Category Archives: Matemàtica àrab

ABÛ KÂMIL. Àlgebra (I)

Abû Kâmil va néixer a Egipte al voltant del segle X i pot ser considerat un dels grans matemàtics àrabs del seu temps. En la seva Àlgebra (Kitâb fî al-jabr wa’l muqâbalah) va resoldre les equacions de segon grau que mig segle abans al-Khwârizmî havia estat capaç de demostrar al món que la seva resolució estava íntimament lligada a la geometria. Aquí us passo el text original d’aquesta resolució:

“En primer lloc, és necessari que el lector d’aquest llibre sàpiga que, d’acord amb els llibres de Muhammad al-Khwârizmî, hi ha tres categories. Aquestes són les arrels, els quadrats i els nombres. L’arrel és qualsevol cosa la qual està multiplicada per ella mateixa igual o major que 1 i totes les seves fraccions, i totes les fraccions de les seves fraccions i així successivament. El quadrat és el producte d’una arrel per ella mateixa, sencera o fraccionària. El nombre, el qual s’aguanta per sí mateix i no és arrel ni quadrat, es relaciona amb les unitats des de cadascuna de les altres categories; també és cert per les dues altres categories. Cadascun d’ells pot ser igual a qualsevol de les altres categories, és a dir, el quadrat és igual a les arrels, i el quadrat és igual als nombres, i les arrels són iguals als nombres. Si una categoria és igual a dues de les altres categories, és una d’aquestes, quadrats i arrels són iguals a nombres, i quadrats i nombres són iguals a arrels, i arrels i nombres són iguals a quadrats. Hi ha sis casos necessaris d’explicar. Pel quadrat el qual és igual a les arrels, és com si un diu que el quadrat és igual a 5 arrels perquè el quadrat és igual a 5 d’aquestes arrels. Això és perquè l’arrel del quadrat és sempre d’acord amb la suma de les arrels d’aquest quadrat. Aquí l’arrel és el 5. El quadrat és 25 el qual és igual a 5 d’aquestes arrels. Més endavant explicaré que l’arrel del quadrat està d’acord amb el total de les arrels. Fonamentaré la meva explicació en aquesta qüestió. Per exemple, construeixo el quadrat com la superfície quadrada ABCD. Els seus costats són AB, BC, CD i DA. Cadascun d’aquests costats multiplicat per una unitat de la longitud total d’aquesta superfície és una arrel de la unitat de superfície. El resultat del producte d’AB per la unitat [de longitud], diguem-li BE, és la superfície AE [ABEL]. Aquesta és una arrel d’AC la qual està dividida en cinc parts iguals, les superfícies AE, LF, KG, JH i IC. La línia BC és 5 i és l’arrel del quadrat; el quadrat és 25. Això és el que un pretenia explicar. És com això. Quan un diu que del quadrat és igual a 10 arrels, el quadrat total és igual a 20 arrels. Així, l’arrel del quadrat és 20 i, per tant, el quadrat és 400. Aleshores, quan un diu 5 quadrats igual a 20 arrels, el quadrat és igual a 4 arrels. L’arrel del quadrat és 4 i el quadrat és 16. Si el quadrat és engrandit o fet més petit, sempre retorna a la unitat quadràtica. Així, un fa totes les arrels en el quadrat que siguin iguals. El quadrat és igual a nombres pel cas quan el quadrat és igual a 16; la seva arrel és igual a 4. El mateix quan 5 quadrats són igual a 45. La unitat del quadrat és 1/2, o 9. Si un diu 1/3 del quadrat és igual a 27, aleshores el quadrat és 81. Així, per cada quadrat engrandit o fet més petit, sempre es retorna al mateix quadrat. I aixó és així quan un iguala a nombres. Les arrels són iguals a nombres com quan un diu que l’arrel és igual a 4. L’arrel és 4 i el quadrat 16. Així mateix, si dius 5 arrels són iguals a 30, l’arrel és igual a 6 i el quadrat és 36. Si un diu 1/2 de l’arrel és igual a 10, l’arrel és igual a 20 i el quadrat és 400. Per tant, totes les arrels engrandides o fetes més petites tornen a la unitat d’arrel. I això és respecte dels nombres. Un troba aquestes tres categories. Anomenem-les: aquestes són el quadrat i les arrels són igual als nombres; el quadrat i els nombres són iguals a les arrels; les arrels i els nombres són iguals al quadrat”. 

 Continuarà…

B.DU MONT. “Ulugh Beg”, Investigación y Ciencia – Temas 41: Ciencia medieval, pàgs. 52-61

 559è ANIVERSARI DE LA MORT D’ULUGH BEG

El tercer número de la revista Temas d'”Investigación y ciencia” de l’any 2005 va estar dedicat a la ciència medieval. L’exemplar està dividit en tres grans blocs: Medicina i Ciències Naturals, Astronomia i, el tercer, Arquitectura i Tècnica. Dins del segon bloc, l’astronomia islàmica i Ulugh Beg són els grans protagonistes i m’ha semblat addient dedicar avui a aquest personatge el post d’avui, donat que estem en el 559è aniversari de la seva mort. Segurament, el número 559 no és l’ideal per celebrar res ja que estem acostumats a celebrar centenaris i dates de les quals fa 25, 50 o 75 anys que han passat però mira, sempre és interessant fer un cop d’ull al passat amb qualsevol excusa. Per cert, 559 és igual a 13 per 43 amb el que, si algú no està convençut, és una xifra d’anys molt bonica i curiosa.

L’article comença amb la següent frase la qual és tota una declaració d’intencions: “Uno de los astrónomos más famosos de Oriente en el siglo XV, este soberano hizo construir en Samarcanda un gran observatorio astronómico y realizó una competente investigación del firmamento“. La introducció està dedicada a Timur Lang (1337-1405), avi d’Ulugh Beg, qui va ser un militar mongol que va aconseguir restaurar l’antic imperi del gran Ghengis Khan: va invair i aniquilar tots els estats àrabs des de les muntanyes Urals fins a Síria i des de Turquia fins a l’Índia. Timur Lang va fer de Samarcanda la seva capital i a ella feia traslladar a tots els filòsofs, científics, arquitectes i matemàtics que trobava a les ciutats que arrassava, violava i aniquilava amb el que Samarcanda va esdevenir un dels centres culturals més importants del món. A més a més, la destrucció de les ciutats capdals de la ruta de la seda van provocar que tot el comerç passés per la nova capital amb el que va passar a ser el nus comercial per la que totes les caravanes europees, xineses i índies havien de passar. Timur Lang va escollir com a futur sobirà pel seu gran imperi al seu net, un tal Muhammad Taragau, nascut el 22 de març de 1394 a Sultanieh i que de seguida va adoptar el nom  de Gran Príncep, és a dir, Ulugh Beg. Malgrat que a l’edat de 10 anys el van casar amb una princesa mongola, Ulugh Beg va instruir-se en una cort d’elevat nivell cultural i va adquirir coneixements en matemàtiques, astronomia, filosofia, política, història, medicina i literatura àrab i persa amb les quals es va fer càrrec de l’imperi a la mort del seu pare en 1409. Ulugh Beg va rebre un estat política i administrativament molt ben organitzat i va proseguir la construcció de canals, vies de circulació, parcs, mesquites, madrasses, palaus… convertint Samarcanda en una de les més boniques ciutats del continent. Tanmateix, la feina com a cap d’estat no va impedir que se seguís dedicant a l’estudi.

Ulugh Beg observatory.JPGL’article continua amb un apartat dedicata a les “madrasses d’Ulugh Beg”. Els edificis construïts per Ulugh Beg ens donen una idea de l període en el qual va governar. Les madrasses eren escoles superiors on els alumnes quedaven internats i les que ell va fer construir són un símbol d’hegemonia i bonança econòmica. Se sap que a la madrassa de Samarcanda s’ensenyava teologia, astronomia, matemàtiques, lògica, geometria, geografia, medicina, dret, història, literatura i poesia i la llegenda li atribueix una biblioteca de 15.000 llibres. Fins i tot les dones van poder entrar en algunes d’aquestes madrasses malgrat que és molt difícil saber en quines condicions.

Els astrònoms col·laboradors d’Ulugh Beg també són objecte d’estudi: “el poeta persa Jameh (1414-1492) asistió a las lecciones de Salah al-Milla al-Din Musa, que provenía de Anatolia y que, por esta razón, era llamado Kazi Zadeh al-Rumi (1364-1436). Enviado por su maestro al-Fanari a Samarcanda, se encontró, entrado ya en los cuarenta años, en 1410, con Ulugh Beg, quien lo nombró profesor suyo y astrónomo principal“. Aquest personatge va escriure un Comentari al tractat sobre l’obra astronòmica d’al-Khwârizmî de Xagmini (m. 1220) i també un tractat sobre la determinació de la direcció de la Meca i el càlcul de la determinació del sin 1º. Tanmateix, el personatge dels cercles d’Ulugh Beg que mereix més renom és Jamshïd al-Dîn al-Kashî (1380-1429) a qui l’artile li dedica un parell de columnes.

Ulugh-beg Madrassa courtyard.JPGA partir d’aquí, l’obra d’Ulugh Beg en sí és la gran protagonista. En 1908 es va descobrir l’observatori que va fer fundar on es conserva encara el sextant Fahrí que s’hi va construir. Només hi queda la part soterrada en un soterrani de 2,5 metres d’ample i una profunditat d’11 metres. Entre les dues parets laterals (primera figura: imatge de Commons) hi ha un doble arc meridià de plaques de marbre d’un gruix de deu centímetres que contenen una escala graduada d’altures. En un dels arcs es distingeixen graduacions amb xifres àrabs i s’hi pot observar la graduació des de 58º a 81º.

La gran obra astronòmica d’Ulugh Beg és el seu zîj: unes taules astronòmiques amb unes instruccions de construcció i ús. Aquesta obra és el resultat complert de 30 anys d’observacions i representa el tractat d’astronomia de més precisió fins al moment. L’article descriu detalladament cadascun dels quatre llibres del zîj: el primer dedicat als càlculs del calendari, el segon, obra d’al-Kashî, dedicat a la trigonometria plana i esfèrica; el tercer on es troba un catàleg d’estrelles que conté observacions fins el 28 de gener de 1444 i; l’últim, dedicat  a l’astrologia matemàtica.

No explicaré el final de l’article que dedica dos petits apartats a la divulgació de les taules d’Ulugh Beg i a la decadència de l’astronomia a Samarcanda però, donat que conmemorem els 559 anys de la seva mort, sí faré referència a l’apartat sobre aquest tema. “Cuando el 12 de marzo de 1447 murió Shah Ruj en el oeste de Persia, Gauher Shad colocó a Abd al-Latif, hijo de Ulugh Beg, al frente del ejército. Como único hijo vivo de Shah Ruj y único nieto de Timur, Ulugh Beg exigió el mando del imperio mongol, pero no encontró apoyo. En las luchas sucesorias se alió Abd al-Latif con Hodsha Ubaidullah Akrar, jefe de la orden de Nakshband. El pulso lo ganó Abd al-Latif contra su padre. Ulugh Beg y su hijo Abd al-Aziz se rindieron al vencedor. Aquél pidió gracia y prometió que únicamente se dedicaría a la ciencia. Abd al-Latif se lo concedió y lo mandó de peregrinación a La Meca. Pero, a la vez y a escondidas de Ulugh Beg, convocó un juicio según la sharia. Los dignatarios religiosos elaboraron un decreto según el cual los imanes nombrados por Ulugh Beg en Samarcanda debían devolver sus credenciales. Además, reconocieron a un comerciante llamado Abbas, cuyo padre había sido ajusticiado por Ulugh Beg, el derecho a la venganza de sangre. Ya durante el primer día de la peregrinación, el 27 de octubre de 1449, Ulugh Beg, acompañado de una pequeña escolta, fue desviado mediante engaño hacia la aldea de Begum, 15 kilkómetros al sur de Samarcanda, donde lo esperaban Abbas y los suyos. El vengador lo decapitó de un solo golpe de espada. La cabeza de Ulugh Beg fue expuesta sobre el iwan de su madrasa en Samarcanda“. Amb aquesta cruel imatge va acabar la vida d’un dels sobirans que més va fer per la ciència. Si algun dia aneu a Samarcanda podreu admirar la seva obra. Quan hi estigueu davant, sobraran les paraules per definir-la.

J.SAMSÓ. “Calendarios populares y tablas astronómicas”. Historia de la Ciencia Árabe, pàgs. 127-162

En 1981, la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales va publicar a Madrid un volum dedicat a la iència àrab i que va comptar amb la participació de les primeres espases investigadores de la universitat espanyola: J.Vernet, M.A.Català, M.V.Villuendas, J.M.Torroja i el protagonista aquí: Julio Samsó. L’article està estructurat en quatre seccions: una dedicada als calendaris populars, una segona a la ciència del miqât, la tercera a les taules astronòmiques i un colofó final per tancar-lo.

Sota el títol de “Calendarios populares”, Samsó ens comença explicant quins eren els coneixements que els àrabs pre-islàmics tenien sobre el calendari. A l’Iraq del segle IX es van començar a escriure uns llibres que recollien la tradició oral del carrer i posaven de manifest quin tipus de calendari s’usava a l’orient mitjà: l’any quedava dividit en 27 períodes de 13 dies i un més de 14. Aquest sistema calendàric es coneixia amb el nom dels anwâ’ i no sembla ser invent àrab ja que d’altres cultures també el feien servir. Aquests anwâ’ es van anar desenvolupant i els trobem molt recentment en els Calendaris del Pagès catalans, on es baregen les prediccions astronòmiques amb les supersticions meteorològiques, agrícoles, astrològiques… Tal i com remarca Samsó, aquests calendaris plantegen el problema d’una possible influència grega tal i com se’ns mostra al Kitâb al-anwâ’ de Ibn Qutayba (s. IX) on hi ha una divisió de l’any solar en quatre estacions. Els anwâ’ van caure en desús amb el restabliment del primitiu calendari lunar per part de les cúpules islàmiques. La segona secció està dedicada al miqât i totes aquelles components astronòmiques relacionades amb la religió. Per exemple, un bon musulmà ha de resar en direcció a la Meca i això implica el càlcul de l’azimut de l’alquibla. L’alquibla està marcada a les mesquites mitjançant el conegut mihrâb. A l’estat espanyol, la gran mesquita de Còrdova té un mihrâb orientat segons les tradicions orientals amb el que els fidels es veien abocats a resar cap al sud. Aquesta determinació va ser el focus d’atenció de molts astrònoms i matemàtics tals com al-Khwârizmî (s. IX), al-Battânî (m. 929), al-Nayrîzî (s. X), al-Bîrûnî (973-1048), al-Marrâkushî (fl. 1275-1282) o al-Khalîlî (fl. c. 1365). Un altre dels grans problemes religiosos musulmans és la determinació a les hores hàbils d’oració. Els astrònoms van elaborar taules de mîqât que donaven l’angle horari per a una determinada latitud en funció de l’alçada del sol o d’una estrella.

Click to see larger image.Tanmateix, la secció més important de l’article és, sense cap tipus de dubte, la de les “Taules astronòmiques (zîdjs)”. La paraula zîdj deriva del pahleví zîk que tal com assenyala Samsó, és l’entramat usat per a teixir d’on proé la taula numèrica les línies de la qual s’assemblen  a les línies de l’entramat. Habitualment, un zîdj és un manual de taules astronòmiques amb uns cànons amb les instruccions d’ús. Al principi del segle VIII, els àrabs desenvolupen una astronomia d’arrels gregues però directament relacionada amb la tradició indo-iraniana. El primer zîdj escrit en àrab (i que no es conserva) és el Zîdj al-Arkand, compilat a la regió índia del Sind l’any 735 i fonamentat en el Khandakhâdyayaka (635) de Brahmagupta. Entre mig d’aquest dos, el Zîdj al-Shâh (any 679) circulava en els cercles astronòmics en la seva versió pahleví. Aquestes dues obres van introduir al món musulmà l’astrologia de les grans conjuncions inventada a l’Iran sasànida. Després d’aquestes referències, apareix el tercer gran bloc de zîdjs àrabs: la tradició del Sindhind. Cap a l’any 773, el califa al-Mansûr va rebre a Bagdad una ambaixada índia amb la que viatjava un astrònom expert en els sistemes calendàrics i astronòmics indis. Segurament, aquest personatge es va quedar a la capital califal i el Sindhind va ser traduït a l’àrab amb la col·laboració dels astròlegs Muhammad ibn Ibrâhîm al-Fazârî i Ya’qûb ibn Târiq. Tanmateix, la versió més famosa del Sindhind és la realitzada per al-Khwâriamî. Samsó li dedica quatre pàgines i fa una primera aproximació amb la qual un s’emporta una idea clara i concisa del que té al davant. L’article segueix amb la descripció del Zîdj al-Mumtahan de Yahyâ ibn Abî Mansûr (m. c. 832) a partir de les seves pròpies observacions a Bagdad i les de al-Marwarrûdî a Damasc. Durant el mateix segle IX van haver altres obres similars on destaca la de Habash al-Hâsib (m. c. 864/74) on l’astrònom utilitza sense cap problema relacions trigonomètriques com la de sin a = sin b sin A, tg a = sin b tg A o cos A = cos a sin B, totes elles en un triangle esfèric. Samsó també fa aquí una descripció del zîdj i avança per la seva història fins a arribar al de Ibn al-Shâtir (c. 1305-c. 1375) qui va criticar l’Almagest de Ptolemeu i els seus models.

FITXA TÈCNICA:

PUNTUACIÓ (sobre 5):  (des de l’any 1981 aquest camp ha avançat molt)

NIVELL: ESO/Batxillerat.     Nº PÀGINES: 35.        ISSN: 84-600-2370-2

EDITORIAL: Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales