Astrolabul este instrumentul științific cu cea mai mare longevitate, fiind folosit de la sfârșitul antichității și până la începutul perioadei moderne. Inventat în jurul secolului al IV-lea D.Hr. în Alexandria, astrolabul dă o expresie concretă a celei mai bune geometrii grecești în reprezentarea cerului și în efectuarea calculelor necesare pentru a îi pătrunde semnificațiile.
Adus în lumea arabă în secolul al VIII-lea, astrolabul a suferit multe schimbări importante. Încă din secolul al X-lea, spaniolii deveniseră conștienți de cunoștințele arabe. Misterele astrolabului și iluminarea pe care o putea aduce au creat mult interes. În timpul Renașterii producția astrolabului devenise din ce în ce mai elaborată.
Principiul astrolabului se bazează pe o proiecție stereografică a sferei cerești în planul ecuatorului. Fundația pentru acest tip de proiecție este bazată pe activitatea lui Apollonius din Perga, un geometrist și astronom din secolul al III-lea Î.Hr., dar în anul 150 Î.Hr. Hipparchus a fost cel care a îmbunătățit-o și folosit-o în astronomie.
Cea mai importantă parte a astrolabului tradițional este o placă circulară de metal ce era suspendată de un inel din care cădea perfect vertical. Pe o parte sunt gravate mai multe cercuri, împărțite în tipuri de gradații precum gradele, zilele anului, lunile anului. Gravurile puteau fi folosite și pentru calcule trigonometrice. Cealaltă parte era și ea gravată. Cercul exterior avea 24 de divizii pentru ore. Un alt cerc era împărțit ca un calendar. Tropicele și ecuatorul erau gravate pe partea centrală iar polul se afla în centrul discului.
Un alt disc putea fi fixat pe partea din față, astfel încât se putea roti. Deschideri au fost tăiate în disc pentru a permite astronomului să vadă prin astrolab. Tăieturile erau făcute în așa fel încât formau o hartă a cerului. Prin ajustarea discului cerului se putea determina partea vizibilă a cerului, altitudinea corpurilor cerești, printre altele.
O riglă era disponibilă pentru a fi fixată pe partea din spate a astrolabului. Prin suspendarea instrumentului de inelul său, se putea măsura altitudinea corpurilor cerești prin indicarea sa cu rigla și citirea măsurii unuia dintre cercurile gravate.
Uneori invenția astrolabului îi este atribuită lui Ptolemeu, în aproximativ 150 D.Hr., dar ceea ce numise „astrolabon organon” era altceva. Primele mențiuni ale unui tratat privind astrolabul sunt cele ale lui Theon din Alexandria în secolul al IV-lea D.Hr. Lucrarea, menționată în surse arabe și bizantine, nu a supraviețuit până în zilele noastre. Cea mai veche descriere a unui astrolab planisferic care a ajuns în occident a fost cea a lui John Philoponos care a trăit în Alexandria în jurul anului 550. „Tratatul privind Astrolabul” arată că în secolul al VI-lea instrumentul era folosit în principal în astronomie.
Abia după ce astrolabul a fost introdus în lumea arabă, a început să câștige recunoaștere și putere. Religia islamică a făcut ca această zonă a lumii să fie singura la acea vreme care să aibă o nevoie mare de măsurarea timpului și a spațiului. Ei au folosit astrolabul pentru a stabili momentele pentru rugăciunea musulmană sau pentru stabilirea calendarului. Mai mult decât atât, primii califi au finanțat cercetarea și construirea de instrumente sau observatoare, care le-au permis o mai bună înțelegere a vastelor spații ale imperiului, dar și descifrarea mesajelor cerești. Interesul oamenilor influenți pentru astrologie a reprezentat un beneficiu și pentru știință.
Sub aceste condiții, în secolul IX-lea, marele om de știință Al-Khwarizmi, creatorul algebrei, a dezvoltat trei îmbunătățiri esențiale ale astrolabului: cercurile de azimut pe o placă (pentru indentificarea direcției), pe spatele instrumentului pătratul pentru umbre (pentru măsurarea distanței) și cvadrantul (pentru calculele trigonometrice).
Pe lângă măsurarea timpului și scopurile astrologice și astronomice, au fost descoperite alte utilizări, precum orientarea în spațiu, ușurarea navigației și cartografierea, măsurările topografice și calcularea mecanică a coordonatelor astronomice sau funcțiilor trigonometrice. Dincolo de a fi un instrument de măsurare, astrolabul este un instrument de calcul.
Cea mai notabilă îmbunătățire după cele aduse de Al-Khwarizmi a fost cea a astrolabului universal. Liniile de pe plăcile unui astrolab planisferic depind de latitudinea unui anumit loc de pe pământ unde este utilizat. Prin urmare, în timpul marilor călătorii pe direcția nord-sud, a fost nevoie să se schimbe placa înainte să poată fi folosit.
Căutarea unui astrolab accesibil tuturor latitudinilor a durat până în secolul al XI-lea. În Toledo, într-o Spanie musulmană, Khalaf și Al-Zarqali au adus îmbunătățirile. Cu toate acestea, astrolabul universal nu îl depășește pe cel tradițional planisferic pentru că acesta era foarte bine adaptat în rezolvarea anumitor probleme precum schimbarea coordonatelor, dar nu a corespuns bine cu ceea ce observatorul vedea pe cer și nu acoperea aceleași utilizări.
Tot în Spania a avut loc trecerea cunoștințelor la europeni. Una dintre primele traduceri din arabă în latină a fost „Astrolabii Sententiae” a lui Llobet din Barcelona.
În secolul al XII-lea, Raymond din Marsilia a scris un tratat original cu privire la utilizarea astrolabului și a oferit o traducere pentru linia meridianului Marsiliei din lucrarea lui Al-Zarqali „Tabelele din Toledo”. Așa se face că tratatul lui Raymond este cel mai vechi tratat cu privire la astrolab ce nu a fost doar tradus din arabă.
Producția astrolabului a atins apogeul în secolul al XVI-lea. În jurul anului 1530, producția astrolabului a început să se dezvolte în Țările de Jos. Louvain a devenit centrul de producție în jurul magazinului lui Gemma Frisius. Astrolabul produs de acesta a stabilit un standard pentru măiestrie și frumusețe ce nu a fost niciodată egalat.
Începând cu secolul al XVI-lea instrumentele au devenit mai specializate și mai precise. În secolul următor, astrolabul a fost depășit și înlocuit de ceasuri și instrumente precum sextantul, teodolitul optic și de alte instrumente de calcul.
Se pretindea că astrolabul avea mari puteri. Dezvăluind misterele cerului și ale stelelor, se credea că putea prezice viitorul și că putea vindeca bolnavii. De fapt, astrolabul are o calitate foarte importantă, abilitatea de a ne învăța despre istoria științei și a celor care au făcut-o.
