فیزیک در قرون وسطی

نقش مسلمانان

با زوال فرهنگ یونانی، تکامل  علم بطور کلی و علم فیزیک، بخصوص به یک حالت رکود مجازی درآمد و این مدت تقریباً هزار سال طول کشید تا اینکه سرانجام امپرطوری عربی در قرن هشتم تمام سرزمینهای جنوبی، دریای مدیترانه را احاطه کردند و از تنگه جبل الطارق تا اسپانیا پیش رفتند اعراب کتابهای بجا مانده از کتابخانه های یونانیان را ترجمه کرده و پرچمدار علم شدند، از قرن دوم تا قرن پنجم هجری (مقارن قرنهای هشتم تا یازدهم میلادی) در رشته فیزیک روی نور بیشتر تکیه می شد و بزرگترین فیزیکدان دنیای اسلام در آن زمان حسن بن هیثم است.

 

حسن بن هیثم (1035- 965 م. )

حسن بن هیثم معروف به الخازن (نزد اروپائیان) است در زمینه فیزیک حدود 24 کتاب رساله و مقاله دارد که به موضوعاتی همچون نور، انواع آینه های سوزان و چگونگی تشکیل تصویر آن و ... می باشد مهمترین کتاب او در زمینه فیزیک «المناظر» مشهور است این کتاب در اصل به زبان عربی است به لاتین و زبانهای دیگر اروپایی ترجمه شده است و مورد استفاده محققان اروپایی از جمله کپلر بوده است مولف در این کتاب در زمینه های فیزیک به موارد زیر پرداخته است:

1- ارائه نظریه درست و کامل چگونگی دید چشم، تا زمان ابن هیثم دانشمندان فکر می کردند در اثر خروج چیزی از چشم و برخورد آن به اشیا می باشد، او برای اولین بار چگونگی دیدن یا کیفیت ابصار را مطرح کرد.

2- قانون بازتاب در روی سطوح تخت و منحنی شکل که آنرا در روی سطوح غیر مشخص بیان کرد و آنچه به نام دکارت است بدون شک بر گرفته از کتاب وی می باشد.

3- بررسی قوانین شکست نور

4- طریقه و روش به کاربردن عدسی و اصول بزرگنمایی و آینه های کروی و شلجمی

5- بررسی انطباق چشم

6- تشریح ساختمان چشم و بررسی عدسی چشم و چگونگی ایجاد تصویر در شبکیه

7- بیان قانون فرما (نور کوتاهترین مسیر را همواره انتخاب می کند)

8- ارائه مفهوم پرتو و امواج نورانی

9- اندازه گیری زاویه افق مجازی که مربوط به انعکاس نور در روی جو کره زمین می باشد که او آنرا 18 درجه ذکر کرده است.

ابن هیثم در زمینه اختر شناسی آثار مهمی دارد و وی در پژوهشهای نجومی خود از ابزارهای گوناگونی همچون ساعت آبی استفاده می کرد، او در راستای تحقیقات خود موفق به اختراع ذره بین شد.

 

ابوریحان بیرونی (1053- 973 م.)

وی بیش از 150 کتاب به نگارش در آورده است که 70 مورد کتاب در زمینه نجوم، 20 کتاب در مورد ریاضی و 18 مورد در مورد ادب و مابقی در زمینه  های جغرافیا، فیزیک و زمین شناسی است. فرضیه قوه جاذبه و حرکت وضعی زمین از کارهای مورد تحقیق او می باشد، محاسبه علمی جهت یابی قبله را تعیین کرد، اولین کسی است که فکر تصویر برجسته را ارائه کرده است. درباره کرویت زمین، وزن مخصوص اجسام، آب شیرین و شور تحقیقات ارزنده ای را انجام داده است. نخستین اثر بزرگ بیرونی «آثار الباقیه» است که از تقویم ها، مسائل نجومی و هواشناسی سخن به میان آمده است.

 

ابوعلی سینا (1037- 980 م.)

ابن سینا در فنون مختلف و متنوعی تالیف بسیاری دارد، آثار او بالغ بر 270 عنوان می شود دائرة المعارف قانون علم پزشکی را بررسی کرده است، مهمترین اثر فلسفی ابن سینا کتاب شفاست که دائره المعارف عظیمی در چهار بخش منطق، طبیعیات (فیزیک)، ریاضیات و مابعد الطبیعه می باشد. مفهومی که ابن سینا از  علم فیزیک دارد «فیزیک را مطالعه اجسام طبیعی و حرکت آن می داند و از اتصال و پیوستگی جسم صحبت کرده است خواص مربوط به جسم طبیعی عبارتند از حرکت و سکون، زمان و مکان، خلا، تقارن و ... است. جسم به خودی خود هیچ حرکتی ندارد حرکت را منحصراً باید ناشی از علت آن دانست حرکت یا از خارج است یا در جسم است.» ابن سینا در مکانیک درباره جرثقیل، علم اوزان و ترازوها، علم ادوات خاص و هیدرولیک به بحث پرداخته است.

در دوره ای که مسلمانان در اوج بسررساندن فرهنگ و معارف اسلامی و علمی خود بودند پیشرفت علم در اروپا کاملا متوقف مانده بود.

در قرن دهم میلادی (مقارن قرن چهارم هجری) علم دوباره در اروپا رونق گرفت. در اوایل قرن سیزدهم میلادی فیزیک در مسیر توسعه و پیشرفت قرار گرفت زیرا اولا در اروپا چند حکومت بوجود آمد که از دانشمندان حمایت می کردند ثانیا دانشگاههایی تاسیس شد دانشگاه اکسفورد و کمبریج انگلستان، دانشگاه من پلیه در فرانسه، دانشگاه پادو در ایتالیا و در قرن چهاردهم دانشگاههای پراگ و وین و غیره.

در این دوره متفکرانی مانند راجربیکن (1294- 1214م) انگلیسی است وی کانون آینه مقعر را پیدا کرد. ساختن آینه های شلجمی را تعلیم داد، اساس کار اتاق تاریک را کشف کرد و درباره تشکیل رنگین کمان نیز نظریه ای دارد و برای نخستین بار شرح کافی درباره علت تشکیل آن داد و نقش قطره های معلق باران را در هوا در تشکیل این پدیده بیان کرد.

در این دوران صنعتگران متعددی بودند که در جهت پیشبرد صنعت، کار می کردند در این عصر بود که آینه های قلع اندود را اختراع کردند، شهرهای بزرگ را با ساعتهایی که در ساختمانها کار گذارده می شد تزئین نمودند. اختراع قرن چهاردهم میلادی عینک (اواخر قرن سیزدهم) بود.

در دوره رنسانس که دوره تجدد ادبی و هنری بود رشته فیزیک فقیر بود در اوایل این دوره لئونارد داوینچی نقاش ایتالیایی (1519- 1452) خاصیت مویئنگی را کشف کرد، مقاومت هوارا مدنظر قرار داد، اهرمها و سطح شیبدار را مطالعه کرد، نیروسنج را اختراع کرد.

 

 مورولیکوس (1575- 1494 م.)

مورولیکوس از اهالی سیسیل ایتالیا به نقش عدسی چشم پی برد و آن را در حکم یک عدسی ساده دانست نه عامل اصلی رویت و نزدیک بینی و پیر چشمی را تقریبا شرح داد و عینکهای اصلاحی آنها را بررسی کرد.

تارتاگلیا ریاضیدان ایتالیایی کیفیت هندسی مسیر پرتابه ها را بررسی کرد و در آن چندان موفق نبود.

 

 ویلیام گیلبرت (1544- 1603م)

یکی از فیزیکدانان پیشگامی بود که پی به وجود میدان مغناطیسی زمین برد وی نشان داد که اگر میله آهنی را در راستای شمال و جنوب قرار دهیم و بر رویش بکوبیم آن میله آهن ربا خواهد شد. همچنین برای اثبات وجود میدان مغناطیسی زمین یک آهنربا را درون کره ای قرار داد نام آن Terrlla (ترلا) که به لاتین به معنای زمین کوچک بود گذاشت و سپس یک قطب نما را بر روی آن حرکت داد که مشاهده نمود اگر قطب نما به موازات سطح ترلا قرار گیرد جهت عقربه مغناطیسی همواره ثابت است،  که نشان می داد عقربه تحت تاثیر میدان مغناطیسی آهن ربای درون کره است.

در واقع کره زمین مانند یک آهن ربای قوی عمل می کند که قطب N آن در جنوب جغرافیایی قرار دارد و قطب S آهن ربای درون زمین در شمال جغرافیایی قرار دارد و بر همین اساس اکتشافات دریانوردی آغاز شد پدیده انحراف مغناطیسی و تغییر آن بر حسب موقعیت جغرافیایی مورد بررسی قرار گرفت که توسط نورمن (1600 - 1576م) محقق انگلیسی بوسیله یک قطب نمای میل یاب که خود آنرا اختراع کرد و پاره ای از خواص ربایش و رانش الکتریکی را مورد بررسی قرا گرفت. از مهمترین عوامل در اشاعه دانش اختراع چاپ در اواسط قرن پانزدهم بوسیله گوتنبرگ بود و یکی از مهمترین کتابهایی که برای اولین بار چاپ شد کتاب گردش افلاک آسمانی که کوپرنیک آنرا نوشت و در آن منظومه جهان نوینی برقرار ساخت که خورشید در مرکز آن قرارداشت.

خلاصه آنکه دوره رنسانس عامل چندان موثری در پیشرفت دانش فیزیک نبود.