順に637種類の植物が記載されているため、この書全体では数千種類の植物が網羅されていたに違いない。アル＝ディナワリは、植物の成長段階や花や果実の生産について記述した。ザカリヤ・アル＝カズウィニ（1203年～1283年）が編纂した13世紀の百科事典『アジャーイブ・アル＝マフルールカート』（創造の驚異）には、数多くのテーマの中でも特に、現実的な植物学と空想的な記述の両方が含まれていた。例えば、彼は葉の代わりに小枝に鳥が生える木について記述しているが、そのような木は遠く離れたブリテン諸島でしか見られなかった。^{[ 18 ] [ 17 ] [ 19 ]}植物の利用と栽培は、11 世紀にトレドのムハンマド・ビン・イブラヒーム・イブン・バッサールが著書『ディーワーン・アル＝フィラーハ』（農業の宮廷）で、また12 世紀にセビリアのイブン・アル＝アッワーム・アル＝イシュビーリー（アブー・ル＝ハイル・アル＝イシュビーリーとも呼ばれる）が著書『キターブ・アル＝フィラーハ』（農業論）で記録した。イブン・バッサールはイスラム世界を広く旅し、アラブ農業革命に貢献する詳細な農学の知識を持ち帰った。彼の実用的で体系的な本は、180 種以上の植物とその繁殖と手入れの方法を記述している。葉物野菜、根菜、ハーブ、香辛料、樹木を網羅している。^{[ 20 ]}

西アジアと北アフリカへのイスラム教の広がりは、東南アジア、中国、アフリカの大部分、スカンジナビア、さらにはアイスランドまで、陸路と海路による貿易と旅行の未曾有の成長を促した。地理学者は、多くの既存の断片的な資料から始めて、既知の世界のますます正確な地図を作成するために努力した。^{[ 21 ]} バグダッドのバルヒー地図製作学派の創始者であるアブ・ザイド・アル＝バルヒー（850～934）は、 『地域図』（Suwar al-aqalim）と呼ばれる地図帳を書いた。^{[ 22 ]}アル＝ビールーニー（973～1048）は、ナンダナ（現在のパキスタン）の山の高さを観測するという新しい方法を使用して地球の半径を測定した。^{[ 23 ]}アル＝イドリーシー（1100～1166）は、シチリアのノルマン王ロジャー（1105～1154年統治）のために世界地図を描いた。彼はまた、当時知られていた全世界の民族、気候、資源、産業に関する地理的研究である『タブラ・ロジェリアナ』 （ロジャーの書）を著した。 ^{[ 24 ]}オスマン帝国の 提督ピリ・レイス（ 1470年頃～1553年）は、1513年に新世界と西アフリカの地図を作成した。彼はギリシャ、ポルトガル、イスラム世界の資料、そしておそらくクリストファー・コロンブスが作成した地図を利用した。彼はオスマン帝国の地図製作の主要な伝統の一部を代表していた。^{[ 25 ]}

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  アル・イドリーシの 1154 年のタブラ・ロジェリアナの現代版、逆さま、北が上

イスラムの数学者たちは、古代エジプト、ギリシャ、インド、メソポタミア、ペルシャから受け継いだ数学を集め、整理し、明確化し、独自の革新を行った。イスラムの数学は、代数、幾何学、算術を網羅していた。代数は主に娯楽として用いられ、当時実用的な応用はほとんどなかった。幾何学はさまざまなレベルで研究された。いくつかの文献には、測量や図形の測定のための実用的な幾何学規則が含まれている。理論幾何学は天文学や光学を理解するための必須の前提条件であり、何年も集中して研究する必要があった。アッバース朝カリフ国（750年建国）の初期、762年のバグダッド建都直後、アル・マンスールの科学者グループによって、イスラム以前のペルシャの天文学の伝統から数学の知識が取り入れられた。8世紀後半には、インドから天文学者がカリフの宮廷に招かれた。彼らはインド天文学で使用されていた基本的な三角法の技法を説明した。プトレマイオスの『アルマゲスト』やユークリッドの『原論』などの古代ギリシャの著作はアラビア語に翻訳された。9世紀後半には、イスラムの数学者たちはすでにギリシャ幾何学の最も高度な部分に貢献していた。イスラム数学は10世紀から12世紀にかけてイスラム世界の東部で最盛期を迎えた。中世のイスラムの数学者のほとんどはアラビア語で、その他はペルシア語で著作を残した。^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}

アル・フワーリズミー（8世紀～9世紀）は、ヒンドゥー・アラビア数字体系の採用と代数学の発展に尽力し、方程式を簡略化する手法を導入し、証明にユークリッド幾何学を用いた。 ^{[ 29 ] [ 30 ]}彼は代数学を独立した学問分野として扱った最初の人物であり、^{[ 31 ]}線形方程式と二次方程式の最初の体系的な解法を提示した。^{[ 32 ] : 14}イブン・イスハーク・アル・キンディー（801年～873年）はアッバース朝カリフ国のために暗号学に取り組み、^{[ 33 ]}暗号解読の最初の記録された説明と頻度分析法の最初の記述を与えた。^{[ 34 ] [ 35 ]}アヴィセンナ（ 980年頃～1037年）は、9を捨てるなどの数学的手法に貢献した。^{[ 36 ]}サービト・イブン・クッラ(835–901) は、指数級数を含むチェス盤の問題の解を計算した。 ^{[ 37 ]}アル・ファラビ( 870–950年頃) は、著書『幾何学的図形の詳細における霊的工芸と自然の秘密』の中で、イスラムの装飾モチーフでよく見られる繰り返しパターンを幾何学的に記述しようと試みた。^{[ 38 ]}西洋では詩人として知られるオマル・ハイヤーム(1048–1131) は、1 年の長さを小数点以下 5 桁まで計算し、13 種類のすべての三次方程式の幾何学的解を見つけ、現在でも使用されているいくつかの二次方程式を開発した。^{[ 39 ]}ジャムシード・アル＝カーシー（1380年頃～1429年）は、アル＝カーシーの定理としても知られる余弦定理を含む、いくつかの三角法の定理で知られています。彼は小数点の発明者であり、ホーナーのような平方根の計算方法の考案者でもあります。彼はπを17桁の有効数字で正確に計算しました。^{[ 40 ]}

7世紀頃、イスラムの学者たちはヒンドゥー・アラビア数字体系を採用し、標準的なテキストであるfī l-ḥisāb al hindī (インド人の数字について)でその使用法を記述した。10世紀頃、マグリブとアル・アンダルスで東アラビア数字の独特な西アラビア数字の変種が現れ始めた（グバル数字と呼ばれることもあるが、この用語は必ずしも受け入れられているわけではない）。これは世界中で使用されている現代のアラビア数字の直接の祖先である。 ^{[ 41 ]}

イスラム社会は、健康の維持を命じるハディースに従い、医学に細心の注意を払った。イスラムの医師たちは、古代ギリシャ、ローマ、シリア、ペルシャ、インドの文明から知識と伝統的な医学的信念を受け継いだ。これには、ヒポクラテスの四体液説に関する著作やガレノスの理論などが含まれる。^{[ 42 ]}アル・ラージー（ 865年頃～925年）は天然痘と麻疹を特定し、発熱を体の防御の一部と認識した。彼は中国、インド、ペルシャ、シリア、ギリシャの医学をまとめた23巻の著作を著した。アル・ラージーは、四体液が生命過程をどのように制御するかについての古代ギリシャ医学理論に疑問を呈した。彼は瀉血療法が効果的であると主張し、瀉血療法を含むいくつかの面でガレノスの研究に異議を唱えた。 ^{[ 43 ]}アル＝ザフラウィ(936–1013) は外科医で、現存する最も重要な著作はアル＝タスリフ(医学知識) と呼ばれています。これは 30 巻からなるもので、主に医学的症状、治療法、薬理学について論じています。最後の巻は外科に関するもので、外科器具、消耗品、先駆的な手順について説明しています。^{[ 44 ]}アヴィセンナ (980 年頃–1037 年) は主要な医学教科書である『医学典範』を著しました。^{[ 36 ]}イブン・アル＝ナフィス(1213–1288) は影響力のある医学書を著し、イスラム世界ではアヴィセンナの『医学典範』に取って代わりました。彼はガレノスとアヴィセンナの著作に対する注釈を書いています。これらの注釈の 1 つは 1924 年に発見され、肺を通る血液循環について説明しています。^{[ 45 ] [ 46 ]}

この時代には光学が急速に発展した。9世紀までに、生理光学、幾何光学、物理光学に関する著作が出版された。取り上げられたトピックには鏡面反射も含まれ​​ていた。 フナイン・イブン・イスハーク（809-873）は『眼に関する十の論考』を著し、これは17世紀まで西洋で影響力を持ち続けた。^{[ 47 ]}アッバス・イブン・フィルナス（810-887）は拡大と視力改善のためのレンズを開発した。^{[ 48 ]}イブン・サフル（ 940年頃-1000年）はスネルの法則として知られる屈折の法則を発見した。彼はこの法則を用いて、幾何収差のない光を集束させる最初の非球面レンズを製作した。^{[ 49 ] [ 50 ]}

11世紀、イブン・アル＝ハイサム（アルハゼン、965年 - 1040年）は、知覚される物体の形が目に入る（ただしその物質ではない）とするアリストテレスの伝統であれ、目が光線を発するとするユークリッドとプトレマイオスの伝統であれ、視覚に関するギリシャの考え方を否定した。アル＝ハイサムは著書『光学の書』の中で、視覚は目の中心に頂点を持つ円錐を形成する光線によって生じると提唱した。彼は、光が異なる表面から異なる方向に反射されるため、物体が異なって見えると示唆した。^{[ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]}彼はさらに、反射と屈折の数学は目の解剖学的構造と整合していなければならないと主張した。^{[ 55 ]}彼はまた、ルネサンス期の科学者より5世紀も前に、仮説は検証可能な手順または数学的証拠に基づく実験によって証明されなければならないという概念である科学的方法の初期の提唱者でもあった。^{[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] [ 60 ] [ 61 ]}

イスラム世界における植物学と化学の進歩は、薬理学の発展を促した。ムハンマド・イブン・ザカリーヤ・ラーズィー（ラーゼス）（865-915）は、化学化合物の医療用途を推進した。アブー・アル＝カシム・アル＝ザフラウィ（アブルカシス）（936-1013）は、昇華と蒸留による医薬品の調製法を開拓した。彼の著書『Liber servitoris』には、当時使用されていた複合薬の原料となる「単純薬」の調製法が記されている。サブル・イブン・サフル（869年没）は、様々な病気に対する薬と治療法を初めて記述した医師である。10世紀のアル＝ムワッファクは、 『The foundations of the true properties of Remedies』を著し、亜ヒ酸酸化物やケイ酸などの化学物質について記述した。彼は炭酸ナトリウムと炭酸カリウムを区別し、銅化合物、特に硫酸銅、そして鉛化合物の毒性に注意を促した。アル・ビールーニー（973～1050）は『キタブ・アル・サイダラ』（薬の書）を著し、薬の性質、薬局の役割、薬剤師の義務を詳細に記述した。イブン・シーナー（アヴィセンナ）は700種類の製剤、その性質、作用機序、適応症について記述した。彼は『医学典範』の中で、1巻全体を単純薬に割いた。マサワイフ・アル＝マルディニ（ 925年頃～1015年）とイブン・アル＝ワフィド（1008年～1074年）の著作は、それぞれメスエ・ザ・ヤンガー（1015年没）による『 De Medicinis universalibus et particularibus』とアベンゲフィト（997年頃～1074年）による『 Medicamentis simplicibus』として、ラテン語で50回以上印刷された。ペーター・オブ・アバノ（1250年～1316年）は、アル＝マルディニの著作を翻訳し、『De Veneris』という題名で補遺を加えた。イブン・アル＝バイタル（1197年～1248年）は、著書『Al-Jami fi al-Tibb』の中で、シリアからスペインまでの地中海沿岸全体で採取された植物を直接基にした1000種類の薬草と薬剤について記述しており、これは古典時代のディオスコリデスの記述範囲を初めて超えるものであった。 ^{[ 62 ] [ 17 ]}イブン・シーナなどのイスラム教の医師は、医薬品や物質の有効性を判断するための臨床試験について記述した。^{[ 63 ]}

この時期に研究された物理学の分野は、別々に説明されている光学と天文学を除いて、力学の側面、すなわち静力学、動力学、運動学、運動である。6 世紀にヨハネス・フィロポノス( 490年頃- 570年頃)は、アリストテレスの運動観を否定した。彼は代わりに、物体に動力が加えられると、物体は動く傾向を得ると主張した。11 世紀にイブン・シーナはほぼ同じ考えを採用し、すなわち、動いている物体は、空気抵抗などの外部要因によって散逸される力を持っているとした。^{[ 64 ]}イブン・シーナは「力」と「傾向」( mayl ) を区別し、物体が自然な運動に反対するときに、物体はmayl を得ると主張した。彼は、運動の継続は物体に伝達される傾向に依存し、物体はmayl がなくなるまで運動を続けると結論付けた。彼はまた、真空中の発射体は、何らかの作用を受けない限り止まらないと主張した。この見解は、慣性に関するニュートンの第一運動法則に合致する。^{[ 65 ]}アリストテレス的ではない提案として、それは基本的に放棄されたが、イブン・シーナーの『治癒の書』に影響を受けたと思われるジャン・ブリダン（1295年頃～1363年）によって「インペタス」として記述された。^{[ 64 ]} 

アブー・ライハーン・アル＝ビールーニー（973–1048）は『影の中で』の中で、不均一な運動は加速度の結果であると述べている。^{[ 66 ]}イブン・シーナーのマイユ理論は、運動量の概念の先駆けとして、動いている物体の速度と重量を関連付けようとした。^{[ 67 ]}アリストテレスの運動理論は、一定の力が均一な運動を生み出すと述べたが、アブル・バラカート・アル＝バグダーディー（1080年頃 – 1164/5年）はこれに反対し、速度と加速度は2つの異なるものであり、力は速度ではなく加速度に比例すると主張した。^{[ 68 ]}

バヌ・ムーサ兄弟、ジャアファル・ムハンマド、アフマド、アル・ハサン（9世紀初頭頃）は、彼らの著書『独創的な装置の書』に記述されている自動装置を発明した。^{[ 69 ] [ 70 ] [ 71 ]}

アリストテレスの著作を含む多くの古典作品は、中世にギリシャ語からシリア語、アラビア語、そしてラテン語へと伝わりました。アリストテレスの動物学は、その分野で2000年間支配的な地位を保ちました。^{[ 72 ]}『キターブ・アル＝ハヤワーン』（كتاب الحيوان、英語：Book of Animals）は、9世紀のアラビア語訳で、『動物の歴史』 1～10章、『動物の各部分について』11～14章、^{[ 73 ]}および『動物の発生』 15～19章を収録しています。^{[ 74 ] [ 75 ]}

この書物はアル・キンディー（850年没）によって言及され、アヴィセンナ（イブン・シーナー）が『治癒の書』の中で解説している。アヴェンパセ（イブン・バッジャ）とアヴェロエス（イブン・ルシュド）は『動物の部位について』と『動物の発生について』について解説し、批判している。^{[ 76 ]}