قدیمی ترین ابزار علمی دنیا - گردشیا

سمیه طلوع برکاتی| اسطرلاب به زبان ساده ماکتی (نمونکی) از آسمان بود و اصل دوم یک رصدخانه به شمار می آمد. خواجه نصیرالدین طوسی (597 ـ. 672 ه. ق) در رساله بیست باب در معرفت اسطرلاب، کلمه ها و اصطلاحات مختلفی را که ممکن است کلمه اسطرلاب از آن ها گرفته شده باشد، فهرست نموده است؛ اینکه معرب کلمه فارسی ستاره یاب است، یا میزان آفتاب، آینه آفتاب، جام جم، جام گیتی نما و آینه ستارگان که ترجمه هایی از اصطلاح یونانی 1 آن است.

در تمدن اسلامی اخترشناسان در جنس، اندازه، نوع، قطعات و محاسبات ساخت اسطرلاب بسیار دقیق بودند. بعضی از ایشان فن اسطرلاب را شریف ترین شاخه ریاضی و اسطرلاب را شریف ترین ابزار علم نجوم می دانستند؛ به طوری که درستی این علم به درستی کارکرد اسطرلاب است و دقت محاسبات نجومی وابسته به آن.

تاریخچه

بعضی لوحه های گِلی باقی مانده از بابلیان که دارای خطوط و نقوش است، از وجود نوعی اسطرلاب گِلی حکایت می نماید. با توجه به وسعت اطلاعات مردم بین النهرین درباره اخترشناسی، بعید است که از دستگاهی همچون اسطرلاب بی بهره بوده باشند.

خواجه نصیر هم ریشه اخترشناسی و علم اسطرلاب یونان را از کلدانی ها و بابلی ها می داند که از نزد آنان به شرق و غرب عالم رفته است. البته به نظر ابوالفضل نبئی، بطلمیوس (قرن دوم میلادی) را اولین سازنده اسطرلاب مسطح دانستن، معتبرتر است. او در کتاب مشهورش، مَجِسطی، از اسطرلاب یاد نموده است.

ابُرقلُس هم در قرن پنجم میلادی در کتابش از وسیله ای به نام ارگانون استرولابون 2 یاد نموده است که شامل هفت حلقه فلزی سوار بر هم بود و همان کارایی اسطرلاب را داشت. نزدیک ظهور اسلام، فردی ریاضی دان و مهندس به نام انبون بِطریق که در ساخت ابزار نجوم ماهر بود، کتابی درباره اسطرلاب مسطح تألیف کرد.

اسطرلاب از قرن ها پیش از اسلام در ایران هم متداول بود و غیر از اخترشناسی، در اخترگویی 3 به کار می رفت. فردوسی در شاهنامه به اسطرلاب و کاربرد آن در اخترگویی اشاره نموده است. به گفته نبئی، ایرانی ها در سیر تکامل اسطرلاب گوی سبقت را ربوده و بهترین اسطرلاب را ساخته بودند.

در دوره اسلامی نخستین علومی که مورد توجه نهاده شد، طب، کیمیا و اخترشناسی بود که فزونی آن بیشتر به خاطر اخترگویی بود تا علم اخترشناسی. گزارش هایی در دست است که خالد بن یزید بن معاویه (د.85 هـ. ق) برای آموختن اخترگویی کوشش می کرد. در آن دوره کاربرد اسطرلاب هم در اخترگویی بیشتر از اخترشناسی بود؛ چون در اخترگویی و طالع شناسی آگاهی از ارتفاع و مختصات ستارگان در زمان های معین ضروری است و این معلومات با ابزار رصد به دست می آمد که ساده ترین آن ها اسطرلاب مسطح بود.

وقتی مسلمانان با اسطرلاب آشنا شدند، به ارتقای آن همت گماشتند؛ زیرا برای مسائل شرعی ازجمله وقت شناسی و جهت یابی و تشخیص قبله بسیار کاربرد داشت. اوج این صنعت دوره عباسی است. از ساخت اسطرلاب در دوره منصور (136 ـ. 158 هـ. ق) اطلاع در دست است.

اولین کسی که اسطرلاب ساخت، ابواسحاق ابراهیم بن حبیب فَزاری (د.161 هـ. ق) از اخترشناسان دربار منصور بود. ابن ندیم از دو کتاب او، العمل بالاسطرلاب المسطح و العمل بالاسطرلاب و هو ذات الحلق نام برده که از بین رفته است.

ماشاءالله منجم (د. حدود 199 هـ. ق) از اخترشناسان منصور عباسی نیز کتاب هایی درباره اسطرلاب مسطح و ذات الحلق نوشت که عربی آن ها از بین رفته، اما ترجمه لاتین کتابی از او به نام الاسطرلابات و العمل بها، سه بار در قرن شانزدهم میلادی در اروپا چاپ شد و اکنون موجود است. ابوالوفای بوزجانی (د.387 هـ. ق) بخش هایی از مجسطی را به عربی ترجمه کرد و علاقه مندان با دسترسی به متن آن، به ساخت اسطرلاب پرداختند.

در دوره مأمون (198 ـ. 218 هـ. ق) با تأسیس بیت الحکمه و چند رصدخانه، جنبشی در علم اخترشناسی پدید آمد و کسانی مثل عباس بن سعید جوهری (د.228 هـ. ق) و حَبَش حاسب (د.250 هـ. ق) در آن دست به کار شدند. البته ابتدا جنبه ریاضی اخترشناسی بیشتر از رصد مدنظر بود. مهم ترین کتاب درباره اسطرلاب کروی را فضل بن ابی حاتم نیریزی در نیمه قرن سوم هجری نوشت.

دیگر دانشمندی که قرن سوم هجری درباره اسطرلاب صاحب تألیف بود، محمد بن موسی خوارزمی (د.232 هـ. ق) است. بیشترین شهرت و خدمات او در ریاضیات است، اما با مجسطی بطلمیوس آشنایی کامل داشت و مجموعه زیج 4 را فراهم آورد که اولین اثر نجوم اسلامی است که تقریبا کامل باقی مانده است.

ابوالعباس فَرغانی (د.247 هـ. ق) هم درباره اسطرلاب کتابی نوشت برتر از کتاب خوارزمی که نه تن ها این ابزار را شرح داد، بلکه اشتباهات رایج در ساختمان قرص مرکزی آن را نیز تصحیح کرد.

فتح بن نجبه (نجیبه) اسطرلابی (د.405 هـ. ق) هم در ابزار اخترشناسی استاد و مرجع بود و از شهرتش پیداست که در فن اسطرلاب خبره بوده است. به تدریج دانشمندان برجسته ای همچون ابوریحان بیرونی (362 ـ. 440 هـ. ق) درباره آن کتاب نوشتند و تا قرن هفتم هجری/ سیزدهم میلادی اسطرلاب از هند تا اندلس شناخته شده و مورد استقبال بود. اسطرلاب در قرن یازدهم میلادی به اروپا راه یافت و تا قرن هفدهم دریانوردان از آن استفاده می کردند؛ به طوری که بدون داشتن اسطرلاب حرکت نمی کردند.

شرف الدین مظفر بن محمد طوسی (د.610 هـ. ق) که در ریاضیات، هندسه و اخترشناسی بسیار متبحر و استادِ استادِ خواجه نصیرالدین طوسی بود، اسطرلاب خطی را ابداع کرد و آن را عصا نامید. درباره آن رساله ای هم نوشت و می گفت: حتی یک تازه کار هم می تواند ظرف نیم ساعت آن را بسازد و کاربردش بسیار آسان است.

خودش با آن ارتفاع ستارگان را محاسبه و جهت مکه و قبا را معین می کرد. البته دقت اسطرلاب او به اسطرلاب مسطح نمی رسید. شاگردش کمال الدین موصلی آن را اصلاح کرد و خطاهایش را گرفت. خواجه نصیرالدین طوسی هم رساله ای به نام بیست باب در معرفت اسطرلاب دارد.

در سده بعد، رصدخانه مشهور سمرقند شاهد حضور دانشمندانی همچون غیاث الدین جمشید کاشانی (د.832 هـ. ق)، قاضی زاده رومی (د.840 هـ. ق)، الغ بیگ (د.853 هـ. ق) و ملاعلی قوشچی (د.879 هـ. ق) بود که با یاری اسطرلاب میراث علمی گذشتگان را حفظ کردند و به آن افزودند. از مهم ترین ثمرات علمی آن دوره تنظیم زیج سلطانی یا زیج الغ بیگ بود. فن اسطرلاب در ایران دوره صفوی هم رونق داشت.

ریاضی دان و مهندس مشهور آن عصر شیخ بهاءالدین محمدعاملی (953 ـ. 1031 هـ. ق)، معروف به شیخ بهایی، به اسطرلاب پرداخت و کتابی به نام تحفه حاتمی درباره آن تألیف کرد. یکی دیگر از مشاهیر این فن عبدالائمه بود که اسطرلاب او (ساخته شده در 1133 هـ. ق) در موزه آستان قدس نگهداری می گردد.

اجزا و انواع اسطرلاب

به زبان ساده، اسطرلاب ابزاری مسطح بود و از آلیاژ برنج ساخته می شد. در وسط آن دایره ای (قرصی) قرار داشت که خطوط شاخصی روی آن کنده می شد. جای خطوط به دقت محاسبه شده بود. قرص مرکزی داخل یک حفاظ می چرخید. یک روی حفاظ دارای شبکه ای از تکه های باریک برنجی بود.

این تکه ها به نقاطی منتهی می شدند که نشانه ستارگان بودند و با چرخاندن قرص داخلی زمان طلوع و غروب اجرام فلکی و دیگر وقایع نجومی به دست می آمد. روی دیگر حفاظ یک بازوی رصد بود که با یاری آن آزیموت 5 اجسام را معین می کردند.

رایج ترین نوع اسطرلاب، اسطرلاب مسطح بود که دو نوع شمالی و جنوبی داشت. انواع دیگر آن کروی، خطی که شرف الدین طوسی ابداع کرد؛ زورقی که ابتکار ابوسعید سجزی (د.414 هـ. ق) بود و با فرضیه متحرک بودن زمین 6 ساخته شد.

به تدریج اخترشناسان به حسب نظریه و احتیاج های خود صفحه ها، قطعه ها و خطوطی به اسطرلاب افزودند و انواع زیادی از اسطرلاب ازجمله آسی، الشعاع، بیضوی، نصفی، ثُلث، تامّ، ربع المجیب، سُدس، سرطانی، صدفی، صلیبی، طوماری، عُشر، عقربی، تامّ قوسی، لولَبی، مُطَبَّل، مغنی، هلالی، کری ذی العنکبوت، جامعه و عصای موسایی پدید آوردند که نام آن ها در کتاب ها آمده است.

کاربرد های اسطرلاب

اسطرلاب علاوه بر کاربرد گسترده در علم اخترشناسی مثل پیداکردن ارتفاع و زاویه آفتاب، معین صندلی سیارات منظومه شمسی، معین زمان دقیق طلوع و غروب ماه و خورشید و دیگر ستاره ها و سیاره ها، در تقویم نگاری، تشخیص وقت (ساعت، روز، ماه، سال) که به ویژه در تشخیص اوقات شرعی برای مسلمانان مهم بود؛ معین طول و عرض جغرافیایی محل در همه ساعات شبانه روز، شناسایی جهت قبله، معین ارتفاع کوه ها و عرض رودخانه ها و دیگر عوارض طبیعی زمین، معین عمق ها، اندازه گیری فاصله میان دو شیء، حتی اندازه گیری قد اشخاص خیلی بلند هم به کار می رفت.

به همین مناسبت در امور نظامی، مهندسی و عمرانی فایده هایی داشت که دیگر ابزار نجومی نداشتند و همین اسطرلاب را متمایز می کرد. به ویژه که برای استفاده از آن به تخصص و تبحر در ریاضیات احتیاج نبود.

برای نمونه، در جنگ ها برای سنجیدن فاصله شهر ها از هم، محاسبه ارتفاع برج ها، فاصله تا قلعه و ارتفاع دیوار های آن، ساختن سنگر و محاسبه و طراحی نحوه عبور از رود ها به کار می رفت. در ساخت وساز های عمرانی در یافتن مادرچاه قنات و معین اینکه آب در چه نقطه ای روی زمین ظاهر می گردد؛ کانال کشی، عمق یابی چاه ها و محاسبات مربوط به رودخانه ها و حوضچه های آب مفید بود. اسطرلاب صنعتی پرفایده بود که به خیالات واهی از آن روی گرداندند و در کشور ما جز اسمی از آن نمانده است.

پی نوشت ها:

1- Astron Lambanein

2- ظاهرا این همان وسیله ای است که دانشمندان مسلمان آن را ذات الحِلَق می نامیدند.

3- اخترگویی یا تنجیم، همان طالع بینی است.

4- جدول های نجومی که مکان ستاره ها و سیاره ها را نشان می داد.

5- همان السموت عربی که جمع سمت است؛ یعنی موضع جسم در امتداد افق از مبتدای شمال حقیقی.

6- ابوسعید سجزی به حرکت وضعی زمین معتقد بود.