Physik in der mittelalterlichen islamischen Welt - Physics in the medieval Islamic world

Die Naturwissenschaften sahen verschiedene Fortschritte während des Goldenen Zeitalters des Islam (von etwa der Mitte des 8. bis 13. Jahrhundert Mitte), eine Reihe von Innovationen auf die Zugabe Übertragung der Classics (wie Aristoteles , Ptolemäus , Euclid , Neuplatonismus ). Während dieser Zeit ermutigte die islamische Theologie die Denker, Wissen zu finden. Denker aus dieser Zeit waren Al-Farabi , Abu Bishr Matta , Ibn Sina , al-Hassan, Ibn al-Haytham und Ibn Bajjah .. Diese Werke und die wichtigen Kommentare dazu waren die Quelle der Wissenschaft im Mittelalter. Sie wurden ins Arabische übersetzt , die Lingua Franca dieser Zeit.

Die islamische Wissenschaft in den Wissenschaften hatte die aristotelische Physik von den Griechen geerbt und während des islamischen Goldenen Zeitalters weiterentwickelt. Die islamische Welt hatte jedoch einen größeren Respekt vor Erkenntnissen aus empirischen Beobachtungen und glaubte, dass das Universum von einem einzigen Satz von Gesetzen regiert wird. Ihre Anwendung empirischer Beobachtung führte zur Bildung grober Formen der wissenschaftlichen Methode . Das Studium der Physik in der islamischen Welt begann im Irak und in Ägypten . Zu den in dieser Zeit untersuchten Gebieten der Physik gehören Optik , Mechanik (einschließlich Statik , Dynamik , Kinematik und Bewegung ) und Astronomie .

Physik

Die islamische Wissenschaft hatte die aristotelische Physik von den Griechen geerbt und sie während des islamischen Goldenen Zeitalters weiterentwickelt, wobei sie insbesondere auf Beobachtung und apriorisches Denken Wert legte und frühe Formen der wissenschaftlichen Methode entwickelte . In der aristotelischen Physik wurde die Physik als niedriger angesehen als die demonstrativen mathematischen Wissenschaften, aber in Bezug auf eine umfassendere Erkenntnistheorie war die Physik höher als die Astronomie; viele ihrer Prinzipien stammen aus der Physik und Metaphysik. Das Hauptfach der Physik war nach Aristoteles Bewegung oder Veränderung; an dieser Veränderung waren drei Faktoren beteiligt: ​​die zugrunde liegende Sache, die Entbehrung und die Form. In seiner Metaphysik , Aristoteles glaubte , dass die unbewegte Beweger für die Bewegung des Kosmos verantwortlich war, die Neoplatonists später verallgemeinert als der Kosmos ewig waren. Al-Kindi argumentierte gegen die Idee, dass der Kosmos ewig sei, indem er behauptete, dass die Ewigkeit der Welt einen in eine andere Art von Absurdität bringt, die das Unendliche beinhaltet; Al-Kindi behauptete, dass der Kosmos einen zeitlichen Ursprung haben müsse, da es unmöglich sei, ein Unendliches zu durchqueren.

Einer der ersten Kommentare zur Metaphysik des Aristoteles stammt von Al-Farabi . In „Die Ziele der Metaphysik des Aristoteles “ argumentiert Al-Farabi , dass die Metaphysik nicht spezifisch für natürliche Wesen ist, aber gleichzeitig ist die Metaphysik in ihrer Universalität höher als natürliche Wesen.

Optik

Cover of Ibn al-Haytham ‚s Book of Optics

Ein Gebiet der Physik, die Optik , entwickelte sich in dieser Zeit schnell. Bis zum neunten Jahrhundert gab es Arbeiten zur physiologischen Optik sowie zu Spiegelreflexionen und zur geometrischen und physikalischen Optik. Im 11. Jahrhundert lehnte Ibn al-Haytham nicht nur die griechische Vorstellung vom Sehen ab, er entwickelte eine neue Theorie.

Ibn Sahl (um 940-1000), ein Mathematiker und Physiker, der mit dem Hof ​​von Bagdad verbunden war , schrieb 984 eine Abhandlung über brennende Spiegel und Linsen, in der er sein Verständnis darlegte, wie gekrümmte Spiegel und Linsen das Licht biegen und bündeln . Ibn Sahl wird die Entdeckung des Brechungsgesetzes zugeschrieben , das heute gewöhnlich als Snell-Gesetz bezeichnet wird . Er nutzte dieses Gesetz, um die Formen von Linsen zu berechnen, die das Licht ohne geometrische Aberrationen fokussieren, die als anaklastische Linsen bekannt sind .

Ibn al-Haytham (bekannt in Westeuropa als Alhacen oder Alhazen ) ( 965 - 1040 ), oft als „Vater der Optik“ angesehen und Pionier der wissenschaftlichen Methode , formuliert „die erste umfassende und systematische Alternative zu dem griechischen optischen Theorien. " In seinem "Buch der Optik" postulierte er, dass Licht auf verschiedenen Oberflächen in verschiedene Richtungen reflektiert wird, was zu unterschiedlichen Lichtsignaturen für ein bestimmtes Objekt, das wir sehen, führt. Es war ein anderer Ansatz als der, der zuvor von griechischen Wissenschaftlern wie Euklid oder Ptolemäus angenommen wurde , die glaubten, dass Strahlen vom Auge zu einem Objekt und wieder zurück emittiert werden. Al-Haytham, mit dieser neuen Theorie der Optik , konnte die geometrischen Aspekte der visuellen Kegel Theorien studieren , ohne die Physiologie der Wahrnehmung zu erklären. Auch in seinem Buch der Optik benutzte Ibn al-Haytham die Mechanik, um die Optik zu verstehen. Mit Projektilen beobachtete er, dass Objekte, die senkrecht auf ein Ziel treffen, viel mehr Kraft ausüben als schräg auftreffende Projektile. Al-Haytham wandte diese Entdeckung auf die Optik an und versuchte zu erklären, warum direktes Licht dem Auge schadet, weil direktes Licht senkrecht und nicht schräg einfällt. Er entwickelte eine Camera Obscura , um zu demonstrieren, dass Licht und Farbe von verschiedenen Kerzen geradlinig durch eine einzige Öffnung geleitet werden können, ohne sich an der Öffnung zu vermischen. Seine Theorien wurden in den Westen übertragen. Seine Arbeit beeinflusste Roger Bacon , John Peckham und Vitello , die auf seiner Arbeit aufbauten und sie schließlich an Kepler weitergaben .

Taqī al-Dīn versuchte, den weit verbreiteten Glauben zu widerlegen, dass Licht vom Auge und nicht vom beobachteten Objekt emittiert wird. Er erklärte, dass es viel zu lange dauern würde, die Sterne zu beleuchten, wenn Licht mit konstanter Geschwindigkeit aus unseren Augen käme, als dass wir sie sehen könnten, während wir sie noch betrachten, weil sie so weit entfernt sind. Daher muss die Beleuchtung von den Sternen kommen, damit wir sie sehen können, sobald wir unsere Augen öffnen.

Astronomie

Das islamische Verständnis des astronomischen Modells basierte auf dem griechischen ptolemäischen System. Viele frühe Astronomen hatten jedoch begonnen, das Modell in Frage zu stellen. Seine Vorhersagen waren nicht immer genau und zu kompliziert, weil Astronomen versuchten, die Bewegung der Himmelskörper mathematisch zu beschreiben. Ibn al-Haytham veröffentlichte Al-Shukuk ala Batiamyus ("Zweifel an Ptolemaios"), in dem seine vielen Kritiken am ptolemäischen Paradigma dargelegt wurden. Dieses Buch ermutigte andere Astronomen, neue Modelle zu entwickeln, um die Himmelsbewegung besser zu erklären als Ptolemaios. In al-Haythams Buch der Optik argumentiert er, dass die Himmelssphären nicht aus fester Materie bestehen und dass der Himmel weniger dicht ist als Luft. Al-Haytham kommt schließlich zu dem Schluss, dass Himmelskörper den gleichen physikalischen Gesetzen folgen wie irdische Körper. Einige Astronomen theoretisierten auch über die Schwerkraft, al-Khazini schlägt vor, dass die Schwerkraft, die ein Objekt enthält, abhängig von seiner Entfernung vom Zentrum des Universums variiert. Der Mittelpunkt des Universums bezieht sich in diesem Fall auf den Mittelpunkt der Erde.

Mechanik

Impetus

John Philoponus hatte die aristotelische Auffassung von Bewegung abgelehnt und argumentiert, dass ein Objekt eine Neigung zur Bewegung bekommt, wenn ihm eine Antriebskraft aufgeprägt wird. Im elften Jahrhundert hatte Ibn Sina diese Idee grob übernommen, da er glaubte, dass ein sich bewegendes Objekt Kraft hat, die durch äußere Einwirkungen wie Luftwiderstand zerstreut wird. Ibn Sina unterschied zwischen "Kraft" und "Neigung" (genannt "Mayl"), er behauptete, dass ein Objekt Mayl gewinnt, wenn es seiner natürlichen Bewegung entgegensteht. Daraus schloss er, dass die Fortsetzung der Bewegung der Neigung zugeschrieben wird, die auf das Objekt übertragen wird, und dass das Objekt in Bewegung bleiben wird, bis die Mayl verbraucht ist. Er behauptete auch, dass Projektile in einem Vakuum nicht aufhören würden, wenn nicht darauf reagiert würde. Dieses Bewegungskonzept steht im Einklang mit Newtons erstem Bewegungsgesetz, der Trägheit, das besagt, dass ein bewegtes Objekt in Bewegung bleibt, es sei denn, es wird durch eine äußere Kraft auf es einwirkt. Diese von der aristotelischen Sicht abweichende Idee wurde im Grunde aufgegeben, bis sie von John Buridan , der möglicherweise von Ibn Sina beeinflusst war, als "Impetus" beschrieben wurde .

Beschleunigung

In Abū Rayḥān al-Bīrūnī Text Schatten erkennt er, dass ungleichmäßige Bewegung das Ergebnis von Beschleunigung ist. Ibn-Sinas Mayl-Theorie versuchte, die Geschwindigkeit und das Gewicht eines sich bewegenden Objekts in Beziehung zu setzen, diese Idee ähnelte stark dem Konzept des Impulses Die Bewegungstheorie von Aristoteles besagte, dass eine konstante Kraft eine gleichmäßige Bewegung erzeugt, Abu'l-Barakāt al-Baghdādī widersprach dem und entwickelte seine eigene Bewegungstheorie. In seiner Theorie zeigte er, dass Geschwindigkeit und Beschleunigung zwei verschiedene Dinge sind und die Kraft proportional zur Beschleunigung und nicht zur Geschwindigkeit ist.

Reaktion

Ibn Bajjah schlug vor, dass es für jede Kraft immer eine Reaktionskraft gibt. Obwohl er nicht spezifizierte, dass diese Kräfte gleich sind, ist es immer noch eine frühe Version des dritten Bewegungsgesetzes, das besagt, dass es für jede Aktion eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion gibt.

Siehe auch

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