Историк науки Рошди Рашед рассказывает о вкладе арабов в развитие математики.

Что бы вы могли сказать о зарождении математики в арабском мире?

На Арабском Востоке математические исследования начались, по-видимому, в 9 в., когда в Багдаде с развитием переводческой деятельности возник интерес к творениям великих древнегреческих авторов. Аль-Хадд-жадж ибн Матар перевел «Начала» Евклида и «Альмагест» Птолемея, а Хиляль ибн Хиляль аль-Химзи – четыре тома «Кононических сечений» Аполлония Пергского. В том же столетии были переведены и некоторые труды Архимеда, Паппа и Диофанта.

Все это весьма знаменательно благодаря двум важным обстоятельствам: во-первых, переводы делались известными математиками и, во-вторых, потребность в них была связана с новейшими исследованиями того времени. Так, книги 5-7 «Кононических сечений» Аполлония перевел великий математик Сабит ибн Курра, умерший в 901 г. Более того, есть все основания предполагать, что примерно в 870 г., в связи с уже проводившимся изучением анализа неопределенных уравнений, переводом «Арифметики» Диофанта занялся Куста ибн Лука.

Можно привести еще много примеров, иллюстрирующих тесную связь между переводами и самостоятельными исследованиями, которые велись в тот период, когда эллинистическая математика начала широко распространяться в арабском мире.

Аль-Хорезми – самый известный из арабских математиков. Каков его вклад в математическую мысль?

Как раз в это время – 9 в. – в Багдадской академии, известной как «Дом мудрости», аль-Хорезми написал трактат, как по форме, так и по содержанию явившийся новым шагом в истории математики. Это была «Китаб аль.джебр валь-мукабалах», в которой алгебра впервые рассматривалась как самостоятельная математическая дисциплина. Это было серьезное достижение, получившее признание современников, оценивших не только новый для математики метод, но и само содержание, а главное открывавшиеся перспективы дальнейших исследований.

Что касается метода, то он был одновременно алгоритмическим (автор предлагал серию вычислительных процедур) и наглядным. В те времена ощущалась потребность в такой математике, которая была достаточно общей, чтобы оперировать различными типами утверждений, и в то же время существовала независимо от них. В работе аль-Хорезми алгебраическое выражение могло относиться и к числу, и к иррациональной величине, и к геометрическому объекту. Это новая математика была настоящей находкой для ученых того времени.

Оригинальность концепции и алгебраический стиль аль-Хорезми, не опиравшегося на какую-либо ранее известную традицию, трудно переоценить. Новая алгебра позволяла получить представление об огромных потенциальных возможностях приложения одной математической дисциплины к другой, не известных до 9 в. Другими словами, сначала алгебра, благодаря расширению ее границ и новизне концепции сделала такое приложение возможным, а в дальнейшем многочисленность и разнообразие этих приложений изменили характер самой математики.

Последователи аль-Хорезми расширили приложение арифметики к алгебре и наоборот: арифметики и алгебры к тригонометрии; алгебры к евклидовой теории чисел; алгебры к геометрии и наоборот. Все эти приложения открыли путь новым дисциплинам или, по крайней мере способствовали возникновению новых глав в истории математики

Не могли бы вы привести какой-либо пример соприкосновения арифметики и алгебры?

Один из примеров, которые приходят мне на ум, - вклад арабской математики в классическую теорию чисел.

К концу 9 в. были переведены важнейшие труды греков по арифметике: книги Евклида, «Введение в арифметику» Никомаха из Герасы и «Арифметика» Диофанта Александрийского. Вслед за этими переводами появились новые страницы в теории чисел, явившиеся в некотором роде ответом на них. Например, в области теории дружеских чисел было сделано два важных шага. Один из них привел к (в евклидовой арифметике) ряду новых открытий, а другой через несколько столетий появлению целой области чисел, не имевшей никакого отношения к открытиям греков. Остановимся на этих двух фрагментах подробнее.

В конце 9 книги своих «Начал» Евклид выдвинул теорию совершенных чисел. Однако ни он, ни Никомах Герасский не разработали теорию дружеских чисел. Сабит ибн Курра, который перевел труд Никомаха и правил один из переводов «Начал», решил заняться этим вопросом. Он вывел замечательную формулу для дружеских чисел, которая теперь носит его имя.

Если отвлечься от мистики, которая традиционно окружает дружеские числа, и обратиться к чистой математике, то нужно признать, что вплоть до конца 17 в. формула ибн Курры упоминалась лишь вскользь и то в работах более поздних математиков. Среди них были такие светила арабского мира, как аль-Антаки, аль-Багдади, ибн аль-Бана, аль-Умави и аль-Каши. Время и место их жизни свидетельствует о широком распространении формулы ибн Курры, которую мы вновь встречаем в 1636 году в работе Пьера де Ферма. В 1638 г – в работе Рене Декарта.

Второй момент примечателен тем, что прославленный физик и математик Камаль-Дин аль–Фаризи, умерший в 1320 г., написал трактат, целью которого было построить доказательство формулы ибн Курры, но иным путем. Доказательство аль-Фаризи было основано на последовательном определении делителей какого-либо целого числа и действий, которые могут быть с ними произведены. Оно не только дало толчок к изменениям перспектив евклидовой арифметики, но и привело к появлению новых направлений в теории чисел. Стало возможным говорить о ее неэллинистическом разделе.

Прежде чем приступить к новой области – изучению делителей, - аль-Фаризи должен был точно установить некоторые факты, не выявленные в «Началах» Евклида. Ему также пришлось использовать достижения алгебры 10-11 вв., особенно комбинаторные методы. Таким образом, разработанный аль-Фаризи метод позволил ему не ограничиваться доказательством формулы ибн Курры и приступить к новому исследованию первых двух арифметических функций, сумме делителей целого числа и числу этих делителей.

А ведь именно такой подход, когда алгебра и комбинаторный анализ применялись к евклидовой арифметике, преобладал в Европе вплоть до 18 в., по крайней мере, до 1640 г. Таким образом, анализ выводов и методов аль-Фараби показывает, что благодаря им еще в 13 в. могло появиться множество теорем, открытий и методов, которые до сих пор приписывались математикам 17 в.

Что можно сказать о новой связи между алгеброй и геометрией?

Как я уже говорил, начиная с 9 в., содержание математики изменилось, она преобразилась, и границы ее раздвинулись. Все шире распространялись греческая арифметика и геометрия. Кроме того, внутри эллинистической математики возникли другие, неведомые грекам области. Изменилась связь старых дисциплин, образовалось и множество других связей. Это имеет существенное значение для понимания всей истории математики: новые отношения между алгеброй и геометрией дали толчок к созданию методов, обладающих огромным потенциалом.

В 10 в. математики предприняли двустороннее исследование преобразования, о возможности которого до этого никто не предполагал, - речь идет о переводе геометрических задач на язык алгебры и наоборот. Они переводили алгебраические выражения в пространственные задачи, которые ранее не удавалось разрешать с помощью линейки и циркуля, а такие, как, например, проблемы деления угла на три части, двух средних величин и правильного семиугольника. Кроме того, встретившись с трудностями при использовании радикалов для решения кубических уравнений, алгебраисты, а также такие геометры, как Абу аль-Джуд ( аль-Лейт), обратились к языку геометрии и применили метод кононических сечений.

Первые попытки создать основу для этих преобразований сделал Омар Хайям (ок.1048-1131). Стремясь выйти за пределы особых случаев, представляемых какой-либо одной формой кубического уравнения, он разработал теорию решения алгебраических уравнений степени меньшей или равной трем, которая одновременно давала новую модель формулировки уравнений. Затем он приступил к изучению кубических уравнений, используя кононические сечения для получения их положительных действительных решений. Для построения своей теории Омар Хайям, прежде чем сформулировать новую связь между алгеброй и геометрией, должен был четко представить себе ее. Это было начало создания теории уравнений, которая, пусть пока только экспериментально, перекидывала мост между алгеброй и геометрией.

В своем знаменитом математическом трактате «Алгебра» Омар Хайям сделал два знаменательных открытия, которые историки ошибочно приписывают Декарту. Это – решение в общем виде всех уравнений третьей степени помощью кононических сечений и возможность геометрических расчетов путем определения единицы длины, что явилось основополагающей концепцией.

Примерно через пятьдесят лет последователь Омара Хайяма Шарифэддин Туси сделал еще один шаг вперед. Стремясь доказать существование точки пересечения двух кривых, он вплотную подошел к задаче нахождения и разделения корней уравнения и к анализу условий, при которых они существуют. В процессе поиска решения он дал определение понятию максимальных величин для алгебраического уравнения и попытался сформулировать концепцию и методы их определения.

Это привело аль-Туси не только к разработке концепций и методов, таких, как производные функции, получившие это название в более позднее время, но также заставило его изменить свой подход. Он пришел к выводу, что необходимо исходить из геометрических мест точек, в то время как его предшественники рассматривали только совокупность свойств изучаемых объектов. Все эти открытия и выведенная на их основе теория очень важны, но они часто приписываются математикам, жившим несколькими столетиями позднее.

Таковы главные особенности диалектических связей между алгеброй и геометрией. Однако для полноты картины следует также упомянуть два явления, которые замедляли развитие новой математики. Это – трудность в использовании отрицательных чисел как таковых, в то время когда они еще не получили определения, и недостатки обозначения символическими знаками. Решить обе эти проблемы удалось лишь значительно позднее.

Историки традиционно делят наше прошлое на античность, средние века, Возрождение и Новое время. Насколько такое деление справедливо по отношению к математике, особенно имея в виду вклад арабов в эту науку?

Действительно, «средневековой» математике обычно противопоставляется математика «современная». В историческом плане изначальный объем знаний, накопленных латинской, византийской, арабской, а также индийской и китайской математикой, можно было бы отделить от всей совокупности трудов, созданных в период Возрождения. Однако, на мой взгляд, такая дихотомия не имеет особого значения ни в историческом, ни в эпистемологическом плане. Арабская математика, безусловно, является продолжением эллинистической математики, которая ее породила. Это относится и к математике, которая, начиная с 12 в. развивалась в латинском мире. Наконец труды, созданные на арабском и латинском языках с 9 до начала 17 в., нельзя разделять на отдельные периоды.

Наоборот, все свидетельствует о том, что характер науки оставался прежним. Это подтверждается хотя бы тем, что мы можем сравнивать труды по алгебре и вычислительным процедурам, созданные в 12 в. аль-Самавалем и в 16 в. Симоном Стивеном; открытия в теории чисел аль-Фаризи с открытиями Декарта; методы числового решения уравнений аль-Туси и работы Франсуа Виета в 14 в.; поиск максимальных величин аль-Туси и Ферма; работы аль-Хазина по интегральному диофантову анализу в 10 в. и работу Баше де Мезирьяка в 17 в. И если мы не примем во внимание труды аль-Хорезми, Абу Камиля, аль-Караджи и других, то как сможем понять труды Леонардо Пизанского и других итальянских математиков 12 и 13I вв. или математиков 17 в.?

В Европе конец 17 в. был отмечен появлением новых методов и новых областей математики. Однако все это возникло не на пустом месте и не одновременно в каждой дисциплине. Более того, линии раздела редко совпадают с появлением трудов разных ученых. В теории чисел, например, использование Декартом и Ферма алгебраических методов не было новшеством, как это порой утверждают, они просто повторили открытия аль-Фаризи. Настоящим открытием Ферма можно считать его труд 1640 г. – изобретение метода «предельного перехода» и изучение квадратичных форм. Таким образом, вклад рабских математиков занял достойное место в четкой схеме развития этой науки в 9– первой половине 17 в.

Задание 73. Составьте аннотацию статьи, прочитанной вами по специальности.

Задание 74. Скажите, что такое аннотация, и с какой целью она составляется. Аргументируйте свое понимание.

Задание 75. Назовите основные виды аннотаций и скажите, чем они обусловлены. Аргументируйте свое понимание.

Задание 76. Назовите составные части аннотации. Приведите пример.

Задание 77. Скажите, какова основная ошибка при составлении текста аннотации и как ее избежать. Аргументируйте свое понимание.

2.2.5. НАПИСАНИЕ РЕФЕРАТА

ТМ: Реферат – краткое изложение содержания первоисточника (книги, научной статьи и т.п.).

Реферат дает ответ на вопрос, что именно, что нового, существенного содержится в первичном документе, и передает, излагает основное содержание документа, новую проблемную информацию, содержащуюся в нем.

Виды рефератов

При написании курсовых, дипломных и диссертационных работ из всех видов рефератов особенно важны учебные информативные рефераты.