数学史话之伊尔汗国的三角大师纳西尔·丁

在元代初年,元世祖忽必烈曾经征调回回天文学家扎马拉丁来到大都制造了浑天仪等天象仪器,在《元史》中详细地记载了扎马拉丁制作的七种仪器。后来研究发现,这些仪器和当时的伊尔汗国马拉盖天文台的仪器十分相似,只是我们的历史上并没有记载这些。那么马拉盖天文台又是怎么回事呢?它又是谁主持建立的呢?今天科普君带你来了解伊尔汗国的三角学大师--纳西尔·丁。

数学史话之伊尔汗国的三角大师纳西尔·丁

纳西尔·丁

纳西尔·丁于1201年出生在伊朗的图斯(在内沙布尔东面76公里处),这年距离铁木真称成吉思汗还有5年,距离成吉思汗西征还有18年。当时的内沙布尔是阿拉伯文化的中心之一,人文荟萃,纳西尔在那里接受了良好的正规教育,得到了许多著名学者的指导,学问精进。11世纪以后的中亚地区,局势动荡不安,先是从1096年-1276年将近两百年间里,西欧先后发动了九次十字军东征,给中亚地区的经济和文化带来了严重的打击。到了13世纪,又遭到了东方成吉思汗的入侵。1256年,成吉思汗之孙旭烈兀进攻伊朗高原,并于1258年占领了巴格达,严重摧毁了这座城市。后来又建立了伊尔汗国,定都在伊朗大不里士之南的马拉盖。在兵祸连接的年代里,科学一定是停滞不前的,不过还好,当时的阿拉伯世界还保存了一大批卓越的学者。

数学史话之伊尔汗国的三角大师纳西尔·丁

伊尔汗国

旭烈兀建立伊尔汗国之后,比较重视科技,纳西尔就受到了旭烈兀的礼遇。旭烈兀接受了纳西尔的建议,在马拉盖建造了一座规模宏大的天文台,还附设了一座藏书丰富的图书馆。优良的条件和浓厚的学术气氛吸引了大批的学者,其中还有一位叫傅穆斋的中国人,天文台成了伊斯兰教的学术中心。由于旭烈兀是元世祖忽必烈的弟弟,所以从伊尔汗国派学者来元朝是完全有可能的。

数学史话之伊尔汗国的三角大师纳西尔·丁

旭烈兀

纳西尔他们在马拉盖辛苦工作了12年,编出了著名的《伊尔汗历数书》。在该书中,他们将岁差定为每年51″,和今天的测量误差不到半秒,已经十分精确了。纳西尔还有一本天文著作《天文宝库》,对后世的天文学家们有比较大的影响。

纳西尔在数学方面的最主要的成就就是对欧几里得平行公设的探索。他在一本著作《令人满意的论著》中专门讨论了平行公设。他沿用了奥马·海亚姆的四边形思想,通过使用折线的方式,从而证明了平行公设。不过他的证明有个漏洞,后来他也注意到了这个漏洞,所以他在译注《原本》的时候,他实际采用了若干等价的命题来代替平行公设。总之,纳西尔对平行线理论做出了重大的推进。

纳西尔另一本重要的数学著作是《横截原理》,所谓的"横截"是指"由横截线构成的图形",而这里的图形则就是指完全四边形,即由四根直线或球面上四个大圆弧构成的图形,每根直线或弧都和其余的直线或弧相交于三点。在这本书中,纳西尔将三角学从原来的附属于天文学的一种计算方法完全脱离出来了,让它成为了纯粹数学的一个独立分支。

在书中,纳西尔为了讨论三角学,先使用了比例论。他将比看成一个数,然后进一步给出数的一系列性质,这为日后实数系的建立准备了条件。另外,在书中,纳西尔系统地阐述了平面三角学,明确给出了正弦定理,这为三角学的发展和传播作出了巨大的贡献。

纳西尔于1274年在巴格达附近去世,他是一个知识渊博的学者,无论是数学、逻辑学、哲学、伦理学、矿物学甚至医学都有研究和贡献,被誉为伊斯兰科学复兴的奠基人。


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