استرلاب، تغییرات و تکامل آن در ایران

ایرج صفایی

دانشگاه کاشان

استرلاب یکی از مهم ترین ابزارهایی است، که بشر تا به حال ساخته است. استرلاب را باید آینه تمام نمای نجوم دانست. بسیاری از دانشمندان درباره این ابزار حرف زدند و رساله نوشتند. کوشیار رساله‌ای در این مورد دارد و معتقد بود که دقت آن بسیار زیاد و باید در حد دقیقه کمانی باشد. در حالی که کامل‌ترین استرلاب با دقت درجه کمانی طراحی و ساخته می‌شده است.

استرلاب کارکردهای بسیار در گذشته و امروز داشته و دارد. انجام محاسبات مثلثاتی هم در ریاضی و هم مهندسی و همین طور استفاده از آن در جهت یابی و قبله یابی از کاربردهای استرلاب است.

استرلاب(Astrolabe) از «Astro » به معنی ستاره و « labe » به معنی « ترازو » است. برخی آن را ستاره یاب، ترازوی ستاره، مقیاس ستاره، آیینه نجوم، جام جمشید، جام جهان نما و... نیز نامیده‌اند. واژه استرلاب ظاهراً از دو واژه اِستِر یا ستاره در زبانهای هند و اروپایی از جمله ایران و فعل لابیدن که در زبان پارتی به معنی تابیدن است، گرفته شده است. «استر» یا «استرا» واژه ای است که در ایران باستان استفاده می شده و نام همسر خشایار شاه نیز بوده است. «لاب» یا «لابیدن» در زبان پارتی به معنی تابیدن بوده است. برای یافتن این معنی می‌توانید به فرهنگ معین مراجعه کنید. به هر حال این واژه چه ایرانی باشد چه نباشد به نظر من باید با حروف فارسی به شکل استرلاب یعنی با « ت » ایرانی و « س» نوشته شود.

این ابزار شامل بخشی برای اندازه‌گیری پارامترهای نجومی یا هندسی بوده و در بخش دیگر می‌توان پارامترهای اندازه‌گیری شده را تجزیه و تحلیل کرده و نتایج بسیار جالب و کاربردی از آن به دست آورد. به عبارت دیگر می‌توان آن را یک کامپیوتر آنالوگ چند منظوره دانست که داده‌های مورد نیاز را می‌توان به وسیله خود استرلاب اندازه‌گیری نمود. بنابراین شاید به جرات بتوان گفت از بسیاری از ابزارهای کنونی تکامل یافته‌تر است.

در «قوی قریلگان قلعه» در منطقه خوارزم و قرقیزستان فعلی بنایی است که گفته می‌شود مربوط به نجوم بوده. البته این گفته کاملا تأیید شده نیست. اگر این گفته تایید شود،د اولین سرنخ ها در بارۀ استرلاب در منطقه خوارزم پیدا شده است . بعد از آن نشانه های استرلاب در الواح گلی بابلی یافت شده که نقشه آسمان تابستانی است؛ سپس استرلاب «آنتیکدرا» را داریم که بیش از 2000 سال قدمت دارد و خیلی مشخص نیست که مربوط به همان منطقه است یا از جای دیگری به آن مکان آورده شده.

جالب است بدانید که استرلاب آنتیکدرا اولین ابزاری است که در آن چرخ دنده به کار رفته است. بعد از آن یک بازه زمانی بزرگ استفاده از چرچدنده در ابزارها خبری نیست تا این که استرلاب «راشد ابری اصفهانی» را داریم که همان چرخ دنده ها با همان ساختار برای تعیین شکل ظاهری ماه و موقعیت ماه نسبت به خورشید در آن به کار رفته است. در کتاب استیعاب ابو ریحان از «حقه القمر» صحبت شده که برای تعیین موقعیت نسبی ماه و خورشید ، مقابله ، تثلیث ، تربیع ، تسدیس و ... از آن استفاده می شده است. بعدها در ساعت های ستاره‌ای ساختار همان «حقه القمر» را به شکل بسیار ساده‌تر به کار برده‌اند. با این ابزار می‌توانیم زمان را در شب تعیین کنیم. ما ساعت آفتابی را برای تعیین زمان در طول روز داریم و ساعت ستاره‌ای برای تشخیص زمان در شب به کار می‌رفته است. در حالی که استرلاب هر دوی آن ها را داشته. در مورد این که استرلاب چه طور به وجود آمده این توضیح را بدهم که وقتی به آسمان نگاه می‌کنیم، به نظر می‌رسد در یک کره با شعاع بسیار زیاد هستیم که آن را کره سماوی می‌نامند. تصویر آن را روی یک کره کوچک ترسیم می‌کنند. همچنین شبکه‌ای از دوایر ارتفاع و دوایر سمت برای یک ناظر در عرض جغرافیایی مشخص ترسیم می‌کنند. چرخش کره آسمان وابسته به ستارگان، نسبت به افق ناظر در استرلاب شبیه‌سازی می‌شود. در استرلاب مسطح کره آسمان تسطیح شده، ابعاد آن از سه بعد به دو بعد کاهش داده می‌شود. بنابراین نقشه آسمان و شبکه خطوط سمت و ارتفاع را تسطیح کرده از انطباق آن در محاسبات نجومی استفاده می‌کنند. البته ماکت کرۀ سماوی و استرلاب کروی با هم متفاوتند. معمول‌ترین و رایج‌ترین استرلاب، استرلاب مسطح بسیط است. نمونه‌های زیادی از آن برجای مانده است. استرلاب ساخته شخصی با امضای عبدالعلی نمونه‌ای از آنها است که در موزه آستان قدس نگه‌داری می‌شود.

از نظر ساختاری استرلابها به سه دسته کلی تقسیم می‌شوند. استرلاب کروی، استرلاب مسطح و استرلاب خطی این سه دسته را تشکیل می‌دهند. در استرلاب کروی نقشه آسمان و شبکه دوایر سمت و ارتفاع در سه بعد طراحی و ساخته می‌شود. نمونه‌ای از این استرلاب مربوط به منطقه ایران پیدا شده که دارای شبکیه یا کره عنکبوتی است. به این نوع استرلاب کروی ذی‌عنکبوت گفته می‌شود. بیشترین تنوع و تعداد در استرلابهای مسطح مشاهده می‌شود. بیش از پنجاه نوع استرلاب مسطح در نجوم قدیم به کار برده می‌شده است. استرلاب خطی نیز نوع سوم از استرلاب است که به آن عصای توسی یا عصای موسی هم می‌گویند. البته مخترع آن شرف‌الدین توسی بوده و با خواجه نصیرالدین توسی فرق می‌کند. تاکنون دو نمونه استرلاب خطی از جنس فلز برنج ساخته‌ام.

شبکه خطوط سمت و ارتفاع برای یک عرض جغرافیایی طراحی می‌شود. بنابراین برای افزایش گستره کاربرد استرلاب صفحات بیشتری برای آن می‌ساخته‌اند. در بعضی از استرلابها صفحه‌ای به نام صفحه آفاقی ساخته می‌شده که گستره وسیعی از عرضهای جغرافیایی را پوشش می‌داده است. ابن نقاش زرقالی نیز در آندلس استرلاب «زرقاله» را ساخته که برای تمام عرض‌های جغرافیایی قابل استفاده است اما کاربرد آن دشوارتر از استرلاب مسطح بسیط است.

گاهی از این ابزار برای بیان نظریات بشر در مورد جهان استفاده شده است؛ مثل نظریه حرکت وضعی زمین که در کتاب جهان دانش به آ اشاره شده است. این مطلب در کتاب استیعاب ابوریحان نیز وجود دارد که در نسخۀ خطی مجلس به شماره 3959 قابل دسترسی است. ابوریحان در این کتاب ساختار چند استرلاب که توسط ابوسعید سجزی بر اساس حرکت وضعی طراحی شده، تشریح کرده است. استرلاب «زورقی» و استرلاب «مسطری» دو نوع از این ابزارها است که نمونه‌هایی از این ابزارها را ساخته‌ام. در استرلاب زورقی و استرلاب مسطری ستاره ها ثابتند و افق ناظر می‌چرخد .

از استرلاب برای جهت یابی هم استفاده می‌شده‌است. استرلاب «مُسَمَّت» یعنی استرلابی که خطوط سمت در صفحات آن ترسیم شده باشد، در جهت‌یابی کاربرد دارد. همچنین در پشت بعضی از استرلابها در ربع سمت منحنی‌هایی برای تشخیص سمت قبله برای تعدادی از شهرها رسم می‌شده است. برای نمونه در استرلاب شاه عباس ثانی کار برد قبله‌یابی برای تعدادی از شهرهای مهم ایران لحاظ گردیده است.

سنجش زمان در گذشته بسیار مهم و دشوار بوده است. استرلاب یکی از ابزارهایی است که برای زمان سنجی از آن استفاده شده است. در ایران باستان شب یا روز را به سه پاس تقسیم می‌کردند و مراد شان از این که می‌گفتند پاسی از شب گذشته، یعنی یک سوم از شب گذشته است. یک چهارم هر پاس برابر یک ساعت مُعوَجه است. تعیین زمان بر اساس ساعات معوجه یا ساعات مستویه(ساعاتی که امروزه هم استفاده می‌شود) به چند روش با استرلاب انجام می‌شده است. تعیین اوقات شرعی از دیگر موارد استفاده استرلاب بوده. گاهی منحنی‌هایی برای تعیین اوقات شرعی نیز در صفحات یا پشت استرلابها ترسیم می‌شده است.

یکی دیگر از کاربردهای استرلاب، کاربردهای تنجیم یا همان اختربینی و احکام نجومی است. در پشت بیشتر استرلابها در قسمت ربع ظل اصابع و ظل اقدام جدولهایی با کاربرد تنجیم نگاشته می‌شده است. در استرلابی که مربوط به مظفرالدین شاه است بسیار کامل بوده و از استرلاب های خاص دنیا به شمار می‌رود به کاربرد تنجیم پرداخته شده. دستگاه مختصات تسعییر یا مطرح الشعایی یک دستگاه مختصات استفاده شده در استرلاب است. در ایران برای بعضی از استرلابها صفحه یا صفحات تسییر نیز ساخته می‌شده است. اما در اروپا استرلاب‌هایی صرفا برای اختربینی ساخته شده که ساختارش همان دستگاه مختصات مطرح‌الشعایی است.

در گذشته کمتر اشاره شده که ابزاری را بطور مداوم تنظیم یا به اصطلاح امروزی کالیبره کنند.اما استرلاب از ابزارهایی است که روشهای تنظیم آن در بسیاری از رساله‌های استرلاب از جمله رساله کوشیار گیلانی تشریح شده است. حتی برای تنظیمات آن صفحۀ خاصی به نام «میزان عنکبوت» طراحی شده که شبکه‌ای از دستگاه مختصات دایره البروجی بوده که مکان ستارگان را بر روی صفحه عنکبوتی استرلاب تنظیم می‌کرده‌اند.

از استرلاب برای ساخت بسیاری از ابزارها الگو برداری شده است. متأسفانه امروزه در ایران به طور حاشیه‌ای به این ابزار پرداخته‌اند. در ربع ها که بخش بسیار مهمی از ابزارهای نجومی به حساب می‌آید(ربع سینوسی، ربع ساعتی و ... ) از استرلاب الگو برداری شده. دوربین‌های نقشه برداری امروزی و سمت‌یابها از این دسته‌اند.

از جمله کسانی که کوشیده تا دامنه‌ کاربردهای استرلاب را افزایش دهد ابوسعید سجزی است که استرلاب هایی به نام «مُسَرطَن»، «شقایقی»، «آسی» و غیره طراحی می‌کند که دامنه کاربرد را در منطقه آسمان تغییر میدهد.

ارائه شده توسط ایرج صفایی از رصدخانه دانشگاه کاشان در همایش میراث علمی کوشیار گیلانی در تهران در روز دوشنبه 5 اسفند 1392



نشانی اینترنتی متن سخنرانی در وبسایت مرکز پژوهشی میراث مکتوب



http://www.mirasmaktoob.ir/d.asp?id=12511