خفیف و ثقیل

خفیف و ثقیل، اصطلاحاتی کمابیش به معنای سبکی و سنگینی که هم فلاسفه و متکلمان و هم دانشمندان علوم طبیعی و دقیق (و در علوم مختلف) به‌کار برده‌اند.در نظام فکری اندیشمندان مسلمان، خفیف و ثقیل (یا خفت/ خفة و ثقل) از اجزای میل طبیعی، در زمره ملموسات، از اقسام کیف محسوس، یکی از اعراض نه‌گانه، است (برای نمونه رجوع کنید به فخررازی، 1966، ج 1، ص 187ـ188؛ سجادی، ذیل «ثقل»؛ اصطلاح‌نامه فلسفه اسلامی، ج 1، ص 298، 412، ج 2، ص 1031). دانشی که در آن موضوع وزن اجسام و همچنین چگونگی بلند کردن اجسام ثقیل بررسی می‌شده از فروع هندسه به شمار می‌آمده است (درباره رابطه وزن با مفهوم خفیف و ثقیل رجوع کنید به ادامه مقاله). ابن‌سینا ( 1989الف، ص 112) و غزالی (ص 78) این علم را جرّالاثقال نامیده‌اند، اما فارابی (ص 62ـ63) آن را علم‌الاثقال نامیده که مشتمل است بر دو موضوع بررسی وزن اجسام و جستجو درباره اصول ساخت ابزاری که با آن بتوان جسمی را از جایی به جای دیگر منتقل کرد. با این حال بعدها این دو موضوع در دو دانش مختلف بررسی شده است؛ چنان‌که ابن‌اکفانی (متوفی 749؛ ص 56) از دو علم یاد می‌کند: جرّالاثقال که موضوع آن ایجاد ابزاری برای جابه‌جا کردن اجسام سنگین است؛ مراکزالاثقال که موضوع آن بررسی وزن جسم و شناخت مرکز ثقل آن است (نیز رجوع کنید به طاشکوپری‌زاده، ج 1، ص 353؛ صدیق حسن‌خان، ج 1، ص 66، ج 2، ص 211، 482ـ483). دانشمندان تمدن اسلامی رسائل مختلفی نیز درباره دانشهای جرّالاثقال و مرکز الاثقال ترجمه و تألیف کردند. ابن‌اکفانی (همانجا) از کتابهای ابوسهل کوهی، ابن‌هیثم و ایرن (= هرون اسکندرانی، زندگی در قرن اول میلادی) در این علوم یاد کرده است (برای گزارشی از مجموعه رسائل دانشمندان دوره اسلامی درباره علم‌الاثقال رجوع کنید به آباتوی، ص 93ـ99؛ نیز رجوع کنید به ادامه مقاله).واژگان خفیف و ثقیل عمومآ متناظر باهم به کار رفته‌اند (برای یک استثنا در این زمینه رجوع کنید به نوشته‌های عبدالرحمان خازنی در میزان‌الحکمة که فقط به ثقیل اشاره دارد؛ رجوع کنید به ادامه مقاله)، چنان‌که کاربردِ باهم این دو واژه در قرآن (رجوع کنید به توبه: 41) نیز دیده می‌شود. ضمنآ در متون متقدم فارسی (شامل متون کلامی، فلسفی، علمی و غیره) هم از واژگان سبک و گران (برای نمونه رجوع کنید به ابن‌سینا، 1353ش، ص 83؛ ابوریحان بیرونی، 1362ش، ص 25؛ ناصرخسرو، ص 39) و هم از واژگان خفیف و ثقیل (رجوع کنید به بهمنیاربن مرزبان، ص 462) و در ترجمه‌های متقدم و معاصر متون قدیمی از دو واژه سبک و سنگین استفاده شده است (رجوع کنید به ارسطو، 1379ش، ص 169ـ178؛ ابن‌سینا، 1366ش ب، ص550ـ551). در یونانی برای اصطلاح خفة/سبکی واژه(برای دیدن واژه به کتاب مراجعه کنید) و برای ثقل/ سنگینی واژه (برای دیدن واژه به کتاب مراجعه کنید) به‌کار رفته است (رجوع کنید به ارسطو، 1971، ص 326؛ قس ابن‌سینا، 1366ش الف، واژه‌نامه، ص 38ـ39). واژه یونانی با واژه سنسکریت guru- و واژه اوستایی gouru- (که ریشه کلمه گران در فارسی امروز بدان می‌رسد) هم‌ریشه است (رجوع کنید به شانترن، ص 166؛ اسکیت، ذیل "Grave"). براساس همین تطور واژه در زبانهای هندواروپایی، آلپاگو (پزشک، دانشمند و مترجم لاتینی آثار ابن‌سینا، متوفی ح 927/1521) در ترجمه قانون ابن‌سینا از واژه لاتین Gravitas (از همان ریشه سنسکریت) استفاده کرده است (رجوع کنید به گواشون، ص 31؛ برای جزئیات ریشه‌شناختی واژه یونانی (برای دیدن واژه به کتاب مراجعه کنید) رجوع کنید به لیدل و اسکات، ذیل (برای دیدن کلمه به کتاب مراجعه کنید)؛ شانترن، ص 574).در ترجمه‌های عربی از آثار دانشمندان یونانی همواره از واژگان خفیف و ثقیل یا خفة و ثقل استفاده شده است (برای نمونه رجوع کنید به ارسطو، 1961، ص 357؛ همو، 1404، ج 1، ص245ـ 246، 364؛ افلاطون، 1968، ص 301؛ برای واژه خفیف به معنی سبک/ سبکی در عربی رجوع کنید به خلیل‌بن احمد، ذیل «خف»؛ ابن‌سیده، ذیل «خفة»؛ ابن‌منظور؛ زبیدی، ذیل «خفف»؛ برای واژه ثقیل به معنی سنگین/ سنگینی رجوع کنید به مشکور، ذیل «ثقل»، که صورتهای مختلف واژه را در زبانهای سامی ذکر کرده است؛ نیز رجوع کنید به گواشون، همانجا).بحث درباره مفاهیم خفیف و ثقیل در میان فلاسفه و مهندسان یونانی و پس از آنها در بین بسیاری از فلاسفه و متکلمان و دانشمندان جهان اسلام، همراه مفاهیم دیگر ــاز همه مهم‌تر مفهوم حرکت و نیز، وزن، جزءلایتجزا و خلأ ــ رواج داشته است و هر کدام از فلاسفه و متکلمان بسته به مشرب فکری خود خفیف و ثقیل را تعریف کرده و مقدمات بررسی این پدیده‌ها را برشمرده‌اند (رجوع کنید به ادامه مقاله). اگرچه، بیشترین توجه این نویسندگان به آرای ارسطو و پس از وی ارشمیدس بوده است (رجوع کنید به ادامه مقاله)، تحت‌تأثیر مشربهای دیگر از جمله آرای افلاطونی و نوافلاطونی نیز بحثهای مختلفی درباره مفاهیم خفیف و ثقیل انجام داده‌اند.براساس نگرش لوقیبوس (لئوکیپوس) و ذیمقراطیس (دموکریتوس) مبنی بر وجود خلأ و جزءلایتجزّا*، اجسام بسته به میزان و مقدار وجود خلأ در میان اجزای تشکیل‌دهنده آنها خفیف یا ثقیل ارزیابی می‌شوند؛ هرچه میزان خلأ در اجسام بیشتر باشد جسم خفیف‌تر (سبک‌تر) است و این وابستگی به تکاثف (چگالش) یا تخلخل (عدم چگالش) یکی از مؤلفه‌های اساسی برای تعریف سبکی یا سنگینی اجسام محسوب می‌شود (ارسطو، 1995، ج 1، ص 504).اما افلاطون هرچند در تیمائوس از اجزای سازنده اشیا سخن می‌گوید، کیهان‌شناسی متفاوتی بدون نظریه اتمها و خلأ مطرح می‌کند. تبیین افلاطون از سبکی و سنگینی براساس مفهوم همگنی یا تجانس اجزای جسم است. به عقیده او مادّه سازنده همه اجسام، حتی عناصر چهارگانه (آتش و هوا و آب و خاک) یکی است. تفاوت وزن اجسام فقط براساس تفاوت در وجود اجزای همگن آنهاست. هر جسمی که تعداد بیشتری اجزای همگن داشته باشد سنگین‌تر است و هر جسمی که تعداد اجزای همگن آن کمتر باشد سبک‌تر است. به‌علاوه، افلاطون برخلاف ارسطو (رجوع کنید به ادامه مقاله) اعتقادی به بالا و پایین حقیقی نداشته و جهات را در سراسر کیهان یکی می‌دانسته است. ازاین‌رو وی با وجود ذکر عناصر چهارگانه، جای قرارگرفتن آنها را در تعیین سبکی و سنگینی اشیا مدخلیت نمی‌دهد (رجوع کنید به افلاطون، 2003، ص 113ـ116؛ برای ردّیه ارسطو بر این تبیین افلاطون رجوع کنید به ارسطو، 1995، ج 1، ص 503ـ504). افلاطون (همانجا) همچنین طبیعت افلاک را از جنس عناصر اولیه می‌داند و تفاوتی میان عناصر سازنده در به اصطلاح قسمتهای بالا و پایین عالم، یعنی آسمان و زمین، نمی‌بیند.ارسطو دست‌کم در دو موضع و به‌تفصیل به موضوع سبکی و سنگینی پرداخته است. او در کتاب طبیعیات (رجوع کنید به 1995، ج 1، ص 350ـ351؛ 1404، ج 1، ص 244ـ 246) حرکت و ارتباط آن با سبکی و سنگینی و نیز این موضوع را بررسی می‌کند که کره زمین به سبب سنگینی در مرکز عالم جای دارد. او (1995، ج 1، ص 368ـ369؛ 1404، ج 1، ص 385ـ388) همچنین وجود خلأ و نقش آن در حرکت و ارتباط آن با سبکی و سنگینی را رد می‌کند. ارسطو در یکی از آثار خود با عنوان در آسمان (رجوع کنید به 1995، ج 1، ص450ـ451، 502ـ511) مباحث جزئی‌تر سبکی و سنگینی را شرح داده است. وی در این گفتار ضمن نقل آرای پیشینیان و نقد آن، از جمله آرای افلاطون و آناکساگوراس و امپدوکلس و بررسی آرای آنان، در نهایت به این تلقی می‌رسد که هریک از عناصر چهارگانه (آب، باد، خاک و آتش) می‌کوشد به‌سوی جایگاه اصلی خود حرکت کند. وی بر این اساس به تعریف سبک مطلق (جسمی که به مقتضای طبیعت خاص خود همواره رو به بالا حرکت می‌کند) و سنگین مطلق (که رو به پایین می‌رود) پرداخته است؛ خاک و همه اجسامی که عنصر تشکیل‌دهنده اصلی آنها خاک است همواره سنگین و آتش همواره سبک است. در مقابلِ این دو عنصر سنگین و سبک مطلق، دو عنصر دیگر یعنی هوا و آب، سنگینی و سبکی نسبی دارند؛ هر دو سبک‌تر از خاک‌اند، اما آب همواره از هوا سنگین‌تر است. حرکت برآمده از سبکی و سنگینی اجسام (به سمت مرکز عالم برای سنگینها و از مرکز عالم برای سبکها) حرکتی مستقیم است، اما در طبیعت، حرکت مستدیری نیز وجود دارد که افلاک براساس آن به دور زمین می‌چرخند. لذا عنصر دیگری نیز باید وجود داشته باشد تا این حرکت مستدیر را رقم بزند و آن اثیر است و بر همین اساس طبیعت فلک با طبیعت عناصر چهارگانه (یعنی همان سبکی و سنگینی) مخالف است. بسیاری از فلاسفه و متکلمان به تفاوت طبیعت عناصر با طبیعت افلاک توجه کرده‌اند (رجوع کنید به ادامه مقاله).از دیگر دانشمندان یونانی که آرای او در زمینه سبکی و سنگینی مورد توجه دانشمندان دوره اسلامی قرار گرفت، آپولونیوس تیانایی (در منابع دوره اسلامی: بلینوس، متوفی 97 میلادی) است. نوشته‌های او درباره سبکی و سنگینی کمابیش آمیزه‌ای از اندیشه‌های افلاطونی و ارسطویی است (رجوع کنید به ص 104ـ105). او (ص 104) به‌ویژه حرارت را برای حرکت ضروری دانسته است.آرای فلاسفه و متکلمان مسلمان درباره خفت و ثقل، بسته به پیروی آنان از آرای ارسطو یا افلاطون به دو دسته تقسیم می‌شود. در این میان، به ابتکار بعضی از فلاسفه بحثهای جدیدی نیز درباره مفاهیم خفیف و ثقیل یا مبادی وابسته به آنها پدید آمد. ابویعقوب کندی (متوفی 260) از نخستین دانشمندان مسلمان بود که رساله‌ای درباره تبیین علت اختلاف طبیعت فلک با طبایع عناصر چهارگانه نوشت. کندی در این رساله (1431، ص 279ـ281) ضمن بحث درباره کیفیات اولیه عناصر (شامل حرارت، برودت، رطوبت و یبوست) و تقسیم حرکت مستقیم‌الخط به حرکت از وسط ]عالم[ و به وسط آن و مفاهیم سبکی و سنگینی، حرکت مستدیر افلاک را باتوجه به اختلاف طبیعت آنان با عناصر چهارگانه تبیین کرد. کندی در رساله دیگری (1998، ص 33ـ37) هنگام بحث درباره حرکت مکانی (به عنوان یکی از انواع حرکت) به بررسی نقش جرم و حرکت این جرم به سمت مرکز عالم پرداخته است. بحث درباره تبیین اختلاف طبیعت فلک با عناصر چهارگانه در آثار دانشمندان بعدی نیز ادامه یافت، از جمله، فصل دوم از فن دوم از طبیعیاتِ شفای ابن‌سینا (ج 2، ص 6ـ15)، فصل سوم از قسم اول از باب دوم از فن اول از کتاب المباحث المشرقیة فخر رازی (ج 2، ص 78ـ81) و مسئله هشتم از فصل نهم از شرح عیون‌الحکمه همو (ج 2، ص 173).محمدبن زکریای رازی (متوفی 313) نیز به خفیف و ثقیل پرداخته است که البته نوشته‌های او در این زمینه باقی نمانده و به اتکای نقل‌قولهای ناصرخسرو (متوفی 481؛ ص 74ـ76) از بخشی از این آرا اطلاع داریم. به نظر رازی، اشیا بسته به میزان آمیختگی اجزای هیولا با اجزای خلأ در آنها سبک یا سنگین‌اند (رجوع کنید به ناصرخسرو، ص 75). نظر خود ناصرخسرو درباره علت سبکی و سنگینی اجسام نظری است انتقادی بر آرای مشائیان. به‌اعتقاد ناصرخسرو (ص 35ـ38، 44ـ45)، برخلاف نظر ارسطو، همه عناصر روبه مرکز عالم دارند و به این معنا همه سنگین‌اند. حرکت آتش و هوا براثر سبکی نیز حرکتی طبعی نیست بلکه قهری و قسری است. آنچه دهریان طبعِ جسمِ طبیعی می‌نامند قوه قاهری است مقهور قدرت الهی که جسم را حرکت می‌دهد. بر این اساس، جسم به ذات خویش حرکت ندارد، بلکه مادّه‌ای است فعل‌پذیر و البته پذیرنده حرکت. او (ص 49) موضوع میل اجسام سنگین به سوی مرکز عالم و اجسام سبک به سوی محیط را تعلیمی عامیانه تلقی می‌کند (در حالی که میل یکی از نکات اصلی در بحث خفیف و ثقیل از منظر ارسطوییان است، رجوع کنید به ادامه مقاله). گزارش کوتاهی که در رسائل اخوان‌الصفا (ج 2، ص 47ـ48) درباره خفت و ثقل داده شده، همچنان نوعی نگرش نوافلاطونی است، از جمله اینکه قرار گرفتن طبقات خاک، آب، هوا و آتش به‌سبب جای گرفتن آنها در موضع خاص خود دانسته شده است نه به علت سنگینی و سبکی آنها.به نظر می‌رسد نقطه جدایی آرای فلاسفه و متکلمان در موضوع خفیف و ثقیل از آرای افلاطون و گرایش آنان به آرای ارسطو، نوشته‌های ابن‌سینا باشد. در حالی‌که تا قبل از ابن‌سینا مهم‌ترین نوشته‌های دانشمندان دوره اسلامی در این باره تحت سیطره آرای افلاطون و اندیشه‌های نوافلاطونی بوده، پس از ابن‌سینا اندیشه ارسطویی به رویکرد غالب در این بحث بدل شده است.ابن‌سینا دست‌کم در سه اثر خود به موضوع خفیف و ثقیل‌بودن اجسام و به‌ویژه ارتباط آن با مفهوم حرکت و حالتهای مختلف حرکت پرداخته است. او در کتاب الحدود ( 1989ب، ص 256) سبکی و سنگینی را نیروهایی تعریف کرده که جسم را به طبع (در برابر قسر) به‌سوی محیط (در مورد اجسام سبک) و به سوی مرکز (در مورد اجسام سنگین) حرکت می‌دهند. بحثهای تفصیلی در این زمینه نیز در بخش طبیعیات شفا (ج 2، فن 2، ص 64ـ69) آمده است. نخستین بحث در این زمینه در شفا، مفهوم سبک مطلق و سنگین مطلق است، چرا که این دو مفهوم از اساسی‌ترین مفاهیم برای تعریف خفت و ثقل به شمار می‌آیند. براین اساس، خاک و آتش به ترتیب سنگین و سبک مطلق به حساب می‌آیند و هوا و آب سبک و سنگین نسبی. ابن‌سینا همچنین سه حالت را برای سنگینی و سبکی برمی‌شمارد: رسیدن جسم به مکانی که قصد آن را دارد؛ چگونگی حرکتی که جسم پذیرای آن است؛ و وضع ایستایی جسم در مرحله نهایی. موضوع اصلی در این حالتهای سه‌گانه قصد کردن برای رسیدن به مکان طبیعی (در اصطلاح ابن‌سینا، حیّز) است. یکی از ویژگیهای دیگر در این میان نقش میل به تعبیر فلاسفه (یا «اعتماد» به تعبیر متکلمان) است. به نوشته ابن‌سینا ( 1989ب، همانجا) میل یا اعتماد کیفیتی است که براساس آن جسم آنچه را که مانع حرکتش باشد دفع می‌کند. این میل مفهومی به جز حرکت است (رجوع کنید به ادامه مقاله) و مبدأ آن در خود جسم قرار دارد. بنابراین، میل و حرکت به سوی حیّز، جریانهای اصلی برای خفت و ثقل به‌شمار می‌آیند. این میل در پشت جسم قرار می‌گیرد تا آن را به بالا (در اجسام خفیف) یا به پایین (در اجسام ثقیل) براند. در کتاب النجاة ابن‌سینا گزارشهای مختصرتری درباره حیّز اجسام (رجوع کنید به ص290ـ291) و خفت و ثقل (ص 667ـ668) دیده می‌شود.به نظر می‌رسد مهم‌ترین نقادان آرای ابن‌سینا به مقوله خفت و ثقل، ابوریحان بیرونی و ابوالبرکات بغدادی باشند. ابوریحان بیرونی در پرسش از ابن‌سینا اگرچه به‌طور ضمنی امتناع خلأ را پذیرفته، با بحث درباره اینکه در بالای فلک قمر و در قلمرو فلک‌الافلاک ممکن است نوعی حرکت مستقیم‌الخط وجود داشته باشد نظریه نفی خفت و ثقل در افلاک را به چالش کشیده است. ابن‌سینا نیز با طرح این مقدمه که هر چیز در موضع طبیعی خود، بالفعل نه ثقیل است و نه خفیف، به این پرسش پاسخ داده است (برای صورت تفصیلی این پرسش و پاسخ رجوع کنید به ابوریحان بیرونی و ابن‌سینا، ص 2ـ12). ابوالبرکات بغدادی (ج 2، ص 125، 128) نیز با قبول کلیات نظر ابن‌سینا موضوع حرکت مستدیر و مستقیم را پذیرفته اما اختلاف او با ابن‌سینا به‌ویژه در مقدار تخلخل و تکاثف اجسام و ارتباط آن با سبکی و سنگینی آنهاست.بهمنیاربن مرزبان (ص 462ـ466) و شهاب‌الدین سهروردی (متوفی 587؛ ج 3، ص 16ـ18، نیز رجوع کنید به ج 3، ص120ـ121) از دیگر کسانی محسوب می‌شوند که به تبع ابن‌سینا موضوع سبکی و سنگینی اجسام را بررسی کرده‌اند. اما فخررازی (متوفی 606) در چند اثر و بیش از همه در المباحث المشرقیة (ج 1، ص 187ـ188، 287ـ288) به این موضوع پرداخته است، علاوه بر آنکه خفت و ثقل را ذاتی جسم نمی‌داند، در موضوع میل طبیعی نیز رأی ابن‌سینا را فاقد هرگونه جهت برهانی و حتی اقناعی می‌شمرد (رجوع کنید به 1962، ج 1، ص 287).باباافضل کاشانی (متوفی ح 664؛ ج 1، ص 288ـ290) نیز ضمن بررسی پدیده حرکت و نقش اجسام سبک و سنگین در فرایند حرکت، زمان را معیار امتداد حرکت به حساب آورده است.نوشته‌های صدرالدین شیرازی (متوفی 1050) در این باره جدا از بعضی تفاوتهای روشی و استنتاجی، عملا دنباله سنّت ابن‌سینا محسوب می‌شود (رجوع کنید به سفر2، ج 1، ص 77ـ 83). از جمله او (سفر2، ج 1، ص 78) در پاسخ به ایراد فخررازی بر ابن‌سینا در موضوع میل، رأی او را از امور واضح و بی‌نیاز از برهان دانسته است. ملاصدرا (سفر2، ج 1، ص 67، 77ـ80) نیز موضوع خفیف و ثقل را از کیفیات ملموس معرفی کرده و در عین حال میل یا اعتماد را غیر از حرکت دانسته است. او ضمن شرحی مفصّل، خفت و ثقل را میل طبیعی دانسته است.در قرن سیزدهم، گزارش کوتاه حسینی (متوفی پس از 1242؛ ص 317) همچنان ادامه نگرش پیروان ابن‌سینا درخصوص خفت و ثقل اجسام است.بخشی از بحث درباره سبکی و سنگینی اجسام در میان دانشمندان دوره اسلامی، کمابیش در عرصه فنّاوری و به‌ویژه مکانیک است. مهم‌ترین منابع یونانی این عرصه چند رساله است، از جمله مقالة لارشمیدس فی الثقل و الخفة (رجوع کنید به سلان، ص 431؛ روژانسکایا، ص 616) و کتاب ایرن ]= هرون[ فی رفع الاشیاء الثقیلة و مقالة لاقلیدس فی‌المیزان (قس روژانسکایا، همانجا، که این اثر را مقالة لِاُقلیدس فی الاثقال نامیده است؛ برای آگاهی بیشتر درباره نام و محتوای این کتاب رجوع کنید به اقلیدس، مقدمه وپکه، ص 217ـ219؛ سلان، همانجا). اما نوع استفاده عبدالرحمان خازنی*، از این منابع، به‌ویژه کتاب ارشمیدس، سبب راه یافتن مفاهیم نسبتآ جدید درباره اجسام خفیف و ثقیل به کتاب او شده است (رجوع کنید به ادامه مقاله). نگرش مهندسان یونانی به این موضوع، در مقایسه با نوشته‌های دیگر هم‌وطنانشان (از جمله ارسطو)، باعث شده تا نگرش افرادی مانند خازنی با نگرش دیگر دانشمندان دوره اسلامی، از جمله ستاره‌شناسان (رجوع کنید به ادامه مقاله)، متفاوت باشد. در حالی که اقلیدس (ص220) و ارشمیدس (ص510) به نقش وزن اجسام در تبیین سبکی و سنگینی آنها می‌پردازند، نگرش ارسطویی در این خصوص نقش اساسی را به تبیین جایگاه حرکت می‌دهد (رجوع کنید به ارسطو، 1995، ج 1، ص 503ـ510، که هنگام بحث درباره اصول حاکم بر سبکی و سنگینی اجسام از معدود مواردی که به وزن آنها می‌پردازد هنگامی است که آرای افلاطون در تیمائوس را نقد می‌کند). همچنین، در ترجمه عربی کتاب ارشمیدس (ص 511) و نقل‌قول خازنی (ص20ـ21) از او و نیز نقل‌قولهای خازنی (ص 22ـ23) از منلائوس (دانشمند یونانی، زندگی در قرن اول میلادی) واژه جرم هم معنی اجسام آمده است. در حالی‌که در نقل‌قولهای خازنی (ص 16ـ19) از دانشمندان دوره اسلامی واژه جسم به‌کار رفته است. این از مواردی است که اختلاف نگرش دانشمندان یونانی و اسلامی را به مفهوم سبکی و سنگینی (در حیطه دانش مکانیک) نشان می‌دهد. براین اساس، دستاوردهای خازنی درباره خفت و ثقل را می‌توان آمیزه‌ای از دیدگاه ارشمیدس و ارسطو به شمار آورد. خازنی (ص 16ـ17) ثقل را قوه ذاتی جسم می‌داند و بیان می‌کند که برای بررسی وزنهای مساوی اجسام باید آنها را حرکت داد و حرکت اجسام در مایعات به شکل آنها نیز بستگی دارد (قس ارسطو، 1995، ج 1، ص 511، که به شکل اجسام و نحوه حرکت آنها در کنار سبکی و سنگینیشان می‌پردازد) و اگر دو جسم که شکل واحدی دارند، در مایعی رها شوند، آنکه ثقیل‌تر است سنگین‌تر حرکت خواهد کرد. اما در مقابل، بسیاری از نکات مورد توجه خازنی در این خصوص ارشمیدسی است. خازنی (ص 16) از جمله به حرکت جسم در مایعات براساس چگالی مایعات می‌پردازد. توضیح خازنی (ص 20ـ21) از تفاوت سنگینی اجسام در هوا و مایعات براساس اندازه (= حجم، به‌تعبیر او و سایر مؤلفان: مساحت) واحدی از اجسام، نشان می‌دهد که خازنی عملا قصد بیان مفهوم جرم حجمی (یا جرم مخصوص، در اصطلاح فعلی آن) را داشته است. علاوه بر این، خازنی (ص 23ـ26) در بحث درباره نسبت وزن اجسام با فاصله آنها از مرکز عالم، معتقد است که سنگینی هر جسم به حسب فاصله آن از مرکز عالم تغییر می‌کند. به نوشته خازنی (ص 22) جسم سنگین از هر مادّه‌ای که باشد، در نزدیکی زمین وزن کمتری دارد، چرا که هوا وزن دارد و هر چه از زمین دور شویم از وزن هوا کاسته می‌شود. به نظر خازنی (ص20)، اجسام در مرکز عالم وزنی نخواهند داشت.یکی دیگر از مفاهیم فیزیکی که به نظر می‌رسد از طریق آرای خازنی گسترش یافته باشد، مفهوم مرکز ثقل است. به نوشته خازنی (ص 17) مرکز ثقل هر جسمِ سنگین نقطه‌ای است که هرگاه آن جسم روی مرکز عالم قرار گیرد، آن نقطه بر مرکز عالم منطبق می‌شود (نیز رجوع کنید به صدرالدین شیرازی، سفر2، ج 1، ص 78، که کمابیش تعریفی از همین دست برای مرکز ثقل ارائه می‌دهد). خازنی (ص 16) اجسام ثقیل را به اجسامی که با سرعت بیشتری حرکت می‌کنند و بر این اساس قوه ثقل در آنها بیشتر است (= اجسام کثیف) و اجسامی که با سرعت کمتری حرکت می‌کنند (= اجسام سخیف) تقسیم می‌کند. در عین اینکه او در سراسر کتاب هیچ‌گاه از اجسام خفیف یا خفیف مطلق سخنی به میان نمی‌آورد.نظر ابن‌سینا (1331ش، از جمله در ص 31، 34، 37) درباره ثقل کمابیش مشابه خازنی است. همچنین ابزاری که ابن‌سینا (1331ش، ص 41ـ49) برای بلند کردن اشیای سنگین شرح داده همانندیهای بسیار با وسایلی دارد که هرون اسکندرانی (ص 198ـ205) وصف کرده است. اگرچه نوشته‌های خازنی درباره سبکی و سنگینی اجسام مورد توجه دست‌کم یکی از دانشمندان و نویسندگان پس از او قرار گرفت و فخر رازی عملا یکی از بابهای کتاب خود (1382ش، ص 366ـ373) را به گزارشی از نوشته‌های او اختصاص داد، اما هیچ‌کدام از مهم‌ترین مهندسان دوره اسلامی که آثار مستقلی درباره ماشینها و ادوات مختلف تألیف کردند (از جمله، اسماعیل جزری*، تقی‌الدین راصد* و ابن‌ساعاتی*) کمترین التفاتی به بحثهای نظری درباره وزن اجسام و مایعات نداشته‌اند.به‌سبب شباهت بین رسیدن اجسام ثقیل به زمین و جذب آهن به مغناطیس، دو تن از جغرافی‌دانان اسلامی، مقدسی (ص 58) و ادریسی (ج 1، ص 7ـ8)، زمین را «جذب»کننده اجسام ثقیل دانسته‌اند.میراث اسلامی در حوزه دانش ستاره‌شناسی و ارتباط آن با مفهوم سنگینی و سبکی اجسام، تحت تأثیر نوشته‌های بطلمیوس و مهم‌ترین نوشته‌اش، مجسطی، بوده است (رجوع کنید به نصیرالدین طوسی، 1389ش، ص 425). در فصلهای نخستین این کتاب، بطلمیوس درباره اینکه زمین مرکز جهان است و هیچ‌گونه حرکت انتقالی ندارد سخن گفته است (رجوع کنید به همان، ص 425). یکی از مقدمات اثبات این اصول، موضوع حرکت اجسام ثقیل و خفیف است، که کمابیش در متون مختلف نجومی دوره اسلامی، به‌ویژه آنهایی که قصدشان پرداختن به اصول کلی دانش نجوم یا ارائه جداول محاسباتی و داده‌های نجومی محض بوده، نیز تکرار شده است. در این کتابها، بحث درباره موضوع سبکی و سنگینی بیش از هر چیز مشتمل بر کلیاتی در باب طبیعت، از جمله حرکت اجسام ثقیل به مرکز عالم و اجسام خفیف به محیط آن (رجوع کنید به ابوریحان بیرونی، 1373ـ 1375، ج 1، ص 22ـ23)، موضوع حرکت و انواع آن، اختصاص حرکت مستقیم الخط به اجسام ثقیل و خفیف (رجوع کنید به جونپوری، ص 454ـ455) و نوشته‌هایی از این دست است. اما در آن گروه از کتب نجومی که وظیفه آنها تبیین کلی جهان‌هستی، شناسایی افلاک و پرداختن به جنبه‌های نظری ستاره‌شناسی است، گهگاه در این باره به‌تفصیل بحث شده است. چرا که شرح بعضی ارکان اصلی دانش ستاره‌شناسی به ارائه شکل دقیق از مفاهیم اجسام ثقیل و خفیف وابسته بوده، از جمله اینکه چرا زمین در مرکز جهان قرار گرفته است و چرا حرکت انتقالی ندارد (رجوع کنید به کندی، 1987، ص 209ـ218؛ نصیرالدین طوسی، 1993، ج 1، ص 107؛ عُرضی دمشقی، ص 44ـ46). از آنجا که میل اثقال جملگی به سوی مرکز عالم است، زمین خود ثقیل است و مرکز آن، مرکز کل عالم. براین اساس، این جسم نمی‌تواند حرکت داشته باشد چرا که در این صورت باید مرکز دیگری وجود داشته باشد تا زمین به سوی آن حرکت کند. اصول اساسی این مفاهیم را به کرّات ستاره‌شناسان و دانشمندان این عرصه مورد بحث قرار داده‌اند، از جمله ابن‌هیثم (ص 8ـ10) که بیان می‌کند خلأ وجود ندارد؛ اجسام یا ثقیل‌اند، یا خفیف و نوع سوم که نه خفیف است و نه ثقیل؛ ثقیل حرکت می‌کند به مرکز عالم و خفیف به محیط عالم؛ مکان اصلی اجسام ثقیل مرکز عالم است که نزدیک‌ترین جا به مرکز جهان است؛ هر جسم ثقیلی که از مرکز عالم دور شود، برای بازگشت به مرکز می‌کوشد، مگر اینکه چیزی جلوی آن را بگیرد؛ جسمی که نه خفیف است و نه ثقیل، یعنی فلک محیط مشتمل است بر جمیع کواکب و شکل آن نیز به صورت کلی، کره است. در حالی که بعضی ستاره‌شناسان دوره اسلامی به‌طور کلی تعرضی زودگذر بر این اصول و مفاهیم طبیعی ـ ستاره‌شناختی کرده‌اند (برای نمونه رجوع کنید به نصیرالدین طوسی، 1993، ج 1، ص 101)، به نظر می‌رسد مفصّل‌ترین بحث در این خصوص در کتاب منتهی‌الادراک شمس‌الدین خفری* (متوفی 957) آمده باشد. خفری (گ 20 ر ـ 21 ر) مسائل کلی در این باب را به هفت مسئله تقسیم کرده و به تفصیل بدانها پرداخته است. او (گ 34پ ـ 38پ) همچنین ضمن برشمردن اصول کلی شکل سیارات و نظام حرکت آنها، به استقرار زمین بر مرکز جهان، حرکت نداشتن آن و انطباق مرکز ثقل آن بر مرکز عالم پرداخته است (نیز رجوع کنید به همو، التکملة فی شرح التذکرة، گ 19ر ـ 23پ). همچون دیگر دانشمندان دوره اسلامی (برای نمونه رجوع کنید به سهروردی، ج 3، ص 17؛ نصیرالدین طوسی، رساله معینیه، ص 15ـ16؛ قطب‌الدین شیرازی، درة‌التاج، ش 1، ص 637)، مؤیدالدین عرضی دمشقی (ص 31ـ32) نیز هریک از اجسام ثقیل و خفیف را به مطلق و مضاف (غیرمطلق) تقسیم کرده است به نوشته عرضی دمشقی ثقیل مطلق خاک و ثقیل مضاف، جسم کُری بارد رطب سیال (= آب) است.در مقام شناساییِ فلک زیر قمر، بالاتر از همه و زیر آن فلک آتش قرار دارد. در زیر آن طبقه ممزوج از آتش و هواست که در آن ستارگان دنباله‌دار قرار دارند. سپس به‌ترتیب طبقه هوا، طبقه زمهریر، طبقه آب و درنهایت طبقه خاک قرار دارد. قرار گرفتن اجسام براساس ثقل یا خفت آنها در این طبقات موجب پیدایی پدیده‌های مختلف جوی می‌گردد (رجوع کنید به ادامه مقاله)، چرا که فقط این اجسام فلکی هستند که تخلخل، تکاثف و تنمو (ازدیاد طبیعی حجم) نمی‌پذیرند و بروز هریک از این عوارض بر اجسام سبب تغییر در ثقل و خفت آنها شده و پدیده‌های متفاوتی را به وجود خواهد آورد (رجوع کنید به نصیرالدین طوسی، 1993، ج 1، ص 101).بحث دیگری که در این دسته از کتب صورت گرفته شکل قرار گرفتن کره‌های زیر فلک قمر است. به نوشته قطب‌الدین شیرازی (التحفة‌الشاهیة، گ 5ـ6) شکل کلی همه این افلاک کره است. کمااینکه اگر مقداری آب را در ظرفی بر بالای یک مناره ببریم همچنان به شکل قوسی از کره استقرار خواهد یافت (نیز رجوع کنید به نصیرالدین طوسی، رساله معینیه، ص 17ـ18).موضوع خفیف یا ثقیل بودن اجسام کمابیش به بخشی از دانش بررسی پدیده‌های جوّی نیز وارد می‌شود. باتوجه به تبدیل عناصر چهارگانه به یکدیگر و باتوجه به ثقیل بودن یا خفیف بودن ذاتی این اجسام و نیز تخلخل یا تکاثفی که در طبقات مختلف زیر فلک قمر رخ می‌دهد، سبک یا سنگین شدن‌اجسام روی می‌دهد و طبقات مختلف موجب پدیده‌های گوناگونی (چون باران، برف، تگرگ یا صاعقه و ستاره دنباله‌دار) می‌شوند (رجوع کنید به هروی، ص 102ـ106؛ نیز رجوع کنید به ارسطو، 1995، ج 1، ص 555ـ560، که کلیات مربوط به قرار گرفتن عناصر در طبقات مختلف و ارتباط آن با سبکی یا سنگینی آنها و تغییر شکل کلی آنها را توضیح می‌دهد. برای گزارشی کلی از ویژگیهای متغیر عناصر چهارگانه رجوع کنید به قطب‌الدین شیرازی، درة‌التاج، بخش 1، ص 634ـ640).در آثاری مربوط به دیگر دانشهای دوره اسلامی، موضوع خفیف یا ثقیل بودن اجسام مورد توجه قرار گرفته و به اختصار توضیح داده شده است. ذکر این موارد از جمله در آثار جغرافیایی (برای نمونه رجوع کنید به مقدسی، ص 58ـ 59؛ ادریسی، ج 1، ص 7ـ8) و نیز پزشکی (برای نمونه رجوع کنید به طبری، ص 11ـ 13؛ جرجانی، ج 1، ص 18ـ19) ناظر به الزام مؤلفان این‌گونه آثار به توضیح مبادی طبیعیات در آثار و دانشهای مختلف است.در نهایت، باید گفت این موضوع که واژه مثقال از ریشه ثَقَل و هم‌خانواده واژه ثِقْل است (رجوع کنید به ابن‌سیده؛ زبیدی، ذیل «ثقل») از گونه ریشه‌شناسی عامیانه و فاقد اعتبار است (برای آگاهی از ریشه اصلی واژه مثقال رجوع کنید به جفری، ص 258).منابع: ابن‌اکفانی، کتاب ارشاد القاصد الی اسنی المقاصد، چاپ یوست ویتکام، لیدن 1989؛ ابن‌سیده، المحکم و المحیط الاعظم، چاپ عبدالحمید هنداوی، بیروت 1421/2000؛ ابن‌سینا، تسع رسایل فی الحکمة و الطبیعیات، قاهره ] 1989[الف؛ همو، الحدود، در المصطلح الفلسفی عندالعرب : نصوص من التراث الفلسفی فی حدود الاشیاء و رسومها، چاپ عبدالامیر اعسم، قاهره: الهیئة المصریة العامة للکتاب، 1989ب؛ همو، حدود، یا، تعریفات، ترجمه محمدمهدی فولادوند، همراه متن عربی، تهران 1366ش الف؛ همو، الشفاء، الطبیعیات، ج 2، الفن الثانی: السماء و العالم، چاپ ابراهیم مدکور و محمود قاسم، قاهره 1385/ 1965، چاپ افست قم 1404؛ همو، طبیعیات دانشنامه علائی، چاپ محمد مشکوة، تهران 1353ش؛ همو، فنون سماع طبیعی، آسمان و جهان، کون و فساد از کتاب شفا، ترجمه محمدعلی فروغی، تهران 1366شب؛ همو، معیار العقول، چاپ جلال‌الدین همائی، تهران 1331ش؛ همو، النجاة من الغرق فی بحر الضلالات، چاپ محمدتقی دانش‌پژوه، تهران 1364ش؛ ابن‌منظور؛ ابن‌هیثم، المقالة فی هیئة العالم، چاپ تسفی یتسحاق لانگرمان، نیویورک 1990؛ ابوالبرکات بغدادی، الکتاب المعتبر فی الحکمة الالهیة، چاپ حیدرآباد، دکن 1357ـ1358، چاپ افست جبیل، لبنان 2005؛ ابوریحان بیرونی، کتاب التفهیم لاوائل صناعة التنجیم، چاپ جلال‌الدین همائی، تهران 1362ش؛ همو، کتاب القانون المسعودی، حیدرآباد، دکن 1373ـ1375/ 1954ـ1956؛ ابوریحان بیرونی و ابن‌سینا، ابوریحان بیرونی و ابن‌سینا: الاسئلة و الاجوبة، چاپ حسین نصر و مهدی محقق، تهران 1352ش؛ اخوان‌الصفا، رسائل اخوان‌الصفاء و خلان‌الوفاء، قم 1405؛ محمدبن محمد ادریسی، کتاب نزهة‌المشتاق فی اختراق الآفاق، قاهره: مکتبة الثقافة الدینیة، ]بی‌تا.[؛ ارسطو، در آسمان، ترجمه اسماعیل سعادت، تهران 1379ش؛ همو، الطبیعة، ترجمة اسحاق‌بن حنین، مع شروح ابن‌سمح و دیگران، چاپ عبدالرحمان بدوی، ج 1، ]قاهره [1404/1984؛ همو، فی السماء و الآثار العلویة، چاپ عبدالرحمان بدوی، قاهره 1961؛ ارشمیدس، مقالة لارشمیدس فی الثقل و الخفّة، درJournal asiatique, XIII (May-Jun. 1879);اصطلاح‌نامه فلسفه اسلامی، به‌کوشش محمدهادی یعقوب‌نژاد، قم: دفتر تبلیغات اسلامی، 1376ش؛ افلاطون، الطیماوس و اکریتیس، ترجمة فؤاد جرجی برباره، چاپ آلبر ریوو، دمشق 1968؛ اقلیدس، مقالة لاقلیدس فی المیزان، درJournal asiatique, XIIX (Sep.- Oct. 1951);محمدبن حسین باباافضل کاشانی، مصنّفات، چاپ مجتبی مینوی و یحیی مهدوی، تهران 1366ش؛ بلینوس، سرّالخلیقة و صنعة الطبیعة: کتاب العلل، چاپ اورسولا وایسر، حلب 1979؛ بهمنیاربن مرزبان، جام‌جهان‌نمای: ترجمه کتاب التحصیل، چاپ عبداللّه نورانی و محمدتقی دانش‌پژوه، تهران 1362ش؛ اسماعیل‌بن حسین (حسن) جرجانی، ذخیره خوارزمشاهی، ج 1، چاپ محمدتقی دانش‌پژوه و ایرج افشار، تهران 1344ش؛ غلامحسین‌بن ملافتح‌اللّه جونپوری، جامع بهادرخانی، چاپ سنگی کلکته 1250، چاپ افست تهران 1386ش؛ احمدبن محمد حسینی، مرآت الاکوان: تحریر شرح هدایه ملاصدرا شیرازی، چاپ عبداللّه نورانی، تهران 1375ش؛ عبدالرحمان خازنی، کتاب میزان‌الحکمة، حیدرآباد، دکن 1359؛ محمدبن احمد خفری، التکملة فی شرح التذکرة، نسخه خطی کتابخانه آستان قدس رضوی، ش 12026؛ همو، منتهی‌الادراک فی مدرک الافلاک، نسخه خطی کتابخانه آیت‌اللّه مرعشی نجفی، ش 1260؛ خلیل‌بن احمد، کتاب العین، چاپ مهدی مخزومی و ابراهیم سامرائی، قم 1405؛ محمدبن محمد زَبیدی، تاج‌العروس من جواهر القاموس، ج 23، چاپ عبدالفتاح حلو، کویت 1406/1986، ج 28، چاپ محمود محمد طناحی، کویت 1413/ 1993؛ جعفر سجادی، فرهنگ معارف اسلامی، تهران 1362ـ 1363ش؛ یحیی‌بن حبش سهروردی، مجموعه مصنفات شیخ‌اشراق، ج 3، چاپ حسین نصر، تهران 1373ش؛ محمدبن ابراهیم صدرالدین شیرازی (ملاصدرا)، الحکمة المتعالیة فی الاسفار العقلیة الاربعة، بیروت 1981؛ صدیق حسن‌خان، ابجدالعلوم، ج 1، دمشق 1978، ج 2، بیروت 1395؛ احمدبن مصطفی طاشکوپری‌زاده، مفتاح‌السعادة و مصباح‌السیادة، بیروت 1405/1985؛ علی‌بن سهل طبری، فردوس‌الحکمة فی الطب، چاپ محمدزبیر صدیقی، برلین 1928؛ مؤیدالدین عُرضی دمشقی، تاریخ علم‌الفلک العربی (کتاب الهیئة)، چاپ جورج صلیبا، بیروت 1990؛ محمدبن محمد غزالی، مقاصدالفلاسفة، ]قاهره [1331؛ محمدبن محمد فارابی، احصاءالعلوم، چاپ علی بوملحم، بیروت 1996؛ محمدبن عمر فخررازی، جامع العلوم (ستیّنی)، چاپ علی آل‌داود، تهران 1382ش؛ همو، شرح عیون‌الحکمة، چاپ احمد حجازی احمد سقا، تهران 1373ش؛ همو، کتاب المباحث المشرقیة فی علم الالهیات و الطبیعیات، تهران 1966؛ محمودبن مسعود قطب‌الدین شیرازی، التحفة الشاهیة، نسخه خطی کتابخانه (ش 1) مجلس شورای اسلامی، ش 6686؛ همو، درة‌التاج، بخش 1، چاپ محمد مشکوة، تهران 1369ش؛ یعقوب‌بن اسحاق کندی، رسالة الکندی فی الإبانة عن ان طبیعة الفلک مخالفة لطبائع العناصر الاربعة، در مقالات فی الریاضیات و الفلسفة و الآثار العلویة و الفلک، چاپ عکسی از نسخه خطی کتابخانه سلیمانیه استانبول، ش 4832، چاپ فؤاد سزگین، فرانکفورت 1431/2010؛ همو، فی الصِناعة العظمی، چاپ عزمی طه سیداحمد، قبرس 1987؛ همو، کتاب الکندی الی المعتصم باللّه فی الفلسفة الاولی، درOeuvres philosophiques et scientifiques d'al-Kindi, vol.2, ed. Roshdi Rashed and Jean Jolivet, Leiden: Brill, 1998;محمدجواد مشکور، فرهنگ تطبیقی عربی با زبانهای سامی و ایرانی، تهران 1357ش؛ مقدسی؛ ناصرخسرو، زادالمسافرین ناصرخسرو علوی، تهران ?] 1341[؛ محمدبن محمد نصیرالدین طوسی، رساله معینیه، نسخه خطی کتابخانه (ش 1) مجلس شورای اسلامی، ش 1/6346؛ همو، مجموعه رسائل ریاضی و نجومی خواجه نصیرالدین طوسی، چاپ فرید قاسملو، تهران 1389ش؛ هرون اسکندرانی، کتاب ایرن فی رفع الاشیاء الثقیلة، درJournal asiatique, I (May-Jun. 1893);محمدشریف هروی، انواریه: ترجمه و شرح حکمة‌الاشراق سهروردی، چاپ حسین ضیائی و آستیم، تهران 1358ش؛Mohammed Abattouy, "The Arabic science of weights (`ilm al-athqal): textual tradition and significance in the history of mechanics" in A shared legacy: Islamic science East and West, ed. Emilia Calvo, et al., Barcelona: Universitat De Barcelona, 2008; Aristoteles, The complete works of Aristotle, ed. Jonathan Barnes, Princeton, N. J. 1995; idem, On the heavens, with an English translation by W.K.C. Guthrie, Cambridge, Mass. 1971; Pierre Chantraine, Dictionnaire etymologique de la langue grecque: histoire des mots, Paris 1983; Anne Marie Goichon, Lexique de la langue philosophiqued'Ibn Sina (Avicenne), Paris 1938; Arthur Jeffery, The foreign vocabulary of the Qur'an, Leiden 2007; Henry George Liddell and Robert Scott, A Greek - English lexicon, Oxfrod 1977; Muhammad b. Muhammad Nasir al - Din Tusi, Nasir al-Din al-Tusi's memoir on stronomy = Al Tadhkira flilm al-hay'a, ed. and tr. F.J. Ragep, New- York 1993; Plato, Gorgias and Timaeus, tr. B. Jowett, Mineola, N.Y. 2003; Mariam Rozhanskaya, "Statics", in Encyclopedia of the history of Arabvic science, ed. Roshdi Rashed, vol.2, London; Routledge, 1996; Walter W. Skeat, An etymological dictionary of the English language, Oxford 1882; Mac Guckin de Slane, Catalogue des manuscrits arabes, Paris 1883-1895.