خلاصه‌اي از تاريخ نجوم : از يونان باستان تا قبل از كوپرنيك
خلاصه‌اي از تاريخ نجوم : از يونان باستان تا قبل از كوپرنيك
http://www.hupaa.com/Data/Pic/P00290.jpg اميرمحمد گميني
شايد به نظر بعضي‌ها پرداختن به تاريخ علم، كاري عبث باشد، ولي اگر اهميت فلسفة علم را درك كرده باشيم، آنگاه سخن ايمره لاكاتوش بسيار سودمندخواهد بود: "فلسفة علم بدون تاريخ علم تهي است، تاريخ علم‌بدون فلسفة علم نابيناست."
آشنايي با روشهاي علمي و تجربي مردان بزرگ علم در طي قرون،و چگونگي استدلال نمودن ايشان و همچنين روند پيشرفت علوم‌گوناگوني مانند رياضيات، نجوم، فيزيك و... نه تنها روند قانون‌مندو منطقي آن را در برابر چشمان ما مي‌گشايد بلكه شكوهمندي‌بناي عظيمي به نام علم را هرچه بيشتر درك خواهيم نمود. يكي ازتبعات آن براي خودمان، آمادگي براي تفكر درست و قانونمند درعرصه‌هاي گوناگون مي‌باشد.
دكتر پرويز شهرياري در كتاب "جمشيد كاشاني رياضي دان ايراني" پس از ذكر نكات مهمي در باره اهميت تاريخ رياضيات و به طور كلي، تاريخ علم مي‌نويسد: "تاريخ گذشتة رياضيات (وعلم) ما را قانع مي‌كند كه، كشف‌هاي رياضي (و علمي) تصادفي و جدا از هم و محصول نبوغ فرد يا ملت برگزيده‌اي نبوده است و نشان ميدهد كه اين پيشرفت قانونمند است و به همين مناسبت، بررسي و مطالعه آن، راه امروز و فرداي ما را روشن مي‌كند." بامراجعه به اين كتاب خواهيد پذيرفت كه اهميت رجوع به تاريخ علم فوِق تصور است.
در اين ميان پرداختن به تاريخ علم نجوم، لطفي ديگر دارد. بسيارجالب است كه بخواهيم سرچشمه كشف‌هاي مهم را بدانيم هرچند مدل‌هاي باستاني در نظر امروزي ما نادرست و شايد مضحك به نظر برسند، ولي با نگاهي عميق‌تر و موشكافانه‌تر عظمت فكر انساني و تاريخ تكامل آن ما را به تامل وا مي‌دارد.
به قول نويسندة كتاب طرح فيزيك هاروارد، سرانجام به لذتي خواهيم رسيد كه از مشاهدة جهان هستي در پرتو اين انديشه‌هاي نو به انساني انديشمند دست ميدهد.
در اين مقاله سعي داريم با آرايي كه در طول قرن‌ها براي توجيه و پيش بيني حركات آسماني ارائه شده است، بپردازيم. در آن روزگار، همچون روزگار ما همة اين دگرگوني‌ها و بي نظمي‌ها به‌توضيحي مناسب احتياج داشت. يونانيان در شمار نخستين اقوامي بودند كه به جستجوي توضيحي منطقي و روشن براي‌پديده‌هاي طبيعي برآمدند.
آراء يونانيان :
افلاطون، فيلسوف يوناني قرن چهارم پيش از ميلاد، مساله‌اي براي توضيح حركت‌هاي آسماني وضع كرد. او مي‌گفت: ستارگان نمايندة موجودات تغييرناپذير و جاودانه هستند با سرعت‌يكنواخت و در كاملترين و منظم‌ترين مسيرها در آسمان، به دورزمين مي‌گردند. توجيه افلاطون مبني بر اينكه تمامي ستارگان و سيارات بايد در مسيرهايي دايره وار (چون دايره كاملترين شكل‌است) به دور زمين بچرخد، به مدت 2 هزار سال مهمترين مساله در نجوم باقي ماند.
راه حلي كه يونانيان براي توضيح اين پديده‌ها مطرح مي‌نمودند، كاملاً مبتني بر مشاهده‌اي بود كه از آسمان داشتند. ايشان مي‌ديدند كه ستارگان گويي بر سطح دروني كره‌اي چسبيده‌اند و اين كره به دور زمين مي‌گردد. از طرف ديگر حركت خصوصي خورشيد را به همين گونه توصيف مي‌كردند.
آنان فرض نمودند كه زمين در مركز كره بلورين (شفاف) بزرگي‌قرار دارد كه اين كره در 24 ساعت يك دور به دور زمين‌مي‌چرخد. درون اين كره ديگري قراردارد كه به كره اول متصل است. اين كره فلك حامل خورشيد است كه محورش حدود 5/23 درجه با محور چرخش كرة بزرگ زاويه دارد. با چرخش كرة آسمان، فلك حامل خورشيد نيز مي‌چرخد و در همين حين فلك‌حامل خورشيد به دور محور خود در يك سال ادر حال دوران است.
پيش از فلك حامل خورشيد، حامل ماه و زهره و عطارد قراردارند، كه به زمين نزديك ترند و خارج فلك خورشيد، افلاك حامل مريخ، مشتري و زحل قرار گرفته‌اند كه همگي به كرة آسمان (فلك الافلاك) متصل اند. يونانيان سعي مي‌كردند كه با انتخاب اندازه مناسب براي فلك‌ها و سرعت و جهت آنها، مدل را با مشاهده سازگار نمايند.
"طالس" يكي از فلاسفة يونان باستان توانست خورشيد گرفتگي 28 ماه مه سال 585 قبل از ميلاد را پيش بيني كند. اين موضوع جز از باريك بيني دقتي ميدهد كه اخترشناسي باستان بدان دست يافته بود.
اختر شناس ديگر به نام فيثاغورس و شاگردانش دستاوردهاي مهمي داشت. اولاً فيثاغورسيان بودند كه به اين بينش دست يافته بودند كه خورشيد و ماه و ستارگان از جمله زمين، كروي هستند. البته دليل ايشان اين بود كه كره، كاملترين اشكال است و چون‌همه چيزها به عقيده ايشان رياضي هستند، هر چيزي بايد كامل‌باشد. همچنين پيشنهاد كردند كه ماه خودش منبع نور نيست بلكه نور خورشيد را باز مي‌تاباند.
نجوم اسكندريه
اسكندريه شهري مديترانه‌اي در ساحل مصر است. اسكند اين‌شهر را بدين نيت بر پا داشت كه كانوني باشد براي همة دانش‌ها و دانشمندان هراكليدس، اراتستنس، آريستارخوس و بطليموس همگي از بزرگان نجوم اسكندراني به شمار مي‌روند.
هراكليدس معتقد بودند كه برخي سيارات مانند زهره و مريخ به‌گرد خورشيد در حركت اند و خورشيد به روي مداري به دورزمين در گردش مي‌باشند اراتستنس نخستين كسي بود كه در تاريخ علم دست به اندازه‌گيري قطر كره زمين زد. وي قطر كره زمين را به وسيله تفاوت ارتفاع خورشيد در دو شهر، در زماني واحدبدست آورد.
آريستارخوس كه احتمالاً تحت تاثير هراكليدس بوده است، مدل ونظريات جالبي اظهار داشته است:
1ـ محاسبة او درمورد فاصلة ماه از زمين و محاسبة قطر ماه بادقت خوبي، صحيح بود. (البته او محاسباتي دربارة فاصلة خورشيد و اندازه آن دارد كه با خطاي بسياري همراه است)
2ـ آريستارخوس به پذيرش اين واقعيت راغب بود كه فواصل بين‌اجرام آسماني و به تبع آن اندازة عالم بسيار عظيم و بسي بيشتر از آن است كه تا آن زمان كسي توانسته باشد تصوركند.
3ـ زمين به دور خورشيد در گردش است.
4ـ او معتقد بود كه خورشيد از زمين بسيار بزرگتر است و با توجه به اينكه زماني زمين را بزرگترين جسم مي‌پنداشتند، اين نظربسيار جالبي بوده است كه از طريق محاسبه به دست آورده بود.
5ـ زمين به گرد خود مي‌چرخد.
نظرية خورشيد مركزي آريستا خوس علت بعضي پديده‌ها را كه توسط يونانيان قابل توجيه نبود، را به خوبي توضيح ميداد. مثلاً حركت رجعي سيارات و اينكه چرا در حين حركت رجعي پرنورتر مي‌شوند. ولي با اين همه، اين نظر براي فلاسفة آن زمان قابل پذيرش نبود. اولاً اينكه تصور حركت زمين با انديشه‌هاي فلسفي كه زمين با اجرام فلكي تفاوت دارد و جاي طبيعي آن بايد در مركزجهان باشد، مبانيت داشت. معاصران آريستاخوس، او را به سبب متحرك دانستن زمين كافر مي‌دانستند. دوماً فلاسفه دلايل قانع‌كننده خود را داشتند:
ايشان عنوان مي‌كردند كه اگر زمين به دور خورشيد حركت باشد بايد حركات منظره‌اي براي ستارگان رويت شود.
اختلاف منظر زماني پيش مي‌آيد كه ناظر مكان خود را نسبت‌به جسمي كه به آن نگاه مي‌كند در جهت عمود بر خط و اصل‌خود و جسم تغيير دهد.
ناظر زماني كه در نقطة ش قرار دارد، خط كشي كه روي مسيرقرار دارد را امتداد درخت سمت راست مي‌بيند. در حالي كه‌وقتي از نقطة ذ نگاه مي‌كند، خط كش نسبت به تصوير زمينه تغيير مكان ميدهد و در امتداد درخت سمت چپ ديده مي‌شود.
فلاسفه مي‌گفتند اگر زمين به دور خورشيد در گردش باشد و مكانش تغيير كند بايد مكان ظاهري ستارگان در آسمان تغييركند، يعني اختلاف منظر داشته باشند ولي در آن زمان همچنين‌حركتي رؤيت نشده بود. (البته امروزه بوسيله تلسكوپ‌ها اختلاف منظر ستارگان رؤيت شده است)
بطليموس و المجسطي
بطليموس منجم بزرگ اسكندراني در 150 ميلادي كتاب المجسطي را به رشتة تحرير در آورد. او در اين كتاب به دنبال منظومه ايست كه قادر به پيشگويي دقيق مواضع هر سياره باشد. نوع منظومه و فيزيك حركت‌ها، در مدل او، مبني بر فرضيه‌هاي ارسطو بود. در واقع علت اصلي اين نكته كه بطليموس نظرية زمين‌مركزي را پذيرفت نه خورشيد مركزي را همين بود كه با عوامل‌حركت يعني ديناميك ارسطويي بر اساس حركت طبيعي سازگار بود. وي براي هرچه دقيق‌تر ساختن تئوري زمين مركزي سه طرح مهم دارد و فلك خارج مركز، فلك تدوير، فلك معدل المسير وي‌سعي نمود با استفاده از اين سه شگرد، نه تنها حركات نايكنواخت‌خورشيد و سيارات و ماه را تعيين كند بلكه پديده‌هايي مانندحركت رجعي سيارات را نيز مي‌توانست توضيح دهد.
فلك خارج از مركز:
سياره بر روي فلك حامل خود قرار دارد، و فلك حامل به دور مركزش مي‌چرخد و سياره را با خود بر مي‌گرداند. ولي مركز اين فلك در مركز زمين نيست بلكه از زمين فاصله دارد.
فلك تدوير:
فلكي است كه مركز آن، بر روي فلك حامل قرار دارد سياره روي سطح فلك تدوير نصب شده و در حين گردش فلك تدوير، همراه فلك حامل به دور زمين بر مي‌گردد.
نكته جالبي كه دربارة فلك تدوير سيارات خارجي ايجاد كرد آن بود كه دورة گردش فلك‌هاي تدوير سيارات بيروني و دور مركزشان همگي يكسال بود. در واقع چون بطليموس نمي‌خواست زمين را با دورة تناوب يكسال به دور خورشيد در نظر بگيرد، مجبور بود فلك تدوير سيارات را با دورة تناوب يكسان در نظر بگيرد تا حركات رجعي سيارات خارجي را توضيح دهد.
و حركات رجعي سيارات يكسان نبود. مريخ حركات رجعي متفاوتي درهر بار، نشان ميداد: گاهي حلقوي، گاهي زيگ زاگ... پس بطليموس ترفندي ديگر زد: فلك معدل المسير. او براي انسجام در مدل قمري نيز مجبور شد علاوه بر فلك‌تدوير، فلك معدل المسير را نيز به كار ببندد.
فلك معدل المسير:
بطليموس فرض كرد كه فلك حامل سياره‌خود داراي حركتي ثانويه است. به اين معنا كه مركز فلك معدل‌المسير نقطة ژ به دور نقطه ديگري درحال گردش است.
با ورود فلك معدل المسير به بعضي از قسمت‌هاي يمدل بطليموس، پيچيدگي كار را ناخوشايند نمود و شايد يكي از دلايل‌كه منجمين پس از بطليموس شروع به نقد وي كردند، همين فلك‌معدل المسير بود.
كتاب المجسطي و استدلال‌ها و محاسباتي كه در آن بود، باعث شدكه مدل بطليموس به الگويي مناسب براي پيش بيني موقعيت اجرام سماوي با دقت مطلوبي تبديل شود. مدل سياره‌اي بطليموس قريب 1500 سال مورد استفاده بود. چرااين مدت طولاني مدل بطليموس باقي ماند؟
از دلايلي كه ميتوان به آنها اشاره كرد:
1 - دقت كافي مدل براي پيش بيني موضع اجرام سماوي (حدود 2 درجه)
2 - با فلسفة ارسطويي، مورد پذيرش همه، انطباق داشت.
3 - و همچنين با اعتقادات مذهبي زمان سازگار بود و هر مدل‌ديگري به معناي اختلاف با اعتقادات مذهبي به شمار مي‌رفت و صاحب آن انديشه كافر محسوب مي‌شد.
سخن را بدين جا پايان نمي‌دهيم، چرا كه پس از بطليموس دانشمنداني ظهور كردند كه تنها آثار ارزشمند يونانيان و علوم‌اسكندريه را پاسداري نمودند، بلكه تصحيحاتي نيز برآنها انجام‌دادند، و اين امر سرماية عظيم بشري را به نسل‌هاي بعد منتقل‌ساختند، كه اگر ايشان نبودند، شايد اين علوم از بين مي‌رفت.
