ذات الشعبتین

ذات‌الشُّعبَتین، از ابزارهای نجومی رایج در دوره اسلامی برای اندازه‌گیری فاصله سمت‌الرأسی اجرام سماوی، فاصله بین دو کوکب، اندازه اجسام (قطر ظاهری یا ارتفاع جسم) و فاصله بین دو جسم. گویا نخستین‌بار بطلمیوس* ، در مجسطی (ترجمه تومر ، ص 244ـ247)، برای اندازه‌گیری فاصله سمت‌الرأسی و اختلاف منظر ماه، «ابزار اختلاف منظر»را شرح داده‌است. در اروپا، در قرون وسطا، نام این ابزار تری‌کتروم (مرکّب از تری به معنای سه و کتروم به معنای گوشه) بوده‌است (← همان، تعلیقات، ص 244، پانویس 39). هرچند در نخستین ترجمه‌های مجسطی به عربی، نام خاصی برای این ابزار نیامده و تقریبآ ترجمه تحت‌اللفظی همان عبارت مجسطی، یعنی «ابزاری که با آن اختلاف منظر ماه دانسته می‌شود»، به‌کار رفته‌است (← بطلمیوس، المجسطی، ترجمه حجاج‌بن یوسف‌بن مطر، گ 76پ؛ همان، ترجمه اسحاق‌بن حنین، گ 69ر)، در دیگر آثار هم‌زمان و متأخرتر اخترشناسی اسلامی، این ابزار العِضادة الطویلة (← بتّانی، جزء3، ص 216) و ذات‌الشّعبتین (برای نمونه ← یعقوب کندی، گ 29پ؛ خازنی، ص 1؛ غیاث‌الدین جمشید کاشانی، گ 12پ) نامیده شده‌است.به‌گفته بطلمیوس (ترجمه تومر، ص 244ـ247)، این ابزار از سه بازو تشکیل شده‌است که دوتای آنها به دو سر دیگری لولا شده‌اند. استقرار دستگاه به‌گونه‌ای است که بازوی اول عمود بر سطح افق و پایه آن در جهت نصف‌النهار قرار می‌گیرد. صفحه فرضی گذرنده از بازوی اول و دوم نیز بر صفحه نصف‌النهار منطبق است. برای اطمینان از عمودی‌بودن بازوی اول، دو زائده موازی با سطح افق بر بالا و پایین آن نصب و شاغولی از زائده بالایی آویخته می‌شد. برای دقت در رصد ستارگان، دو زائده هم‌اندازه، که در میان هرکدام روزنه‌ای تعبیه شده بود، روی بازوی دوم نصب می‌شد، به‌گونه‌ای که روزنه‌ها در یک راستا بودند، و جرم سماوی را از میان آنها رصد می‌کردند. همچنین برای دیدن تمام جرم موردنظر، قطر روزنه نزدیک به چشم را کوچک‌تر از روزنه دورتر درنظر می‌گرفتند. سپس در راستای روزنه‌ها جرم سماوی را رصد می‌کردند و زاویه بین بازوی اول و دوم را ــکه برابر با فاصله سمت‌الرأسی آن جرم بودــ روی بازوی سوم، که حکم وتر زاویه یادشده را داشت، علامت می‌گذاشتند. سپس با منطبق‌کردن بازوی سوم روی بازوی اول (که در دستگاه شصت‌گانی و به شصت قسمت تقسیم می‌شد) مقدار وتر (از توابع مثلثاتی که بعدها تابع جَیْب یا سینوس جایگزین آن شد) آن زاویه را به‌دست می‌آوردند و براساس جدول مقادیر وترها، مقدار زاویه متناظر با آن وتر را محاسبه می‌کردند (← برای جدول مقادیر وترها در مجسطی ← همان، ص 57ـ60). به گفته بطلمیوس (تومر، ص 244ـ246)، طول بازوی اول و دوم نباید از چهار ذراع کمتر باشد (کیوبیت ؛ هر ذراع بین 49ـ56 سانتیمتر؛ نیز ← نالینو ، ص360، که مقدار دقیق ذراع در تمدن اسلامی را، که ذراع اسود یا ذراع شرعی نامیده می‌شد، 33ر49 سانتیمتر دانسته که از ذراع یونانی (3ر52ـ 9ر52 سانتیمتر) کوتاه‌تر است). همچنین باید طول بازوی دوم با بخش مدرّج بازوی اول برابر و طول بازوی سوم برابر وتر و مثلث قائم‌الزاویه‌ای باشد که بازوهای اول و دوم دو ضلع مجاور زاویه قائمه آن به‌شمار می‌آیند. مثلث قائم‌الزاویه یادشده در حالتی شکل می‌گیرد که جرم موردنظر در بیشترین فاصله سمت‌الرأسی، یعنی در افق ناظر، واقع باشد و دراین‌صورت بازوی دوم بر بازوی اول عمود می‌شود. وی (ترجمه تومر، ص246) همچنین تأکید کرده‌است که بازوها باید از جنسی ساخته شوند که به‌واسطه انبساط یا وزن زیاد تغییر شکل ندهند. در متون دوره اسلامی نیز توصیه شده‌است که بازوها از جنس چوب یا مس ساخته شوند (← بتّانی، همانجا؛ خفری، گ 129ر).بیشتر اخترشناسان مسلمان ذات‌الشّعبتین را کمابیش به همان صورتی به‌کار می‌بردند که بطلمیوس وصف کرده‌است (← ابن‌سینا، 1405، ج 2، فن 4، ص 316ـ318؛ نصیرالدین طوسی، ص 478ـ479؛ خفری، گ 129رـ 130ر). هرچند برخی با تغییراتی در ساختار آن، از آن در زمینه‌های دیگر نیز استفاده کردند. این تغییرات در اندازه و جنس بازوها، محل خط‌کش، نحوه درجه‌بندی، شکل و ساختار ظاهری دستگاه بوده‌است (← ادامه مقاله).برخی از اخترشناسان اسلامی طول بازوهای اول و دوم را پنج ذراع (← بتّانی، همانجا)، دست‌کم 5ر2 گز (غیاث‌الدین جمشید کاشانی، همانجا) و دست‌کم هفت ذراع (ابن‌سینا، 1406، گ 56ر) و ضخامت آنها را برابر ضخامت انگشت کوچک (← خفری، گ 129ر) درنظر گرفته و برخی نیز به‌جای بازوی سوم از ریسمان (← یعقوب کندی، گ 32ر؛ خازنی، ص 2) یا ربع حلقه (← غیاث‌الدین جمشید کاشانی، همانجا) استفاده کرده‌اند. برخی همچون مؤیدالدین عُرضیِدمشقی (ص 169) به استفاده از ریسمان انتقاد کرده‌اند، ازآن‌رو که براثر کشش طول آن تغییر می‌کند.یکی از تغییرات اخترشناسان اسلامی در ساختار ذات‌الشّعبتین مدرّج‌کردن بازوی سوم به‌جای بازوی اول بود. چرا که تقسیم بازوی اول به شصت قسمت باعث می‌شد که حداکثر بتوان زوایایی را اندازه گرفت که وتر آنها برابر شصت قسمت است (جرمی که ارتفاع آن بیش از سی درجه باشد). برخی چون عرضی دمشقی (همانجا) و نظام اَعرَج (ص 284) با تصریح بر این نکته و برخی نیز چون غیاث‌الدین جمشید کاشانی (همانجا)، بدون اشاره به آن، بازوی سوم را به 85 قسمت تقسیم و وتر زاویه بین دو بازو را مستقیمآ روی بازوی سوم اندازه‌گیری می‌کردند. بدین‌ترتیب زوایایی تا بزرگی ْ 90 را نیز اندازه می‌گرفتند. البته بَتّانی (جزء3، ص 216ـ217) برای آنکه بتواند از جدول اوتار مُنَصَّفه (نیم‌وترها) به‌جای جدول وترها استفاده کند، بازوی اول و دوم را به سی و بازوی سوم را به 5ر42 واحد تقسیم کرده‌است که به‌نتیجه یکسانی با تصحیح پیش‌گفته منجر می‌شود.ازآن‌رو بازوی سوم به 85 قسمت تقسیم شده‌است که اگر جرم در افق ناظر قرار گیرد، ذات‌الشّعبتین به‌صورت مثلث قائم‌الزاویه‌ای درمی‌آید که دو ضلع زاویه قائمه آن برابر شصت واحد و درنتیجه وتر آن برابر 85( 2(60 خواهد بود (← ادوارد کندی ، ص400). عرضی دمشقی (ص 166ـ169) انتقادهای دیگری را نیز از ساختار ذات‌الشّعبتین بطلمیوس مطرح کرده‌است.در متون اخترشناسی دوره اسلامی، به ابزار دیگری با نام ذات‌الشّعبتین اشاره شده که در ساختار و کاربرد با ذات‌الشّعبتین بطلمیوس تفاوتهایی داشته‌است. در این نوع ذات‌الشّعبتین، به‌جای بازوی سوم، از ریسمان استفاده می‌شد و زائده‌هایی که برای دقیق‌ترشدن رصد در مدل بطلمیوسی به‌کار می‌رفت، در این نوع وجود نداشت و چون بر روی زمین نصب نمی‌شد، شاغول نیز از ساختار آن حذف شده بود. نخستین‌بار ابویوسف یعقوب کِندی در قرن سوم به این نوع از ذات‌الشّعبتین در رساله استخراج الابعاد بذات‌الشّعبتین (همانجا) اشاره کرده‌است (برای پژوهشی درباره این رساله کندی ← ویدمان ، ج 1، ص660ـ668). ابن‌سینا نیز در مقالة فی اتخاذ الآلات الرصدیة (گ 55پ ـ 57پ) به این نوع ذات‌الشّعبتین اشاره کرده و تغییراتی در ساختار آن به‌وجود آورده‌است، ازجمله امکان نصب آن بر صفحه‌ای موازی افق و افزودن زائده‌هایی برای دقیق‌ترشدن رصد. همچنین عبدالرحمان خازنی در رسالة فی الآلات العجیبة (ص 1ـ2) به ابزاری با نام ذات‌المسطرتین اشاره کرده و آن را با ذات‌الشّعبتین هم‌خانواده دانسته، اما تفاوتهای ساختاری آن دو را نیز وصف کرده‌است. این ابزار بسیار شبیه ابزار کندی است. از این نوع ذات‌الشّعبتین برای اندازه‌گیری فاصله زاویه‌ای بین دو کوکب، فاصله خطی بین دو جسم، قطر خطی و زاویه‌ای اجسام استفاده می‌شد (← یعقوب کندی، گ 32ر ـ 36ر؛ خازنی، ص 2ـ5).برخی ذات‌الشّعبتینی را که کندی وصف کرده‌است، نسخه ابتدایی دستگاهی با نام «عصای یعقوب» دانسته‌اند که ابداع آن به لوی‌بن قارشون (گرسونیدس) ، فیلسوف و ریاضی‌دان یهودی فرانسوی (متوفی 745/ 1344)، منسوب است. یگانه تفاوت ذات‌الشّعبتین و عصای یعقوب آن است که در دومی به‌جای نخ از یک صفحه مربع یا مستطیل استفاده می‌شد که بر چوب بلند مدرجی قابلیت تحرک داشت (برای بحث درباره این ابزار و پیشینه آن ← سزگین ، ص 7ـ30).احتمالا یکی از ابزارهایی که جمال‌الدین بخاری، اخترشناس سده هفتم، با خود به چین برد نمونه‌ای از ذات‌الشّعبتین به‌کاررفته در رصدخانه مراغه بوده‌است (← هارتنر ، ص 186ـ187، 192؛ نیز ← جمال‌الدین بخاری*).علاوه‌بر رسائل یادشده، در گذشته متون دیگری نیز درباره ذات‌الشّعبتین وجود داشته که از آنها نسخه‌ای برجا نمانده‌است، ازجمله کتاب العمل بذات‌الشعبتین ابن‌ابی‌عبّاد، معروف به ابوالحسن منجّم (← ابن‌ندیم، ج 2، جزء1، ص 248) و نقلهایی از ماشاءاللّه مصری (منجّم قرن دوم؛ ← یعقوب کندی، گ30ر).منابع : ابن‌سینا، الشفا، الریاضیات، ج 2، الفن الرابع: علم‌الهیئة، چاپ محمدرضا مدور و امام ابراهیم احمد، ]قاهره، بی‌تا.[، چاپ افست قم 1405؛ همو، مقالة فی اتخاذ الآلات الرصدیة، چاپ عکسی در فؤاد سزگین، «قضیة اکتشاف الآلة الرصدیة عصا یعقوب»، مجلة تاریخ‌العلوم العربیة و الاسلامیة، ج 2 (1406)؛ ابن‌ندیم؛ محمدبن جابر بتّانی، کتاب الزیج الصابی، تصحیحه و ترجمه الی اللغة اللاتینیة و علق حواشیه کارلو آلفونسو نالینو، رم 1899ـ1907، چاپ افست هیلدسهایم 1977؛ کلاودیوس بطلمیوس، المجسطی، ترجمه اسحاق‌بن حنین، نسخه خطی کتابخانه مدرسه عالی شهید مطهری (سپهسالار سابق)، ش 594؛ همان، ترجمه حجاج‌بن یوسف‌بن مطر، نسخه خطی کتابخانه لیدن هلند، ش680.Or، نسخه عکسی کتابخانه بنیاد دایرة‌المعارف اسلامی؛ عبدالرحمان خازنی، رسالة فی الآلات العجیبة، نسخه خطی کتابخانه مدرسه عالی شهید مطهری (سپهسالار سابق)، ش 681؛ محمدبن احمد خفری، التکملة فی شرح التذکرة، نسخه خطی کتابخانه و مرکز اسناد مرکز دایرة‌المعارف بزرگ اسلامی، ش110؛ فؤاد سزگین، «قضیة اکتشاف الآلة الرصدیة عصایعقوب»، مجلة تاریخ‌العلوم العربیة و الاسلامیة، ج 2 (1406)؛ مؤیدالدین عُرضی دمشقی، رسالة فی کیفیة‌الارصاد، چاپ سویم تکلی، درAra(trma: Dil ve Tarih-Cog(rafya Fak(ltesi Felsefe Ara(trmalar Enstit(s( dergisi, VIII (1970);غیاث‌الدین جمشید کاشانی، شرح آلات رصد، نسخه خطی کتابخانه لیدن، ش 945Or.، چاپ عکسی درEdward Stewart Kennedy, "Al-Ka(sh(('s treatise on astronomical observational instruments", Journal of Near vol.20 (1961), repr.in Edward S. Kennedy, Eastern studies, Studies in the Islamic exact sciences, Beirut 1983;یعقوب‌بن اسحاق کندی، استخراج الابعاد بذات الشعبتین، چاپ عکسی در فؤاد سزگین، همان منبع؛ کارلو آلفونسو نالینو، تاریخ نجوم اسلامی، ترجمه احمد آرام، تهران ?] 1349ش[؛ محمدبن محمد نصیرالدین‌طوسی، مجموعه رسائل ریاضی و نجومی خواجه نصیرالدین طوسی، چاپ فرید قاسملو، تهران 1389ش؛ حسن‌بن محمد نظام اعرج، شرح تحریرالمجسطی، نسخه خطی کتابخانه دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس، ش40؛Willy Hartner, "The astronomical instruments of Cha- ma-lu-ting, their indentification, and their relations to Mara(gha", Isis, of observatory of the instruments the vol.41, pt.2, no.124 (July 1950); Edward Stewart Kennedy, "Al-Ka(sh(('s treatise on astronomical observational instruments", Journal of Near Eastern studies, vol.20 (1961), repr. in Edward S. Kennedy, Studies in the Islamic exact sciences, Beirut 1983; Claudius Ptolemy, Ptolemy's Almagest, translated and annotated by G. J. Toomer, Princeton, N. J. 1998; Eilhard Wiedemann, Aufs(tze zur Fischer, arabischen , ed. Wolfdietrich Wissenschaftsgeschichte Hildesheim 1970.