23-1- قرن پنجم شاهد اوج قدرت ادبي يونان، قرن چهارم شاهد شكوفايي فلسفه و قرن سوم شاهد تكامل علوم بود. سلاطين بيش از دموكراسيها نسبت به تحقيقات علمي گذشت و مساعدت روا ميداشتند. اسكندر كاروانهايي مركب از جدولهاي نجومي بابلي به شهرهاي يوناني سواحل آسيا فرستاد كه به زودي به زبان يوناني ترجمه شدند؛ بطالسه موزهي مطالعات عالي را بر پا داشتند و علوم و ادبيات فرهنگهاي مديترانهاي را در كتابخانهي بزرگ خود متمركز كردند؛ آپولونيوس مقاطع مخروطي خود را به آتالوس اول هديه كرد، و ارشميدس تحت حمايت هيرون دوم به تعيين نسبت محيط دايره به قطر آن و محاسبهي تعداد ماسههايي كه براي پر كردن جهان لازم است پرداخت. زوال مرزها و ايجاد زبان مشترك، تبادل سيال عقايد و كتابها، تحليل رفتن فلسفهي مابعدالطبيعه و ضعيفشدن علوم الاهي، بر آمدن طبقهي سوداگر غيرروحاني در اسكندريه و رودس و انطاكيه و پرگامون و سراكوز و ازدياد مدارس و دانشگاهها و رصدخانهها و كتابخانهها توأم با ثروت و صناعت و پشتيباني پادشاهان موجد آن شدند كه علم از فلسفه جدا شوند و در كار تنوير افكار، غنيكردن و در معرض خطر قرار دادن دنيا پيشرفت كند. در شروع قرن سوم - و شايد خيلي قبل از آن - ابزار رياضيدانان يوناني توسط تكامل عددنويسي سادهتري برّاتر شد. نه حرف اول الفبا براي آحاد به كار برده شد، حرف بعدي براي عدد 10، نه رقم بعدي براي 20 و 30 و غيره. حرف بعدي براي عدد صد، و حروف بعدي براي دويست و سيصد و غيره كسور و اعداد وصفي با علامت (I) بر سر آنها مشخص ميشدند. بنابراين، حسب مطلب، (I) مشخص «يك دهم» يا «عشر» و (I) كوچك زير عدد، معرف هزار بود. اين تندنويسي رياضي روش سهلي براي محاسبه ايجاد نمود. در بعضي از پاپيروسهاي يوناني كه در دست است محاسبات فراواني از كسر اعشار تا ميليونها انجام شده كه، اگر به سبك امروزه محاسبه كنيم، جاي بيشترين را روي كاغذ اشغال خواهد كرد. (اين پايپروسها قديميتر از پاپيروسهاي اسكندريه نسيت؛ اما، چون ديگاما (حرف ششم الفباي يوناني) براي نمايش عدد 6 در آنها به كار رفته، محتمل است كه عدد نويسي الفبايي مربوط به قبل از عصر هلنيستي بوده باشد.) با اين وجود، بزرگترين موفقيت علوم هلنيستي در هندسه بود. اقليدس متعلق به اين دوره است. دو هزار سال است كه نام اقليدس با كلمهي هندسه برده ميشود. آنچه از زندگي او ميدانيم به اين ترتيب است كه مدرسهاي در اسكندريه باز كرد، و شاگردان او نسبت به سايرين در رشتههاي خود ممتاز بودند. به پول توجهي نداشت، و چون شاگردي از او پرسيد: «از خواندن هندسه چه نفعي ميبرم؟» به غلامي گفت كه يك اوبولوس به وي بدهد. «زيرا ميخواهد از آنچه ميخواند نفع برد»، و اينكه وي مردي متواضع و بسيار مهربان بود، و ديگر اينكه هنگامي كه در 300 ق كتاب معروف «اصول هندسه»، يا به اختصار «اصول»، خود را مينوشت هرگز به عقلش نرسيد كه فرضيههاي مختلف را به كاشفان آنها نسبت دهد، زيرا جز اين ادعا نداشت كه فقط به جمع معلومات هندسي يونانيان در يك نظم منطقي اقدام كرده است. (كتابهاي اول و دوم خلاصهاي از كارهاي فيثاغورس در هندسه به دست ميدهند؛ كتاب سوم كارهاي بقراط خيوسي؛ كتاب پنجم كارهاي ائودوكسوس؛ كتابهاي چهارم، ششم و يازدهم و دوازدهم كارهاي فبثاغورسيان متأخر و دانشمندان هندسهي يوناني؛ كتابهاي هفتم تا دهم از رياضيات عالي بحث ميكنند.) در اين كتابها، بدون هيچ گونه مقدمه يا تعذير، به تعريف سادهي قضيه، سپس به فرضهاي لازم و بالاخره به بديهيات يا علوم متعارف ميپرازد. به پيروي از دستورات افلاطون، خود را مقيد به ارقام و شواهدي مينمود كه جز خطكش و پرگار ابزاري نخواهد. روش بيان تصاعدي را - كه پيشينيان او ابداع كرده بودند و عبارت بود از فرضيه، نمودار هندسي، تصوير اثبات، و نتيجه - اقتياس و تكميل كرد. عليرغم نقايص و اشتباهاتش، نتيجهي كلي كار او يك نوع معماري رياضي بود كه در نشان دادن قدرت انديشهي يوناني هم پايه و رقيب پارتنون به شمار ميرود. در حقيقت امر، موفقيت علمي او به صورت كامل بيش از پارتنون دوام كرد، زيرا كتاب «اصول» حتي تا قرن ما، به منزلهي كتاب درسي هندسي، تقريباً در همهي دانشگاههاي اروپا مورد قبول بود. تنها كتابي كه از لحاظ دوام تاريخي با آن برابر است «انجيل» است. اثر مفقود اقليدس، «مقاطع مخروطي»، خلاصهي مطالعات منايخموس، آريستايوس و ديگران در رشتهي مخروطات است. آپولونيوس پرگايي، پس از سالها مطالعه و ممارست در مكتب اقليدس، رسالات او را به منزلهي شروع كار خود گرفته و «مقاطع مخروطي» خود را به رشتهي تحرير در آورد و، در «هشت كتاب» و 387 قضيه، خواص منحنيهاي حاصل از تقاطع مخروط با سطح ار تشريح كرد. سه تا از منحنيها را (چهارمي آنها دايره است) به نامهاي جاويداني سهمي، بيضي و هذلولي موسوم كرد. كشفيات او نظريهي پرتابهها را پيش راندند و مكانيك، دريانوردي و نجوم را بسيار ترقي دادند. بيانش مشكل و مطول، ولي روشش كاملاً عملي بود. آثارش، چون كتاب اقليدس، تشريحي بودند. هفت كتاب موجود او، تا به امروز، اصليترين متون كلاسيك هندسه به شمار ميروند.
ارشميدس
23-2- بزرگترين دانشمند زمان باستان حدود 287 قم در سيراكوز به دنيا آمد. وي پسر فيدياس منجم و ظاهراً پسر عم هيرون دوم بود كه روشنفكرترين حكمران زمان خود به شمار ميرفت. مانند بسياري از يونانيان اين عصر كه به علوم علاقهمند بودند و استطاعت مالي داشتند، به اسكندريه رفت؛ در آنجا زير نظر شاگردان اقليدس به تحصيل پرداخت و به رياضيات اشتياقي يافت كه موجب دو موهبت برايش شد: يكي زندگي غرق در مطالعه، و ديگري مرگ ناگهاني. پس از مراجعت به سيراكوز، خويشتن را، چون راهبي، وقف تمام رشتههاي علوم رياضي كرد. اغلب، مانند نيوتن، خوردن و آشاميدن و ساير احتياجات جسمي خود را فراموش ميكرد تا نتايج و عواقب فرضيههايش را دنبال كند. با ماليدن روغن بر بدن خود با خاكستر اجاق و يا با شن - كه كف اطاق تمام منجمين يوناني را ميپوشانيد- شكلهاي مختلف رسم ميكرد. از طنز نيز عاري نبود: ميگويند در كتابي كه به نظر خودش بهترين اثر اوست، يعني كره و استوانه، عمداً قضاياي غلطي مطرح ميساخت كه هم با دوستان خود كه نسخهي آن را ميخوانند شوخي كرده باشد، و هم دزدي آثار ديگران را استهزا نموده باشد. گاهي خود را با ساختن معماهايي كه او را به اختراع جبر نزديك مينمودند سرگرم ميكرد: از اين قبيل است «قضيهي حمار» كه تا آن حد مايهي اغفال لسينگ شده بود. گاهي ماشينهاي عجيبي ميساخت تا اصولي را كه بر پايهي آنها اين ماشينها كار ميكردند مطالعه كند. ليكن علاقهمندي هميشگي و مايهي سرور او علوم مثبته بودند و به آنها به نظر كليدفهم دنيا مينگريست، نه ابزار ساختمان واقعي يا وسيلهي گرد آوردن ثروت. او نه تنها براي شاگرانش، كه براي دانشمندان حرفهاي چيز مينوشت، و بدين وسيله آخرين نتايج غامض تحقيقات خود را به صورت گزارشهاي مفيد و متخصر به ايشان انتقال ميداد. نسلهاي بعدي او همه مجذوب اصالت، عمق، و روشني اين رسالات بودند. پلوتارك سه قرن بعد نوشت: «ممكن نيست در تمام هندسه مسائلي مشكلتر و غامضتر، و بياني سادهتر و روشنتر از نوشتههاي ارشميدس بيابيم. بعضي آن را به نبوغ طبيعي او نسبت ميدهند؛ ديگران ميانديشند كه اين صفحات سهل و ممتنع نتيجهي كوشش و رنج باور نكردني اوست.» ده اثر از آثار ارشميدس، پس از ماجراهاي طولاني كه در اروپا و عربستان بر آنها گذشته، باقي مانده است: (1) كتاب «روش» كه در آن براي اراتستن، كه با وي در اسكندريه طرح دوستي ريخته بود، شرح ميدهد كه چگونه تجارب مكانيكي ميتواند از حيطهي علم هندسه خارج شود؛ اين رساله به سيادت خطكش و پرگار افلاطون خاتمه داد و راه را براي شيوههاي تجربي باز كرد. با اين حال، وجه تمايز روح حاكم بر علوم جديد و قديم را روشن ميكند: يكي به خاطر درك نظري، عمل را مورد مسامحه قرار ميدهد؛ و ديگري به خاطر نتايج احتمالي عملي، نظريه را به تسامح ميگيرد. (2) «مجموعهي قضايا» دربارهي پانزده «انتخاب» يا شقوق فرضيهها در هندسهي مسطحه بحث ميكند. (3) «مساحت دايره» كه در آن براي R (نسبت محيط دايره به قطر آن) مقدار 17 , 3 و1071 , 3 را به دست ميدهد؛ تربيع دايره را به وسيلهي روش افنا انجام ميدهد؛ و ثابت ميكند كه مساحت هر دايره برابر است با مساحت مثلثي قائمالزاويه كه ارتفاع آن برابر شعاع دايره و ضلع ديگر آن برابر محيط دايره باشد. (4) «تربيع سهمي»، كه در آن، به وسيلهي نوعي حساب ديفرانسيل و انتگرال، مساحت قطعهاي از سهمي و نيز مساحت بيضي را اندازهگيري ميكند. (5) «در باب مارپيچها»، كه در آن مارپيچ را به شكلي توصيف ميكند كه از حركت متشابه نقطهاي نسبت به نقطهاي ثابت، در امتداد خطي كه با سرعت يكنواخت حول همان نقطهي ثابت دوران ميكند، به دست ميآيد، و سطح محاط ميان يك مارپيچ و دو شعاع حاصل را به كمك روشي مشابه حساب ديفرانسيل و انتگرال به دست ميآورد. (6) «كره و استوانه»، كه در آن فرمولهاي حجم و سطح جانبي هرم، مخروط، استوانه، و كره را بيان ميكند. (7) «در مخروطوارها و كرهوارها»، كه از حجمهاي حاصل از دوران قطوع مخروطي حول محورشان بحث ميكند. (8) «ماسه شماري»، كه در آن از هندسه وارد حساب و مخصوصاً مبحث لگاريتم ميشود و متذكر ميگردد كه اعداد بزرگ را ميتوان با ضرايب يا واحد 000 ، 10 نمايش داد؛ ارشميدس با اين روش تعداد ماسهاي را كه براي پر كردن جهان لازم است - البته با تذكر اين شرط كه جهان ابعادي قابل تصور داشته باشد - محاسبه ميكند. نتيجهاي كه به دست ميآورد رقم 63 10 است. اشاراتي كه به آثار مفقود شدهي ارشميدس شده نشان ميدهد كه وي طريقي براي تعيين جذر اعدادي كه مجذور كامل نيستند به دست آورده بود. (9) «در تعادل سطوح»، كه در آن هندسه را در مكانيك مورد استفاده قرار ميدهد؛ مركز نقل اشياي داراي اشكال مختلف را پيدا ميكند؛ و قديميترين دستور موجود آمارگيري علمي را ارائه ميدهد. (10) «در اجسام شناور»، كه در آن علم تعادل مايعات را، با پيداكردن فرمولهايي براي تعادل اجسام شناور، بنيانگذاري كرده است. اين مبحث با اين فرض، كه در آن زمان شگفتانگيز بود، آغاز ميشود كه سطح هر جسم مايع در حال تعادل كروي است و مركز آن كره همان مركز زمين است. شايد ارشميدس در اثر واقعهاي، كه مانند واقعهي سيب نيوتن مشهور است، به علم تعادل مايعات برخورد كرده باشد. هيرون پادشاه به يك نفر زرگر سيراكوزي مقداري طلا داده بود كه از آن تاجي بسازد. چون تاج را براي سلطان فرستاد، وزني برابر وزن طلا داشت، ولي اين سوءظن حاصل شد ه مبادا آن مرد نقره را با طلا مخلوط كرده، طلاي مصرف نشده را خود برداشته باشد. هيرون سوءظن خود را به ارشميدس در ميان نهاد و تاج را هم به او سپرد كه بدون اينكه به آن صدمهاي بزند، معلوم كند در آن نقره به كار رفته است يا نه ارشميدس هفتهها گرفتار اين معما بود. روزي هنگامي كه به خزانهي حمامي وارد ميشد، مشاهده كرد كه به همان نسبت كه بدنش در آب فرو ميرود، آب از سر خزانه بيرون ميريزد و هر چه بدنش بيشتر در آب فرو ميرود، از وزنش كاسته ميشود. مغز كنجكاو او، كه از هر تجربه كشفياتي ميكرد و به كار ميانداخت، ناگهان «قانون ارشميدس» را به وي الهام كرد و آن اينكه هر جسم شناور به نسبت مقدرا آبي كه جا به جا ميكند، وزن خود را از دست ميدهد. در نتيجهي اين فرض كه هر جسمي كه داخل در آب شود به نسبت حجم خود آب جا به جا ميكند، راه حلي براي مسئلهي تاج پيدا كرد. (اگر به قول ويترووپوس متين بتوان اعتماد كرد)، ارشميدس برهنه از حمام به كوچه دويد و فرايد زد: «يافتم... يافتم...» پس از رسيدن به خانه، در اندك مدتي كشف كرد كه نقره، چون به اذاي وزن مساوي حجم بيشتري از طلا دارد، آب بيشتري را جا به جا ميكند و نيز مشاهده كرد كه تاج طلايي كه به او داده شده بود بيشتر از طلاي ناب آب را جا به جا ميكند. بدين ترتيب نتيجه گرفت كه طلاي تاج با فلزي كه وزن طلا كه براي مقايسه به كار برده بود تا مقدار جا به جا شدن آب هر دو برابر شود، توانست مقدار نقرهاي را كه در تاج به مصرف رسيده و مقدار طلايي را كه دزديده شده بود تعيين كند. ارضاي كنجكاوي پادشاه آن قدر براي ارشميدس قابل اهميت نبود كه كشف قانون اجسام شناور و كشف روش اندازهگيري وزن مخصوص. وي آسمان نمايي ساخت كه خورشيد، زمين، ماه و پنج ستارهاي را كه در آن روزگار ميشناختند (زحل، مشتري، مريخ، زهره و عطارد) را نمايش ميداد و آنها را چنين ترتيب داده بود كه با گرداندن محور خاصي ميتوانست آن اجسام سماوي را در جهت و سرعتهاي مختلف به حركت در آورد. ارشميدس، مانند افلاطون، احتمالاً عقيدهمند بود كه قوانيني كه برگردش افلاك حكومت ميكنند از خود ستارگان زيباترند. (سيسرون، كه اين دستگاه را دو قرن بعد ديده و از كار آن شگفتزده شده بود، «هنگامي كه گالوس كره را حركت ميداد، ماه در واقع به همان اندازه كه در عالم واقع و از جهت حركت انتقالي عقبتر از خورشيد است، روي اين دستگاه برنزي هم عقبتر مينمايند. لذا كسوف هم به همان صورت واقعي در اين دستگاه اتفاق ميافتد.) ارشميدس در رسالهاي كه مفقود شده، ولي مختصري از آن باقي مانده چنان قوانين اهرم و تعادل را با دقت تعيين ميكند كه از زمان او تا 1586 ميلادي كوچكترين تغييري در آنها داده نشد. قضيهي ششم ميگويد: «كميتهاي متوافق در فواصلي كه نسبت معكوس با سنگينيشان دارند به تعادل در ميآيند.» اين حقيقت كه روابطي بسيار پيچيده را به وضع شگرفي آسان ميكند، روح دانشمندان را همان قدر تحت تأثير قرار ميدهد كه مجسمهي هرمس پراكسيتلس روح هنرمند را برميانگيزد. ارشميدس، مست از نيرويي كه در اهرم و قرقره ميديد، اعلام كرد كه اگر نقطهي اتكاي ثابتي داشته باشد كه بتواند با آن كار كند، همه چيز را ميتواند به حركت در آورد. ميگويند كه گفته بود: «مكاني به من بدهيد روي آن بايستم، تا دنيا را تكان دهم.» هيرون او را تشجيع كرد كه حرفش را به مرحلهي عمل در آورد و ناوي را به او نشان داد كه ناوبران نيروي دريايي او از رسانيدن آن به بندر عاجز مانده بودند. ارشميدس، با كمك چند چرخ دندانهدار و قرقره، يك تنه كشتي پر بار را از آب به خشكي كشيد. پادشاه كه از اين نمايش مشعوف شده بود، از ارشميدس خواست كه چند ماشين جنگي براي او طرحريزي كند. از صفات مميزهي هر دو اين بود كه ارشميدس بعد از اتمام طرحها به كلي آنها را از ياد برد، و هيرون نيز كه مردي صلح دوست بود هرگز به فكر استفاده از آنها نيفتاد. پلوتارك ميگويد: ارشميدس روحي چنان بلند پرواز، نظري چندان وسيع و ذخايري چنان عميق از معلومات علمي داشت كه با وجودي كه اين اختراعاتش او را در بصيرت مافوق انسانها كرده بود، معهذا، راضي نميشد كه نوشتهاي از خود دربارهي آنها بر جاي گذارد، و عقيده داشت كه... هر نوع هنر و فني كه تنها به خاطر نفع و استفادهي مادي به كار رود پست و بيمقدار است. تمام علاقه و همت بلند خود را مصروف مساعي بيشايبه و مطالعاتي ميكرد كه كوچكترين ارتباطي با احتياجات پست زندگي نداشت- مطالعاتي كه برتري آنها غيرقابل انكار بود. تنها ترديدي كه ميتوان داشت اين است كه آيا زيبايي و نفاست و عظمت اشيايي كه مورد آزمايش است بيشتر شايستهي توجه و تحسين است، يا دقت روشها و وسايل اثبات آن. ولي چون هيرون مرد، سيراكوز گرفتار روم و ماركلوس دلير شد كه از راه زمين و دريا به آن حملهور گرديد. گرچه ارشميدس در آن هنگام مردي هفتاد و پنج ساله بود، دفاع هر دو جناح جنگ را به عهده گرفت. پشت ديواري كه بندر را حفظ ميكرد منجنيقهايي نصب كرد كه سنگهاي سنگين را به مسافتهاي دور پرتاب ميكردند. اجسامي كه به جان دشمن ميانداخت چنان نابود كننده بودند كه ماركلوس مجبور به عقبنشيني شد تا شب هنگام پيشروي كند. هنگامي كه كشتيها نزديك ميشدند، ملوانان از تيراندازي كمانداراني به جان آمدند كه از سوراخهاي ديواري كه به دست ارشميدس و يارانش احداث شده بود تير ميانداختند. علاوه بر آن، جرثقيلهايي پشت ديوار گذاشته بود كه با پرتاب سنگهاي سنگين كشتيهايي را كه نزديك ميشدند غرق ميكردند. جرثقيلهاي ديگري بودند كه به چنگكهايي عظيم مجهز بودند و كشتيها را بلند ميكردند و به صخرهها ميكوبيدند، يا آنها را واژگونه ساخته غرق مينمودند. (لوكيانوس قديميترين مأخذ ما دربارهي اين داستان است كه البته نميتوان يك سره به او اعتماد كرد. نامبرده ميگويد كه ارشميدس اشعهي خورشيد را در آينههاي عظيم مقعر متمركز كرد و بر كشتيهاي رومي انداخت و آنها را سوزاند.) ماركلوس ناچار شد كه نيروي دريايي خود را عقب كشيده، فقط به اميد حمله از جانب زمين بماند. ليكن ارشميدس، به كمك منجنيقهاي خود، چنان باراني از سنگ به سرو روي سربازان رومي باريد كه لشكريان ميگريختند و با فكر اينكه خدايان به آنها غضب كردهاند از پيشروي مجدد خودداري ميكردند. پولوبيوس در اين باره ميگويد: «چون نبوغ يك فرد انساني به نحو شايستهاي به كار رود چنين نتايج شگرفت و درخشاني به وجود ميآورد؛ روميها، كه هم در خشكي و هم در دريا نيرومند بودند، تنها موقعي اميدشان به فتح سيراكوز عملي ميشد كه آن پيرمرد بر جاي نماند، و تا هنگامي كه زنده بود جرئت حمله نداشتند.» ماركلوس، كه فكر فتح سريع سيراكوز را از سر به در كرده بود، تن به محاصرهي تدريجي شهر داد. بعد از هشت ماه محاصره، شهر قحطي زده تسليم شد. در غارت و كشت و كشتاري كه در پي آمد، ماركلوس امر كرد كه كوچكترين صدمه و آزاري به ارشميدس نرسد. هنگام غارت، سربازي رومي به سر پيرمردي سيراكوزي رسيد كه مجذوب مطالعه بود و ماسه اعدادي مينوشت. سرباز رومي امر كرد كه آن مرد فوراً خود را به مار كلوس معرفي كند. ارشميدس از اطاعت امر خودداري كرد تا معماي خود را حل كند. پلوتارك ميگويد: «از روي خلوص از سرباز خواهش كرد كمي صبر كند تا قضيهاي را كه شروع كرده ناقص و بدون جواب باقي نگذارد، ولي سرباز كه از اين تمنا چيزي درك نميكرد، و تمناي او كوچكترين تأثيري در وي نكرده بود، درجا به قتلش رساند.» وقتي ماركلوس ماجرا را شنيد عزادار شد و هر چه در قوه داشت كرد تا خويشان او را تسلي دهد. سردار رومي به ياد بود وي مقبرهاي زيبا ساخت و بنا به وصيت دانشمند، كرهاي در داخل استوانه بر آن حجاري كرد. زيرا ارشميدس عقيدهمند بود كه بزرگترين موفقيت او در زندگي كشف راهاندازهگيري سطح و حجم اين شكلها بوده است. اشتباه هم نميكرد، زيرا افزودن يك قضيه به هندسه به مراتب براي بشريت با ارزشتر از دفاع يا محاصرهي يك شهر است. ارشميدس را بايد با نيوتن هم طراز دانست؛ و اين افتخار را به او داد كه «به موفقيتهايي در رياضيات نائل شد كه در تاريخ دنيا نظير ندارد.» اگر به خاطر فراواني و ارزاني نيروي كار بردگان نبود، ارشميدس ممكن بود كه پيشرو يك انقلاب صنعتي واقعي باشد. رسالهي مسائل مكانيكي كه به غلط به ارسطو منسوب بود و نيز رسالهي اوزان كه آن هم به غلط به اقليدس نسبت داده ميشد، يك قرن قبل از ارشميدس پارهاي از اصول استاتيك (تعادلشناسي) و ديناميك را پايهگذاري كرده بود. ستراتوي لامپساكوسي، كه بعد از تئوفراستوس رياست لوكيون را داشت، ماترياليسم جزمي خود را معطوف به فيزيك كرد، و اين نظريه را عرضه داشت (حدود 280) كه «طبيعت با خلا متنافر است». وقتي كه اضافه كرد «خلا را ميتوان به وسايل مصنوعي ايجاد كرد» راه براي هزاران اختراع باز شد. كتسييون اسكندراني (حدود 200) فيزيك سيفونها را (كه مصريها حتي در 1500 سال قبل از ميلاد به كار ميبردند) مورد مطالعه قرار داد، پمپ بادي، ارگ آبي و ساعت آبي را پيشرفت داد. ارشميدس احتمالاً چرخ چاه قديمي مصري را اصلاح كرد، به نحوي كه عملاً آب را بر تپهها جاري ميكرد و تصادفاً اسم او بر آن باقي ماند. فيلون بيزانسي، در حدود 150 قم، ماشينهاي جنگي و ماشينهايي اختراع كرد كه چرخهايشان بادي بود. ماشين بخار هرون اسكندراني، كه بعد از غلبهي روميها به يونان آمد، اين دوره توسعهي صنعتي را به اوج و در عين حال به انتها رساند. فلسفه ريشهاي عميقتر داشت، و عمل را تحتالشعاع قرار داد. افكار يونانيها دوباره معطوف مباحث نظري شد، و صناعت يونان به كار بردگان قناعت كرد. يونانيها با مغناطيس آشنايي داشتند، و خاصيت الكتريكي كهربا را ميدانستند، ولي در اين نمودهاي عجيب امكان بهرهبرداري صنعتي نميديدند. دنياي باستان، غير آگاهانه، به اين نتيجه رسيد كه «مدرنشدن» به زحمتش نميارزد.
آريستارخوس، هيپارخوس، اراتستن
23-3- انگيزش و شكوفايي هلنيستي رياضيات و نجوم يوناني به ترتيب مديون مصر و بابل مشرق را به سوي يونان گشود، و تبادل آرا و انديشهها از نو به جريان افتاد. سه قرن پيش، همين تبادل و دادوستد به تولد علم يوناني در يونيا ياري كرده بود. رشد بيش از انتظار علوم يونان در عصر هلنيستي، يعني هنگامي كه هنر و ادبيات يونان رو به زوال بود، مديون مناسبات مجدد يونان با مصر و خاور نزديك بود. آريستارخوس ساموسي عامل درخشان فترتي است كه در سلطهي نظريهي زمين مركزي (نظريهاي مقدم بر نظريهي مقدم بر نظريهي خورشيد مركزي (گردش زمين به دور خورشيد) كه مطابق آن خورشيد به دور زمين ميگردد.) در علم نجوم يونان پديد آمد. وي در چنان آتش اشتياقي ميسوخت كه تقريباً در كليهي شعبات نجوم تحصيل كرد، و در بسياري از آنها تشخيص يافت. در تنها رسالهاي كه از وي بر جاي مانده، در باب ابعاد و فواصل خورشيد و ماه ، (آريستارخوس حجم خورشيد را سيصد برابر حجم زمين تخمين زده بود (البته حجم آن بيش از يك ميليون برابر زمين است)- اين تخمين در نظر ما خيلي كم مينمايد، ولي آنا كساگوراس يا اپيكور را به شگفتي ميانداخته است. همچنين آريستارخوس قطر ماه را يك سوم قطر زمين حساب كرده است (كه هشت درصد اشتباه حساب دارد)، و فاصلهي زمين تا خورشيد را هشت برابر فاصلهي زمين تا ماه ميدانست (كه تقريباً چهارصد برابر است). در عباراتي از او ميخوانيم: «هنگامي كه خورشيد در كسوف كامل قرار ميگيرد، خورشيد و ماه داخل در مخروطي هستند كه چشم ما بر زاويهي رأس آن مخروط قرار دارد.») كوچكترين اشارهاي به نظريهي خورشيد مركزي نميكند، بلكه بر عكس، چنان فرض ميكند كه ماه و خورشيد در مداري به دور زمين ميگردند. اما ارشميدس، در كتاب ماسه شماري، بصراحت «فرضيهاي را كه ثوابت و خورشيد بيحركتند، و زمين در محيط دايرهاي كه خورشيد در وسط آن قرار گرفته به دور خورشيد ميگردد، به آريستارخوس نسبت ميدهد؛ و پلوتارك گزارش ميدهد كه كلئانتس رواقي معتقد بود كه آريسارخوس را بايد به دليل اينكه «آتشدان دنيا، يعني زميني، را به حركت انداخته» محكوم كرد. سلوكوس سلوكيهاي نظر خورشيد مركزي را تأييد كرد، ولي محافل علمي يونان خلاف آن رأي دادند. آريستارخوس هم گويا نظر خود را، بالاخره پس از اينكه نتوانست آن را با حركات دوراني تصوري اجرام سماوي وفق بدهد، رها كرد؛ زيرا تقريباً تمام عالمان يوناني به سهولت قبول كرده بودند كه اين مدارها مستدير هستند. شايد هم آريستارخوس به علت عدم علاقهاش به شوكران نخواسته بود كه هم گاليله و هم كوپرنيك دنياي باستان شده باشد. بدبختي علوم هلنيستي در آن زمان بود كه بزرگترين دانشمندان نجوم يونان نظريهي خورشيد مركزي را با دلايلي رد ميكردند كه تا قبل از كوپرنيك غير قابل انكار بود. هيپارخوس اهل نيكايا (در بيتينيا) عليرغم آنچه بعضيها گمان دارند كه او به اشتباه دانشمندي دورانساز معرفي شده، دانشمندي بود بينظير كه هميشه به دنبال دانش ميرفته، در تحقيق صبور، و در گزارش مشاهدات خود بسيار دقيق بوده، به حدي كه دنياي باستان او را «عاشق حقيقت» ميخوانده است. وي تقريباً در تمام رشتههاي نجوم وارد شد، و نتايجي گرفت كه هفده قرن معتبر بودند. فقط يكي از آثار بيشمار او بر جاي مانده، كه تفسيري است كه بر نمودها اثر ائودوكسوس و آراتوس نوشته؛ ليكن امروز ما او را از كتابي كه كلاوديوس بطلميوس به نام مجسطي نوشته (140 ميلادي) ميشناسيم. اين كتاب براساس تحقيقات و محاسبات او نوشته شده است. جا دارد كه نجوم بطليموسي را نجوم هيپارخوسي بخواهيم. محتملاً، اسطرلاب و ذاتالربع را، كه ابزارهاي اساسي نجوم آن روز بودند، بر مبناي نمونههاي موجود در بابل، تكميل و اصلاح كرد. روش تعيين موقعيتهاي مختلف جغرافيايي بر كره زمين را بر مبناي محاسبهي طول و عرض جغرافيايي ابداع نمود و كوشيد تا منجمين دنياي مديترانه را به مطالعات و اندارهگيريهاي نجومي وا دارد تا بتوانند موقعيت تمام شهرهاي مهم را تثبيت كنند؛ هر چند كه اين برنامهي او، به علت اغتشاشات سياسي، تا زمان برقراري آرامش نسبي در ايام بعدي حكومت بطالسه، به تعويق افتاد. مطالعات رياضي هيپارخوس در روابط نجومي او را به تدوين جدول جيوب رهنمون شد كه منجر به اختراع علم مثلثات گرديد. با دقت تقريبي طول سالهاي شمسي و قمري و نجومي را، بدون شك با استفاده از منافع ميخي بابلي، تعيين كرد. سال شمسي را36514 روز منهاي 4 دقيقه و 48 ثانيه محاسبه كرد، كه با محاسبات امروز فقط 6 دقيقه اشتباه دارد. حد متوسط طول ماه قمري نزد او 29 روز و 12 ساعت و 44 دقيقه و 212 ثانيه بود، كه تنها يك ثانيه با ارقام قبول شدهي امروز تفاوت دارد. با تقريب شگفتانگيزي نسبت به محاسبات كنوني، دورهي هلالي گردش سيارات، ميل كلي دايرة البروج و مدار ماه، اوج خورشيد و اختلاف منظر افقي ماه را محاسبه كرد. فاصلهي ماه تا زمين را به 000 ، 400 كيلومتر تخمين زد، كه فقط 5 درصد اشتباه محاسبه دارد. هيپارخوس ، با استفاده از تمام دانشها، به اين نتيجه رسيد كه نظريهي زمين مركزي بهتر از فرضيهي آريستارخوس ميتواند اطلاعات موجود را توصيف كند؛ نظريهي خورشيد مركزي تنها در صورتي ميتوانست مورد تحليل رياضي قرار گيرد كه براي زمين مداري بيضوي فرض شود و اين فرضيه چنان از ذهن يونانيان به درو بود كه حتي آريستارخوس نيز ظاهراً به آن توجهي نداشت. هيپارخوس، براي توجيه بهتر و دقيقتر، نظريهي دواير خارج از مركز را در كار آورد، تا بينظميهاي سرعت مداري ماه و خورشيد را بيان كند و به فرضيهي بيضويت مدار زمين نزديك شد. به اين معنا كه اظهار كرد كه مراكز مدارهاي خورشيد و ماه كمي به يك طرف زمين متمايل هستند. بدين ترتيب بود كه هيپارخوس به مقام بزرگترين عالم نظري و راصد نجوم دنياي باستان كاملاً نزديك شد. هيپارخوس ، كه شبها مرتباً به آسمان نگاه ميكرد، شبي با تعجب متوجه شد كه در گوشهاي از آسمان ستارهي تازهاي به چشم ميخورد كه مطمئناً شبهاي ديگر در آنجا وجود نداشت. پس، براي تعيين تغييرات بعدي، يك فهرست، يك نقشه و يك كره از آسمانها تنظيم كرد (حدود 129 قم) كه موقعيت 1080 ستارهي ثابت را با عرض و طول آسماني آنها نشان ميداد؛ كاري بزرگ كه خدمتي عظيم به دانشجويان بعدي علم نجوم بود. با مقايسهي نمودار خود با نموداري كه تيمورخارس در 166 سال پيش تهيه كرده بود، هيپارخوس حساب كرد كه ستارگان محل معين خود را در اين مدت دو درجه تغيير دادهاند؛ و بر مبناي آن به مهمترين كشف خود رسيد (اگر البته از سلف بابلي خود، كيدنيو، اقتباس نكرده باشد): تقديم اعتدالين؛ حركت آهسته و روزانهي نقاط اعتدالين در كرهي آسمان تا زماني كه به مدار استوار برسند. اين حركت را او روزانه به سي و شش ثانيه تخمين زد؛ بر آورد امروزي پنجاه ثانيه است. حقاً ميبايست نام اراتستن را، كه از نظر زماني بين آريستارخوس و هيپارخوس ميزيسته، قبلاً بياوريم. او دانشمندي بود كه تبحر همه جانبهاش باعث شد كه به پنتاتلوس (قهرمان ورزشهاي پنج گانه) و (نام دومين حرف الفباي يوناني؛ ستارهي دوم صورت فلكي) ملقب شود - زيرا كه در بسياري از رشتهاي علمي ممتاز شد و در هر رشته تنها نسبت به نفر برتر در مقام دوم بود. گفته ميشود كه اواهل كورنه بوده است. بهترين معلمان را يافت: زنون رواقي، آركسيلائوس شكاك، كاليماخوس شاعر و لوسانياس اديب. در سن چهل سالگي شهرت او در دانستن رشتههاي مختلف علمي چنان دنياگير شد كه بطلميوس سوم او را رئيس كتابخانهي اسكندريه كرد. وي كتابي به شعر و تاريخي در كمدي نوشت. در كرونوگرافيا كوشيد كه زمان حوادث مهم تاريخي را درحوزهي مديترانه تعيين كند. رسالههايي در رياضيات نوشت، و روش فني پيدا كردن واسطهي هندسي بين دو خط مستقيم را ابداع كرد. ميل كلي دايرةالروج را به ¨ 51 , 0 23 تخمينزد كه نصف يك صدم اشتباه است. بزرگترين دستاورد او محاسبهي محيط زمين بود كه به 680 ، 39 كيلومتر بر آورد ميكرد؛ امروزه آن را 000 ، 40 كيلومتر حساب ميكنند. او، با مشاهدهي آنكه خورشيد در ظهر انقلاب صيفي در شهر سوئنه (آسوان كنوني) مستقيماً بر سطح عميق آب چاه تنگي ميتابد، و با اطلاع از اينكه در همان لحظات سايهي يك مسله در اسكندريه، حدود هشتصد كيلومتر در شمال سوئنه، نشان ميداد كه خورشيد تقريباً 712 درجه از سمت الرأس محاسبه شدهاي كه، مطابق طول استوايي، دو شهر را به يكديگر وصل ميكند فاصله دارد، نتيجه گرفت كه قوسي 712 درجه بر محيط كرهي زمين مساوي هشتصد كيلومتر است، و به اين ترتيب كل محيط زمين برابر 360؛ يا 38600 كيلومتر.? است با 500*5 , 7
اراتستن
چون زمين را اندازه گرفت به توصيف آن پرداخت. كتاب جئوگرافيكاي او گزارشهاي مساحان اسكندر، سياحاني چون مگاستنس، مسافراني چون نئارخوس، و پويندگاني چون پوتياس ماساليايي، كه در حدود 320قم به اطراف اسكاتلند و نروژ و شايد تا مدار شمالگان سفر كرده بودند، را به هم آميخت. اراتستن تنها به شرح مشخصات فيزيكي زمين اكتفا نكرد، بلكه كوشيد تا آن را از طريق اعمال آب و آتش و زمين لرزه و آشتفشان تبيين كند. يونانيان را از اينكه ساكنان دنيا را به هلنها و بربرها تقسيم كرده بودند، سرزنش نموده، به آنها گوشزد كرد كه مردم را نبايد فقط از روي مليت بلكه بايد براساس خصوصيات انفرادي قضاوت كرد. ميگفت كه بسياري از يونانيها مردمي شرور و بسياري از ايرانيها و هنديها پاك سيرتند، و روميها در امور اداري و حكومت قابليت بيشتري از يونانيها از خود نشان دادهاند. او اطلاعات چنداني از شمال اروپا و شمال آسيا نداشت، و از سرزميني كه در جنوب رودگنگ در هندوستان قرار داشت كمتر با خبر بود، ولي تا آنجا كه ما ميدانيم وي اولين كسي است كه در جغرافي نام سرزمين چين را آورده است. در يكي ديگر از بخشهاي كتابش ميگويد: «اگر بزرگي اقيانوس اطلس مانعي نبود، ميتوانستيم در امتداد يك مدار از اسپانيا به هند برويم.»
تئوفراستوس، هروفيلوس، اراسيستراتوس
23-4- جانورشناسي هرگز در دنياي باستان دگر بار به سطحي نرسيد كه در «تاريخ حيوان» ارسطو رسيده بود، شايد با توافقي در زمينهي تقسيم كار، تنوفراستوس، جانشين او در رياست لوكيون، رسالهي نمونهاي نوشت به عنوان «تاريخ گياهان»، و كارش را با رسالهي جامعتري به نام «علل گياهان» ادامه داد. تئوفراستوس از باغباني لذت ميبرد، و از كار خود اطلاع كامل داشت. او از بسياري جهات بر استاد خود، ارسطو، تفوق داشت؛ از جمله در جمعآوري اطلاعات دقيقتر و در ميان موضوعهاي خود منظمتر بود و ميگفت كه كتاب بدون نظم و طبقهبندي مانند اسب بدون افسار غير قابل اعتماد است. تمام گياهان را به درختان و بوتهها و گلبنها و سبزيجات تقسيمبندي كرد؛ قسمتهاي هر گياه را به ريشه، تنه، شاخه، ساقه، برگ، گل و ميوه مشخص نمود. اين طبقهبندي تا سال 1561 هيچ تغييري نكرد. وي مينويسد: «هر گياهي در هر يك از اعضاي خود نيروي روييدن دارد، زيرا در تمام قسمتهاي خود زنده است... توليد مثل گياهان به قرار زير است: به طور خودرو، به وسيلهي دانه يا هاگ، قلمهزدن، خواباندن و پيوندزدن.» از نحوهي تكثير گياهان از بابليها تبعيت ميكرد. توزيع جغرافيايي گياهان، موارد استعمال صنعتي و شرايط جوي مناسب براي رشد آنها را تشريح كرد. فتئوفراستوس جزئيات مربوط به پانصد نوع گياه را با دقت فراوان، در عصري كه ميكروسكوپ نبود، به نحو شگفتانگيزي مطالعه نموده است. اين دانشمند، بيست قرن قبل از گوته، تشخيص داد كه گل، برگي است كه دگرگون شده است. از چند لحاظ ميتوان تئوفراستوس را طبيعتگرا شناخت. وي با صراحت تفسيرهاي مابعدالطبيعه را، كه در زمان او راجع به عجايب گياهشناسي رايج بود، مطرود ميشمرد. طبع كنجكاوي داشت كه لازمهي هر دانشمند است و معتقد نبود كه نوشتن رساله دربارهي سنگها، موادكاني، هوا، باد، خستگي، هندسه، نجوم و نظريههاي فيزيكي يونان قبل از سقراط باعث كسرشأن يك فيلسوف باشد. سارتن ميگويد: «اگر ارسطويي نبود، اين دوره را به نام تئوفراستوس ميشناختند.» تئوفراستوس در «كتاب» نهم خود كليه اطلاعاتي را كه يونانيها دربارهي خواص طبي گياهان داشتند جمعآوري و خلاصه كرد. در يكي از فصول آن به داروي بيحسي اشاره ميكند: «نعناي آبي گياهي است كه مخصوصاً براي زنها هنگام وضع حمل مفيد است، زيرا مردم ميگويند كه يا وضع حمل را آسان كرده يا درد را ميزدايد.» علم پزشكي در اين عصر روز به روز در حال پيشرفت بود؛ شايد به دليل آنكه بتواند با امراض روزافزون ناشي از تمدن پيچيدهي شهرنشيني مقابله كند. آموختن طب مصري توسط يونانيها باعث پيشرفت بزرگي در اين پهنه شد. بطالسه در اين راه فوقالعاده مفيد بودند؛ آنها تشريح حيوانات و نعش را مجاز ميدانستند، بلكه اجازه ميدادند كه محكومان به مرگ را نيز تشريح كنند. تحت تأثير اينگونه انگيزهها، كالبدشناسي به مرحلهي علمي رسيد، و انتزاعي كه ارسطو دچارش بود تا حدي مرتفع گرديد. هروفيلوس خالكدوني ، كه در سنهي 285 در اسكندريه كار ميكرد، چشم را تشريح كرده، شرح نسبتاً جامعي از اعصاب شبكيه و بينايي داد. مغز را نيز تشريح كرد و مخ و مخچه و پوستهي مغز را توصيف كرد، نام خود را در نوعي مرض مغزي بر جاي گذارد، و افتخار جايگاه فكر را دوباره به مغز برگرداند. اهميت و كار اعصاب را تشخيص داد، تقسيم آنها را به اعصاب حساسه و محركه پايهگذاري كرد و آنها را به اعصاب دماغي و شوكي دستهبندي نمود. سرخرگها را از سياهرگها متمايز ساخت، عمل سرخرگها را، كه حمل خون از قلب به اعضاي بدن است، درك، و در واقع نوزده قرن قبل از هاروي (پزشك انگليسي)، كاشف گردش خون) گردش خون را كشف كرد. به تبعيت از پراكساگوراس پزشك كوسي، براي تشخيص ناخوشي نبض را ملاك قرار داد، و براي اندازهگيري آن از ساعت آبي استفاده نمود. تخمدان، زهدان، كيسههاي مني، و غدهي پروستات را تشريح و توصيف نمود، كبد و لوزالمعده را مورد مطالعه قرار داد، و نام دوازدهه (اثني عشر) را به آن قسمت از روده داد كه امروز نيز به همين اسم خوانده ميشود. هروفيلوس مينويسد: «آنجا كه سلامتي نيست، علم و هنر نميتوانند خودنمايي كنند، نيرو قادر نيست مؤثر واقع شود، ثروت بيفايده است و فصاحت بيقدرت.» تا آنجا كه ما ميدانيم هروفيلوس بزرگترين عالم كالبدشناسي، و اراسيتراتوس بزرگترين عالم فيزيولوژي (علم وظايف الاعضا) بودهاند. اراسيتراتوس در كئوس متولد شد، در آتن درس خواند و در اسكندريه در حدود سال 258 قم طبابت ميكرد. وي با دقت بيشتري مخ و مخچه را از هم متمايز ساخت و براي مطالعهي عمل مغز، تجربههايي روي حيوانات زنده به عمل آورد. عمل زبان كوچك، دو مجراي كيلوس حاويه، و دريچههاي آئورتي و ريوي قلب را شرح داد. تا حدي از سوخت و ساز پايهاي بدن اطلاع داشت، زيرا نوع ابتدايي گرماسنج استنشاقي را ابداع كرد. ميگويد هر عضوي از سه راه با اعضاي ديگر مرتبط است: شريان، وريد و عصب. كوشيد كه تمام پديدههاي روانشناختي را با توسل به علل طبيعي آنها تبيين كند، هر نوع ارجاع به موجورديتهاي رمزي را مردود ميشمرد. نظريهي اخلاط بقراط را، كه هروفيلوس حفظ كرده بود، رد كرد. به نظر او، هنر معالجه در پيشگيري بهداشتي بود نه در درمان. با استعمال مكرر دارو و خون گرفتن مخالف بود؛ بر عكس از پرهيز، استحمام و ورزش طرفداري ميكرد. چنين مرداني اسكندريه را وين دنياي پزشكي قديم كرده بودند. البته مدارس پزشكي بزرگي نيز در تسرالس، ميلتوس، افسوس، پرگامون، تاراس، و سيراكوز داير بود. بسياري از شهرها سرويس پزشكي دولتي داشتند. پزشكاني كه در خدمت دولت بودند، حقوق معتدلي ميگرفتند، ولي افتخارشان به اين بود كه بين فقير و غني و آزاد و غلام فرقي نميگذارند، و هميشه و در مقابل هر خطري خود را وقف كار خود ميكنند. آپولونيوس از اهالي ميلتوس بدون پاداش عليه و با، كه در جزاير نزديك شايع شده بود، قد علم كرد و چون تمام پزشكان كوس از بيماري همهگيري كه براي مقابله با آن اقدام كرده بودند، بستري شدند، پزشكان ديگر از شهرهاي نزديك براي نجات آنها آمدند. افتخارات و نشانهاي زيادي به پزشكان هلنيستي اهدا شد، و گرچه عدم صلاحيت عدهي زيادي از آنها مورد مطايبهي زمان قرار گرفت، اين حرفهي بزرگ آن موازين اخلاقي والايي را، كه چون ارثيه گرانبهايي از بقراط به ارث برده بود، نيكو نگاه داشت.