La ciencia en el mundo islámico medieval

El período islámico temprano vio el desarrollo de marcos teóricos en alquimia y química , sentando las bases para avances posteriores en ambos campos. La teoría del azufre y el mercurio de los metales , encontrada por primera vez en Sirr al-khalīqa ("El secreto de la creación", c. 750–850, falsamente atribuido a Apolonio de Tiana ), y en los escritos atribuidos a Jabir ibn Hayyan (escritos c. 850–950), ^{[ 7 ]} siguió siendo la base de las teorías de la composición metálica hasta el siglo XVIII. ^{[ 8 ]} La Tabla Esmeralda , un texto críptico que todos los alquimistas posteriores, incluido Isaac Newton, consideraron como el fundamento de su arte, aparece por primera vez en el Sirr al-khalīqa y en una de las obras atribuidas a Jabir. ^{[ 9 ]} En química práctica, las obras de Jabir y las del alquimista y médico persa Abu Bakr al-Razi (c. 865–925) contienen las primeras clasificaciones sistemáticas de sustancias químicas. ^{[ 10 ]} Los alquimistas también estaban interesados ​​en crear artificialmente dichas sustancias. ^{[ 11 ]} Jabir describe la síntesis de cloruro de amonio ( sal amoniacal ) a partir de sustancias orgánicas , ^{[ 7 ]} y Abu Bakr al-Razi experimentó con el calentamiento de cloruro de amonio, vitriolo y otras sales , lo que eventualmente conduciría al descubrimiento de los ácidos minerales por alquimistas latinos del siglo XIII como el pseudo-Geber . ^{[ 10 ]}

La astronomía se convirtió en una disciplina importante dentro de la ciencia islámica. Los astrónomos dedicaron esfuerzos tanto a comprender la naturaleza del cosmos como a fines prácticos. Una aplicación consistía en determinar la Qibla , la dirección hacia la que se orientan los musulmanes durante la oración. Otra era la astrología , que se utilizaba para predecir eventos que afectaban la vida humana y para seleccionar momentos adecuados para actividades como la guerra o la fundación de ciudades. ^{[ 12 ]} Al-Battani (850-922) determinó con precisión la duración del año solar . Contribuyó a las Tablas de Toledo , utilizadas por los astrónomos para predecir los movimientos del sol, la luna y los planetas en el cielo. Copérnico (1473-1543) utilizó posteriormente algunas de las tablas astronómicas de Al-Battani. ^{[ 13 ]}

Al-Zarqali (1028–1087) desarrolló un astrolabio más preciso , utilizado durante siglos. Construyó un reloj de agua en Toledo , descubrió que el apogeo del Sol se mueve lentamente en relación con las estrellas fijas y obtuvo una buena estimación de su movimiento ^{[ 14 ]} para su tasa de cambio. ^{[ 15 ]} Nasir al-Din al-Tusi (1201–1274) escribió una importante revisión del modelo celeste de Ptolomeo del siglo II . Cuando Tusi se convirtió en astrólogo de Helagu , se le proporcionó un observatorio y obtuvo acceso a técnicas y observaciones chinas. Desarrolló la trigonometría como un campo independiente y compiló las tablas astronómicas más precisas disponibles hasta ese momento. ^{[ 16 ]}

El estudio del mundo natural se extendió a un examen detallado de las plantas. El trabajo realizado resultó directamente útil en el crecimiento sin precedentes de la farmacología en todo el mundo islámico. ^{[ 17 ]} Al-Dinawari (815–896) popularizó la botánica en el mundo islámico con su Kitab al-Nabat ( Libro de las plantas ) de seis volúmenes . Solo se conservan los volúmenes 3 y 5, y parte del volumen 6 se reconstruyó a partir de pasajes citados. El texto conservado describe 637 plantas en orden alfabético desde las letras sin hasta ya , por lo que el libro completo debió abarcar varios miles de tipos de plantas. Al-Dinawari describió las fases del crecimiento de las plantas y la producción de flores y frutos. La enciclopedia del siglo XIII compilada por Zakariya al-Qazwini (1203–1283) – ʿAjā'ib al-makhlūqāt (Las maravillas de la creación) – contenía, entre muchos otros temas, tanto botánica realista como relatos fantásticos. Por ejemplo, describió árboles que hacían crecer pájaros en sus ramas en lugar de hojas, pero que solo se podían encontrar en las lejanas Islas Británicas. ^{[ 18 ] [ 17 ] [ 19 ]} El uso y cultivo de plantas fue documentado en el siglo XI por Muhammad bin Ibrāhīm Ibn Bassāl de Toledo en su libro Dīwān al-filāha (El Tribunal de Agricultura), y por Ibn al-'Awwam al-Ishbīlī (también llamado Abū l-Khayr al-Ishbīlī) de Sevilla en su libro del siglo XII Kitāb al-Filāha (Tratado sobre Agricultura). Ibn Bassāl había viajado extensamente por el mundo islámico, regresando con un conocimiento detallado de agronomía que contribuyó a la Revolución Agrícola Árabe . Su libro práctico y sistemático describe más de 180 plantas y cómo propagarlas y cuidarlas. Incluía hortalizas de hoja y raíz, hierbas, especias y árboles. ^{[ 20 ]}

La expansión del Islam por Asia Occidental y África del Norte impulsó un crecimiento sin precedentes del comercio y los viajes por tierra y mar hasta lugares tan lejanos como el Sudeste Asiático, China, gran parte de África, Escandinavia e incluso Islandia. Los geógrafos trabajaron para compilar mapas cada vez más precisos del mundo conocido, partiendo de muchas fuentes existentes pero fragmentarias. ^{[ 21 ]} Abu Zayd al-Balkhi (850–934), fundador de la escuela de cartografía Balkhī en Bagdad, escribió un atlas llamado Figuras de las Regiones (Suwar al-aqalim). ^{[ 22 ]} Al-Biruni (973–1048) midió el radio de la Tierra utilizando un nuevo método. Consistía en observar la altura de una montaña en Nandana (actualmente en Pakistán). ^{[ 23 ]} Al-Idrisi (1100–1166) dibujó un mapa del mundo para Roger , el rey normando de Sicilia (reinó 1105–1154). También escribió la Tabula Rogeriana (Libro de Roger), un estudio geográfico de los pueblos, climas, recursos e industrias de todo el mundo conocido en aquel entonces. ^{[ 24 ]} El almirante otomano Piri Reis ( c. 1470–1553) realizó un mapa del Nuevo Mundo y África Occidental en 1513. Utilizó mapas de Grecia, Portugal, fuentes musulmanas y quizás uno realizado por Cristóbal Colón . Representó una parte de una importante tradición de la cartografía otomana. ^{[ 25 ]}

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  Copia moderna de la Tabula Rogeriana de 1154 de al-Idrisi , al revés, al norte en la parte superior

Los matemáticos islámicos recopilaron, organizaron y clarificaron las matemáticas que heredaron del antiguo Egipto, Grecia, India, Mesopotamia y Persia, y posteriormente realizaron sus propias innovaciones. Las matemáticas islámicas abarcaban álgebra , geometría y aritmética . El álgebra se utilizaba principalmente con fines recreativos, ya que tenía pocas aplicaciones prácticas en aquella época. La geometría se estudiaba en diferentes niveles. Algunos textos contienen reglas geométricas prácticas para la topografía y la medición de figuras. La geometría teórica era un requisito indispensable para comprender la astronomía y la óptica, y requería años de estudio intensivo. A principios del califato abasí (fundado en 750), poco después de la fundación de Bagdad en 762, el grupo de científicos de al-Mansur asimiló algunos conocimientos matemáticos de la tradición persa preislámica en astronomía. Astrónomos de la India fueron invitados a la corte del califa a finales del siglo VIII; allí explicaron las técnicas trigonométricas rudimentarias utilizadas en la astronomía india. Obras de la antigua Grecia, como el Almagesto de Ptolomeo y los Elementos de Euclides, fueron traducidas al árabe. En la segunda mitad del siglo IX, los matemáticos islámicos ya contribuían a las partes más sofisticadas de la geometría griega. Las matemáticas islámicas alcanzaron su apogeo en la parte oriental del mundo islámico entre los siglos X y XII. La mayoría de los matemáticos islámicos medievales escribieron en árabe, otros en persa. ^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}

Al-Juarismi (siglos VIII-IX) fue fundamental en la adopción del sistema de numeración hindú-arábigo y el desarrollo del álgebra , introdujo métodos para simplificar ecuaciones y utilizó la geometría euclidiana en sus demostraciones. ^{[ 29 ] [ 30 ]} Fue el primero en tratar el álgebra como una disciplina independiente por derecho propio, ^{[ 31 ]} y presentó la primera solución sistemática de ecuaciones lineales y cuadráticas . ^{[ 32 ] : 14} Ibn Ishaq al-Kindi (801-873) trabajó en criptografía para el Califato abasí , ^{[ 33 ]} y dio la primera explicación registrada conocida de criptoanálisis y la primera descripción del método de análisis de frecuencia . ^{[ 34 ] [ 35 ]} Avicena ( c. 980-1037) contribuyó a técnicas matemáticas como la extracción de nueves . ^{[ 36 ]} Thābit ibn Qurra (835–901) calculó la solución a un problema de tablero de ajedrez que involucra una serie exponencial. ^{[ 37 ]} Al-Farabi ( c. 870–950) intentó describir, geométricamente, los patrones repetitivos populares en los motivos decorativos islámicos en su libro Artesanía espiritual y secretos naturales en los detalles de las figuras geométricas . ^{[ 38 ]} Omar Khayyam (1048–1131), conocido en Occidente como poeta, calculó la duración del año con una precisión de 5 decimales y encontró soluciones geométricas para las 13 formas de ecuaciones cúbicas, desarrollando algunas ecuaciones cuadráticas que aún se utilizan. ^{[ 39 ]} A Jamshīd al-Kāshī (c. 1380–1429) se le atribuyen varios teoremas de trigonometría, incluyendo la ley de los cosenos , también conocida como el Teorema de Al-Kashi. Se le atribuye la invención de las fracciones decimales y un método similar al de Horner para calcular raíces. Calculó π correctamente con 17 cifras significativas. ^{[ 40 ]}

Hacia el siglo VII, los eruditos islámicos adoptaron el sistema de numeración hindú-arábigo , describiendo su uso en un texto estándar titulado fī l-ḥisāb al hindī (Sobre los números de los indios). Una variante árabe occidental distintiva de los numerales árabes orientales comenzó a surgir alrededor del siglo X en el Magreb y Al-Ándalus (a veces llamados numerales ghubar , aunque el término no siempre es aceptado), que son el antecesor directo de los numerales arábigos modernos utilizados en todo el mundo. ^{[ 41 ]}

La sociedad islámica prestó especial atención a la medicina, siguiendo un hadiz que exhortaba a preservar la buena salud. Sus médicos heredaron conocimientos y creencias médicas tradicionales de las civilizaciones de la Grecia clásica, Roma, Siria, Persia e India. Estos incluían los escritos de Hipócrates , como la teoría de los cuatro humores , y las teorías de Galeno . ^{[ 42 ]} Al-Razi ( c. 865–925) identificó la viruela y el sarampión, y reconoció la fiebre como parte de las defensas del cuerpo. Escribió un compendio de 23 volúmenes sobre medicina china, india, persa, siríaca y griega. Al-Razi cuestionó la teoría médica griega clásica sobre cómo los cuatro humores regulan los procesos vitales . Desafió la obra de Galeno en varios frentes, incluido el tratamiento de la sangría , argumentando que era eficaz. ^{[ 43 ]} al-Zahrawi (936–1013) fue un cirujano cuya obra más importante que se conserva se conoce como al-Tasrif (Conocimiento médico). Es una obra de 30 volúmenes que trata principalmente sobre síntomas médicos, tratamientos y farmacología. El último volumen, sobre cirugía, describe instrumentos quirúrgicos, suministros y procedimientos pioneros. ^{[ 44 ]} Avicena (c. 980–1037) escribió el principal libro de texto médico, El Canon de la Medicina . ^{[ 36 ]} Ibn al-Nafis (1213–1288) escribió un libro influyente sobre medicina; reemplazó en gran medida al Canon de Avicena en el mundo islámico. Escribió comentarios sobre Galeno y sobre las obras de Avicena. Uno de estos comentarios, descubierto en 1924, describió la circulación de la sangre a través de los pulmones . ^{[ 45 ] [ 46 ]}

La óptica se desarrolló rápidamente en este período. Para el siglo IX, existían obras sobre óptica fisiológica, geométrica y física. Entre los temas tratados se incluía la reflexión en espejos. Hunayn ibn Ishaq (809-873) escribió el libro Diez tratados sobre el ojo ; este siguió siendo influyente en Occidente hasta el siglo XVII. ^{[ 47 ]} Abbas ibn Firnas (810-887) desarrolló lentes para la magnificación y la mejora de la visión. ^{[ 48 ]} Ibn Sahl ( c. 940-1000) descubrió la ley de refracción conocida como ley de Snell . Utilizó esta ley para producir las primeras lentes asféricas que enfocaban la luz sin aberraciones geométricas. ^{[ 49 ] [ 50 ]}

En el siglo XI, Ibn al-Haytham (Alhazen, 965-1040) rechazó las ideas griegas sobre la visión, tanto la tradición aristotélica que sostenía que la forma del objeto percibido entraba en el ojo (pero no su materia), como la de Euclides y Ptolomeo que afirmaba que el ojo emitía un rayo. Al-Haytham propuso en su Libro de Óptica que la visión se produce mediante rayos de luz que forman un cono con su vértice en el centro del ojo. Sugirió que la luz se reflejaba en diferentes superficies en diferentes direcciones, lo que provocaba que los objetos se vieran diferentes. ^{[ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]} Argumentó además que las matemáticas de la reflexión y la refracción debían ser coherentes con la anatomía del ojo. ^{[ 55 ]} También fue uno de los primeros defensores del método científico , el concepto de que una hipótesis debe probarse mediante experimentos basados ​​en procedimientos confirmables o evidencia matemática, cinco siglos antes que los científicos del Renacimiento . ^{[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] [ 60 ] [ 61 ]}

Los avances en botánica y química en el mundo islámico impulsaron el desarrollo de la farmacología . Muhammad ibn Zakarīya Rāzi (Rhazes) (865-915) promovió los usos médicos de los compuestos químicos. Abu al-Qasim al-Zahrawi (Abulcasis) (936-1013) fue pionero en la preparación de medicamentos mediante sublimación y destilación . Su Liber servitoris proporciona instrucciones para preparar "simples" a partir de los cuales se componían los fármacos complejos que se utilizaban entonces. Sabur Ibn Sahl (fallecido en 869) fue el primer médico en describir una gran variedad de fármacos y remedios para diversas dolencias. Al-Muwaffaq , en el siglo X, escribió Los fundamentos de las verdaderas propiedades de los remedios , describiendo sustancias químicas como el óxido arsenioso y el ácido silícico . Distinguió entre el carbonato de sodio y el carbonato de potasio , y llamó la atención sobre la naturaleza tóxica de los compuestos de cobre , especialmente el vitriolo de cobre , y también de los compuestos de plomo . Al-Biruni (973–1050) escribió el Kitab al-Saydalah ( El Libro de los Medicamentos ), describiendo en detalle las propiedades de los medicamentos, el papel de la farmacia y los deberes del farmacéutico. Ibn Sina (Avicena) describió 700 preparados, sus propiedades, su modo de acción y sus indicaciones. Dedicó un volumen completo a los simples en El Canon de la Medicina . Las obras de Masawaih al-Mardini ( c. 925–1015) y de Ibn al-Wafid (1008–1074) se imprimieron en latín más de cincuenta veces, apareciendo como De Medicinis universalibus et particularibus por Mesue el Joven (fallecido en 1015) y como Medicamentis simplicibus por Abenguefit (c. 997–1074) respectivamente. Pedro de Abano (1250–1316) tradujo y añadió un suplemento a la obra de al-Mardini bajo el título De Veneris . Ibn al-Baytar (1197–1248), en su Al-Jami fi al-Tibb , describió mil simples y medicamentos basados ​​directamente en plantas mediterráneas recolectadas a lo largo de toda la costa entre Siria y España, superando por primera vez la cobertura proporcionada por Dioscórides en la época clásica. ^{[ 62 ] [ 17 ]}Médicos islámicos como Ibn Sina describieron ensayos clínicos para determinar la eficacia de medicamentos y sustancias . ^{[ 63 ]}

Los campos de la física estudiados en este período, aparte de la óptica y la astronomía, que se describen por separado, son aspectos de la mecánica : estática , dinámica , cinemática y movimiento . En el siglo VI, Juan Filopono ( c. 490 – c. 570 ) rechazó la visión aristotélica del movimiento. Argumentó, en cambio, que un objeto adquiere una inclinación a moverse cuando se le imprime una fuerza motriz. En el siglo XI, Ibn Sina adoptó prácticamente la misma idea, a saber, que un objeto en movimiento tiene una fuerza que se disipa por agentes externos como la resistencia del aire. ^{[ 64 ]} Ibn Sina distinguió entre "fuerza" e "inclinación" ( mayl ); afirmó que un objeto ganaba mayyl cuando se oponía a su movimiento natural. Concluyó que la continuación del movimiento depende de la inclinación que se le transfiere al objeto, y que este permanece en movimiento hasta que se agota el mayyl . También afirmó que un proyectil en el vacío no se detendría a menos que actuara sobre él. Esa visión concuerda con la primera ley del movimiento de Newton , sobre la inercia. ^{[ 65 ]} Como sugerencia no aristotélica, fue esencialmente abandonada hasta que Jean Buridan (c. 1295–1363) la describió como «impulso», quien probablemente fue influenciado por el Libro de curación de Ibn Sina . ^{[ 64 ]} 

En En las Sombras , Abū Rayḥān al-Bīrūnī (973–1048) describe el movimiento no uniforme como resultado de la aceleración. ^{[ 66 ]} La teoría de mayl de Ibn-Sina intentó relacionar la velocidad y el peso de un objeto en movimiento, un precursor del concepto de momento . ^{[ 67 ]} La teoría del movimiento de Aristóteles afirmaba que una fuerza constante produce un movimiento uniforme; Abu'l-Barakāt al-Baghdādī (c. 1080 – 1164/5) no estuvo de acuerdo, argumentando que la velocidad y la aceleración son dos cosas diferentes, y que la fuerza es proporcional a la aceleración, no a la velocidad. ^{[ 68 ]}

Los hermanos Banu Musa , Jafar-Muhammad, Ahmad y al-Hasan (c. principios del siglo IX) inventaron dispositivos automatizados descritos en su Libro de Dispositivos Ingeniosos . ^{[ 69 ] [ 70 ] [ 71 ]}

Muchas obras clásicas, incluidas las de Aristóteles, se transmitieron del griego al siríaco, luego al árabe y finalmente al latín en la Edad Media. La zoología de Aristóteles se mantuvo dominante en su campo durante dos mil años. ^{[ 72 ]} El Kitāb al-Hayawān (كتاب الحيوان, en español: Libro de los animales ) es una traducción árabe del siglo IX de Historia de los animales : 1–10, Sobre las partes de los animales : 11–14, ^{[ 73 ]} y Generación de los animales : 15–19. ^{[ 74 ] [ 75 ]}

El libro fue mencionado por Al-Kindī (fallecido en 850) y comentado por Avicena (Ibn Sīnā) en su obra El libro de la curación . Avempace (Ibn Bājja) y Averroes (Ibn Rushd) comentaron y criticaron Sobre las partes de los animales y la generación de los animales . ^{[ 76 ]}