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数学家传记

乌鲁伯格Ulugh Beg

出生
1394年3月22日 波斯帖木儿王朝苏丹尼耶(今伊朗)
逝世
1449年10月27日 帖木儿帝国撒马尔罕

乌鲁伯格是征服者帖木儿的孙子,是一位数学家和天文学家。他在撒马尔罕建立了一个重要的研究中心,配备了当时最优秀的科学家。他在三角学方面做出了重要的早期工作。

完整传记

乌鲁伯格是征服者Timur的孙子,Timur通常被称为Tamerlane(来自Timur-I-Leng,意为跛子Timur,是他的波斯敌人使用的蔑称)。尽管在本档案中我们主要关注乌鲁伯格在数学和天文学方面的成就,但我们需要考察该地区的历史,因为它对乌鲁伯格的生活产生了如此重大的影响。

乌鲁伯格的祖父来自突厥Barlas部落,这是一个生活在Transoxania(今基本为乌兹别克斯坦)的蒙古部落。他在自己的领导下联合了几个突厥-蒙古部落,并率领他的骑射手军队开始征服现在伊朗、伊拉克和土耳其东部所占据的地区。

他的孙子乌鲁伯格出生后不久,Timur入侵印度,到1399年他已控制了德里。Timur从1399年到1402年继续他的征服,向西扩展他的帝国,在叙利亚战胜了埃及Mamluks,并在安卡拉附近的一场战斗中战胜了Ottomans。Timur于1405年率领他的军队进入中国时去世。

Timur死后,他的帝国在他的儿子们之间争夺。乌鲁伯格的父亲Shah Rukh是Timur的第四个儿子,到1407年,他已经获得了帝国大部分地区的总体控制权,包括伊朗和Turkistan,重新控制了Samarkand。Samarkand曾是Timur帝国的首都,但尽管他的孙子乌鲁伯格在Timur的宫廷中长大,他却很少在那座城市。当Timur不在他的军事战役中时,他带着他的军队从一个地方移动到另一个地方,他的宫廷,包括他的孙子乌鲁伯格,也随他一起旅行。

1409年,沙哈鲁决定将呼罗珊的赫拉特(今阿富汗西部)作为他的新都城。沙哈鲁在此统治,使其成为贸易和文化中心。他在那里建立了一座图书馆,并成为艺术的赞助人。然而沙哈鲁并没有放弃撒马尔罕,而是决定将其交给他的儿子乌鲁伯格,后者更感兴趣的是将这座城市打造成文化中心,而非政治或军事征服。尽管当父亲让他掌管撒马尔罕时,乌鲁伯格只有十六岁,但他成为了父亲的副手,并成为河中地区的统治者。

乌鲁伯格主要是一位科学家,特别是数学家和天文学家。然而,他当然没有忽视艺术,写诗和历史,并研究《古兰经》。1417年,为了推进天文学研究,乌鲁伯格开始建造一所伊斯兰学校,这是高等教育的中心。这所伊斯兰学校面向撒马尔罕的雷吉斯坦广场,于1420年完工,随后乌鲁伯格开始任命他能找到的最优秀的科学家担任那里的讲师。

乌鲁伯格邀请卡西加入他在撒马尔罕的伊斯兰学校,以及大约六十位其他科学家,包括Qadi Zada。毫无疑问,除了乌鲁伯格本人之外,卡西是撒马尔罕领先的天文学家和数学家。卡西写给他父亲的信件保存了下来。这些信件是从撒马尔罕写的,精彩地描述了那里的科学生活。其中一封信的内容最近才出版,见[5]。

在信中,卡西赞扬了乌鲁伯格的数学能力,但在撒马尔罕的其他科学家中,只有Qadi Zada赢得了他的尊重。乌鲁伯格主持科学会议,自由讨论天文学问题。通常这些问题对除卡西以外的所有人都太难了,信件证实卡西是乌鲁伯格在撒马尔罕伊斯兰学校最密切的合作者。

除了伊斯兰学校,乌鲁伯格还在撒马尔罕建造了一座天文台,始建于1428年。这座天文台呈圆形,有三层。直径超过50米,高35米。天文台的主任是阿里·库奇,一位穆斯林天文学家。卡西和其他被任命到伊斯兰学校的数学家和天文学家也在乌鲁伯格的天文台工作。

为天文台特别建造的仪器中有一个象限仪,其巨大到必须移除部分地面才能放入天文台。还有一座大理石六分仪、一个三角仪和一个浑天仪。科学家们在乌鲁伯格的指导下并在与他的合作中在天文台取得的成就,在[4]中有详细讨论。这本优秀的书记录了主要成就,包括:给出三次方程精确近似解的方法;与二项式定理的工作;乌鲁伯格精确到八位小数的正弦和正切表;球面三角学公式;以及特别重要的,乌鲁伯格的Catalogue of the stars,这是自克劳狄乌斯·托勒密以来的第一部综合性星表。

这份星表,即Zij-i Sultani,为此类著作树立了标准,直到十七世纪。它出版于1437年,给出了992颗恒星的位置。这份星表是天文台众多人员共同努力的成果,其中包括乌鲁伯格、卡西Qadi Zada。除了天文台观测的表格外,这部著作还包含历法计算和三角学成果。

三角学成果包括按1°间隔给出的正弦表和正切表。这些表显示出很高的精度,至少精确到小数点后8位。这一计算建立在准确确定sin 1°的基础上,乌鲁伯格通过证明它是三次方程的解,然后用数值方法求解该方程而解决了这一问题。他得到

sin 1° = 0.017452406437283571

正确的近似值是

sin 1° = 0.017452406437283512820

这表明乌鲁伯格达到了惊人的精度。

在天文台所作的观测揭示出克劳狄乌斯·托勒密计算中的若干错误,这些计算在此之前一直被毫无疑问地接受。来自他天文台的数据使乌鲁伯格能够将一年的长度计算为365天5小时49分15秒,这是一个相当准确的值。他给出了关于太阳、月球和行星的数据。他关于行星一年内运动的数据,如同他许多工作一样,非常准确[1]:-

……乌鲁伯格的数据与现代关于[土星、木星、火星、金星]的数据之间的差异落在二至五秒的范围内。

乌鲁伯格的政治才能不及他的科学才能,而且在1447年他父亲去世后,尽管他是独子,却无法保住权力。他最终在撒马尔罕因自己的儿子'Abd al-Latif的煽动而被处死。他的陵墓于1941年在撒马尔罕由帖木儿建造的陵墓中被发现。人们发现乌鲁伯格被埋葬时穿着自己的衣服,这已知表明他被视为殉道者。当他的遗体被检查时,他所受的伤害显而易见[1]:-

……第三颈椎被一件锋利的器具切断,以致身体的主要部分和该椎骨的一段弧被干净利落地切开;这一击从左侧打来,还切穿了下颌骨的右角和它的下缘。

参考文献

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