اسطرلاب
اسطرلاب دستگاه كوچكی است كه برای تعیین بعضی مشخصات زمان ومكان آسمان به كار میرود. به فارسی "جام جم" نامیده می شود ولی به تدریج كلمه یونانی اسطرلاب برای آن متداول شده است.اسطرلاب رایج و معمولی دستگاه و صفحه مدور فلزی است كه از جنس برنز یا برنج و یا از آهن وفولاد و یا تخته به طرز بسیار دقیق و ظریف و مستحكمی ساخته شده و برای مطالعات ومحاسبات كارهای نجومی از قبیل پیدا كردن ارتفاع و زاویه آفتاب محل ستارگان و سیارات و منطقه البروج و به دست آوردن طول و عرض جغرافیایی محل در تمام مدت شبانه روز و فصول مختلف سال و همچنین برای بدست آوردن ارتفاع كوهها و پهنای رودخانه ها و سایر عوارض طبیعی زمین و تعیین ساعات طلوع و غروب یكایك ستارگان ثوابت و سیاراتی كه نام آنها بر شبكه اسطرلاب نقش بسته و برای محاسبه ساعات طلوع و غروب آفتاب هر محل(علی الخصوص در دوره اسلام كه تعیین ساعات نماز هم برآن اضافه شد) ساخته شده است. با توجه به این حقیقت كه در هنگام استفاده از دستگاه مذكور هیچ احتیاجی جهت به كاربردن و دانستن فرمولهای ریاضی نیست.(مانند خط كش محاسبه ای كه به وسیله مهندسین به كار برده میشود.)
ریشه لغوی و ایرانی اسطرلاب
بر طبق اسناد بدست آمده در ماوراء النهر ، این دستگاه را «استارهلاب» میگفتند. «استاره» یا «استره» كه یونانیان «استاریوس» مینامند، همان ستاره و نام ایرانی است و «لابیدن» از مصدر پارتی به معنی «تابیدن» است.
«حسن اسوار» از دانشمندان زرتشتی سده چهارم هجری در كتاب «المبتدا بعلم النجوم» مینویسد: «كتابی از علمای اسكندریه به دستم رسید كه در آن اعلام داشته بود بنیاد دانش نجوم را در جهان منجم ایرانی «استره-دوقوس فوقانی» در 3200 سال پیش از جنگ تروا بنیان نهاده است» چون جنگهای ده ساله تروا 1500 سال پیش از میلاد صورت گرفت، نزدیك به 6700 سال از عمر این دانش میگذرد. با این سند خلاف گفته غربیان كه استرلاب و نام آن یونانی معرفی مینمایند، ثابت میگردد.
اسطرلاب را ایرانیان مسلمان جام جم یا جام جهاننما و یا آینه جم میخواندند. «جم» با پسوند «شید» ، «جمشید» نامیده میشود كه از بزرگترین منجمان و ریاضیدانان و فیزیكدانان ایرانی است كه در تاریخ اساطیری ایران تا مقام خداوندی ارتقا یافت.
حافظ در غزلی از آینه جام نام میبرد كه منظورش همان استرلاب است كه جهان را مانند جام آینهواری به آدمی نشان میدهد. قدیمیترین كتاب جامع به زبان پارسی دری درباره استرلاب و ستاره شناسی ، كتاب «روضه المنجمین» نام دارد كه آنرا «شهمردان» فرزند ابیالخیر رازی در سده پنجم هجری تألیف كرده است.
تاریخچه:
نامچندنوعابزار اندازهگیری نجومىكهبرایسنجش ارتفاع، سمت، بعد و میل خورشید و ستارگان، تعیین وقت در ساعات روز و شب، قبله و زمان طلوع و غروب آفتاب و مقاصد دیگر به كار مىرفته است . این دستگاه كه گاه آن را كهنترین ابزار علمى جهان مىخوانند، احتمالاً در سدة 3 قم در یونان ساخته شده است. در حقیقت، در دوران شكوفایى دانش ستارهشناسى یونانیان، دو دستگاه اندازهگیری متفاوت، یكى به نام اسطرلاب حلقوی3، و دیگری به نام اسطرلاب مسطح4 مورد استفاده بوده است. آنچه بطلمیوس5 در مجسطى (ص با عنوان اسطرلاب از آن سخن مىگوید، همان نوع حلقوی اسطرلاب است كه بعدها در جهان اسلام ذاتالحلق نامیده شد و برخى نیز آن را اسطرلاب ذات الحلق نامیدند (نك: ابن ندیم، 332- 333؛ بیرونى، قانون...، 2/798-801؛ یعقوبى، 107، 109-110؛ پاولى، ؛ II(2)/1798 كلامروت، 25 -23 ؛ تومر، .(323 گفته مىشود ابرخس (د پس از 127ق م) دگرگونیهایى در این ابزار به وجود آورده بوده، و احتمالاً بطلمیوس (سدة 2م) نیز به ابتكار خویش اجزائى بدان افزوده بوده، و آن را برای اندازهگیری تفاوت طول نجومى ماه و خورشید و نیز تعیین موضع هر ستاره نسبت به دائرة البروج، یعنى طول و عرض نجومى آن، مورد استفاده قرار مىداده است (ابن ندیم، 342؛ كینگ، «مجموعهها...1»، 106 ؛ پاولى، .(II(2)/1798-1799
سونِسیوسِ سورنى2 (د ح 415م) نیز از جهاننمایى سخن مىگوید كه گویا خود وی پایههای نظری آن را تكمیل كرده است. وی مىافزاید كه آن پایههای نظری را از یك رسالة ابرخس كه بطلمیوس نسبت به آن بىتوجهى نشان داده، برگرفته است (نك: سارتن، ؛ I/193-194 پاولى، ؛ II(2)/1799 هارتنر، .(2531-2532
دربارة سرچشمة بابلى اسطرلاب نیز سخنانى گفته شده، و در این زمینه شواهدی از قبیل الواح سفالین مشابه اسطرلاب مسطح - كه در ویرانههای بابل به دست آمده، و شامل خطوط و دوایر و نقش چند ستاره است - و نیز قراینى مانند آگاهیهای پراكنده پیرامون گسترة پژوهشهای نجومى دانشمندان بابلى ارائه شده است. این نیز روشن است كه یونانیان در زمینة ستارهشناسى، از بابلیان درسهای بسیار آموختهاند؛ اما به اعتقاد پژوهشگران تاریخ نجوم، این شواهد و قراین برای اثبات اختراع اسطرلاب در بابل و آشور، و انتقال بعدی آن به یونان كفایت نمىكند (همو، 2534 ؛ فرنسیس، 9؛ وان در وردن، .(674-676
همچنین سخنانى كه دربارة دستگاهى به نام عنكبوت3، ساختة اویدوكسوس (سدة 4قم) یا آپولونیوس (سدة 3قم) به عنوان یكى از مراحل ابتدایىتر اسطرلاب گفته شده، از واقعیت بسیار دور است و آن دستگاه در حقیقتنوعىساعتآفتابى ؛ II/751Šýøª)–¨ù¢ø“ هارتنر، 2531 ؛ پاولى، ؛ II(2)/367-368 بریتانیكا، میكرو، .(I/606
آنچه در منابع اسلامى دربارة ساختن اسطرلاب و كاربرد آن در دوران باستان آمده، با افسانه آمیخته است. در شماری از این مآخذ، اختراع این ابزار را گاه به فرزند هرمس حكیم و گاه به فرزند ادریس پیغمبر - كه گویا لاب نام داشته است - نسبت مىدهند و با بیان یك وجه اشتقاق عامیانه، واژة اسطرلاب را برگرفته از نام او مىشمارند (ابن ندیم، همانجا؛ ابونصر، 301؛ شهمردان، 118؛ ابن خلكان، 6/52). گفتنى است كه خوارزمى اینگونه توجیهات را سخیف شمرده است (ص 233).
دربارة معنى واژة اسطرلاب، گذشته از روایات افسانهوار، در منابع اسلامى به چند روایت كه به مفهوم اصل یونانى واژه بسیار نزدیك است، برمىخوریم: حمزة اصفهانى تركیب ستارهیاب را نقل كرده، و اسطرلاب را معرب آن شمرده است. در موارد دیگری با تصریح به اصل یونانى این واژه، آن را به غلط ترازوی ستارگان، یا ترازوی آفتاب، آینة ستارگان و همانند آنها ترجمه كردهاند (همو، 232-233؛ ابوعلى فارسى، 73؛ بیرونى، شهمردان، همانجاها؛ كوشیار، 65).ممكن است تركیب ستاره یاب در واقع نیز ابتكار ستارهشناسان ایرانى، و مستقل از واژة یونانى بوده باشد (قطعهای از افراد...، 66). ماشاءالله یهودی (سدة 4ق) در رسالهای در باب اسطرلاب كه اصل عربى آن از میان رفته، و تنها ترجمة لاتین آن بر جای مانده، معادل درست واژة اسطرلاب را به صورت «اخذ الكواكب» نقل كرده بوده است (ص 63). این برگردان در برخى رسالههای نجومى سدههای بعد، از جمله در آثار زرقالى (ص 69) و موسى بن ابراهیم (ص 72) تكرار شده است (نك: كینگ، «ریشه...4»، .(47 این ابزار در برخى منابع كهن، ذات الصفائح نامیده شده است (یعقوبى، 112؛ صوفى، 2).
اسطرلاب در آغاز به شكل كره ساخته مىشد. در جهان اسلام نیز به رغم آشنایى با اسطرلاب مسطح، نخست به اسطرلاب كروی توجه بیشتری نشان داده شد. از جابر بن سنان (سدة 3ق) به عنوان نخستین سازندة اسطرلاب كروی در جهان اسلام یاد مىشود (ابن ندیم، 342- 343؛ سارتن، .(I/602 فضل بن حاتم نیریزی (سدة 3ق) نیز طى رسالهای دربارة اسطرلاب كروی، از مزایای آن بر اسطرلاب مسطح یاد كرده است (همانجا؛ VI/192 ؛ GAS, نیز نك: ه د، كرة فلكى). گفته مىشود كه بطلمیوس مبتكر اسطرلاب مسطح بوده است. در این زمینه نیز افسانههایى نقل كردهاند (ابن خلكان، همانجا). طرح و ساخت این نوع اسطرلاب مستلزم آشنایى با ترسیم تصویر فضای سه بعدی بر صفحة مسطح است كه ابرخس و بطلمیوس به خوبى از آن آگاهى داشتند (كینگ، «مجموعهها»، .(106 ابن ندیم، ابیون بطریق را مبتكر اسطرلاب مسطح مىشمارد (ص 342). سهولت حمل و نقل اسطرلاب مسطح به زودی مزایای اسطرلاب كروی را در سایه نهاد. در نتیجه، اسطرلاب مسطح همه جا متداول گردید (بیرونى، استیعاب...، گ 47 الف - ب).
در اواخر سدة 5م فن ساختن و كاربرد اسطرلاب در بیزانس به اوج خود رسید و پس از وقفهای تا سدههای میانه ادامه یافت ( پاولى، ؛ II(2)/1798 كینگ، همانجا). از این دوران تنها یك اسطرلاب در دست است كه در 1062م در آسیای صغیر ساخته شده، و نوشتههای روی آن به زبان یونانى است. از جهان اسلام اسطرلابهای قدیمتری بر جای مانده است (همانجا؛ هارتنر، .(2532
در سدة 2ق/8م فرهنگ نوپای اسلامى در شهر حرّان، واقع در جنوب آناتولى كنونى با اسطرلاب آشنایى یافت و اخترشناسان جهان اسلام به ساختن این ابزار و استفاده از آن پرداختند. طى یك هزار سال بعد، منجمان مسلمان هزاران اسطرلاب ساختند و صدها رساله دربارة آن نوشتند و دانشمندانى مانند ابراهیم بن حبیب (ه م)، ابن حبش، على بن عیسى اسطرلابى، فضل بن حاتم نیریزی و جابر بن سنان در این فن برجستگى یافتند (ابن ندیم، 332-342، 343؛ سارتن، 602 566, 548, .(I/530,
ابو جعفر بن احمد بن عبدالله بن حبش رسالهای دربارة اسطرلاب مسطح نوشت (ابن ندیم، 334؛ قفطى، 396). بسیاری نیز به ابتكاراتى در طرح اسطرلاب و ساختن انواع گوناگونى از آن پرداختند.
بعدها، در سدة 6ق/12م شرفالدین مظفر طوسى منجم، اسطرلابى بهشكل خط كش ساخت كه اسطرلاب خطى یا عصای طوسى نامیده شد، اما به علت آنكه كار چندانى از آن برنمىآمد، كاربرد گستردهای نیافت؛ با اینهمه، در تاریخ نجوم این نوع اسطرلاب موضوع بحثها و گفت و گوهای بسیاری بوده است (ابن ندیم، همانجا؛ زوتر، .(13-15 شماری اندك از اسطرلابهایى كه تاكنون باقى ماندهاند، مربوط به دوران شكوفایى دانش نجوم در جهان اسلام، یعنى سدههای 3-9ق/ 9- 15م و شماری بیشتر مربوط به سدههای بعد است. نوآوریهای عمده در ساخت اسطرلاب، طى همین دوران صورت گرفته است؛ چنانكه برخى گفتهاند: اخترشناسان جهان اسلام در همین سدهها دانش نجوم را به چنان اوجى رساندند كه تا قرنها پس از آن برای دانشمندان هیچ ملتى دست یافتنى نبود (فرنسیس، 9-10؛ عواد، 155؛ كینگ، همانجا).
در سدة 7ق/13م اسطرلاب در سراسر جهان اسلام، از هندوستان تا اسپانیا شناخته شده، و مورد استفاده بود. در سدة 9ق/15م اسطرلاب از راه اسپانیا - و شاید نیز در عین حال از طریق سیسیل - به اروپا راه یافت؛ گر چه به نظر مىرسد كه آشنایى برخى از دانشمندان اروپایى كه از راه ونیز با دانشهای شرقى آشنا شده بودند، قدری زودتر صورت گرفته باشد (هارتنر، 2533 ؛ كینگ، همانجا). در همین دوران، همراه با ترجمة رسالههایى دربارة اسطرلاب به زبانهای اروپایى، برخى اصطلاحات نجومى عربى، مانند سمت، سمت الرأس و سمت القدم، گاه با تحریف و تغییر شكل بسیار، به صورت آزیموت1، زنیت2 و ندیر3 به واژگان اخترشناسى غرب افزوده گشت (كونیچ، .(VIII/55-56 از آن پس در مغرب زمین نیز ساختن اسطرلاب، و بهرهگیری از نوآوریهای ستارهشناسان جهان اسلام رواج یافت. در اینجا نیز تفاوتى سخت چشمگیر میان منجمان مسلمان و اروپایى دیده مىشود. در حالى كه مسلمانان پس از آشنایى با اسطرلاب طى چند دهه به اوجى حیرتانگیز در هنر اسطرلاب سازی دست یافته، و اسطرلابهایى استادانه ساخته بودند، اروپاییان برای رسیدن به همان نتایج به زمانى دراز در مقیاس چند سده نیاز یافتند (هارتنر، كینگ، همانجاها).
با آغاز دوران نوین، اسطرلاب از انحصار دانشمندان و خواص اهل فن بیرون آمد و بسیاری از مردم، برای تعیین وقت از آن استفاده مىكردند. این ابزار همچنین در سفرهای دراز دریایى برای تعیین موقعیت كشتى مورد استفاده بود (هارتنر، 2534 ؛ بریتانیكا، ماكرو، .(XVIII/652 پس از رواج یافتن تئودولیت (زاویهیاب) و دوربین نجومى، از اهمیت اسطرلاب كاسته شد. در دوران ما افراد بسیار اندكى از مبانى علمى این دستگاه آگاهى دارند. با اینهمه، اسطرلاب به عنوان یك ابزار آموزشى، ارزشى را كه در سدههای میانه و دوران رنسانس برای آموزش اصول ستارهشناسى داشت، از دست نداده است. همچنین گروهى از علاقهمندان به ابزارهای نجومى، انجمن بینالمللى اسطرلاب را بنیاد نهادهاند و كسان بسیاری نیز مجموعة اسطرلاب گردآوری مىكنند (فرنسیس،9؛هارتنر،2530 ؛ بریتانیكا، ، I/606Šø¤îþõ ماكرو، همانجا، نیز ؛ IV/880 پاولى، همانجا؛ كینگ،«مجموعهها»، .(106
اجزای اسطرلاب:
حلقه: این قطعه دایرهای است فلزی كه به هنگام كار با اسطرلاب مىتوان آنرا به عنوان دستگیره به كاربرد، یا به جایى آویخت (شكل 1، شم 1). گاه حلقة دیگری نیز كه ممكن است فلزی، نخى یا ابریشمى باشد و آنرا علاقه مىنامند، به آن مىافزایند.
عروه: این اندام دایرهای فلزی است كه میان حلقه و كرسى قرار مىگیرد (شكل 1، شم 2). نقش این دو (یا سه) اندام فراهم شدن امكان چرخش كامل اسطرلاب و قرار گرفتن آن در جهت صحیح به هنگام كار با آن است.
كرسى: زائدهای است بر قوس كوچكى از محیط اسطرلاب كه عروه بدان متصل مىشود (شكل 1، شم 3).
اُم: ام صفحة اصلى و غیرقابل انتقال اسطرلاب است و دیوارهای آنرا در برمىگیرد و صفحات دیگر كه قابل انتقالند، روی آن قرار مىگیرند. عرض دیواره به 360 تقسیم شده است. بر كف این صفحه، چندین دایره كه مركز آنها مركز صفحه است، رسم شدهاند، و در هر یك از این دوایر، نام چندین شهر نوشته شده است. این صفحه بیشتر برای یافتن جهت قبله به كار مىرود.
حجره: فضای تهى كه از ام اسطرلاب و دیوارة آن تشكیل مىشود و صفحههای قابل انتقال اسطرلاب و عنكبوت در آن جای مىگیرند.
صفایح: صفایح صفحاتى دایره شكلند با سوراخى در مركز دایره كه محور اسطرلاب از آن مىگذرد (شكل 1، شم 4) و یك فرو رفتگى در نقطهای از پیرامون، برای آنكه به كمك یك برآمدگى در دیوارة حجره، در جای خود قرار گیرد و از گردش آن جلوگیری گردد. بر روی هر صفحه، 3 دایره كه مركز آنها مركز صفحه است، رسم شده، و هر كدام به ترتیب درازای شعاع نشان دهندة مدارهای رأسالجدی، رأسالحمل و رأسالسرطانند. این ترتیب مربوط به اسطرلاب شمالى است؛ در اسطرلاب جنوبى دایرة كوچكتر مدار رأسالجدی و دایرة بزرگتر مدار رأسالسرطان خواهد بود. بر روی صفحات، همچنین دو قطر عمود بر هم رسم شده است؛ قطر افقى را خط مشرق و مغرب خوانند (نیمة چپ خط مشرق، و نیمة راست خط مغرب است) و قطر عمودی، از كرسى تا مركز، خط نصفالنهار است و نیمة دیگر آن خط وتدالارض، یا خط نصفاللیل نامیده مىشود (بیرونى، التفهیم، 293؛ نصیرالدین، 2-3).
بر روی صفحات، دوایر دیگری نیز به نام دوایر مقنطرات كه تصویرهای دوایر ارتفاع از افق تا سمت الرأس را نشان مىدهند و همچنین قوسهای مربوط به ساعات معوجه و مستویه رسم شدهاند. در تصویر دوایر مقنطرات نیز میان اسطرلاب شمالى و جنوبى تفاوتهایى وجود دارد (بیرونى، همان، 296-297؛ نورث، 105 ؛ كینگ، «مجموعهها»، .(103
ساعات مستویه ساعات معمولى، یعنى واحدهای زمانى برابر 1 24 شبانهروزند. اما ساعات معوجه ساعات نابرابرند. در این زمینه، شایان ذكر است كه در سدههای میانه واحد متغیری نیز برای اندازهگیری زمان به كار مىبردند، بدینمعنى كه درازای روز را از سپیده دم تا مغرب، و درازای شب را از شامگاه تا سپیده دم، صرف نظر از كوتاهى و بلندی آنها به 12 بخش تقسیم مىكردند. بدینترتیب، در طول سال و بر حسب عرضهای جغرافیایى متفاوت، ساعتهای نابرابر به وجود مىآمد. در بسیاری از اسطرلابها، قوسهایى نیز رسم شده است كه ساعتهای نابرابر را نشان مىدهد (خوارزمى، 219؛ هارتنر، 2540 ؛ نورث، 106 ؛ كینگ، همانجا).
عنكبوت: این قطعه صفحهای مشبك است و شبكه نیز نامیده مىشود (شكل 1، شم 5) و بر روی آن دو دایره رسم شده است. دایرة بزرگتر مدار رأسالجدی(شكل 1، شم 6) و مركز آنمركزاسطرلاب، و دایرة كوچكتر كه در درون دایرة بزرگتر قرار دارد و با آن مماس است، منطقة البروج (در حقیقت: دائرة البروج) را نشان مىدهد (شكل1، شم 7). نقطة تماس دائرة البروج با مدار جدی، رأسالجدی (شكل1، شم 8)، و نقطة مقابل آن، یعنى محل تقاطع دائرة البروج با قطر قائم عنكبوت، رأس السرطان را نشان مىدهد (شكل 1، شم 9). این دو نقطه، قطر دائرة البروج، و بدینترتیب، مركز آنرا مشخص مىكنند (بیرونى، همان، 288-289؛ نصیرالدین، 2؛ نورث، .(103 در عنكبوت مربوط به اسطرلاب جنوبى نیز دایرة بزرگتر مدار رأس السرطان خواهد بود و جای رأس الجدی و رأس السرطان نیز با یكدیگر عوض مىشود (بیرونى، همان، 296؛ نصیرالدین، همانجا).
عنكبوت روی صفیحهها قرار مىگیرد و خطوط و قوسهای صفیحهها، از لابهلای بریدگیهای آن دیده مىشود. از نقطة رأس الجدی زائدة كوچك نوك تیزی بیرون آمده كه آنرا مُری خوانند و به هنگام گرداندن عنكبوت با حجره تماس پیدا مىكند (شكل 1، شم 10). در پیرامون منطقة البروج، زائدههای تیزی قرار دارند كه ستارگان ثابت را نشان مىدهند. این زائدهها را مریهای كواكب خوانند. عنكبوت در روی صفیحهها قرار مىگیرد و به كمك دستهای كه مدیر یا محرك نام دارد، چرخانده مىشود.
عِضاده : ایناندام بازوی متحركىاست مانند خط كش با سوراخى در وسط كه به كمك محور در پشت اسطرلاب قرار مىگیرد (شكل 2، شم 1) و دو سر آن اندكى تیز است. این تیزیها را مریهای عضاده خوانند (شكل 2، شم 2) و در نزدیكى دو سر آن، دو قطعه مربع شكل نصب شدهاند كه آنها را لبنه، یا هدفه نامند و به فارسى خشتك نیز گفته مىشود و در میان هر یك از آن دو سوراخى ریز است به نام سوراخ شعاع كه از درون آنها ستارگان، یا هر چیز دیگر را مشاهده مىكنند و در برخى اسطرلابها سطح عضاده به 12 بخش تقسیم شده است كه ساعات معوجه را نشان مىدهد (بیرونى، التفهیم، 299-300؛ نصیرالدین، 3-4؛ وپكه، .(132-135
محور: این قطعه میلهای است باریك كه قطب نیز نامیده مىشود. ته آن پهن است (شكل 2، شم 4) و در سر آن سوراخى است كه فرس (اسبك) در آن جای مىگیرد (شكل 1، شم 11). این میله از سوراخهای مركز ام اسطرلاب، و مراكز صفحات، عنكبوت، عضاده و گاه نیز شاخص عبور مىكند، به طوری كه این اندامها تنها حركت دورانى در پیرامون محور داشته باشند.
فرس: فرس كه آنرا به فارسى اسبك مىخوانند، برای جلوگیری از جدا شدن صفحات و عنكبوت و عضاده از محور در سوراخ محور جای داده مىشود.
پشت اسطرلاب به وسیلة دو قطر آن، یكى عمودی كه خط علاقه خوانده مىشود و دیگری افقى كه خط مشرق و مغرب نام دارد، به 4 بخش تقسیم شده است. «چهار یك چپ از نیمة زبرین» را ربع ارتفاع مىخوانند و به 90 بخش تقسیم مىكنند (شكل 2، شم 5). ربع مقابل آن، یعنى چهار یك راست از نیمة زیرین ربع ظل نامیده مىشود (شكل 2، شم 6) و بر حسب تانژانت یا كتانژانت صفر تا 90 درجهبندی شده است.
در برخى اسطرلابها در زیر خط مشرق و مغرب دو مربع نیز رسم شده است. معمولاً دو ضلع بیرونى مربع سمت راست به 12 قسمت و دو ضلع بیرونى مربع سمت چپ به 7 قسمت تقسیم شدهاند. تقسیمات مربع سمت راست اصابع (جمع اصبع = انگشت)، و تقسیمات مربع سمت چپ اقدام (جمع قدم = پا) نام دارند. این دو مربع گاه همچنین جدولى به نام جدول طبایع را در برمىگیرند. مربعات و جدول یاد شده برای تعیین ارتفاع اجرام سماوی به كمك سایة اشیاء، و نیز استخراج احكام نجوم به كار مىروند (بیرونى، همان، 299؛ وپكه، 155 -135 ؛ هارتنر، .(2525-2547 اسطرلاب مسطح، معمولاً در اندازههای میان 8 تا 40 سانتىمتر ساخته مىشد. البته اسطرلابهای بسیار بزرگتری نیز ساخته شدهاند (نورث، .(105
انواع اسطرلاب
به طور كلی می توان گفت كالتام ، توماری ، هلالی ، چلیپایی ، ذورقی ، قوسی ، جامعه جنوبی ، رصدی ، شمالی ، كروی ، مسطح خطی ، ثلثی و صلیبی مشخص میشود. بر طبق اسناد معتبر ، استرلاب ذورقی و صلیبی را ابوسعید احمد فرزند عبدالجلیل سجزی (سیستانی) ، معلم ابوریحان بیرونی ، در سده چهارم هجری اختراع كرده است و استرلاب رصدی را عبدالكریم نیكمرد قاینی از دانشمندان سده پنجم هجری ساخته است.
اسطرلاب مسطح مدور به علت سهولت حمل و سهولت كاربرد به زودی در میان ستاره شناسان تداول یافت. اما نوآوریهای ستارهشناسان مسلمان در طرح اسطرلاب و از جمله در تصویر منطقة البروج و دوایر ارتفاع و خط مشرق و مغرب به ساخت انواع گوناگونى از اسطرلاب مسطح انجامید كه شمار آنها از 20 افزون است. اسطرلابهای آسى، طبلى (مُطبّل)، سرطانى (مسرطن)، مُبطَّخ، حلزونى، ثوری، جاموسى، شقایقى، سفرجلى، زورقى و صلیبى از این جملهاند. به طوری كه از منابع برمىآید، این نامگذاریها در 9 مورد نخست بهشكل منطقةالبروج در صفحة عنكبوت مربوط مىشود، یعنى منطقةالبروج درایناسطرلابها، به ترتیب به شكلهای برگ مورد، طبل، خرچنگ، خربزه، حلزون، سر گاو، سر گاومیش، برگ شقایق و گلابى است(بیرونى،همان، 297- 298، الدرر...، 116-124؛ مراكشى، 2/69- 78؛ I/725 , 2 .(EI
از این میان، اسطرلابهای طبلى، سرطانى، ثوری، جاموسى، شقایقى و زورقى، بدون آنكه تغییری در ساختمان آنها لازم آید، برای هر دو نیمكره به كار مىرفتهاند و در آنها میان شمالى و جنوبى تفاوتى نبوده است (بیرونى، استیعاب، گ 36 الف - ب، 40 الف، الدرر، همانجا؛ مراكشى، 2/68 -70). چنانكه در شرح ساختمان اسطرلاب دیدیم، اسطرلابهایى كه برای رصد ستارگان و اندازهگیری مختصات آنها از نیمكرة جنوبى لازم است، با اسطرلابهایى كه در نیمكرة شمالى به كار مىروند، تفاوتهایى در ساختمان عنكبوت و صفیحهها، شامل جا به جایى در مدارهای رأس السرطان و رأس الجدی، و نیز در تصویر دوایر ارتفاع (مقنطرات ) دارند؛ در حالى كه در اسطرلابهای یاد شده، این تفاوتها از میان برداشته شده است. درمورد اسطرلاب زورقى كه به ابتكار ابوسعید سجزی ساخته شده است، یك ویژگى مهم دیگر نیز جلب توجه مىكند. بیرونى كه خود نمونهای از این اسطرلاب را دیده است، پس از ستایش آن و سازندهاش گوید: «این اسطرلاب برپایة اعتقاد برخى اهل نظر كه حركت كلى مرئى را از آنِ زمین، و از غرب به شرق مىدانند، ساخته شده است». وی مىافزاید: هندسهدانان و فلكشناسان در رد این نظر سخنى ندارند و استدلال در نقض این اعتقاد موكول به فلاسفة طبیعى است (بیرونى، استیعاب، گ 36 الف - 37 ب؛ نیز نك: ویدمان، .(II/665 این ظاهراً نخستین كاربرد نظریة حركت وضعى زمین در میان اخترشناسان مسلمان است. مراكشى 3 قرن پس از سجزی و دو قرن پس از بیرونى این نظر را با قاطعیت رد مىكند و به ابن سینا و رازی استناد مىورزد (2/74).
متأسفانه، چون از انواع یاد شده نمونهای باقى نمانده است، هیچگونه داوری علمى دربارة آنها ممكن نیست (هارتنر، .(2544-2545
كاربردهای اسطرلاب
ایرانیان در ابتدا ، از استرلاب برای تعیین محاسبات نجومی استفاده میكردند. آنها به تدریج در تجهیز و تكمیل آن كوشیدند. بدین ترتیب علاوه بر آنكه فاصله خورشید با زمین و ماه و دیگر ستارگان را بوسیله استرلاب تعیین كردند، توانستند از این وسیله چندكاره در موارد زیر هم استفاده كنند. تعیین ساعات شب و روز ، اندازه گیری ارتفاعات كوهها و عمق دریاها ، تعیین طول نصفالنهار و مدارها و خط استوا ، تعیین قبله و وقت صبح و ظهر و شب ، معین كردن درجات پهنا و درازی زمین ، تعیین مسیر ستارگان ، شناخت اثرات اجرام آسمانی بركردار و اندیشه آدمیان.
بوسیله اسطرلاب ، زمان حركت خورشید را در 365 روز و یك چهارم روز (یك سال) معین كرده و شروع و پایان اعتدال بهاری و زمستانی را مشخص میكردند. آنها كه در استفاده از استرلاب داناتر بودند، عقیده داشتند كه در آسمان 28 منزل وجود دارد و اگر آن را بر اساس محاسبات ریاضی حساب كنند، 12 ماه سال پدید میآید. آنان خوب و بد زندگی انسانها را از تاثیر برجهای دوازدهگانه بر ستارگان اعلام میكردند. مثلا هر گاه ضمن محاسبات نجومی ، زهره و مشتری در كنار هم قرار میگرفتند آن را برای تاج گذاری ، مسافرت ، بازرگانی ، درختكاری و زناشویی ، مبارك و فرخنده میدانستند.
اسطرلاب بیش از ۳۰۰ كاربرد دارد به برخی از كاربردهای نجومی آن در زیر اشاره شدهاست:
نمایش آسمان در لحظه دلخواه
محاسبه زمان طلوع و غروب اجرام آسمانی در زمان دلخواه
اندازی گیری فواصل و ارتفاعات با روشهای هندسی و مثلثاتی
محاسبه مكان اجرام آسمانی در آسمان
تعیین زمان از طریق مشاهده اجرام آسمانی
تعیین طول روز و طول شب
یكی دیگر از كاربردهای اسطرلاب در زمانهای گذشته طالع بینی بودهاست.قدیمیان اعتقاد داشتند كه صورت فلكی ای كه در لحظهٔ تولد هر كس، در حال طلوع است، صورت فلكی طالع آن فرد است. آنها برای هر یك از آن صورت فلكیها خصوصیاتی را در نظر گرفته بودند كه همان خصوصیات فرد بودند. اما آنها فقط از صورت فلكیهای دایره البروجی برای این كار استفاده میكردند كه این صورت فلكیها در اسطرلاب نشان داده شدند و به كمك اسطرلاب به راحتی میتوان صورت فلكی طالع هر فرد را، با دانستن موقعیت خورشید در آن لحظه، مشخص كرد
تعیین وقت به كمك اسطرلاب: ابتدا باید ارتفاع یك جرم سماوی، مثلاً خورشید را تعیین كرد. برای این كار ربع ارتفاع را به سوی خورشید مىگیریم و عضاده را مىچرخانیم تا خورشید از میان سوراخهای هر دو لبنه دیده شود، مُری عضاده بر مدرج ارتفاع، ارتفاع خورشید را نشان مىدهد. آنگاه صفیحهای را كه عرض جغرافیایى مكان اندازهگیری (یا نزدیكترین عرض جغرافیای به آن) را در بردارد، در زیر عنكبوت قرار مىدهیم. عنكبوت را مىچرخانیم تا طالع آفتاب، یعنى برج و درجهای كه خورشید در آن قرار دارد (مثلاً دهم میزان)، بر مقنطرهای قرار گیرد كه برابر ارتفاع خورشید است. در اینجا، درجهای را كه مری رأسالجدی بر درجات 360 گانة حجره نشان مىدهد، به خاطر مىسپاریم. آنگاه طالع آفتاب (مثلاً دهم میزان) را بر افق مشرق قرار مىدهیم؛ بار دیگر درجهای را كه مری رأس الجدی نشان مىدهد، در نظر مىگیریم. تفاضل این دو درجه مقدار قوسى است كه خورشید از لحظة برآمدن تا زمان اندازهگیری پیموده است و آنرا دایر گذشته از روز خوانند. از آنجا كه خورشید در هر ساعت 15 از مدار خود را مىپیماید، اگر این تفاضل مثلاً 82 باشد، با محاسبة زیر مقدار زمانى كه از برآمدن آفتاب گذشته است، به دست مىآید:
5 ساعت و 28 دقیقه = 82 15
(نك: بیرونى، التفهیم، 300-301، 305-306؛ صوفى، 52؛ نصیرالدین، 9-10).
اسطرلابهای به جا مانده
از اسطرلابهای قدیم یونان نمونهای به جا نمانده است؛ اما مسلمانان پس از آشنایى با این ابزار هزاران اسطرلاب ساختند كه از آن میان شاید در حدود 800 نمونه باقى مانده باشد. شمار اندكى از این رقم مربوط به دوران شكوفایى دانش نجوم در جهان اسلام، و بقیه مربوط به سدههای بعد، یعنى دورانى است كه هیچگونه نوآوری قابل ذكری در كار نبوده است. در حقیقت، چنانكه گفته شد، جهان اسلام طى همان دوران به چنان اوجى در این فن دست یافته بود كه تا قرنها پس از آن، برای دانشمندان هیچ ملتى دست یافتنى نبود (هارتنر، 2535 ؛ كینگ، «مجموعهها»، .(106 در مجموع، اسطرلابهایى كه در ایران، یا به دست صنعتگران ایرانى ساخته شده، در دقت هندسى و زیبایى بسیار برتر از اسطرلابهای ساخت دیگر اقوام تشخیص داده شدهاند. دقت و صحت اسطرلابهای ساخت ایرانیان، بیشتر از آنروست كه این اسطرلابها به دست خود اخترشناسان ایرانى و یا زیر نظر ایشان ساخته مىشدهاند (نك: هارتنر، همانجا).
برپایة یكى از گزارشها از مجموع 165 اسطرلاب كهن مربوط به مشرق زمین كه با دقت موردبررسى قرار گرفتهاند، 65 نمونه ساخت ایرانیان، 27 نمونه ساخت مسلمانان هندوستان، 8 نمونه ساخت هندوان، 21 نمونه ساخت عربها (یعنى مصریان، سوریان و عراقیان)، و 42 نمونه ساخت صنعتگران اسپانیا و مسلمانان شمال افریقا، و دو نمونه ساخت یهودیان است. به طوری كه ملاحظه مىشود در این فهرست ایرانیان در رأس قرار دارند (همانجا).
بیشتر آنچه از اسطرلابهای كهن باقى مانده است، در موزههای بزرگ اروپا به ویژه در انگلستان، اسپانیا، ایتالیا نگهداری مىشود (فرنسیس، 9-10؛ هارتنر، 2535 ,2532 ؛ كینگ، همانجا).
مورلى1 بر آن است كه كهنترین اسطرلاب موجود ساخت احمد بن خلف مروزی است و در 293ق/906م برای مقتدر، خلیفة عباسى ساخته شده است، اما درِكِر2 تاریخ ساخت آنرا 339ق/950م مىداند و آ. داسكیو3 بر آن است كه این اسطرلاب در سدة 12 یا 13م از روی یك نمونة قدیمى ساخته شده است (هارتنر، .(2532
احتمالاً كهنترین اسطرلابى كه تاكنون باقى مانده، در 374ق/984م به دست دو برادر اصفهانى به نامهای احمد و محمد بن ابراهیم در اصفهان ساخته شده است. این اسطرلاب كه به رغم كهنگى، مهارت سازندگانش را به خوبى نشان مىدهد، در موزة اشمولین ا¸كسفرد نگهداری مىشود (همانجا).
اینك از چند اسطرلاب دیگر نیز كه جالب توجه شمرده شدهاند، یاد مىشود:
1. اسطرلاب محمد بن ابىالقاسم بن بركان، ساخته شده در 496ق/ 1103م. این اسطرلاب در موزة تاریخ علم در فلورانس نگهداری مىشود (نك: همو، .(2535
2. اسطرلاب حامد بن محمود اصفهانى، ساخته شده در 547ق/ 1152م. این نمونه نیز در موزة تاریخ علم در فلورانس نگهداری مىشود (همانجا).
3. یك اسطرلاب قدیمى كه تاریخ ساخت آن معلوم نیست، ساخته شده در اندلس كه در نورمبرگ نگهداری مىشود (كینگ، همان، .(108
4. اسطرلاب محمد بن سهلى، كه در 483ق/1090م در والنسیا ساختهشده،و اكنون در مؤسسةاسمیتسونواشینگتن نگهداریمىشود (گلدشتاین، .(19
5. اسطرلاب احمد بن كمال، كه ظاهراً كهنترین اسطرلابى است كه در دارالا¸ثار العربیة بغداد نگهداری مىشود. تاریخ ساخت آن معلوم نیست، ولى از نوشتههای آن كه به خط كوفى است، چنین مىنماید كه در سدة 4ق ساخته شده است (فرنسیس، 12
منبع : انجمن فیزیک دانان ایران
