از منجنیق تا اسطرلاب؛ مسیر دانش و فناوری در جهان اسلام

در بخش نخست گفت‌وگوی «آناتک» با دکتر حنیف قلندری، استاد تاریخ علم، عضو هیات علمی و رئیس پژوهشکده تاریخ علم دانشگاه تهران، به ابزار‌هایی پرداختیم که دانشمندان پیش از دوران مدرن برای رصد آسمان، اندازه‌گیری موقعیت اجرام و محاسبه زمان در اختیار داشتند. او توضیح داد که ابزار‌هایی مانند ذات‌الحلق و ربع جداری برای اندازه‌گیری دقیق‌تر به کار می‌رفتند و اسطرلاب، برخلاف تصور رایج، صرفاً یک ابزار رصدی نبود، بلکه نوعی ابزار محاسبه‌گر نجومی بود که هندسه، نجوم و محاسبه را در خود ترکیب می‌کرد. دکتر قلندری همچنین تأکید کرد که اسطرلاب را نمی‌توان صرفاً اختراع مسلمانان یا میراثی بدون تغییر از یونانیان دانست؛ بلکه این ابزار در یک روند تاریخی انتقال و توسعه دانش، در تمدن اسلامی به شکل گسترده‌ای تکامل یافت.

اما دانش فنی در جهان اسلام به نجوم محدود نمی‌شد. در بخش دوم گفت‌و‌گو، از منجنیق و دانش مکانیک تا ساعت‌های مکانیکی، ابزار‌های باقی‌مانده در موزه‌ها و نقش صنعتگران در ساخت ابزار‌های دقیق می‌پردازیم و در پایان، به سراغ ابزاری می‌رویم که از نگاه دکتر قلندری نمونه‌ای جالب از پیوند ریاضیات، هندسه و فناوری است: اسطرلاب خطی شرف‌الدین طوسی.

شما پایان‌نامه‌ای درباره منجنیق راهنمایی کرده‌اید که ابزاری نظامی است، نه نجومی. آیا دانش مکانیک و فیزیک کاربردی در دوره اسلامی محدود به نجوم نبود و کاربرد‌های دیگری هم داشت؟

دو تا از شاخه‌های مرتبط با ریاضیات (علوم تعلمی) در گذشته در قالب مباحثی درباره «جرّ اثقال» مطرح می‌شد. جرّ اثقال به مسائل مربوط به جابه‌جایی و بلند کردن اجسام سنگین با استفاده از ابزار‌هایی مانند اهرم مربوط بود و حیل بیشتر به ساخت دستگاه‌ها و سازوکار‌های مکانیکی و استفاده از نیرو‌های مختلف، از جمله نیرو‌های سیالات، مربوط می‌شد. اگر بخواهیم با اصطلاحات امروزی توضیح دهیم، بخشی از این حوزه را می‌توان به نوعی مهندسی نزدیک دانست؛ البته نباید این اصطلاحات امروزی را دقیقاً معادل مفاهیم تاریخی تلقی کرد.

این دانش کاربرد‌های متنوعی داشت: ساخت وسایل سرگرمی، دستگاه‌هایی برای آسان‌تر کردن کار‌های روزمره، ابزار‌های مربوط به آب و آبرسانی و البته فناوری‌های نظامی. منجنیق نمونه جالبی است، زیرا عملکرد آن را نمی‌توان صرفاً با یک ماشین ساده توضیح داد و در ساخت آن ترکیبی از اصول مکانیکی و سازوکار‌های مختلف به کار می‌رفت.

ساعت‌های مکانیکی که دانشمندانی مانند تقی‌الدین راصد می‌ساختند، چه کارکردی داشتند و چقدر دقیق بودند؟

ساعت‌های مکانیکی در حدود سده دهم هجری/شانزدهم میلادی به سرزمین‌های اسلامی راه یافتند و صنعتگران و دانشمندان اسلامی نیز به ساخت و مطالعه نمونه‌هایی از آنها پرداختند. بنابراین، اختراع ساعت مکانیکی را نمی‌توان به ایشان نسبت داد، اما تلاش برای شناخت، بازسازی و بهبود این فناوری در جهان اسلام وجود داشت.

برای منجمان، اهمیت ساعت صرفاً نشان دادن «ساعت روز» نبود. اندازه‌گیری زمان یکی از پایه‌های رصد نجومی بود، زیرا موقعیت یک جرم آسمانی باید در ارتباط با زمان ثبت می‌شد؛ بنابراین هرچه امکان اندازه‌گیری زمان دقیق‌تر باشد، ثبت و مقایسه رصد‌ها نیز دقیق‌تر خواهد بود.

در مورد میزان دقت ساعت‌های مکانیکی اولیه باید محتاط بود. نخستین ساعت‌های مکانیکی اروپایی خود فناوری‌هایی ابتدایی بودند و با معیار‌های امروزی دقت بسیار محدودی داشتند؛ بنابراین درباره دقت نمونه‌هایی که در سرزمین‌های اسلامی ساخته شده‌اند نیز بدون بررسی موردبه‌مورد نمی‌توان عدد دقیقی ارائه کرد.

آیا نمونه‌های اصل این ابزارها، مثل اسطرلاب و ساعت مکانیکی، امروز باقی مانده و در موزه‌ها نگهداری می‌شود؟

از اسطرلاب‌های تاریخی نمونه‌های متعددی باقی مانده و امروزه در موزه‌ها و مجموعه‌های تاریخی مختلف در سراسر جهان نگهداری می‌شوند. این اسطرلاب‌ها برای تاریخ علم اهمیت زیادی دارند، زیرا فقط خود ابزار را به ما نشان نمی‌دهند؛ بلکه از روی آنها می‌توان درباره شیوه‌های ساخت، اندازه‌گیری، درجه‌بندی، مهارت فلزکاری و حتی شیوه‌های استفاده از ابزار در دوره‌های مختلف اطلاعات به دست آورد.

در مورد ساعت‌های مکانیکی وضعیت متفاوت است. از نخستین نمونه‌هایی که در سرزمین‌های اسلامی ساخته شده‌اند، تا آنجا که من اطلاع دارم، نمونه‌های اصل و سالم بسیار کمیاب‌اند و نمی‌توان مانند اسطرلاب‌ها مجموعه بزرگی از آنها را در موزه‌ها معرفی کرد. البته درباره ساعت‌های تاریخی، باید هر نمونه را جداگانه بررسی کرد و نمی‌توان صرفاً بر اساس یک تصویر یا گزارش، قدمت و محل ساخت آن را تعیین کرد.

به‌طور کلی، اسطرلاب‌ها برای ما منبع مستقیم و بسیار ارزشمندی برای مطالعه فناوری نجومی دوره اسلامی هستند، در حالی که در مورد ساعت‌های مکانیکی باید بیشتر به رساله‌ها، توصیف‌های فنی، تصاویر و گزارش‌های تاریخی تکیه کرد.

ساخت این ابزار‌ها به چه دانش‌هایی نیاز داشت؟ آیا سازندگان این ابزار خودشان دانشمند بودند یا صنعتگرانی که از روی دستور دانشمندان کار می‌کردند؟

این یکی از پرسش‌های مهم تاریخ فناوری است و پاسخ ساده‌ای ندارد. ما شواهدی از ارتباط میان صنعتگری و علم‌آموزی داریم، اما شواهد تاریخی آن‌قدر فراوان نیست که بتوان گفت همیشه دانشمند و صنعتگر یک نفر بوده‌اند یا برعکس، این دو گروه همیشه از هم جدا بوده‌اند. ساخت یک ابزار دقیق نجومی، مثلاً اسطرلاب یا ابزار‌های بزرگ رصدی، به مجموعه‌ای از مهارت‌ها نیاز داشت: شناخت هندسه و اندازه‌گیری، توانایی محاسبات، فلزکاری، برش و شکل‌دهی مواد و مهم‌تر از همه توانایی انتقال یک طرح ریاضی به یک شیء فیزیکی دقیق.

در برخی موارد دانشمند رساله‌ای درباره طراحی و ساخت ابزار می‌نوشت و صنعتگر یا سازنده آن را به شیء تبدیل می‌کرد. اما احتمالاً در بسیاری از موارد نیز سازندگان مهارت‌هایی داشتند که الزاماً در قالب کتاب یا رساله ثبت نشده است. این مسأله فقط درباره ابزار‌های نجومی صادق نیست. در مورد فناوری‌های نظامی، ابزار‌های آبیاری، ماشین‌های مکانیکی و حتی ساخت شمشیر، تیر و کمان و سازه‌های دفاعی نیز بخش بزرگی از دانش فنی احتمالاً به‌صورت عملی و استاد ـ شاگردی منتقل می‌شده و به همین دلیل امروز ردّ مکتوب کمی از آن باقی مانده است؛ بنابراین نباید تاریخ فناوری را فقط از روی کتاب‌های دانشمندان بازسازی کرد. بخشی از تاریخ فناوری در خود اشیا، شیوه ساخت آنها و مهارت‌های صنعتگران باقی مانده است.

اگر بخواهید یکی از این ابزار‌ها را به‌عنوان نماد نبوغ فنی دوره اسلامی معرفی کنید، کدام را انتخاب می‌کنید؟

اگر منظور از نبوغ فنی را ترکیبی از دانش ریاضی، درک هندسی و توانایی تبدیل یک ایده علمی به ابزار بدانیم، برای من اسطرلاب خطی نمونه بسیار جالبی است.

اسطرلاب خطی که شرف‌الدین طوسی، از دانشمندان سده هفتم هجری، درباره آن رساله‌ای نوشته است، از این جهت جالب است که ایده اسطرلاب را از یک نمایش دوبعدی به یک ساختار خطی تبدیل می‌کند. این کار صرفاً یک تغییر ظاهری در شکل ابزار نیست؛ بلکه مستلزم آن است که روابط هندسی و ریاضی موجود در اسطرلاب به گونه‌ای دیگر بازنمایی شوند. به همین دلیل، اسطرلاب خطی برای من نمونه‌ای جالب از ارتباط ریاضیات، هندسه و فناوری ابزارسازی است. کسی که چنین ابزاری را طراحی می‌کند، باید هم ساختار ریاضی مسأله را بفهمد و هم بتواند آن را به شکلی فیزیکی و قابل استفاده تبدیل کند.

البته اگر معیار نبوغ فنی را چیز دیگری بدانیم، می‌توان ابزار‌های دیگری را نیز مطرح کرد. مثلاً ابزار‌های بزرگ رصدخانه‌ای از نظر مقیاس و دقت، یا برخی ماشین‌های مکانیکی از نظر پیچیدگی، نمونه‌های بسیار قابل توجهی هستند؛ بنابراین انتخاب اسطرلاب خطی بیشتر به این دلیل است که در یک ابزار نسبتاً کوچک، پیوند بسیار روشنی میان ایده ریاضی و ساخت فنی دیده می‌شود.