ابوریحان محمد بن احمد بیرونی، که به اختصار ابوریحان بیرونی نامیده می‌شود، یکی از بزرگترین دانشمندان و همه‌چیزدانان ایرانی در قرون چهارم و پنجم هجری قمری (دهم و یازدهم میلادی) بود. او در زمینه‌های گوناگونی چون ریاضیات، نجوم، فیزیک، داروشناسی، تاریخ، جغرافیا، مردم‌شناسی و زمین‌شناسی تبحر داشت و آثار ارزشمندی از خود برجای گذاشت.
برخی از نکات برجسته زندگی و فعالیت‌های او عبارتند از:
* زادگاه و نام: او در سوم ذی‌الحجه ۳۶۲ هجری قمری (۴ سپتامبر ۹۷۳ میلادی) در حوالی شهر کاث، پایتخت امارت آل آفریغ در خوارزم (ازبکستان امروزی) متولد شد. لقب "بیرونی" به معنای "خارج از شهر" به دلیل تولدش در حومه شهر خوارزم به او داده شده است.
* تحصیلات و اساتید: بیرونی در جوانی علاقه زیادی به کسب دانش نشان داد و علوم مختلفی از جمله فقه، الهیات اسلامی، زبان عربی، علوم یونانی، ریاضیات، نجوم و پزشکی را فراگرفت. او از شاگردان برجسته ابونصر منصور بن علی بن عراق، از دانشمندان بزرگ ایرانی، بود.
* فعالیت‌های علمی:
* نجوم و ریاضیات: بیرونی از پیشگامان علم نجوم و ریاضیات بود. او در سن ۱۷ سالگی عرض جغرافیایی شهر کاث را محاسبه کرد و بعدها با استفاده از روش مثلث‌بندی، شعاع زمین را با دقت بالایی اندازه‌گیری نمود که تا قرن‌ها در غرب به این دقت دست نیافته بودند. او همچنین نظریه حرکت زمین به دور خود را مطرح کرد.
* فیزیک: در زمینه فیزیک، او اولین کسی بود که برای یافتن وزن مخصوص اجسام تلاش کرد و ترازوهای بسیار دقیقی اختراع نمود.
* هندشناسی و مردم‌شناسی: بیرونی در سفرهای خود به هند، زبان سانسکریت را آموخت و مطالعات گسترده‌ای درباره فرهنگ، علوم و عقاید مردم هند انجام داد که نتیجه آن کتاب مشهور "تحقیق ماللهند" است. به همین دلیل او را پدر علم هندشناسی و اولین مردم‌شناس می‌دانند.
* گاه‌شماری و تاریخ: او در زمینه گاه‌شماری و تاریخ نیز آثار مهمی دارد، از جمله کتاب "آثار الباقیه عن القرون الخالیه".
* آثار مهم:
* آثار الباقیه عن القرون الخالیه: این کتاب درباره گاه‌شماری تاریخی و علمی است.
* القانون المسعودی: اثری عظیم در نجوم و جغرافیا که به نام سلطان مسعود غزنوی نوشته شده است.
* تحقیق ما للهند (تاریخ الهند): کتابی جامع درباره فرهنگ، دین، علوم و جامعه هند.
* الصیدنه فی الطب: در زمینه داروشناسی.
* التفهیم لاوائل صناعة التنجیم: در زمینه نجوم و احکام نجوم.
* وفات: ابوریحان بیرونی در ۲۷ جمادی الثانی ۴۴۰ قمری (۱۳ دسامبر ۱۰۴۸ میلادی) در شهر غزنه (افغانستان امروزی) درگذشت.
ابوریحان بیرونی به دلیل رویکرد تجربی، دقت در مشاهده و تحلیل، و گستردگی دانش خود، یکی از برجسته‌ترین و تأثیرگذارترین دانشمندان تاریخ علم به شمار می‌رود.
ابوریحان بیرونی، دانشمند بزرگ ایرانی در قرن چهارم و پنجم هجری، فردی همه‌چیزدان و از نوابغ دوران خود بود. او در زمینه‌های مختلفی مانند ریاضیات، نجوم، فیزیک، تاریخ، جغرافیا و داروشناسی فعالیت می‌کرد و آثار بسیار ارزشمندی از خود به جای گذاشت.
مهم‌ترین دستاوردهای ابوریحان بیرونی
* اندازه‌گیری دقیق شعاع زمین: بیرونی با استفاده از روش‌های ابتکاری خود، شعاع زمین را با دقتی بی‌نظیر محاسبه کرد که تا مدت‌ها در جهان بی‌سابقه بود.
* پیشگام در نجوم: او نه تنها در رصد ستارگان و سیارات تبحر داشت، بلکه نظریه حرکت زمین به دور خود را نیز مطرح کرد.
* بنیان‌گذار هندشناسی و مردم‌شناسی: بیرونی با سفر به هند و یادگیری زبان سانسکریت، تحقیقات گسترده‌ای درباره فرهنگ، آداب و رسوم و علوم مردم آن سرزمین انجام داد. کتاب "تحقیق ما للهند" او نمونه‌ای بی‌نظیر از این پژوهش‌هاست که او را پدر علم هندشناسی و اولین مردم‌شناس جهان می‌دانند.
* نوآوری در فیزیک: او در زمینه فیزیک، اولین کسی بود که به دنبال اندازه‌گیری وزن مخصوص اجسام رفت و ابزارهای دقیقی برای این کار ساخت.
* آثار ماندگار: از جمله مهم‌ترین آثار او می‌توان به "القانون المسعودی" (در نجوم و جغرافیا)، "تحقیق ما للهند" (در مورد هندشناسی) و "آثار الباقیه عن القرون الخالیه" (در گاه‌شماری و تاریخ) اشاره کرد.
به طور کلی، ابوریحان بیرونی نمونه‌ای برجسته از یک دانشمند تمام‌عیار بود که با رویکرد تجربی، دقت علمی و گستره دانش بی‌کرانش، تأثیر عمیقی بر پیشرفت علم در جهان گذاشت.
اندازه‌گیری شعاع زمین توسط ابوریحان بیرونی یکی از برجسته‌ترین شاهکارهای علمی اوست که نشان‌دهنده نبوغ و دقت بالای او در دوران خود بود. روش او بسیار خلاقانه و با کمترین امکانات انجام شد و نتیجه‌ای remarkably accurate را به دست آورد.
روش ابوریحان بیرونی برای اندازه‌گیری شعاع زمین:
برخلاف روش اراتوستن (دانشمند یونانی پیش از بیرونی) که بر اساس اختلاف زاویه تابش خورشید در دو شهر مختلف و نیاز به دانستن فاصله دقیق بین آنها بود (که خود کاری دشوار و خطاپذیر بود)، ابوریحان بیرونی روشی نوین و بسیار دقیق‌تر را ابداع کرد. این روش بر اساس مشاهده افق از بالای یک کوه و محاسبات مثلثاتی استوار بود:
* انتخاب یک کوه مناسب: بیرونی کوهی را انتخاب کرد که از قله آن بتوان به راحتی یک افق صاف (مثلاً یک دشت وسیع یا دریا) را مشاهده کرد.
* اندازه‌گیری ارتفاع کوه: این گام اولیه و بسیار مهم بود. بیرونی برای اندازه‌گیری ارتفاع کوه، دو نقطه (الف و ب) را در دشت صاف پای کوه و در امتداد مستقیم با قله کوه مشخص کرد. سپس:
* فاصله افقی بین این دو نقطه (d) را با دقت اندازه‌گیری کرد.
* با استفاده از یک اسطرلاب (ابزاری نجومی)، زاویه دید خود را از هر یک از نقاط الف و ب به سمت قله کوه اندازه‌گیری کرد.
* با داشتن این دو زاویه و فاصله بین دو نقطه، از طریق روابط مثلثاتی (قضیه سینوس‌ها و تانژانت)، ارتفاع کوه را با دقت بالایی محاسبه کرد. این خود یک دستاورد بزرگ مهندسی و ریاضی بود.
* مشاهده افق از قله کوه: پس از دانستن ارتفاع کوه، بیرونی به بالای کوه رفت و از آنجا با استفاده از اسطرلاب، زاویه افت افق را اندازه‌گیری کرد. زاویه افت افق (یا زاویه فرورفتگی) زاویه‌ای است که خط دید او به سمت افق (که مماس بر سطح زمین است) با خط افقی دید او از قله کوه می‌سازد.
* محاسبه شعاع زمین: با داشتن ارتفاع کوه (h) و زاویه افت افق (\alpha)، بیرونی توانست با استفاده از روابط مثلثاتی ساده (که به شکل یک مثلث قائم‌الزاویه بین مرکز زمین، قله کوه و نقطه تماس خط دید با افق در نظر گرفته می‌شود)، شعاع زمین (R) را به دست آورد. فرمول تقریبی این روش به صورت R = \frac{h}{\cos \alpha - 1} است (البته در محاسبات دقیق‌تر، روابط پیچیده‌تری به کار می‌رود).
دقت نتایج بیرونی:
بیرونی شعاع زمین را حدود ۶۳۴۰ کیلومتر محاسبه کرد. این در حالی است که مقدار پذیرفته‌شده امروزی برای میانگین شعاع زمین حدود ۶۳۷۱ کیلومتر است (البته زمین کروی کامل نیست و شعاع آن بین ۶۳۵۳ تا ۶۳۸۴ کیلومتر متغیر است).
بنابراین، خطای محاسبات بیرونی تنها حدود ۰.۵ درصد (یا حدود ۱۷.۲ کیلومتر کمتر از تخمین فعلی ناسا برای شعاع قطبی زمین) بوده است. این دقت شگفت‌انگیز با توجه به امکانات محدود آن دوران، نشان‌دهنده هوش فوق‌العاده، مهارت‌های رصدی دقیق و دانش عمیق ریاضی و هندسه ابوریحان بیرونی است. این دستاورد او را در زمره بزرگترین دانشمندان تاریخ قرار می‌دهد.
