زمینه پیدایش فیزیك كلاسیك

هنگامیكه اروپا در ظلمت جهل و بی خبری بسر می برد, دانشمندان اسلامی و در راس آنان اندیشمندان ایرانی اندوخته های علمی یونانیان را جمع آوری و حراست كردند و با دانش و اندیشه های ایرانیان باستان درآمیختند

●مقدمه

هنگامیكه اروپا در ظلمت جهل و بی خبری بسر می برد، دانشمندان اسلامی و در راس آنان اندیشمندان ایرانی اندوخته های علمی یونانیان را جمع آوری و حراست كردند و با دانش و اندیشه های ایرانیان باستان درآمیختند. تعاریف و اصول هندسه ی اقلیدسی توسط ایرانیان مورد بررسی و نقد قرار گرفت. مثلثات كروی توسط فضلای ایرانی ابداع و دستگاه اعداد با كشفیات هندیان تكمیل و بوسیله ی بازرگانان به اروپا برده شد. از قرن یازدهم میلادی به بعد بعضی از كشیشان به جامه ی طلاب مسلمان در می آمدند و كتبی را كه با دقت محافظت می شد با خود به غرب می بردند و ترجمه می كردند.

در قرن شانزدهم دستگاه خورشید مركزی منظومه شمسی تدوین و مسیر حركت سیارات با دقت رصد شد. در نتیجه تقدس دایره ها در هم شكسته شد و مدار بیضوی حركت سیارات مورد قبول واقع شد. روش استقرایی توانی نو یافت و به مقابله با قیاس برخاست و مسیر جدیدی برای اندیشه های علمی بوجود آمد.

آزمایش كردن قباحت خود را از دست داد و اجسام از بلندی رها شدند تا زمان سقوط آنها بطور تجربی بررسی شود. قوانین سقوط آزاد اجسام به كل جهان تعمیم داده شد شد و قانون جهانی گرانش كشف گردید. علت حركت سیارات به دور خورشید صورت بندی شد. اختراع و تكمیل تلسكوپ انسان را با دنیایی رو به رو ساخت كه قبل از آن هرگز تصورش نمی رفت. آنگاه ناچیزی زمین در مقابل كاینات به اثبات رسید.

استفاده از نماد گرایی در ریاضیات آغاز و هندسه تحلیلی به عنوان ابزاری قدرتمند برای تجسم و تكمیل كشفیات حساب دیفرانسیل و انتگرال به كار گرفته شد. ماهیت فیزیكی نور با آزمایش مورد سئوال قرار گرفت. در نتیجه نظریه ی دانه ای و نظریه ی موجی بودن نور برای توجیه آن ابداع شد. عنصر پنجم ارسطوئی اتر بیش از پیش بكار گرفته شد. اما این بار نه به عنوان یك عنصر، بلكه به عنوان زمینه ای برای انتشار نور و توجیه حركت نور در فضا و انتقال نیروی گرانش و تصور می شد كه كالبد فضا از اتر انباشته شده است.

●عصر تاریكی و دوره ی انتقال اول

با سقوط امپراطوری روم در اواسط قرن پنجم میلادی تمدن در اروپای غربی به سطح بسیار پائینی رسید. تعلیم و تربیت تقریباً از بین رفت و تنها راهبان دیرهای كاتولیك و معدودی افراد غیر روحانی با فرهنگ و دانش یونانی و لاتینی رشته ی باریكی داشتند.

در این دوران دانش باستان توسط دانشمندان اسلامی محفوظ ماند، دانشمندان اسلامی ضمن آنكه دانش یونانی را حفظ كردند، اندوخته های علمی ایران باستان، چین و هند را را نیز جمع آوری نموده، خود نیز به باروری آن كوشیدند. خلفای بغداد به حامیان علم بدل گشتند و فضلای برجسته ای را به دربار خود فراخواندند. آثار هندی و یونانی از جمله آثار برهمگویت، و اصول اقلیدسی و مجسطی به عربی ترجمه شد. كتب یونانی به عنوان یكی از شرایط صلح، از امپراطور بیزانس مصادره شد و در اختیار فضلای عرب زبان قرار گرفت. در این عصر فضلای زیادی به نوشتن آثاری در زمینه ریاضیات و نجوم پرداختند كه مشهورترین آنها محمد ابن موسی الخوارزمی بود. خوارزمی رساله ای در جبر و كتابی در باره ارقام هندی نوشت كه بعدها در قرن دوازدهم به لاتین ترجمه شد و تاثیر زیادی در اروپا گذاشت. ابوالوفا بوزجانی كتب بطلمیوس را ترجمه و تشزیح كرد و شرحی بر كتاب دیوفانتس نوشت. اصیل ترین و بدیع ترین اثر جبری حل معادله درجه سوم توسط خیام بوجود آمد. وی اصلاحیه دقیقی نیز برای تقویم انجام داد.

خواجه نصیرالدین طوسی اولین اثر در باب مثلثات مسطحه و كروی را نوشت و كار پیشتر خیام را با شرح و تصیحیحاتی منتشر كرد كه ساكری كارش را در هندسه نااقلیدسی با یاد داشتی از نوشته های نصیرالدین در باب توازی شروع كرد. نوشته های خواجه نصیرالدین توسط جان والیس در آكسفورد تدریس شد.

ابن هیثم كه در غرب به الهازن شناخته می شود، بزرگترین فیزیكدان مسلمان شناخته شده است. وی رساله ای در نور نوشت و ذره بین را كشف كرد. به نسبت زاویه تابش و زاویه انكسار پی برد و اصول تاریكخانه را شرح داد و در مورد قسمتهای مختلف چشم بحث كرد. رساله ی نور ابن هیثم نفوذ زیادی در اروپا گذاشت. كارهای وی توسط كمال الدین فارسی پیگیری شد.

در مورد نجوم تنها كافیست گفته شود كه بسیاری از نامها و واژه های امروزی در نجوم ریشه عربی دارند. بتدریج آثار علمی ایرانیان تنها زینت بخش كتاب خانه گردید و هنگامیكه شرق در حال به خواب رفتن علمی و غفلت بود، غرب در حال بیدار شدن بود. اوضاع علمی سایر كشورهای اسلامی و هندوستان و چین هم از ایران بهتر نبود، بلكه بدتر بود.

●فیزیك در ایران

كشور ما نسبت دیرینه ای در نجوم دارد. قدیمی ترین متن ایران پیش از اسلام، اوستا كتاب دینی زرتشتیان است كه متاسفانه فقط یك پنجم آن باقی مانده است. در این متن به كروی بودن زمین اشاره شده است كه این یك ردپای نجومی از ایران باستان است. همچنین در متن های دینی زرتشتی مربوط به دوره ساسانی به نام صورت های فلكی، ستاره ها و سیارات اشاره شده است.

مورد دیگر نجوم ایران پیش از اسلام مربوط به قرن اول میلادی یعنی ۶ قرن پیش از ظهور اسلام است.در قرن اول میلادی عده ای از فعالان (رهبران دینی كه هم رهبر بودن و هم دانشمند) به علتی نامعلوم و زمان اشكانیان از سیستان به هند مهاجرت كردند و دانش و فرهنگ ایرانی را با خود به این كشور بردند و آن را با فرهنگ و دانش هندی آمیخته كردند. گفته می شود این افراد همچنین در هند باقی مانده اند و تمایز نژادی خود را حفظ كرده اند. در هر حال این مسلم است كه تقویم ایرانی كه این افراد به هند بردند كه در آن شروع سال اول بهار است و هنوز در هند مورد استفاده قرار می گیرد. البته آنها عملا از تقویم اروپایی استفاده می كنند اما تقویم رسمی در قانون اساسی این كشور همان تقویم ایرانی است. از كتب قدیمی ایران كتاب نجومی باقی نمانده است غیر یك اثر مهم به نام ذیج شهریاران. ذیج به معنی كتابچه نجومی است كه لغت قدیمی فارسی است. این كتاب در زمان بهرام گور و توسط پادشاهان ساسانی تالیف شده است كه یك قرن بعد در زمان انوشیروان تصمیم گرفتند این كتاب را كامل تر كنند كه به دستور انوشیروان كتاب های نجوم یونان و هند خوانده شد و مقایسه كردند و گفتندكه كتاب های نجوم هندی دقیق تر است در نتیجه یك ویرایش جدیدی از ذیج شهریار براساس متن های هندی فراهم كردند. بعضی از منجمان اسلامی مثل ابوریحان بیرونی و خوارزمی مطالبی از این كتاب را در كتاب های خود آورده اند.

مثلا ابوریحان بیرونی كتابی به نام افراط المقال فی امر الضلال (مقاله ای یكتا در مورد سایه ها) دارد كه در آن روش مدرج كردن ساعت های آفتابی را از كتاب ذیج شهریار نقل كرده است. همچنین در یكی از نوشته های دینی زرتشتی یك آیین مقدسی ذكر شده است كه گفتند این آیین باید زمانی انجام شود كه ماه، ستاره ها، سیاره ها و خورشید در یك موقعیت ویژه كه در رسانه ذكر شده است، باشد. در عین حال، در نوشته هایی كه به زبان پهلوی است برای محاسبه موقعیت ماه، خورشید، ستاره ها و سیاره ها گفته شده است كه باید محاسبه آنها براساس یك ذیج (كتابچه نجومی) باشد و آنجایی كه از منابع ساسانی نام برده از ذیج هندی، ذیج شهریاران و ذیج بطلمیوس نام برده است به این ترتیب مشخص می شود كه در زمان ساسانیان، ایرانی ها با نجوم یونان باستان كه خیلی پیشرفته بود آشنا بوده اند كه شاخص تر اثر آن كتاب نجومی یونان باستان است كه بعدها به عربی ترجمه شد. ولی این عقیده هم وجود دارد كه اولین ترجمه آن از یك ترجمه فارسی قدیمی گرفته شده است. نجوم ایران باستان از نجوم دوره یونان باستان تاثیر گرفته و بر نجوم دوره اسلامی اثر گذاشت و نجوم این دوره هم بعدها بر تكامل نجوم در اروپا تاثیر گذاشت. بعد از اسلام یكی دو قرن صرف كشمكش و تثبیت حكومت جدید در ایران شد. در این دوره یا هیچ اثری بوجود نیامد و یا اگر به وجود آمد باقی نماند. اما بعد از آن از قرن سوم تا قرن ۷ و ۸ هجری شكوفایی بسیاری در كشورهای اسلامی به خصوص در ایران به وجود آمد و دانشمندان دستاوردهای زیادی به وجود آوردند كه به دوره طلایی اسلامی شهرت یافت.

خیام غیاث الدین ابوالفتح، عمر بن ابراهیم خیام (خیامی) در سال ۴۳۹ هجری (۱۰۴۸ میلادی) در شهر نیشابور و در زمانی به دنیا آمد كه تركان سلجوقی بر خراسان، ناحیه ای وسیع در شرق ایران، تسلط داشتند. وی در زادگاه خویش به آموختن علم پرداخت و نزد عالمان و استادان برجسته آن شهر از جمله امام موفق نیشابوری علوم زمانه خویش را فراگرفت و چنانكه گفته اند بسیار جوان بود كه در فلسفه و ریاضیات تبحر یافت. خیام در سال ۴۶۱ هجری به قصد سمرقند، نیشابور را ترك كرد و در آنجا تحت حمایت ابوطاهر عبدالرحمن بن احمد , قاضی القضات سمرقند اثر برجسته خود را در جبر تألیف كرد.

خیام سپس به اصفهان رفت و مدت ۱۸ سال در آنجا اقامت گزید و با حمایت ملك شاه سلجوقی و وزیرش نظام الملك، به همراه جمعی از دانشمندان و ریاضیدانان معروف زمانه خود، در رصد خانه ای كه به دستور ملكشاه تأسیس شده بود، به انجام تحقیقات نجومی پرداخت. حاصل این تحقیقات اصلاح تقویم رایج در آن زمان و تنظیم تقویم جلالی (لقب سلطان ملكشاه سلجوقی) بود.

در تقویم جلالی، سال شمسی تقریباً برابر با ۳۶۵ روز و ۵ ساعت و ۴۸ دقیقه و ۴۵ ثانیه است. سال دوازده ماه دارد ۶ ماه نخست هر ماه ۳۱ روز و ۵ ماه بعد هر ماه ۳۰ روز و ماه آخر ۲۹ روز است. هر چهار سال، یكسال را كبیسه می خوانند كه ماه آخر آن ۳۰ روز است و آن سال ۳۶۶ روز می شود در تقویم جلالی هر پنج هزار سال یك روز اختلاف زمان وجود دارد در صورتیكه در تقویم گریگوری هر ده هزار سال سه روز اشتباه دارد.

دستاوردهای علمی خیام برای جامعه بشری متعدد و بسیار درخور توجه بوده است. وی برای نخستین بار در تاریخ ریاضی به نحو تحسین برانگیزی معادله های درجه اول تا سوم را دسته بندی كرد، و سپس با استفاده از ترسیمات هندسی مبتنی بر مقاطع مخروطی توانست برای تمامی آنها راه حلی كلی ارائه كند. وی برای معادله های درجه دوم هم از راه حلی هندسی و هم از راه حل عددی استفاده كرد، اما برای معادلات درجه سوم تنها ترسیمات هندسی را به كار برد؛ و بدین ترتیب توانست برای اغلب آنها راه حلی بیابد و در مواردی امكان وجود دو جواب را بررسی كند. اشكال كار در این بود كه به دلیل تعریف نشدن اعداد منفی در آن زمان، خیام به جوابهای منفی معادله توجه نمی كرد و به سادگی از كنار امكان وجود سه جواب برای معادله درجه سوم رد می شد. با این همه تقریبا چهار قرن قبل از دكارت توانست به یكی از مهمترین دستاوردهای بشری در تاریخ جبر بلكه علوم دست یابد و راه حلی را كه دكارت بعدها (به صورت كاملتر) بیان كرد، پیش نهد.

خیام همچنین توانست با موفقیت تعریف عدد را به عنوان كمیتی پیوسته به دست دهد و در واقع برای نخستین بار عدد مثبت حقیقی را تعریف كند و سرانجام به این حكم برسد كه هیچ كمیتی، مركب از جزء های تقسیم ناپذیر نیست و از نظر ریاضی، می توان هر مقداری را به بی نهایت بخش تقسیم كرد. همچنین خیام ضمن جستجوی راهی برای اثبات "اصل توازی" (اصل پنجم مقاله اول اصول اقلیدس) در كتاب شرح اصول مشكل آفرین كتاب اقلیدس، مبتكر مفهوم عمیقی در هندسه شد. در تلاش برای اثبات این اصل، خیام گزاره هایی را بیان كرد كه كاملا مطابق گزاره هایی بود كه چند قرن بعد توسط والیس و ساكری ریاضیدانان اروپایی بیان شد و راه را برای ظهور هندسه های نااقلیدسی در قرن نوزدهم هموار كرد. بسیاری را عقیده بر این است كه مثلث حسابی پاسكال را باید مثلث حسابی خیام نامید و برخی پا را از این هم فراتر گذاشتند و معتقدند، دو جمله ای نیوتن را باید دو جمله ای خیام نامید. البته گفته می شود بیشتر از این دستور نیوتن و قانون تشكیل ضریب بسط دو جمله ای را جمشید كاشانی و نصیرالدین توسی ضمن بررسی قانون های مربوط به ریشه گرفتن از عددها آورده اند.

نوشته : حسین جوادی

---