نویسنده: ابورائف
نقش مسلمانان در شکل‌گیری و توسعۀ علوم
بخش چهل‌ودوم
۲. بدیع‌الزمان جزری
نوآوری‌های مسلمانان پیشگام در زمینۀ فناوری «حِیَل نافعه» شامل طراحی‌های متنوعی از ساعت‌ها و بالابرهای مکانیکی بود که در آن‌ها حرکت خطی به حرکت دایره‌ای تبدیل می‌شد، با استفاده از سیستم چرخ‌دنده‌ها؛ سیستمی که اساس تمام موتورهای امروزی را تشکیل می‌دهد. از آثار برجسته در این زمینه، کتاب ««الجامع بين العلم والعمل النافع في صناعة الحيل»» اثر «بدیع‌الزمان ابوالعز بن اسماعیل بن الرزاز الجزری» (متوفی ۱۱۸۴م.) است. این کتاب را «دونالد هیل» در سال ۱۹۷۴ به زبان انگلیسی ترجمه کرد و «جورج سارتون»، مؤرخ معاصر علم، آن را روشن‌ترین کتاب در نوع خود توصیف کرده و آن را اوج دستاوردهای فنی مسلمانان در این زمینه دانسته است.
کتاب الجزری شامل چندین بخش است که طولانی‌ترین آن مربوط به «ساعت‌های آبی» است و بخشی دیگر به «دستگاه‌های بالابر آب» می‌پردازد. ساعت‌های الجزری دارای عروسک‌های خودکار بودند که زمان را نشان می‌دادند؛ مانند پرندگانی که از منقارشان توپ‌های کوچک به‌سوی سنج‌ها پرتاب می‌کردند، یا درهایی که باز می‌شد و افراد کوچکی از آن بیرون می‌آمدند، یا دایره‌های بروج که می‌چرخیدند، یا افرادی که طبل می‌زدند و در شیپور می‌دمیدند. در بیشتر این ساعت‌ها، محرک اولیه انرژی را از طریق سیستم قرقره‌های بسیار دقیق به عروسک‌ها منتقل می‌کرد.
در بخش مربوط به «آلات رفع آب»، الجزری طراحی یک پمپ را توصیف می‌کند که تاریخ‌نگاران معاصر آن را نزدیک‌ترین نمونه به «ماشین بخار» می‌دانند. این پمپ از دو لوله متقابل تشکیل شده است که هر یک دارای پیستونی استوانه‌ای هستند. هنگامی که یکی از لوله‌ها در حالت فشرده‌سازی قرار دارد، دیگری در حالت مکش عمل می‌کند. برای هماهنگی این حرکت‌های متضاد، دیسکی دندانه‌دار وجود دارد که هر دو بازو را به صورت غیرمرکزی به آن متصل کرده‌اند. این دیسک توسط چرخ‌دنده‌هایی که به محور مرکزی متصل هستند، به حرکت در می‌آید. در هر پمپ، سه سوپاپ وجود دارد که اجازه می‌دهند آب تنها در یک جهت، از پایین به بالا، حرکت کند و از بازگشت آن جلوگیری می‌کنند.
پمپ طراحی‌شده توسط الجزری، دستگاهی فلزی است که با نیروی باد یا حیواناتی که به صورت دایره‌ای حرکت می‌کنند، کار می‌کند. هدف از این پمپ، بالا کشیدن آب از چاه‌های عمیق به سطح زمین یا انتقال آب از سطح پایین رودخانه به مناطق مرتفع، مانند کوه «المقطم» در مصر، بوده است. منابع اشاره کرده‌اند که این فناوری قادر بوده است آب را تا ارتفاع حدود ده متر پمپاژ کند و پمپ مستقیماً آب را بر روی سطح می‌ریخت، به‌طوری‌که لوله مکش در آب غوطه‌ور می‌ماند.[1]
تقی الدین بن معروف دمشقی
«تقی‌الدین بن معروف الدمشقی»، که در قرن دهم هجری (شانزدهم میلادی) زندگی می‌کرد، از برجسته‌ترین مهندسان اسلامی به شمار می‌رود. او نویسندۀ کتاب «الطرق السنية في الآلات الروحانية» است که در آن توصیف‌های دقیقی از دستگاه‌های مکانیکی مانند ساعت‌های آبی، مکانیکی و شنی، بالابرها با قرقره‌ها و چرخ‌دنده‌ها، فواره‌های آبی و دستگاه‌های چرخان با استفاده از توربین‌های بخار ارائه شده است. این کتاب اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا مرحله‌ای مهم در توسعۀ انجینری مکانیک در دوران اسلامی را تکمیل می‌کند و توصیف‌هایی از دستگاه‌هایی ارائه می‌دهد که پیش از آن در منابع اسلامی یا غربی ذکر نشده بودند. وی در توصیف‌های خود به مفاهیم نقشه‌کشی مهندسی مدرن نزدیک شده است، به‌طوری‌که در یک تصویر، تمام جزئیات مربوط به دستگاه را با ترکیبی از دیدگاه‌های مختلف و نمای سه‌بعدی نشان می‌دهد. این امر نیازمند مطالعۀ عمیق توسط متخصصان برای درک صحیح متون و تصاویر است.
یکی از مهم‌ترین ماشین‌های آبی که تقی‌الدین در کتاب خود «الطرق السنية في الآلات الروحانية» توصیف کرده، «پمپ شش‌سیلندر» است. او برای نخستین بار از «بلوک سیلندر» شامل شش سیلندر در یک خط مستقیم استفاده کرد و هم‌چنین «میل‌بادامک» با شش برآمدگی که به‌طور منظم در محیط دایره توزیع شده‌اند، به‌کار برد؛ به‌گونه‌ای که سیلندرها به‌صورت متوالی عمل کرده و جریان آب به‌طور پیوسته ادامه می‌یابد. تقی‌الدین توصیه کرد که تعداد سیلندرها نباید کمتر از سه باشد تا صعود آب بدون نوسان و وقفه انجام شود. این مفهوم پیشرفته از توالی عملکرد و جلوگیری از نوسان، به‌همراه مفهوم تعادل دینامیکی مدرن، اساس فناوری موتورهای چندسیلندر و کمپرسورهای امروزی را تشکیل می‌دهد.
در طراحی پمپ پیستونی شش‌سیلندر خود، شیخ تقی‌الدین وزنه‌ای از سرب را بر سر میله هر پیستون قرار داد که وزن آن بیشتر از وزن ستون آب درون لوله صعودی بود. این طراحی باعث می‌شد پیستون به‌طور مؤثری به پایین بازگردد و آب را به ارتفاع مورد نظر پمپاژ کند. این ابداع تقی‌الدین پیش از طراحی مشابهی توسط «مورلند» در سال ۱۶۷۵ میلادی بود که در آن از دیسک‌های سربی برای بازگرداندن پیستون استفاده شده بود.
این نوآوری‌های تقی‌الدین نشان می‌دهد که مهندسی مکانیک در تمدن اسلامی تنها به ساخت ابزارهای سرگرمی محدود نبوده، بلکه شامل طراحی‌های پیشرفته‌ای بوده که قرن‌ها پیش از ظهور فناوری‌های مشابه در اروپا توسعه یافته‌اند.[2]
ادامه دارد…
بخش قبلی | بخش بعدی
[1]. ماذا قدم المسلمون للعالم؟ ص: ۳۳۱.
[2]. التراث العلمی الإسلامی شیئ من الماضی أم زاد للآتی؟ ص: ۳۹.
