سهم دانشمندان مسلمان در علم فیزیک: (الخوارزمی، ابوریحان البیرونی و خازنی)
در این بخش، بررسی تنگاتنگ بودن رابطه بین ریاضیات و فیزیک ضروری به نظر می‌رسد، زیرا در ادامه به دانشمندان مسلمانی خواهیم پرداخت که بیشتر کشفیات علمی‌شان در حوزه ریاضیات بوده است. این امر به مخاطب کمک می‌کند تا درک کند که وقتی سخن از فیزیک به میان می‌آید، ریاضیات نیز به طور قطع جایگاه ویژه‌ای در این علم دارد.
با نگاهی به تاریخ پیدایش علوم، روشن می‌شود که فیزیک و ریاضیات همواره در کنار هم رشد و توسعه یافته‌اند و بسیاری از فیزیکدانان قدیم، همزمان ریاضیدان نیز بوده‌اند. در واقع، پیوند محکمی میان ریاضیات و فیزیک برقرار است و نه تنها تصادفی نیست که فیزیکدانان نامدار، در ریاضیات نیز شهرت داشته‌اند.
۲. محمد بن موسی الخوارزمی
محمد بن موسی الخوارزمی، اولین ریاضیدان برجسته در جهان اسلام، که آغازگر تاریخ علم ریاضیات در میان مسلمانان به شمار می‌رود، در خوارزم متولد شد. ابوجعفر محمد بن موسی خوارزمی، که به عنوان ریاضیدان، ستاره‌شناس، فیلسوف، جغرافیدان و مورخ در دوران عباسیان شهرت داشت، با نامهای «الخوریزمی» یا «الگوریزمی» نیز شناخته می‌شود. واژه‌ی «الگوریتم»، که امروزه در علم کامپیوتر کاربرد فراوان دارد، از نام او گرفته شده است.
وی نخستین کسی بود که اعداد علامت دار را به کار برد؛ (او برای این کار اصطلاحاتی را به کار می برد و اعداد منفی را ناقص و اعداد مثبت را زاید، عدد مجهول را شیء و مجذور مجهول را مال می‌نامید.
تألیفات خوارزمی که هم شامل آثار خود و هم شامل خلاصه هایی از آثار ریاضی مقدم بر او می‌شود، بیش از هر ریاضیدان تنهای دیگر، در آیندگان تأثیر داشته است.
کتاب «الجبر والمقابلة» نوشته الخوارزمی، اولین اثر اسلامی در زمینه علم جبر به شمار می‌رود و نام این علم را در خاورزمین و غرب هر دو معرفی کرده است. الخوارزمی اعداد هندی را به دنیای اسلام معرفی کرد و از طریق آثار ریاضی‌اش، این اعداد به اروپا راه یافتند و به نام اعداد عربی شهرت یافتند. اولین اثر جامع و مفصل اسلامی در زمینه جغرافیا نیز از او به جای مانده است که در آن برخی از نوشته‌های بطلمیوس را تصحیح کرده و نقشه‌های جغرافیایی و آسمانی جدیدی ترسیم نموده است. نشانه‌ای از تأثیرگذاری او در اروپا این است که نام لاتین‌شده‌اش، (Algorithmus)، برای مدت طولانی در بسیاری از زبان‌های اروپایی به معنای علم حساب به کار رفته است و امروزه این واژه برای بیان یک روش دقیق و قاعده‌مند در محاسبات به کار می‌رود که در مصطلحات فنی ریاضیدانان مدرن نیز جایگاهی دارد.
آثار خوارزمی
آثار و کتب الخوارزمی به شرح زیر است:
– کتاب الجبر و المقابلة، اولین اثری است که نام جبر را به خود گرفته و به همین دلیل، جبر به عنوان بخشی از ریاضیات، نام خود را از این کتاب الهام گرفته است. در نتیجه، الخوارزمی را می‌توان به عنوان یکی از پایه‌گذاران علم جبر دانست.
– کتاب الجمع و التفریق، نخستین اثر در دوران اسلامی است که درباره‌ی حساب با ارقام هندی نوشته شده است. این کتاب در گسترش حساب هندی در کشورهای اسلامی و اروپایی تأثیر شگرفی داشته است. الخوارزمی در این کتاب نشان داده است که چگونه می‌توان هر عددی را با استفاده از نه رقم هندسی به علاوه صفر نوشت و سپس به توضیح عملیاتی چون جمع، تفریق، دوبرابر کردن، نصف کردن، ضرب، تقسیم و استخراج جذر از اعداد صحیح، و همچنین عملیات مربوط به کسرهای شصت شصتی پرداخته است.
– کتاب صورة الارض، به جغرافیای جهان می‌پردازد. در سال ۱۹۲۶ میلادی، هانس فُن مُژیک این کتاب را در لایپزیگ منتشر کرد، اما به اشتباه نام مؤلف را ابوجعفر محمد بن موسی (یعنی محمد بن موسی بن شاکر) ثبت نموده است.
ـ کتاب العمل بالاسطرلاب، در باره کار بردن و استفاده از اسطرلاب است.
ـ کتاب الرُخامه، چگونگی ساخت و نصب ساعت های آفتابی افقی را بیان کرده است.
ـ کتاب الزیج، جدول‌های اخترشناسی خوارزمی از مهم ترین و مشهورترین آثار اوست.
دستاوردهای او
ـ خوارزمی علوم یونانی و هندی را تلفیق کرد.
ـ اطلسی از نقشه‌ی آسمان و زمین تهیه کرد.
ـ نقشه‌های جغرافیایی بطلمیوس را اصلاح کرد.
شیوه‌های علمی و نقش او در پیشرفت علوم
مسلمانان در بسیاری از علوم، به ویژه در علم فیزیک و ریاضیات، پیشرفت‌های چشمگیری داشتند و در برخی موارد می‌توان گفت که آن‌ها پیشگامان این علوم بودند. هرچند اصول و مبانی علم ریاضیات پیش از اسلام در جهان وجود داشت، اما مسلمانان انقلابی در این علم به وجود آوردند و از جمله اینکه، آن‌ها قبل از دیگران، جبر و مقابله را در هندسه به کار بردند.
الخوارزمی در بیت الحکمه کار می‌کرد و به طور گسترده‌ای از جداول نجومی هندوها استفاده می‌نمود. او مهم‌ترین اثر خود در زمینه‌ی ریاضیات، یعنی کتاب «الجبر و المقابلة» را به مأمون عباسی تقدیم کرد. یکی از مفاهیم کلیدی که الخوارزمی برای حل مسائل مطرح کرده، مفهوم الگوریتم است.
دانش و علومی که الخوارزمی به جهانیان به ارث گذاشت، مسیر دانش و علم‌آموزی را به سوی پیوند جهانی سوق داد. او با ایجاد وحدت دانشی میان خاور و باختر، به گسترش جهانی‌سازی دانش کمک کرد.
۳. ابوریحان البیرونی
ابوریحان البیرونی، که یکی از معاصران ابن هیثم بود، نیز به عنوان یکی از برجسته‌ترین منجمان و ریاضیدانان زمان خود شناخته می‌شود. کتاب «التفهیم» او برای قرن‌ها به عنوان کتاب درسی علوم ریاضی مورد استفاده قرار گرفت و کتاب نجومی بزرگ او، «القانون المسعودی»، بدون شک یکی از جامع‌ترین متون نجومی اسلامی به شمار می‌رود. برخی از کتاب‌های نجومی دیگر بیرونی حاوی اطلاعاتی از نجوم بابلی است که در متون موجود یونانی دیده نمی‌شود.
بیرونی همچنین در فلسفه و فیزیک تحقیقات عمیقی انجام داده است. در نامهای به ابن سینا، بیرونی با بینش و صراحت خود، برخی از اصول فیزیک مشائی که در بسیاری از مکتب‌های فلسفی آن زمان تدریس می‌شدند، مورد بحث و پرسش قرار داد. در این نامه‌ها، او با نقد استقلال خاص خود نسبت به فلسفه‌ی ارسطو، به مسائلی مانند حرکت و زمان پرداخته و نه تنها با استدلال و منطق به آن‌ها حمله می‌کند، بلکه در این کار از مشاهده و ملاحظه نیز بهره می‌گیرد.
روش علمی و بینشی البیرونی
همانگونه که اروپاییان در انقلاب علمی و ادبی قرن شانزدهم میلادی بنیادهای علوم و معارف جدید را پی‌ریزی کردند، ابوریحان البیرونی نیز در سده‌ی دهم میلادی به نوعی مقدمات چنین انقلابی را فراهم آورد. او با دیده‌ی تردید به میراث دانش قدیمی نگریسته و آن را زیر سؤال می‌برد تا زمانی که با تحقیق عمیق و مستدل، صحت یا سقم آن را برای خود ثابت نکند.
ابوریحان بیرونی دانش را نشانه‌ی برتری انسان بر حیوان می‌دانست و معتقد بود که خواستن علم به خودی خود، ارزشمند است. او تأکید می‌کرد که دانش‌ها بر اساس نیازهای ضروری انسان پدید آمده‌اند. با این حال، در نهایت، او علوم را از منظر دین و جهان‌بینی مذهبی مورد بررسی قرار می‌داد. ابوریحان معتقد بود که پژوهش در علوم مختلف مانند جغرافیا و علوم طبیعی تنها زمانی مجاز است که برای زندگی دینی و معنوی جامعه اسلامی اهمیت داشته باشد و باید با در نظر گرفتن این هدف دنبال شود.
ابوریحان بیرونی آثار متعددی به جای گذاشته است که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
– «آثار الباقیه عن القرون الخالیه»؛ که در آن به تاریخ و جغرافیا پرداخته است.
– «التفهیم»؛ که اثری است در زمینه‌ی آموزش مبانی علوم به زبان ساده.
– «الصیدنه فی الطب»؛ که در آن به مباحث مربوط به داروسازی و پزشکی می‌پردازد.
– «تحقیق ماللهند»؛ که به بررسی و تحلیل فرهنگ و علوم هند می‌پردازد.
۳. خازنی
پس از ابن هیثم و بیرونی، گروهی از فیزیکدانان ارزشمند ظهور یافتند که تحقیقات این دو دانشمند، مخصوصاً در زمینه‌های مکانیک و استاتیک و شاخه‌های وابسته به فیزیک را ادامه دادند. این دانشمندان به نقد و بررسی نظریه حرکت پرتابی ارسطو پرداختند، در همان مسیری که ابن سینا پیش‌گام بوده است. تحقیقات این دانشمندان منجر به پیشرفت‌هایی شد که تأثیر عمیقی بر مکانیک دوران قرون وسطایی در اروپا داشت.
در این راستا، مسلمانان نظریه «میل» را توسعه دادند و پایه‌های این نظریه و مفهوم «مقدار حرکت» را مستحکم کردند که در نهایت توسط دانشمندان دوره پایانی قرون وسطای غربی به اتمام رسید.
ابن باجه نیز در تلاش‌های خود برای درک کمی حرکت پرتابی، سرعت را متناسب با تفاوت بین نیرو و مقاومت می‌دانست، نه متناسب با نسبت این دو. این بحث در زمینه‌های تلاش‌های بعدی مکتب بردورادینی و مرتونی برای توضیح کمی حرکت بیشتر مورد توجه قرار گرفت.
الخازنی، یکی از برجسته‌ترین دانشمندان مسلمان در زمینه فیزیک بود. ابوالفتح عبدالرحمان الخازنی به تحقیق در مکانیک و استاتیک پرداخت و چندین کتاب در نجوم و فیزیک نوشت. از جمله‌ی این آثار، «کتاب میزان الحکمت» است که احتمالاً مهم‌ترین کتاب اسلامی در مکانیک و استاتیک و به ویژه بحث در مورد مراکز ثقل بوده است. الخازنی توضیحات دقیقی درباره نظریه ترازو، مرکز ثقل و روش‌های کلی استفاده از ترازو برای اندازه‌گیری وزن مخصوص اجسام تک‌ماده‌ای یا دو ماده‌ای ارائه داده است.
