فیزیک و مکانیک

دانش مکانیک نزد مسلمانان «علم الحیل» خوانده مى‌شد. علم حیل، دانش یا شناخت ابزارهاى شگردساز در اصطلاح پیشینیان بود که بر اساس آن، معرّف آشنایى با انواع وسایلى بود که هر یک کارى انجام مى‌دادند. هر چند برخى از اندیشه‌هایى که در کتاب هاى مربوط به حیل آمده است در خاور دور و ایران ریشه دارد، به ‌یقین مهندسى اسلامى را مى‌توان دنباله سنت خاورمیانه و مدیترانه دانست. مصریان و رومیان در مکانیک پیشرفت هاى فراوانى کرده بودند اما سهم یونانیان از همه بیشتر بود. در دوره خلفاى بزرگ عباسى در بغداد، بسیارى از آثار یونانى و گاهى سریانى به عربى ترجمه شد که از جمله کتاب پنوماتیک نوشته فیلون بیزانسى (بوزنطى) و مکانیک نوشته هرون اسکندرانى و رساله‌اى از ارشمیدس درباره ساعت هاى آبى را مى‌توان نام برد. بررسى و برآورد توان مهندسان مسلمان کار ساده‌اى نیست، ساختن و سوارکردن وسایل به توانایى در هندسه مسطحه و حساب و اندازه‌گیرى مساحت ها نیاز داشت، هر چند سوارکردن ابزار معیار منسجمى نداشت، اما علت کامیابى مهندسان مسلمان در ساخت ابزارهاى نوین، چون مجسمه‌اى با حرکات خودکار و فواره‌هاى مکانیکى این بود که آنان در طرح این ابزار از دانش تجربى استاتیک (ایست‌شناسى) استفاده مى‌کردند و نیز مى‌توانستند قطعات لازم را از موادى که داشتند ببُرند، شکل‌ بدهند و سوار کنند.[۱] نخستین مهندسان عالم اسلام سه برادر به نامهاى احمد و محمد و حسن، فرزندان موسى بن شاکر، مشهور به بنو موسى بودند. کتاب الحیل بنو موسى نخستین اثر مدون شناخته شده در زمینه مکانیک در جهان اسلام به ‌شمار مى‌رود. در این کتاب، یکصد دستگاه شرح داده شده‌اند که بیشتر آنها به ‌صورت خودکار و با استفاده از خواص مکانیکى سیالات کار مى‌کنند. این وسایل شامل انواع فواره‌هاى خودکار، ساعت هاى آبى، انواع بالابرهاى آب و چرخ هاى چاه، آفتابه‌هاى خودکار و وسایلى مانند این هستند. نکته جالب در مورد پژوهش هاى این سه برادر آن است که آنان پانصد سال پیش از اروپا و براى نخستین بار، میل‌لنگ را در حوزه دانش هاى فنى بکار برده‌اند.[۲] دیگر مهندس مشهور اسلامى و نامدارترین مکانیک مسلمان جَزَرى است. او در نیمه دوم سده ششم یا آغاز سده هفتم هجرى در شهر آمِد یا دیار بکر امروزى مى‌زیست. کتاب مشهور او در مورد مکانیک، کتاب «فى معرفة الحیل الهندسیة» یا «الجامع بین العلم والعمل النافع فى صناعة الحیل» نام دارد که آن را به درخواست امیر دیار بکر، نوشت. کتاب جزرى جامع علم و عمل است یعنى هم کتابى نظرى و هم عملى به ‌شمار مى‌رود. او مقام رئیس الاعمال به معنى «رئیس مهندسان»، را نیز داشته است؛ در هنر رسم فنى مهارت داشت؛ همچنین در تشریح مطالبى که در ذهن داشته و در وصف آسان و ساده دقیق‌ترین و پیچیده‌ترین ابزارها استاد بوده است. کتاب وى بهترین نوشتار درباره ابزارهاى مکانیکى و هیدرولیکى در سده‌هاى میانه است و در آن، واقعاً بین علم و عمل، مباحث نظرى و راههاى عملى را مطرح کرده است. این کتاب به شش بخش (نوع) تقسیم شده است: ساعت هاى آبى و شمعى وسایل سرگرم‌کننده وسایلى براى شستن دست و صورت و وضو گرفتن فواره‌ها و نی هاى دایمى ماشین هایى براى بالاکشیدن آب وسایل جزئى و گوناگون دیگر. ارزش این کتاب به اهمیت روش ها و شیوه‌ها و اجزاى آن منحصر نمى‌شود، بلکه جزئیات روش ساختن هر وسیله با تفصیل تمام و آن هم توسط شخصى که خود صنعتگر ماهرى بوده شرح داده شده است.[۳] ابوالفتح عبدالرحمان خازنى، دیگر مکانیکدان و فیزیکدان اسلامى است. او در شهر مرو به دنیا آمد و در دستگاه سلجوقیان به امور علمى پرداخت. مشهورترین اثر وى میزان الحکمه (نوشته حدود ۵۱۵ ق) و از مهم‌ترین کتابهاى علم الحیل است. مکانیک آبگونه‌ها (هیدرولیک)، ایستاب‌شناسى (هیدرواستاتیک)، به ‌ویژه دیدگاههاى وى درباره گرانیگاه، تعادل اجسام، وزن مخصوص، چگالى سنجى، بالابرها، ترازوها، زمان سنج ها و فنون ساختن و بکار بستن ابزارهایى در این زمینه، جملگى نشان دهنده تبحر او در حوزه دانش مکانیک به ‌شمار مى‌رود. از دیگر دانشمندان مسلمانِ در این زمینه، ابن‌هیثم بصرى، جیانى قُرطبى و البته ابوریحان بیرونى را مى‌توان نام برد. پژوهش هاى ابوریحان بیرونى در بدست آوردن وزن مخصوص پنج مادّه و کانى امروزه آن چنان به معیارهاى قرن بیستمى ما نزدیک است که تعجب همگان را برمى‌انگیزد. هرگاه از دید کارکردگرایانه به دستاوردهاى مهندسان اسلامى بپردازیم و طراحى انواع آلات سرگرمى و شعبده‌بازى و بالابرهاى آب را به کنارى بنهیم، مهم‌ترین دستاورد مسلمانان در حوزه علم حیل، آشنا ساختن اروپا با باروت و سلاحهاى آتشین است. پیشینه ذکر استفاده از انواع سلاح هاى آتشین در جنگ ها و به ‌ویژه هنگام محاصره شهرها به سده هشتم هجرى مى‌رسد. ابن ‌خلدون در کتاب العبر از کاربرد انواع سلاح هاى آتشین و آن هم نه فقط در بکاربردن توپها و انواع ابتدایى توپ هاى دستى (شمخال) یا تفنگ ها، بلکه در انواع گوناگونى از پرتابه‌ها در نبردهاى سلاطین اسلامى افریقا یاد کرده است. بررسى آراى چند تن از دانشمندان اسلامى درباره این پرتابه‌ها، نوشته‌هاى شهاب ‌الدین ‌بن فضل‌اللَّه العمرى، ابن‌ ارنبخاء و حسن الرماح، ما را با دنیاى عجیب و شگفتى‌آور سلاح هاى آتشین آشنا مى‌سازد.[۴] پانویس دونالدز هیل، مهندسى مکانیک در میان مسلمانان، ترجمه معصومى همدانى، نشر دانش، س ۳، ش ۴، ص ۵-۴. دانشنامه جهان اسلام، ج۴، ذیل «بنوموسى» (محمدجواد ناطق). ابوالعز جزرى، الجامع بین‌العلم والعمل، النافع فى صناعة الحیل، ترجمه محمدجواد ناطق، تهران، ۱۳۷۹، ص ۴۳-۴۱. دانشنامه جهان اسلام، ج۱، ذیل «باروت». منابع علی اکبر ولایتی، فرهنگ و تمدن اسلامى‌، ص ۴۲ تا ۴۴.