С расширением круга знаний об обитаемом мире возникла необходимость в применении более точных методов, дающих меньшие искажения. Эту задачу блестяще выполнил Птолемей, предложивший использовать в географических картах различные (стереографическую и ортографическую) проекции перспективы шара на плоскость. Кроме того, Птолемей ввел в научную практику картографическую сетку в современном ее понимании и составил собственную карту, отражавшую уровень географических знаний той эпохи.
Характерной чертой античного землеведения было то, что изучение размера и формы Земли в целом и отдельных ее частей, то есть вопросов, составлявших предмет математической географии, шло параллельно с накоплением самых разнообразных сведений об окружающих странах и народах, что, как известно, относится к области географии описательной.
Такая же картина наблюдалась и в мусульманском мире, унаследовавшем традиции античной географической науки. Возникновение огромной империи, раскинувшейся на необозримых пространствах от берегов Атлантики до западных пределов Индии, привело к значительному расширению географического кругозора. К числу принципиально новых проблем, связанных со спецификой исламского вероучения, относилась разработка методов определения азимута «кыблы», или направления на Мекку, необходимого при строительстве мечетей, а также налаживание службы времени для точного исполнения положенных дневных молитв. С другой стороны, дальнейшее развитие землеведения настоятельно требовало проверки и уточнения астрономических таблиц, составленных Птолемеем и другими учеными античной и эллинистической эпох.
«Он внушил исследовать и рассуждать после него, — писал о Птолемее арабский астроном IX века Баттани, — он говорил, что, может быть, со временем в его наблюдения будут внесены поправки, как сам он внес к Гиппарху и другим ему подобным…»
Необходимость огромной работы по уточнению фактов, накопленных предшественниками, определялась вовсе не сомнением в их научной добросовестности, а недоразумениями, которые порождались разнобоем в единицах и даже системах измерений, не позволявшим судить об истинном значении многих величин.
«Сведения народов о величинах земных дуг расходятся в зависимости от тех мер длины, которыми они пользовались при определении расстояний, — писал об этой проблеме Бируни. — До нас не дошли в этой области сведения, восходящие к тем, кто непосредственно получил результаты определения величины Земли, кроме того, что дошло со стороны румов и индийцев… Но данные каждого из этих народов противоречат друг другу в такой степени, что вряд ли в этом можно разобраться… Румы измеряли эту окружность мерой, которую они называют стадией. Гален утверждает, что Эратосфен измерил этой мерой расстояние между Асуаном и Александрией, находящимися на одном меридиане… Если сопоставить то, что содержится об этом в «Книге доказательств» Галена, с тем, что есть в книге Птолемея «Введение в искусство сферики» и в его книге «Картина Земли» (то есть «География». —
«Эти большие расхождения во мнениях представителей данных двух групп (то есть румов и индийцев. —
В том же самом 827 году, когда при «Доме мудрости» в Багдаде была открыта знаменитая обсерватория Шаммасия, халиф Мамун приказал своим придворным астрономам начать работы по определению величины земного шара. Перед ними ставилась задача проверить данные птолемеевского «Альмагеста», астрономических таблиц Брахмагупты и персидского «Шахского зиджа», унаследованного мусульманской наукой от сасанидских времен.
В эксперименте, проводившемся с обстоятельностью и размахом, свойственными багдадскому двору, участвовали две группы ученых. Линейная длина дуги меридиана измерялась исключительно трудоемким, но точным способом — с помощью колышек и мерной веревки. После долгих поисков подходящей местности выбор пал на плоскую равнину Джебель Синджар в междуречье Тигра и Евфрата, лежащую на широте 36 градусов. Угловая длина измеренной таким образом дуги была установлена наблюдением меридианных высот звезд.
К сожалению, между результатами двух групп ученых обнаружилось небольшое расхождение. По данным одной из них, длина градуса меридиана составляла 56 2/ 3арабской мили [13], по данным другой — 56 миль. По свидетельству астронома конца X века Ибн Юниса, досадное недоразумение было с чисто царственной легкостью улажено Мамуном — халиф повелел взять за основу среднее арифметическое этих двух результатов.