Найти тему

История математики в Средние века

Люблю читать книги. Читаю их быстро. На заинтересовавшие меня или оставившие в душе какое-то ощутимый след, хочется написать рецензию. Вот такая попалась мне книга А.П. Юшкевича "История математики в Средние века".

Это одна из книг, рекомендуемая профессиональными математиками для наиболее лучшего понимания зарождения математики и её долгого путешествия в Европу.

Развитие цивилизации всегда шло параллельно с развитием математики. Без тригонометрии древних греков, китайцев, арабов и индийцев, ходить по океанам было бы гораздо опаснее. Торговые пути из Европы в Китай и неведомую тогда ещё Америку были проложены по математическим вычислениям. Современное общество без математики невозможно и представить: от радио до мобильных телефонов, от навигационных спутников до многоэтажных кругосветных лайнеров, стыковочные рейсы поездов и самолётов, медицинские исследования от УЗИ до МРТ — всё опирается на математические формулы и вычисления.
Каким-то из них тысячи лет, какие-то только что опубликованы. Но большинство из нас не только понятия об этом не имеют, но никогда не задумывались, как это отражается и используется в современном мире.

Обложка книги А.П. Юшкевича "История математики в Средние века".
Обложка книги А.П. Юшкевича "История математики в Средние века".

Математика изначально решала практические задачи, возникающие при строительстве каналов и плотин, дорог, военных укреплений, дворцовых и храмовых сооружений и пр. Здесь требовались измерение объемов и площадей, вычисление потребного числа материалов и рабочих, а также прокорма и оплаты последних. Финансовые ведомства имели дело с распределением налогов в зависимости от различных норм обложения, с поставкой натурой, зависящими от качества земли, расстояния до места до ставки и пр. К этому присоединялись всякого рода задачи коммерческой арифметики и, особенно, в арабских странах, задачи на раздел наследства в соответствии с довольно сложными канонами мусульманского наследственного права. Очевидный практический интерес имело измерение расстояний до недоступных предметов и их размеров. Все это поставляло богатый материал для выделения классов типических задач на пропорции, на линейные уравнения и их системы, на извлечение квадратного и кубического корней, а при некотором усложнении — на квадратные и даже кубические уравнения.

В Индии, а затем в арабских странах для нужд астрономии разрабатывали тригонометрию и связанный с нею аппарат приближенных вычислений. В Багдадском халифате в IX веке геодезия уже использовала градусные измерения. На сто лет раньше длина градуса меридиана была измерена и в Китае. Характерно, что в те времена большинство математиков Востока были одновременно и астрономами.

Отличие в изложении средневековой математики от современной — отсутствие доказательной базы, не содержали теоретических выводов и походили больше на сборник рецептов. Поэтому средневековые ученики заучивали такие учебники наизусть. Впрочем, это реально работало, потому что потребителями математической науки в те времена были деловые люди: купцы, землемеры, чиновники, строители. Таким читателям и нужны были механические примеры в строго очерченном круге возникающих вопросов.

Китайские математики были озабочены согласованием общеупотребительного лунного календаря с солнечным, потому что лунный год был неудобен для потребностей сельского хозяйства: смена сезонов была не связана жестко с определенными числами и месяцами. Поэтому каждые 19 лет вставляли 7 дополнительных месяцев. Символ нуля в Китай был привнесен извне из Индии между 718 и 728 гг.

В 554 году в Японию проник китайский календарь, а с начала XIII века была введена китайская система преподавания математике. Переводы китайских книг легли в основу математического образования в Корее.

Математика в Индии известна с незапамятных времен, поскольку цивилизация в долине Инда была уже в середине 3-го тысячелетия. Однако письменные источники имеются, начиная с IV-V вв. в царстве Гупт, когда были составлены астрономо-математические труды "Сиддханты". В VII -VIII вв. индийские труды по астрономии и математике становятся известными в арабском халифате. Тогда же индийские ученые работали и в Китае.

По сказаниям, Гаутама, т.е. Будда, восьми лет начал обучение с письма и затем арифметики, как важнейших наук. Как писал Магавира (IX в.), "Вычисление полезно во всех трудах, связанных со светскими, ведическими и иными подобными религиозными делами. Наука вычисления высоко почитается в науке любви, в науке о богатстве, в музыке, и драме, в кулинарном искусстве, в медицине, в архитектуре, в просодии, поэтике и поэзии, в логике и грамматике... Они используются в связи с движениями Солнца и других светил, с затмениями и соединениями планет и в связи с направлением, положением и временем и с ходом Луны. Количество, диаметры и периметры островов, океанов и гр, обширные размеры поселений и зданий обитателей мира, пространств между мирами, мира света, мира богов и жителей ада и другие всевозможные измерения — всё это делается в помощью математики".

Лист из книги с примером решения средневековой задачи. "Правило веревки" — важнейшее известное дошедшее до нас математическое сочинение индийцев. Применялось для построения жертвенников, алтарей. Все подробности в книге.
Лист из книги с примером решения средневековой задачи. "Правило веревки" — важнейшее известное дошедшее до нас математическое сочинение индийцев. Применялось для построения жертвенников, алтарей. Все подробности в книге.

В Индии успешно решали задачи по геометрии и алгебре, линейные и квадратные уравнения, извлекались корни, были знания по тригонометрии. Таблица синусов была опубликована уже в "Сурья сиддханте" и "Ариабхаттиам", где в большей степени верна до последнего знака. Число π было вычислено как 3,1416. Разработали комплекс приемов для дифференциального и интегрального исчисления и учения о рядах. Но эти ростки в Индии не расцвели.

Математика в странах ислама родилась в VII веке вместе с необыкновенно быстрым возвышением Арабской империи — менее чем за сто лет арабы овладели колоссальной территорией. Важное значение в передаче научных знаний в то время играла торговля. Коммерческие связи халифата были огромны: арабы торговали с Индией и Китаем, Византией и Россией, с прибрежными районами всего Средиземноморья, достигали верховья Волги и Центральной Африки до берегов Мадагаскара. Посольства халифов появлялись при дворах Карла Великого и китайских императоров.

Математики стран ислама занимались улучшением известных и созданием новых астрономических инструментов. Астрономические наблюдения в оборудованных по последнему слову техники обсерваториях превзошли по качеству александрийские, а это повысило требования к точности вычислений, которые нередко вели с большим запасом шестидесятеричных знаков. Прогрессу в астрономии и описательной географии содействовали путешествия в дальние страны и долгие морские путешествия. Специальные математические знания нужны были в геометрической оптике, при изучении свойств зеркал различной формы. В центре интересов багдадской школы были вопросы коммерческой арифметики, измерение фигур, тригонометрии, числовой алгебры. Освоение классического наследия позволило математикам стран ислама использовать более мощные средства вычисления, чем были в распоряжении китайцев и индийцев. Математики использовали десятичную позиционную нумерацию, дроби, полные квадратные уравнения, тройное правило, правило ложных положений, частные вопросы теории чисел в решении неопределенных линейных уравнений, использовали иррациональные числа и теорию отношений, решали геометрические задачи и кубические уравнения. Учение о параллельных, конические сечения, сферическая тригонометрия и проч. и проч. — всё это занимало умы учёных мужей.

Лист из книги. Часть примера решения кубического уравнения по теории Омара Хайяма.
Лист из книги. Часть примера решения кубического уравнения по теории Омара Хайяма.

На долю Испании выпала чрезвычайно важная в культурно-историческом отношении роль — тут развивались культурные и научные контакты между странами ислама и христианскими странами Европы. Блестящего расцвета достигает здесь в XII веке деятельность переводчиков и компиляторов арабских или переведенных с греческого сочинений, а в районы, освобожденные от мавров, приезжали ученые их многих мест, ознакомиться с математикой и естественными науками.

Названия чисел на разных языках. Даже далекому от лингвистики человеку видна их общность.
Названия чисел на разных языках. Даже далекому от лингвистики человеку видна их общность.

Развитие математики в Средневековой Европе началась с самого низкого уровня. В Риме и его западногерманских провинциях не было обучающих центров, где преподавалась бы математика, — они были только в восточных провинциях империи. Новые феодальные государства франков, германцев, славян получили в наследство самые скромные арифметическо-геометрические знания прикладного характера. Лишь к XII веку страны Европы овладевают близкими с Востоком знаниями математики и астрономии, а в Англии, Германии Италии и Франции стали продвигаться в науках еще дальше.

Математика в Византии конечно же была. Архитектор собора Святой Софии в Константинополе Антемий Траллесский (ум. 534) знал директрису и фокус параболы, нитяное построение эллипса, строил зажигательные зеркала. Не так много сохранилось документов тех времен из-за иконоборчества византийской церкви в VII-IX вв. вследствие их массового уничтожения.

С момента падения Рима (476) до IX века математика развивалась крайне медленными темпами. Но с введением колесного плуга, трехпольной системы и распространением водяных и ветряных мельниц, создались предпосылки для возникновения излишков продуктов, пошел товарообмен, воспрянула торговля, стали отстраиваться города с возведением монументальных храмов и основываться университеты. Расцвела и математика.

В России нашествие монголов и борьба с ними в XIII-XV вв. долго тормозили начавшийся перед тем прогресс культуры и науки. Пушкин как-то заметил, что татары не походили на мавров: завоевав Россию, они не подарили ей ни алгебры, ни Аристотеля. В то время как в Западной Европе пользовались римской нумерологией, в России использовалась алфавитная нумерация, использовались дроби.

К началу XVI в. математика в Европе уже выходит за пределы знаний, которые она получила в наследие от Востока. Борьба между абасистами и алгористами закончилась решительной победой позиционной десятичной арифметики. Введены дробные и отрицательные числа. Алгебраическая символика приняла унифицированный вид. Продолжала развитие тригонометрия, в частности, вычисление таблиц. И главное, математика становилась мощным средством решения быстро ширившегося круга задач не только торговли и землемерия, но и новой техники и нового естествознания. Лучшие умы видели в математике основной, наряду с экспериментаторством, метод изучения природы. Долгий путь математики постоянных величин подошел к концу, открывалась эпоха математики переменных величин, символической алгебры, аналитической геометрии, дифференциального и интегрального исчисления.

Ну вот и закончился обзор книги "История математики в Средние века". А если прочитать ещё книги Э. Кольмана "История математики в древности", "Математика до эпохи Возрождения" и книгу Г. Вилейтнера "История математики до Декарта до середины XIX столетия", то вместе с настоящей книгой будет охвачен период становления математики от её зарождения до 1850 года.

Если у вас есть интересная книга, рецензии которой нет в интернете, или хотите заказать рецензию, пишите в личные.