La scienza e tecnica nell'epoca d'oro islamica riguarda le attività scientifiche e tecnologiche sviluppate e praticate durante la cosiddetta epoca d'oro islamica, ovvero dal VIII secolo circa al 1258, nei territori sotto il dominio islamico del califfato omayyade, degli Abbadidi di Siviglia, dei Samanidi, degli Ziyaridi, dei Buyidi in Persia o del califfato abbaside. Le conquiste scientifiche islamiche comportarono una spiccata attenzione per un ampio spettro di aree disciplinari, in particolare l'astronomia, la matematica e la medicina. Altri argomenti di studio furono anche l'alchimia e la chimica, la botanica e l'agronomia, la geografia e la cartografia, l'oftalmologia, la farmacologia, la fisica e la zoologia.
La scienza islamica dell'epoca d'oro aveva scopi pratici oltre a prefiggersi il fine della semplice comprensione dei fenomeni naturali. Ad esempio, l'astronomia fu utile per determinare la qibla (la direzione della Mecca verso cui pregare), la botanica ebbe un'applicazione pratica nell'agricoltura come si evince nelle opere di Ibn Baṣṣāl e Ibn al-Awwam, mentre la geografia permise ad Abū Zayd al-Balkhī di realizzare accurate mappe. Matematici musulmani come al-Khwarizmi, Avicenna e Jamshīd al-Kāshī fecero notevoli progressi nell'algebra, nella trigonometria, nella geometria e nei numeri arabi. I medici musulmani descrissero malattie come il vaiolo e il morbillo oltre a mettere in discussione la teoria medica greca classica. Al-Biruni, Avicenna e altri descrissero la preparazione di centinaia di farmaci a base di piante medicinali e composti chimici. Fisici musulmani, tra cui Alhazen o al-Bīrūnī, studiarono ottica e meccanica, nonché astronomia e vagliarono criticamente la teoria del moto di Aristotele.
I progressi islamici in tutte queste discipline fornirono un notevole contributo alla rinascita dell'Europa medievale.
Contesto storico
La storia dell'Islam può essere fatta iniziare nel 622 con l'Egira, l'esodo di Maometto, assieme ai primi devoti musulmani, dalla Mecca alla volta di Yathrib. Nei decenni successivi l'islam si espanse conquistando l'Arabia, l'Egitto e la Mesopotamia a spese dell'impero bizantino e dell'Impero persiano. Nel giro di un secolo, l'Islam si estendeva a ovest dall'attuale Portogallo all'Asia centrale a est. L'epoca d'oro islamica (compresa tra circa il 786 e il 1258) si ebbe durante il periodo del califfato abbaside (750-1258), caratterizzato da politiche stabili e fiorenti commerci. Durante quest'epoca le principali opere religiose e culturali dell'impero islamico furono tradotte in arabo e, occasionalmente, in persiano mentre la cultura islamica ereditò le conoscenze greche, indiane, assire e persiane, andando a costituire una nuova civiltà comune, basata sull'Islam. Nelle regioni islamiche si assistette ad un'era di cultura elevata e innovazione, accompagnata da una rapida crescita demografica e delle città. La rivoluzione agricola araba nelle campagne portò a maggiori raccolti grazie all'introduzione di migliorate tecnologie in particolare nell'irrigazione permettendo si di sostenere l'aumento della popolazione e alla cultura di prosperare.McClellan and Dorn 2006, pp.103–115 Dall'IX secolo in poi, studiosi come al-Kindi tradussero in arabo la conoscenza indiana, assira, sasanide (persiana) e greca, comprese le opere di Aristotele. Queste traduzioni fornirono un contributo essenziale per i progressi degli scienziati di tutto il mondo islamico.Turner 1997, p. 7
Discipline di studio I risultati scientifici islamici nell'epoca d'oro abbracciarono un'ampia gamma di aree disciplinari, in particolare in campo matematico, astronomico e medico tuttavia vi furono studi anche nella fisica, nell'alchimia e nella chimica, in oftalmologia, in geografia e in cartografia.Turner 1997, Table of contents
Alchimia e chimica Durante il primo periodo islamico gli scienziati elaborarono i quadri teorici dell'alchimia e della chimica. La teoria zolfo-mercurio dei metalli, trovata per la prima volta nel Sirr al-khalīqa ("Il segreto della creazione", 750-850 ca.) e negli scritti attribuiti a Jabir ibn Hayyan (tra l'850 e il 950 circa), vol. II, p. 1, note 1; rimase la base delle teorie sulla composizione metallica fino al XVIII secolo. La Tavola smeraldina, un testo criptico, fondamento di tutti gli alchimisti fino a Isaac Newton compreso, comparve per la prima volta nel Sirr al-khalīqa e in una delle opere attribuite a Jābir. p. 46. On Newton's alchemy, see Nella chimica pratica, le opere di Jābir e quelle dell'alchimista e medico persiano Abū Bakr al-Rāzī (865-925 circa), contengono le prime classificazioni sistematiche delle sostanze chimiche. Gli alchimisti musulmani si interessarono anche alla creazione artificiale di tali sostanze:See Jabir descrisse la sintesi del cloruro di ammonio da sostanze organiche Vol. II, pp. 41–42. mentre Abu Bakr al-Razi sperimentò il riscaldamento del cloruro di ammonio, del vitriolo e di altri sali, che alla fine avrebbero portato alla scoperta degli acidi minerali da parte di alchimisti latini, come lo Pseudo-Geber, del XIII secolo.
Astronomia e cosmologia
L'astronomia divenne una disciplina importante all'interno della scienza islamica. Gli astronomi si dedicarono maggiormente alla comprensione della natura del cosmo che a scopi pratici, tuttavia un'applicazione riguardava la determinazione della Qibla, la direzione verso cui pregare. Un altro campo importate fu l'astrologia grazie alla quale si riteneva possibile prevedere eventi che influivano sulla vita umana scegliendo così i tempi migliori per compiere alcune azioni come scendere in guerra o fondare una città.Turner 1997, pp.59–116 Al-Battani (850-922) determinò accuratamente la lunghezza dell'anno solare e contribuì alle Tavole di Toledo, utilizzate dagli astronomi per prevedere i movimenti del sole, della luna e dei pianeti nel cielo. In seguito, Copernico (1473-1543) utilizzò alcune delle sue tavole astronomiche.Masood 2009, pp.74, 148–150
Al-Zarqali (1028-1087) sviluppò un astrolabio più accurato di quelli già esistenti, che poi venne utilizzato per i secoli successivi, a Toledo realizzò un orologio ad acqua, scoprì che l'apogeo del Sole si muove lentamente rispetto alle stelle fisse e ottenne una buona stima del suo motoLinton (2004), p.97). per la sua velocità di variazione.Masood 2009, pp.73–75 Naṣīr al-Dīn al-Ṭūsī (1201-1274) scrisse un'importante revisione del modello celeste elaborato da Claudio Tolomeo nel II secolo. Quando Tūsī divenne l'astrologo del condottiero mongolo Hulagu Khan, gli fu assegnato un osservatorio e ottenne l'accesso alle tecniche e alle osservazioni cinesi. Inoltre, egli sviluppò la trigonometria come un campo separato e compilò le tavole astronomiche più accurate disponibili fino a quel momento.Masood 2009, pp.132–135
Botanica e agronomia
Lo studio del mondo naturale comprese anche un esame dettagliato delle piante. Il lavoro svolto si rivelò utile per ottenere uno sviluppo senza precedenti nella farmacologia in tutto il mondo islamico. Abū Ḥanīfa al-Dināwarī (815-896) rese popolare lo studio della botanica nel mondo islamico con il suo Kitāb al-Nabat (Libro delle piante) in sei volumi si cui sono sopravvissuti solo i volumi 3 e 5, con parte del volume 6 ricostruito grazie alla citazione di alcuni passaggi. Il testo sopravvissuto descrive 637 piante in ordine alfabetico, dalle lettere sin alla lettera ya; quindi l'intera opera dovrebbe aver trattato diverse migliaia di tipi di piante. Al-Dināwarī descrisse anche le fasi della crescita delle piante e la produzione di fiori e frutti. L'enciclopedia del XIII secolo compilata da Zakariya al-Qazwini (1203–1283), ʿAjāʾib al-makhlūqāt (Le meraviglie della creazione), conteneva, tra molti altri argomenti, sia temi di botanica realistica che racconti fantastici come la descrizione di alberi sui quali crescevano uccelli sui loro ramoscelli al posto delle foglie, ma che si potevano trovare solo nelle lontane isole britanniche.Turner 1997, pp.138–139, in Morelon & Rashed 1996, pp.813–852Turner 1997, pp.162–188 L'uso e la coltivazione delle piante fu documentato nell'XI secolo da Muhammad bin Ibrāhīm Ibn Bassāl di Toledo nel suo libro Dīwān al-filāḥa (La raccolta d'agricoltura) e da Ibn al-Awwam di Siviglia nel suo libro del XII secolo Kitāb al-filāḥa (Trattato sull'agricoltura). Ibn Baṣṣāl aveva viaggiato molto in tutto il mondo islamico, ottenendo così una conoscenza dettagliata dell'agronomia che contribuì allo sviluppo della rivoluzione agricola araba. Il suo libro pratico e sistematico descrive oltre 180 piante, come farle crescere e prendersene cura. Tra i soggetti studiati, ortaggi a foglia e a radice, erbe, spezie e alberi.
Geografia e cartografia
La diffusione dell'Islam nell'Asia occidentale e nel Nordafrica comportò uno sviluppo senza precedenti nei commerci e nei viaggi, sia via terra che via mare, fino al sud-est asiatico, alla Cina, in gran parte dell'Africa, in Scandinavia e persino in Islanda. Pertanto i geografi furono spronati a lavorare alacremente per realizzare mappe sempre più accurate del mondo conosciuto, partendo dalle molte fonti già esistenti ma frammentarie.Turner 1997, pp.117–130 Abu Zayd al-Balkhi (850–934), fondatore della scuola di cartografia Balkhī a Baghdad, realizzò un atlante chiamato "Figure delle regioni" (Suwar al-aqālīm). Al-Biruni (973-1048) misurò il raggio della Terra usando un nuovo metodo basato sull'osservazione dell'altezza di una montagna a Nandana (ora in Pakistan). Al-Idrisi (1100-1166) disegnò una mappa del mondo per Ruggero II, il re normanno di Sicilia. Egli scrisse anche la Tabula Rogeriana, uno studio geografico dei popoli, dei climi, delle risorse e delle attività economiche di tutto il mondo allora conosciuto.Masood 2009, pp.79–80
Matematica
I matematici musulmani raccolsero, organizzarono e chiarirono la matematica che avevano ereditato dagli studiosi dell'antico Egitto, della Grecia, dell'India, della Mesopotamia e della Persia, migliorandone la conoscenza e approntando proprie innovazioni. I settori di interesse furono, in particolare, l'algebra, la geometria e l'aritmetica. La prima, l'algebra, venne studiata soprattutto a scopo ricreativo poiché a quel tempo aveva poche applicazioni pratiche. La geometria venne invece studiata su diversi livelli: alcuni testi contengono regole geometriche pratiche per il rilievo e per la misurazione delle figure, mentre la geometria teorica rappresentava un prerequisito necessario per comprendere l'astronomia e l'ottica, richiedendo anni di apprendimento. All'inizio del califfato abbaside (istituito nel 750), subito dopo la fondazione di Baghdad nel 762, alcune conoscenze matematiche furono acquisite grazie a un gruppo di scienziati della tradizione persiana preislamica. Alla fine dello stesso secolo, gli astronomi indiani vennero invitati alla corte del califfo dove spiegarono le rudimentali tecniche trigonometriche usate nell'astronomia indiana. Opere greche antiche come l'Almagesto di Tolomeo e gli Elementi di Euclide vennero tradotti in lingua araba. Nella seconda metà del IX secolo, i matematici musulmani fornivano già i loro contributi alle parti più raffinate della geometria greca. La matematica islamica raggiunse il suo apogeo, tra il X e il XII secolo, nella parte orientale del mondo musulmano. La maggior parte dei matematici islamici medievali scriveva in arabo, mentre altri in persiano.Turner 1997, pp.43–61