خلاصه‌ای از تاریخ نجوم یونانی و اسلامی (1)
آیا پرداختن به تاریخ علم كاری عبث است؟ اگر اهمیت فلسفه ی علم را درك كرده باشیم، آنگاه سخن ایمره لاكاتوش بسیار سودمندخواهد بود: «فلسفه ی علم بدون تاریخ علم تهی است، تاریخ علم بدون فلسفة علم نابیناست.»
آشنایی با روشهای علمی و تجربی مردان بزرگ علم در طی قرون، و چگونگی استدلال نمودن ایشان و همچنین روند پیشرفت علوم‌گوناگونی مانند ریاضیات، نجوم، فیزیك و... نه تنها روند قانونمند و منطقی آن را در برابر چشمان ما می‌گشاید بلكه شكوهمندی‌بنای عظیمی به نام علم را هرچه بیشتر درك خواهیم نمود. یكی از تبعات آن برای خودمان، آمادگی برای تفكر درست و قانونمند درعرصه‌های گوناگون می‌باشد.
دكتر پرویز شهریاری در كتاب "جمشید كاشانی ریاضی دان ایرانی" پس از ذكر نكات مهمی در باره اهمیت تاریخ ریاضیات و به طور كلی، تاریخ علم می‌نویسد: "تاریخ گذشتة ریاضیات (وعلم) ما را قانع می‌كند كه، كشف‌های ریاضی (و علمی) تصادفی و جدا از هم و محصول نبوغ فرد یا ملت برگزیده‌ای نبوده است و نشان میدهد كه این پیشرفت قانونمند است و به همین مناسبت، بررسی و مطالعه آن، راه امروز و فردای ما را روشن می‌كند." با مراجعه به این كتاب اهمیت رجوع به تاریخ علم روشنتر می شود.
در این میان پرداختن به تاریخ علم نجوم، لطفی دیگر دارد. بسیارجالب است كه بخواهیم سرچشمه كشف‌های مهم را بدانیم هرچند مدل‌های باستانی در نظر امروزی ما نادرست و شاید مضحك به نظر برسند، ولی با نگاهی عمیق‌تر و موشكافانه‌تر عظمت فكر انسانی و تاریخ تكامل آن ما را به تامل وا می‌دارد.
و سرانجام به لذتی خواهیم رسید كه از مشاهدة جهان هستی در پرتو این اندیشه‌های نو به انسانی اندیشمند دست میدهد.
در این مقاله سعی داریم به آرایی بپردازیم، كه در طول قرن‌ها برای توجیه و پیش بینی حركات آسمانی ارائه شده است. در آن روزگار، همچون روزگار ما همه ی این دگرگونی‌ها و بی نظمی‌ها به توضیحی مناسب احتیاج داشت. یونانیان در شمار نخستین اقوامی بودند كه به جستجوی توضیحی منطقی و روشن برای‌پدیده‌های طبیعی برآمدند.
آراء یونانیان :
افلاطون، فیلسوف یونانی قرن چهارم پیش از میلاد، مساله‌ای برای توضیح حركت‌های آسمانی وضع كرد. او می‌گفت: ستارگان نمایندة موجودات تغییرناپذیر و جاودانه هستند با سرعت یكنواخت و در كاملترین و منظم‌ترین مسیرها در آسمان، به دورزمین می‌گردند. توجیه افلاطون مبنی بر اینكه تمامی ستارگان و سیارات باید در مسیرهایی دایره وار (چون دایره كاملترین شكل‌است) به دور زمین بچرخد، به مدت 2 هزار سال مهمترین مساله در نجوم باقی ماند.
راه حلی كه یونانیان برای توضیح این پدیده‌ها مطرح می‌نمودند، كاملاً مبتنی بر مشاهده‌ای بود كه از آسمان داشتند. ایشان می‌دیدند كه ستارگان گویی بر سطح درونی كره‌ای چسبیده‌اند و این كره به دور زمین می‌گردد. از طرف دیگر حركت خاصه ی خورشید را به همین گونه توصیف می‌كردند.
آنان فرض نمودند كه زمین در مركز كره بلورین (شفاف) بزرگی‌قرار دارد كه این كره در 24 ساعت یك دور به دور زمین‌می‌چرخد. درون این کره، كره دیگری قراردارد كه به كره اول متصل است. این كره فلك حامل خورشید است كه محورش حدود 23.5 درجه با محور چرخش كرة بزرگ زاویه دارد. با چرخش كرة آسمان، فلك حامل خورشید نیز می‌چرخد و در همین حین فلك‌حامل خورشید به دور محور خود در یك سال در حال دوران است.
پیش از فلك حامل خورشید، افلاک حامل ماه و زهره و عطارد قرار دارند، كه به زمین نزدیك ترند و خارج فلك خورشید، افلاك حامل مریخ، مشتری و زحل قرار گرفته‌اند كه همگی به كره آسمان (فلك الافلاك) متصل اند. یونانیان سعی می‌كردند كه با انتخاب اندازه مناسب برای فلك‌ها و سرعت و جهت آنها، مدل را با مشاهده سازگار نمایند.
فیلسوفی به نام فیثاغورث و شاگردانش دستاوردهای مهمی داشت. اولاً فیثاغورثیان بودند كه به این بینش دست یافته بودند كه خورشید و ماه و ستارگان از جمله زمین، كروی هستند. البته دلیل ایشان این بود كه كره، كاملترین اشكال است و چون‌همه چیزها به عقیده ایشان ریاضی هستند، هر چیزی باید كامل‌باشد. همچنین پیشنهاد كردند كه ماه خودش منبع نور نیست بلكه نور خورشید را باز می‌تاباند.
نجوم اسكندریه:
اسكندریه شهری مدیترانه‌ای در ساحل مصر بود. اسكندر این‌شهر را بدین نیت بر پا داشت كه كانونی باشد برای همة دانش‌ها و دانشمندان هراكلیدس، اراتستنس، آریستارخوس و بطلیموس همگی از بزرگان نجوم اسكندرانی به شمار می‌روند.
هراكلیدس معتقد بود كه برخی سیارات مانند زهره و مریخ به‌گرد خورشید در حركت اند و خورشید به روی مداری به دورزمین در گردش می‌باشند اراتستنس نخستین كسی بود كه در تاریخ علم دست به اندازه‌گیری قطر كره زمین زد. وی قطر كره زمین را به وسیله تفاوت ارتفاع خورشید در دو شهر، در زمانی واحد بدست آورد.
آریستارخوس كه احتمالاً تحت تاثیر هراكلیدس بوده است، مدل ونظریات جالبی اظهار داشته است:
1- محاسبة او درمورد فاصلة ماه از زمین و محاسبة قطر ماه با دقت خوبی، صحیح بود. (البته او محاسباتی دربارة فاصلة خورشید و اندازه آن دارد كه با خطای بسیاری همراه است)
2- آریستارخوس به پذیرش این واقعیت راغب بود كه فواصل بین‌اجرام آسمانی و به تبع آن اندازة عالم بسیار عظیم و بسی بیشتر از آن است كه تا آن زمان كسی توانسته باشد تصوركند.
3- زمین به دور خورشید در گردش است.
4- او معتقد بود كه خورشید از زمین بسیار بزرگتر است و با توجه به اینكه زمانی زمین را بزرگترین جسم می‌پنداشتند، این نظربسیار جالبی بوده است كه از طریق محاسبه به دست آورده بود.
5- زمین به گرد خود می‌چرخد.
نظریة خورشید مركزی آریستارخوس علت بعضی پدیده‌ها را كه توسط یونانیان قابل توجیه نبود، را به خوبی توضیح میداد. مثلاً حركت رجعی سیارات و اینكه چرا در حین حركت رجعی پرنورتر می‌شوند. ولی با این همه، این نظر برای فلاسفة آن زمان قابل پذیرش نبود. اولاً اینكه تصور حركت زمین با اندیشه‌های فلسفی كه زمین با اجرام فلكی تفاوت دارد و جای طبیعی آن باید در مركزجهان باشد، مبانیت داشت. دوماً فلاسفه دلایل قانع‌كننده خود را داشتند:
ایشان عنوان می‌كردند كه اگر زمین به دور خورشید در حال حركت باشد باید حركات منظره‌ای برای ستارگان رویت شود.
اختلاف منظر زمانی پیش می‌آید كه ناظر مكان خود را نسبت‌به جسمی كه به آن نگاه می‌كند در جهت عمود بر خط و اصل‌خود و جسم تغییر دهد.
ناظر زمانی كه در نقطة A قرار دارد، خط كشی كه روی مسیر دیدش قرار دارد را در امتداد درخت سمت راست می‌بیند. در حالی كه‌وقتی از نقطة B نگاه می‌كند، خط كش نسبت به تصویر زمینه تغییر مكان میدهد و در امتداد درخت سمت چپ دیده می‌شود.
فلاسفه می‌گفتند اگر زمین به دور خورشید در گردش باشد و مكانش تغییر كند باید مكان ظاهری ستارگان در آسمان تغییركند، یعنی اختلاف منظر داشته باشند ولی در آن زمان همچنین‌حركتی رؤیت نشده بود. (البته امروزه بوسیله تلسكوپ‌ها اختلاف منظر ستارگان رؤیت شده است)
بطلیموس و المجسطی:
بطلیموس منجم بزرگ اسكندرانی در 150 میلادی كتاب المجسطی را به رشتة تحریر در آورد. او در این كتاب به دنبال منظومه ایست كه قادر به پیشگویی دقیق مواضع هر سیاره باشد. نوع منظومه و فیزیك حركت‌ها، در مدل او، مبنی بر فرضیه‌های ارسطو بود. در واقع علت اصلی این نكته كه بطلیموس نظریة زمین‌مركزی را پذیرفت نه خورشید مركزی را همین بود كه با عوامل‌حركت یعنی دینامیك ارسطویی بر اساس حركت طبیعی سازگار بود. وی برای هرچه دقیق‌تر ساختن تئوری زمین مركزی سه طرح مهم دارد و با فلك خارج مركز، فلك تدویر، فلك معدل المسیر وی‌سعی نمود با استفاده از این سه شگرد، نه تنها حركات نایكنواخت‌خورشید و سیارات و ماه را تعیین كند بلكه پدیده‌هایی مانندحركت رجعی سیارات را نیز توضیح دهد.
فلك خارج از مركز:
سیاره بر روی فلك حامل خود قرار دارد، و فلك حامل به دور مركزش می‌چرخد و سیاره را با خود بر می‌گرداند. ولی مركز این فلك در مركز زمین نیست بلكه از زمین فاصله دارد.
فلك تدویر:
فلكی است كه مركز آن، بر روی محیط فلك حامل قرار دارد و سیاره روی محیط فلك تدویر نصب شده و در حین گردش فلك تدویر، همراه فلك حامل به دور زمین بر می‌گردد.
نكته جالبی كه دربارة فلك تدویر سیارات خارجی ایجاد كرد آن بود كه دورة گردش فلك‌های تدویر سیارات بیرونی همگی یكسال بود. در واقع چون بطلیموس نمی‌خواست زمین را با دورة تناوب یكسال به دور خورشید در نظر بگیرد، مجبور بود فلك تدویر سیارات را با دورة تناوب یكسان در نظر بگیرد تا حركات رجعی سیارات خارجی را توضیح دهد.
و حركات رجعی سیارات یكسان نبود. مریخ حركات رجعی متفاوتی درهر بار، نشان میداد: گاهی حلقوی، گاهی زیگ زاگ... پس بطلیموس ترفندی دیگر زد: فلك معدل المسیر.
فلك معدل المسیر:
بطلمیوس برای توضیح بعضی حرکات غیر یکنواخت ظاهری فرض کرد که سیاره به دور زمین با سرعتی غیر یکنواخت در حال چرخش است. در این مدل سرعت سیاره یکنواخت است منتها از نگاه نقطه ای که منطبق بر زمین نیست بلکه کمی از آن فاصله دارد.
با ورود فلك معدل المسیر به بعضی از قسمت‌های مدل بطلیموس، پیچیدگی كار را ناخوشایند نمود و شاید یكی از دلایلی كه منجمین پس از بطلیموس شروع به نقد وی كردند، همین فلك‌معدل المسیر بود. البته نقد اصلی ابن هیثم بر فلک معدل المسیر درباره ی تناقضی بود که فلک معدل المسیر با اصل یکنواخت بودن حرکت داشت.
كتاب المجسطی و استدلال‌ها و محاسباتی كه در آن بود، باعث شدكه مدل بطلیموس به الگویی مناسب برای پیش بینی موقعیت اجرام سماوی با دقت مطلوبی تبدیل شود. مدل سیاره‌ای بطلمیوس قریب 1000 سال مورد استفاده بود. چرااین مدت طولانی مدل بطلیموس باقی ماند؟
از دلایلی كه میتوان به آنها اشاره كرد:
1- دقت كافی مدل برای پیش بینی موضع اجرام سماوی (حدود 2 درجه)
2- با فلسفة ارسطویی، انطباق نسبی داشت. (البته تجاوزهایش از کیهانشناسی ارسطویی بعداً باعث اعتراض بعضی فلاسفه مثل ابن باجه شد.)
3- و همچنین با اعتقادات مسیحی زمان سازگار بود و هر مدل‌دیگری به معنای اختلاف با اعتقادات مسیحی به شمار می‌رفت.
سخن را بدین جا پایان نمی‌دهیم، چرا كه پس از بطلیموس دانشمندانی ظهور كردند كه نه تنها آثار ارزشمند یونانیان و علوم‌اسكندریه را پاسداری نمودند، بلكه تصحیحاتی نیز برآنها انجام‌دادند، و این امر سرمایة عظیم بشری را به نسل‌های بعد منتقل‌ساختند، كه اگر ایشان نبودند، شاید این علوم از بین می‌رفت.
