محاسبه شعاع زمین در هزار سال قبل نیاز به تخیل زیاد داشت. کسی که با ترکیب مثلثات و جبر به این شاهکار عددی دست یافت، نابغه ریاضی اسلامی قرن دهم ابوریحان بیرونی بود.
میراث علمی بیرونی قرن‌ها است که منبع الهام دانشمندان و ریاضی دانان بوده و تا امروز هم از نام او با احترام یاد میشود.
عالم مشهور تاجیک، باباجان غفوروف، در مقاله خود در پیک یونسکو در سال 1975، بیرونی را چنین توصیف می‌کند: "او آنقدر از زمان خود پیشی گرفته بود که حتی درخشان ترین اکتشافات او برای اکثر دانشمندان زمان خود غیرقابل درک بود." جورج سارتون، بنیانگذار رشته تاریخ ساینس، قرن یازدهم را عصر بیرونی نامید.
دانشمندانی مانند بیرونی در زمانی متولد شدند که اکثر دانش علمی و ریاضی به زبان عربی ترجمه شده بود. زمانیکه او به یک سن معین رسید، همچنان با مفاهیمی که توسط دانشمندان از تمدن‌ها و قرن‌های مختلف بوجود آمده بود آشنا شد. بیرونی در بسیاری از ساحه‌ها از ادبیات علمی بابلی‌ها و رومی‌ها گرفته تا نجوم درس گرفت. مانند تمام علمای مسلمان در عصر طلایی اسلام گرسنه دانش بود.
به گفته پروفیسور ترک، فوات سزگین، بحث‌های سالم فکری بین بیرونی 27 ساله و ابن سینا 18 ساله صورت گرفت. گفته میشود که دو عقلمند بزرگ در مورد موضوع 'انتشار و اندازه‌گیری نور' به عمق بحث کردند. سزگین که در سال ۲۰۱۸ درگذشت، معتقد بود که کیفیت این بحث‌ها منحصر به فرد است و حتی امروز هم به این سطح نرسیده است.
سزگین می‌گوید که ضمن بررسی محتوای برخی از این مباحث تاریخی، متوجه شده است که این دو دانشمند در مورد گرما و اشعه‌ها تبادل یادداشت می‌کردند. هر دو دانشمند به یک نتیجه مشابه رسیدند: گرما از حرکت و سرما از استراحت تولید میشود و به همین دلیل زمین در خط استوا گرم و در قطب ها سرد است. موضوع دیگری که آنها مورد بحث قرار دادند، انتشار اشعه خورشید بود. بیرونی نور و گرما را به عنوان چیزهای غیر مادی می‌دید و این دیدگاه را مطرح کرد که گرما در اشعه‌ها وجود دارد.
ابن سینا فراتر رفته و اظهار داشت که گرما به طور خود به خود تابش نمی‌کند، بلکه اشعه خورشید آنها را با خود حمل می‌کند، مانند مردی که بر کشتی در حال حرکت نشسته است.
به گفته مورخ آلمانی ماکس مایرهوف، بیرونی شاید برجسته ترین نام در جامعه جهانی محترم دانشمندان مسلمان باشد و کارهای او در بسیاری از زمینه‌های مختلف سبب شده است که عنوان "استاد" را بدست بیاورد.
اگر بخواهیم در مورد این صحبت کنیم که او چگونه شعاع زمین را محاسبه کرد، می‌توانیم بگوییم که این یقیناً قابل توجه ترین دست آورد او بود. بیرونی نخست ارتفاع یک تپه را در نزدیکی قلعه نندنه در ایالت پنجاب پاکستان اندازه گیری کرد. او بعد از تپه بالا رفت تا افق را اندازه گیری کند. با استفاده از معادلات مثلثاتی و الجبری، او یک عدد معادل 3928.77 مایل بریتانیایی را استخراج کرد؛ این تقریباً 99% با شعاع فعلی زمین مطابقت دارد.
بر اساس محاسبات خودش، بیرونی همچنان شروع به تفکر در خصوص احتمال چرخش زمین به دور خورشید کرد، یک نظریه که دانشمندان آن زمان آنرا نادیده می‌گرفتند. اما، بیرونی به منطق و غرایز خود چنان مطمئن بود که در مورد خورشید، حرکات آن، و کسوف به طور گسترده نوشت. او همچنان وسایل نجومی را اختراع کرد و محاسبات دقیق عرض البلد و طول البلد را انجام داد و توضیح داد که چگونه زمین به دور یک محور می‌چرخد. بیرونی تئوری‌ها و مشاهدات خود را در کتاب خود "الآثار الباقیه" ثبت کرده است. او همچنان یک تحقیق را در مورد اینکه چگونه سیستم تقویم در 1000 میلادی به وجود آمد، که به عصر مسیحیت نیز شناخته میشود، نوشت.
ابوریحان همچنان راه‌های مختلف را برای یافتن جهت‌ها کشف کرد و تخنیک‌های ریاضیکی را برای مشخص کردن آغاز فصول توسعه داد.
بیرونی کسوف را در 8 اپریل 1019 و خسوف را در 17 سپتمبر 1019 مشاهده کرد. او کسوف را در لمغان، دره‌ای که میان شهر قندهار و کابل توسط کوه ها احاطه گردیده است، دید. او نوشته است: دیدیم که هنگام طلوع خورشید حدود یک سوم خورشید کسوف شده و کسوف در حال کاهش بود.
بیرونی خسوف را در نیز در غزنی مشاهده کرد و جزئیات دقیق از ارتفاع دقیق ستاره‌های شناخته شده را در زمان تماس اول ارائه کرد. او همچنان کهکشان راه شیری را مجموعه‌ای از پارچه‌های بی شمار ستاره‌های سحابی توصیف کرد.
او مطالعات خود را در مورد ریاضیات و نجوم در کتاب خود "کتاب التفهیم فی اوائل صناعه التنجیم" که توسط رامسی رایت در 1934 ترجمه شده، خلاصه کرده است.
کمک‌های بیرونی به فزیک شامل مطالعات در مورد تعیین دقیق وزن مخصوص هجده عنصر و مرکبات آنها، بشمول فنرها و بسیاری از فلزات و سنگ‌های قیمتی است. کتاب او "کتاب الجماهر" به خواص سنگ‌های قیمتی مختلف می‌پردازد. او همچنان در مطالعه زوایا و مثلثات پیشگام بود. بیرونی سایه‌ها و وترهای دایره را مطالعه کرد و یک میتود برای سه قطع کردن یک زاویه بوجود آورد. او در مورد اصل موقعیت به تفصیل بحث کرد و همچنان اعداد هندی را مطالعه نمود.
در زمینه‌های زمین شناسی و جغرافیا در انفجارهای زمین شناسی و متالورژی سهم داشت. او عملکرد منابع طبیعی و چاه‌های آرتزین و ظروف ارتباطی را با اصل هایدروستاتیک توضیح داد. در پرتو مطالعات علمی انجام شده از طرف بیرونی، او را بنیانگذار جیودیزی خوانده‌اند.
زندگی بیرونی
بیرونی در خوارزم متولد شده و بین سال‌های ۹۷۳ تا ۱۰۴۸ زندگی می‌کرد. او در جوانی زادگاهش را ترک کرده و به سفرهای ایران و ازبکستان پرداخت. بعد از اینکه محمود غزنوی امارت بخارا را فتح کرد، به غزنی، پایتخت سلسله غزنویان که در افغانستان امروزی موقعیت دارد، نقل مکان کرد.
بیرونی به خاطر رابطه نزدیک با محمود غزنوی، پادشاه مشهور مسلمان که بر هند نیز حکومت می‌کرد و پسرش سلطان مسعود، مشهور است. سلطان محمود غزنوی تحت تأثیر دانش و شهرت او، بیرونی را در جریان سفرهایش به هند چندین بار با خود برد. بیرونی برای 20 سال به بسیاری از نقاط هند سفر کرد و در فلسفه هندو، ریاضیات، جغرافیه و مذهب از پندیت‌ها دروس گرفت. در مقابل او به آنها علوم و فلسفه یونانی و مسلمان را تدریس کرد.
ابوریحان بیرونی با دیدن تدریس اسلامی به عنوان سنگ بنای دانش علمی خود، جستجوی دانش خود را چنین خلاصه کرد: تجربه من در مطالعه نجوم و هندسه و آزمایش‌های من در فزیک به من نشان داده است که باید یک ذهن برنامه ریزی با قدرت بی نهایت وجود داشته باشد. اکتشافات من در نجوم نشان داده است که پیچیدگی‌های خارق العاده‌ای وجود دارد که یک سیستم خلاق، کنترول دقیق را ثابت میسازد که نمیتواند که نمیتواند توسط دلایل خالص فزیکی و مادی تشریح گردد.
او هیچگاه از کارهایش به عنوان وسیله‌ای برای رسیدن به شهرت، اقتدار یا سود مالی استفاده نکرد. هنگامی که سلطان مسعود سه شتر با بار سکه نقره‌ای را برای اثر دایره المعارف "القانون المسعودی" برایش فرستاد، بیرونی با مهربانی هدیه شاهی را پس فرستاد و گفت: من به خاطر علم خدمت می‌کنم نه به خاطر پول.
