Ο υπολογισμός της ακτίνας της γης πριν από χίλια χρόνια απαιτούσε πολλή φαντασία. Η ισλαμική μαθηματική ιδιοφυΐα του 10ου αιώνα Αμπού Ρεϊχάν Αλ Μπιρούνι, ήταν εκείνος που συνδύασε την τριγωνομετρία και την άλγεβρα για να επιτύχει αυτό το αριθμητικό κατόρθωμα.

Η επιστημονική κληρονομιά του Μπιρούνι ενέπνευσε επιστήμονες και μαθηματικούς για αρκετούς αιώνες και το όνομά του εξακολουθεί να προκαλεί σεβασμό ακόμη και σήμερα.

Το 1975, ο διάσημος ακαδημαϊκός από το Τατζικιστάν, Μπομποτζόν Γκαφούροφ, περιέγραψε τον Μπιρούνι σε άρθρο του στο Unesco Courier ως μια παγκόσμια ιδιοφυΐα που «ήταν τόσο πολύ μπροστά από την εποχή του που ακόμη και οι πιο λαμπρές ανακαλύψεις του φαίνονταν ακατανόητες στους περισσότερους λόγιους της εποχής του». Ο ιδρυτής του επιστημονικού κλάδου της Ιστορίας της Επιστήμης, Τζώρτζ Σάρτον ονόμασε τον 11ο αιώνα ως την εποχή του Αλ Μπιρούνι.

Λόγιοι όπως ο Μπιρούνι γεννήθηκαν σε μια εποχή που μεγάλο μέρος της παγκόσμιας επιστημονικής και μαθηματικής γνώσης μεταφράζονταν στα αραβικά. Μέχρι την ενηλικίωση του είχε μάθει επίσης τις έννοιες που είχαν αναπτυχθεί από λόγιους διαφορετικών πολιτισμών και αιώνων. Από την επιστημονική βιβλιογραφία των Βαβυλωνίων μέχρι εκείνη των Ρωμαίων, μέχρι τα αρχαία ινδικά κείμενα για την αστρολογία, ο Μπιρούνι είχε μάθει όλα. Όπως και άλλοι μουσουλμάνοι λόγιοι της χρυσής εποχής του Ισλάμ, ήταν και αυτός πεινασμένος για γνώση.

Σύμφωνα με τον Τούρκο καθηγητή, Φουάτ Σεζγκίν, διανοητικές συζητήσεις έλαβαν χώρα μεταξύ του 27χρονου Μπιρούνι και του 18χρονου Ιμπν Σινά. Είναι γνωστό ότι τα δυο μεγάλα μυαλά συζήτησαν σε βάθος το θέμα «Η διάδοση του φωτός και η μέτρησή του». Ο Σεζγκίν, ο οποίος πέθανε το 2018, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η ποιότητα αυτών των συζητήσεων ήταν σπάνια και πιθανότατα τέτοιες συζητήσεις δεν υπάρχουν καν σήμερα.

Μελετώντας το περιεχόμενο ορισμένων από αυτές τις ιστορικές συζητήσεις, ο Σεζγκίν είπε ότι οι δύο πολυμαθείς αντάλλαξαν σημειώσεις για τη θερμότητα και τις ακτίνες. Και οι δύο λόγιοι είχαν καταλήξει σε ένα παρόμοιο συμπέρασμα - ότι η θερμότητα παράγεται από την κίνηση και το κρύο από την ακινησία, και για αυτόν τον λόγο, η γη είναι ζεστή στον Ισημερινό και κρύα στους Πόλους. Μια άλλη πτυχή που συζήτησαν ήταν η διάδοση των θερμικών ακτίνων του ήλιου. Ο Μπιρούνι είδε το φως και τη θερμότητα ως άυλα, και είπε ότι η θερμότητα υπάρχει μέσα στις ακτίνες.

Ο Ιμπν Σίνα προχώρησε ακόμα παραπέρα, και είπε ότι η θερμότητα δεν διαδίδεται από μόνη της, αλλά ότι οι ακτίνες του ήλιου τις μεταφέρουν μαζί - σαν ένας άνθρωπος που κάθεται ακίνητος σε μια κινούμενη βάρκα.

Σύμφωνα με τον Γερμανό ιστορικό, Μαξ Μέγιερχοφ, ο Μπιρούνι είναι ίσως η πιο εξέχουσα μορφή στη φάλαγγα των παγκοσμίως σεβαστών Μουσουλμάνων λογίων, και του οποίου η συμβολή σε τόσους πολλούς διαφορετικούς τομείς του χάρισε τον τίτλο «al-Ustadh», τον κατ' εξοχήν Δάσκαλο ή Καθηγητή.

Αν επιστρέψουμε στην ακτίνα της γης - πώς ακριβώς τη μέτρησε; Ήταν σίγουρα το πιο αξιοσημείωτο επίτευγμά του. Πρώτα μέτρησε το ύψος ενός λόφου κοντά στο φρούριο της Ναντάνα στη σημερινή επαρχία Παντζάμπ του Πακιστάν.  Στη συνέχεια ανέβηκε στο λόφο για να μετρήσει τον ορίζοντα. Χρησιμοποιώντας τριγωνομετρικές και αλγεβρικές εξισώσεις, βρήκε την τιμή που ισοδυναμεί με 3928,77 αγγλικά μίλια, η οποία είναι περίπου 99% ίδια με τη σημερινή ακτίνα της γης.

Με βάση τους υπολογισμούς του, ο Μπιρούνι άρχισε επίσης να σκέφτεται την πιθανότητα η γη να περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο, μια ιδέα που οι πολυμαθείς της εποχής εκείνης αγνοούσαν.  Όμως ο Μπιρούνι ήταν τόσο σίγουρος για τη λογική και τα ένστικτα του, ώστε έγραψε εκτενώς για τον ήλιο, τις κινήσεις του και την έκλειψη. Επιπλέον, εφηύρε αστρονομικά όργανα και περιέγραψε πώς η γη περιστρεφόταν γύρω από έναν άξονα, κάνοντας ακριβείς υπολογισμούς του γεωγραφικού πλάτους και του γεωγραφικού μήκους. Σημείωσε τις θεωρίες και τις παρατηρήσεις του στο βιβλίο του, «Al-Athar Al-Baqiya». Έγραψε επίσης μια πραγματεία για το πώς γινόταν η χρονομέτρηση το 1000 μ.Χ., την περίοδο που είναι επίσης γνωστή ως Χριστιανική Εποχή.

Ανακάλυψε επίσης διάφορους τρόπους εύρεσης του βορρά και του νότου και ανακάλυψε μαθηματικές τεχνικές για τον ακριβή προσδιορισμό της αρχής των εποχών.

Ο Μπιρούνι παρατήρησε την ηλιακή έκλειψη της 8ης Απριλίου 1019 και τη σεληνιακή έκλειψη της 17ης Σεπτεμβρίου 1019. Την πρώτη την είδε στο Λαμγκάν, μια κοιλάδα που περιβάλλεται από βουνά μεταξύ των πόλεων Κανταχάρ και Καμπούλ. Έγραψε: «Κατά την ανατολή του ήλιου είδαμε ότι περίπου το ένα τρίτο του ήλιου είχε εκλείψει και ότι η έκλειψη ωχριούσε».

Παρατήρησε τη σεληνιακή έκλειψη στη Γκάζνα και έδωσε ακριβείς λεπτομέρειες για το ακριβές ύψος διαφόρων γνωστών αστέρων τη στιγμή της πρώτης επαφής. Περιέγραψε επίσης τον Γαλαξία μας ως μια συλλογή από αμέτρητα θραύσματα νεφελωδών άστρων.

Στο βιβλίο, «Al-Tafhim-li-Awail Sina'at al-Tanjim», συνόψισε τη μελέτη του για τα Μαθηματικά και την Αστρονομία. Το βιβλίο μεταφράστηκε από τον Ράμσεϊ Ραϊτ το 1934.

Οι συνεισφορές του Μπιρούνι στη φυσική περιλαμβάνουν μελέτες για ελατήρια και ακριβή προσδιορισμό του ειδικού βάρους δεκαοκτώ στοιχείων και ενώσεων, συμπεριλαμβανομένων πολλών μετάλλων και πολύτιμων λίθων. Το βιβλίο του «Kitab-al-Jamahir» πραγματεύεται τις ιδιότητες διαφόρων πολύτιμων λίθων. Ήταν πρωτοπόρος στη μελέτη των γωνίων και της τριγωνομετρίας. Εργάστηκε με τις σκιές και χορδές κύκλων και ανέπτυξε επίσης μια μέθοδο για την τριχοτόμηση μιας γωνίας. Επεξεργάστηκε την αρχή της θέσης και συζήτησε επίσης τους ινδικούς αριθμούς.

Στα πεδία της γεωλογίας και της γεωγραφίας, ο Μπιρούνι συνέβαλε στις μελέτες σχετικά με τις γεωλογικές εκρήξεις και τη μεταλλουργία. Εξήγησε τη λειτουργία των φυσικών πηγών και των αρτεσιανών πηγαδιών με την υδροστατική αρχή των συγκοινωνούντων δοχείων. Υπό το φως του επιστημονικού του έργου, ονομάστηκε ιδρυτής της γεωδαισίας. Το βιβλίο του Al-Athar Al-Baqiyah fi Qanun al-Khaliyah, ασχολείται με την αρχαία ιστορία και γεωγραφία, και μεταφράστηκε από τον Έντουάρτ Σάχαου.

Η ζωή του Αλ Μπιρούνι

Γεννήθηκε στο Καθ, της Χορεσμίας στη Δυτική Κεντρική Ασία, και έζησε μεταξύ 973 και 1048. Η Χορεσμία ήταν η χώρα του πολιτισμού των Χουαρέζμων και πολλών βασιλείων. Τμήματά του ανήκουν σήμερα στο Ουζμπεκιστάν, το Καζακστάν και το Τουρκμενιστάν.

Ο Μπιρούνι εγκατέλειψε τη γενέτειρά του σε νεαρή ηλικία και περιπλανήθηκε στην Περσία και το Ουζμπεκιστάν. Στη συνέχεια, αφού ο Μαχμούτ του Γκάζνι κατέκτησε το εμιράτο της Μπουχάρα, μετακόμισε στο Γκάζνι, μια πόλη στο σημερινό Αφγανιστάν, η οποία ήταν η πρωτεύουσα της δυναστείας των Γκαζναβιδών. 

Ο Μπιρούνι είναι ευρύτερα γνωστός με τη στενή σχέση του με τον Μαχμούντ Γκαζνάβι, έναν διάσημο Μουσουλμάνο βασιλιά που κυβέρνησε επίσης την Ινδία, και τον γιο του Σουλτάνο Μασούντ. Εντυπωσιασμένος από την επιστημοσύνη και τη φήμη του, ο σουλτάνος Μαχμούντ Γκαζναβί πήρε τον Μπιρούνι μαζί του στα ταξίδια του στην Ινδία αρκετές φορές. Ο Μπιρούνι ταξίδεψε σε πολλά μέρη της Ινδίας επί 20 χρόνια και έμαθε την ινδουιστική φιλοσοφία, τα μαθηματικά, τη γεωγραφία και τη θρησκεία από τους Παντίτ. Σε αντάλλαγμα, τους δίδασκε ελληνικές και μουσουλμανικές επιστήμες και φιλοσοφία.

Θεωρώντας την ισλαμική διδασκαλία ως ακρογωνιαίο λίθο της επιστημονικής γνώσης, ο Μπιρούνι συνόψισε την αναζήτησή του για γνώση ως εξής: «Η εμπειρία μου από τη μελέτη της αστρονομίας και της γεωμετρίας και τα πειράματα μου στη φυσική μου έδειξαν ότι πρέπει να υπάρχει ένας Σχεδιαστικός Νους με Απεριόριστη Δύναμη. Οι ανακαλύψεις μου στην Αστρονομία έδειξαν ότι υπάρχουν φανταστικές πολυπλοκότητες στο σύμπαν που αποδεικνύουν ότι υπάρχει ένα δημιουργικό σύστημα και ένας ακριβής έλεγχος που δεν μπορεί να εξηγηθεί μόνο με τις φυσικές και υλικές αιτίες».

Ποτέ δεν εκμεταλλεύτηκε τις μελέτες του ως μέσο για να αποκτήσει φήμη, κύρος ή υλικά οφέλη. Όταν ο σουλτάνος Μασούντ του έστειλε τρεις καμήλες με ασημένια νομίσματα σε ένδειξη εκτίμησης για το εγκυκλοπαιδικό του έργο «Αλ-Κανούν αλ-Μασούντι» (Ο Νόμος του Μασούντι), ο Αλ-Μπιρούνι επέστρεψε ευγενικά το βασιλικό δώρο λέγοντας: «Υπηρετώ τη γνώση για χάρη της γνώσης και όχι για τα χρήματα».