تعیین عرض سیارات در نظریهی بطلمیوس: مدل هندسی بدیع جمشید کاشانی برای حرکات سیارات پائینی
مترجم: بهنام بازیگران (1)
چکیده
مدل کهن یونانی حرکت سیارات یکی از دستاوردهای برجسته در تاریخ علم است. موفقیت آن به عنوان مدل ریاضی برای پدیدهای پیچیده که وضع چند سیاره را در قرون آینده دقیقاً تعیین میکند، حتی دانشمندان امروزی را به تأمل وامی دارد. این نظریه آنگونه که در مجسطی بطلمیوس تشریح شده به مثابهی « پارادایم » [علم تبیین حرکات] سیّارهای، بیش از یک هزاره حاکم بود. با وجود این، تعدادی از منجمان مسلمان تلاششان را معطوف اصلاح یا حتی تعویض این نظریه کردند تا به تطبیق شرط حرکت دورانی یکنواخت نزدیک شوند. در واقع جمشید کاشانی یکی از این اصلاح گران بود. با وجود این، او برای ایجاد ریاضیاتی که به پیش بینی دقیق حرکات سیّارات بینجامد، بدانگونه که با برداشت وی از خواستهای بطلمیوس نیز موافق باشد، وجود یک الگوی بطلمیوس اصلاح شده را فرض خود قرار داد.1- مقدمه:
شاخصترین خصوصیت حرکت یک سیاره کمانهای رجوعی منظم آن است که در شکل 1 نمایش داده شده است (حرکت مریخ از ماه می تا دسامبر 2003). مدل فلک تدویری بطلمیوس در شکل 2، نقش قابل توجهی در پیش بینی طول سیاره، یا به عبارتی تصویر مکان آن بر روی دایرةالبروج دارد. (2) لیکن همان طور که شکل 1 به وضوح نشان میدهد، سیارات حرکات قابل توجهی در بالا و پایین دایرةالبروج از خود نشان میدهند. یک نظریه سیارهای کامل باید این حرکات را دربرگیرد؛ بنابراین عرض سیاره را نیز باید لحاظ نماید.بطلمیوس در آخرین مقالهی مجسطی، مقاله 13، به این موضوع پرداخته و با متمایل ساختن فلک حامل و فلک تدویر به خارج از صفحهی دایرةالبروج حرکاتی به سمت عقب و جلو برای آنها قرار میدهد به طوری که مناسبترین شیوهی ایجاد این پدیده را ارائه میدهد (شکل 3 را ببینید). او برای سیارات سفلی یعنی زهره و عطارد سه اثر را تعریف کرد. (1) دایره فلک حامل، دارای یک حرکت متناوب به بالا و پایین است. این حرکت از زمانی که فلک حامل بر روی دایرةالبروج و فلک تدویر در نقاط A و C قرار دارد شروع میشود. زمانی که فلک تدویر بر B و D قرار میگیرد به بیشترین تمایل خود میرسد. نحوهی تمایل فلک تدویر به صورت زیر است:
(2) قطر اول (3) در خط رویت آن گونه که از زمین دیده میشود. وقتی که مرکز فلک تدویر در B و D است دارای میل صفر درجه است و وقتی در A و C به بیشترین میل خود میرسد؛ وقتی که مرکز فلک تدویر در A و C است (3) قطر دوم، عمود بر قطر اول موازی با صفحه دایرةالبروج است و هرگاه در B و D است بیشترین شیب را دارد.
هر چند بعداً بطلمیوس در « جداول دستی » و « فرضیات سیارهای » نظریه ساده تری را در مورد عرض سیارات منتشر کرد، اما منجمان مسلمان در شیوه بطلمیوسی عموماً به رهیافت مجسطی پایبند ماندند. در بین همهی آنهایی که زیج (جزوه چکیده نجومی که جداول عددی مورد نیاز جهت پیش بینیهای نجومی را به دست میدهد) تنظیم کردهاند؛ تنها تعداد کمی در الگوی هندسی یا در تنظیم جداول مطرح شده در مجسطی اختلاف داشتند. (4) در بسیاری از موارد مؤلف زیج صرفاً از ساختارهای بطلمیوسی پیروی نمیکنند بلکه به سادگی جداول بطلمیوسی را مستقیماً در کار خودش اقتباس میکند.
تقریباً تنها منجمی که در زمینهی تعیین عرض سیارات به اصلاح مجسطی پرداخت جمشید کاشانی، ریاضیدان و منجم ایرانی قرن نهم هجری بود. جدا از اینکه کاشانی به عنوان عضوی از دانشمندان دربار الغ بیگ در سمرقند و از دست اندرکاران زیج ایلخانی بود در کار نجومیاش نیز از ریاضیات بهره میبرد. شهرت او به عنوان ریاضیدان نابغه پیش از کارهای نجومیاش به خوبی تثبیت شده بود. روشهای او برای محاسبه
زیج خاقانی که به عنوان اصلاحیهای بر زیج ایلخانی نصیرالدین طوسی و پیش از پیوستن کاشانی به دانشمندان مکتب الغ بیگ نوشته شده بود از جهت دربرداشتن مباحث ریاضی پیچیده و گسترده برای تقویت نجوم، منحصر به فرد است.
در سالهای اخیر مطالعاتی در مورد قسمتهایی از زیج ایلخانی صورت گرفته که برجستهترین آنها [kennedy 1998]، خلاصهای بخش به بخش از کل زیج و درک ما از محتوای آن تاکنون است. در بین اصلاحات مطالب مربوط به عرضهای سیارهای، تنها تجدیدنظر کلی انجام شده تا کنون، به روی جداول تک مقداری برای عطارد بود که به طور خلاصه آن را منتشر خواهیم کرد. موضوع این مقاله یکی از پیچیدهترین بخشهای زیج خاقانی است که شامل توصیفی مشروح از یک مدل هندسی دیگری از سیارات پایینی است. این مدل نه به منظور بهبود انطباق بر پدیده سیارهای و نه به منظور تعویض مدل بطلمیوسی با مدلی برتر در نظر گرفته شده، بلکه مقصودش آن است که از توصیف اصلی حرکات سیارات در مجسطی به ریاضیات لازم برای تبدیل این حرکات نایل شود تا راهی بهتر به پیش بینیها، فراهم کند.
کاشانی از مقاله 13 مجسطی عمدتاً به خاطر زمینههای ریاضی آن ناراضی بود. رهیافت ریاضی بطلمیوس به عرض سیارات به طور نامشخصی نارسا است و بر یک سری تقریبها و فرضیات ساده کنندهای تکیه دارد که بعضی به جا و برخی دیگر نابه جا هستند. کاشانی در تعیین جداول برای عطارد، تصحیح بطلمیوس بر فرض اولیهاش را که زمین در مرکز فلک حامل است با فرض بهتری جایگزین میکند. جدول سازی تعدیل یافته کاشانی هنوز یک تقریب است اما مطابقت بین هندسه و محاسبات را تا بیش از
کلید روش کاشانی در استفاده از کرهای است که فلک تدویر در آن محاط میشود. بطلمیوس با استفاده از مثلثات معمولی در سه بعد دوایر مایل مختلفی را به کار میگیرد که تأثیر متقابل بین اثرات عرضی را که تقریباً در دسترس نیستند، از بین میبرد. کاشانی با استفاده از کره فلک تدویری به سادگی دو تا از سه اثر عرضی را با در حرکت قرار دادن دو برابر عظیمه مشخصی، محاسبه میکند (شکل 4 را ببینید). دایرهی انحراف به صورت منظم حول استوای فلک تدویری (تقاطع فلک حامل با کره فلک تدویری) نوسان میکند؛ دایره شیب به طور مشابه حول دایره انحراف نوسان میکند. سیاره به روی دایره شیب حرکت داده میشود که به نوعی مجموع هر سه اثر عرضی را نمایش میدهد. به منظور تعیین مکان یک سیاره در یک زمان داده شده فقط لازم است که کاشانی مثلثات کروی را برای این دوایر عظیمه به کار گیرد و نتایج را به مضمون مدل کامل برگرداند.
این ایده که در مدلهای سیارهای دوایر در واقع دوایر عظیمه به روی کرات هستند مطالب تازهای نبود؛ خود بطلمیوس در مجسطی و در کار کیهان شناختیاش « فرضیات سیارهای » گاهی به این کرات اشاره کرده بود (هر چند در مدلهای ریاضیاش از سیارات، نقشی بازی نمیکردند). (5) این ایده اولین بار توسط ابن هیثم در قرون وسطی تحقق منسجمی پیدا کرد، ابن هیثم کسی بود که مقاله فی حرکات التفاف او به منظور ارائه اثرات حرکات سیارات در حد الگوی بطلمیوس نوشته شده بود. (6) ضمن آنکه عملاً به ایرادات فلسفی از الگوی طبیعی آن میپرداخت، بطلمیوس فلک تدویر را به دو دایره کوچک چسبانده بود تا موجب حرکت مناسب فلک تدویر شود؛ (7) ابن هیثم به جای آن مدلی را منظور کرد که جفتی از کرات فلک تدویر را با طرحی که یادآور کرات تودرتوی ائودوکسوس است، به کار میبرد. نصیرالدین طوسی با نوع تغییر یافته کروی از « جفت طوسی » معروفش که جهت ایجاد نوسان یک نقطه در طول کمان کروی مفروضی ارائه شده، طرح ابن هیثم را اصلاح کرد. (8) چنین جفتی میتواند به فلک تدویر چسبانده شود تا حرکت صحیحی که فاقد ایرادات الگوی بطلمیوسی است را تولید کند. (9)
احتمالاً کاشانی به خوبی تحت تأثیر آن قرار گرفته است؛ زیرا در زیج خاقانی مکرراً به کار طوسی ارجاع میدهد. در واقع کاملاً محتمل، شاید هم تقریباً اجتناب ناپذیر به نظر رسد که او فکر نوسان منحنی الخطی را که مدلش را ارائه میدهد از طوسی الهام گرفته باشد. به هر حال آنچه کاشانی سعی بر انجامش داشت کاملاً با کار منجمن پیشین متفاوت بود. ابن هیثم و طوسی هر دو در صدد یافتن مدلهایی فیزیکی بودند که از لحاظ فلسفی قابل قبول باشند و قابلیت نشان دادن حرکات سیارات را داشته باشند. به عبارت دیگر، هر کجا که از موضوع دست کشیده بودند کاشانی کار خود را از همانجا از سرگرفت.
در مدل او کرات ائودوکسوسی تودرتو یا زوجهای طوسی وجود ندارند. نوساناتی که در انحراف و شیب بروز میکنند سینوسی در نظر گرفته میشوند و هیچ مدل فیزیکیای برای آن اصل قرار داده نمیشود. البته کاشانی با فرض حرکات به عنوان اصل موضوع، به احتمال قوی کار یافتن ترکیب درستی از کراتی که این حرکات را به وجود میآورند را به عهده دیگران میگذارد و هندسهای بنا میکند که به روشی جهت تعیین مکان سیارات منجر میشود.
این نحوهی برخورد با زیجهایی که عموماً بر نتایج محاسباتی تأکید کرده اند تناسب دارد، هر چند بعضاً به موضوعات نظری نیز میپردازند. زیجها اغلب جهت اصلاح بر طرح بطلمیوس برای محاسبه مکانهای سیارات بدون تغییر دادن مدل مبنایی آن منظور شدهاند؛ وسعت رابطهی آنها با آثار کیهان شناختی موضوعی ناشناخته است که به کفایت بررسی نشده. هر چند زیج خاقانی استثنائاً نظری است و موضوع این اثر برای یک زیج نامعمول است، معهذا کاشانی در اینجا ابداع خود را برای یک منظور کاملاً محاسباتی به کار میبرد: برای تعیین مکان سیاره زهره در زمان داده شده. حتی در این صورت تعجب آور است که آیا این کار میتواند منشایی برای مباحث اصلاحی مدلهای بطلمیوسی زاید باشد، مباحثی که اخیراً جورج صلیبا نشان داده که بعدها در دربار الغ بیگ صورت گرفته است. (10) گفته شده که عرضهای سیارهای نقطه اوج ریاضی در نجوم بطلمیوس است؛ این از نقطه نظر پیچیدگی واقعاً درست است دستگاه جالب کاشانی نقایص ریاضی آن را رفع میکند و نشان میدهد که منجمان مسلمان نه تنها این قلهی نجوم بطلمیوسی را اصلاح کردند بلکه ریاضیات آن را نیز کامل کردند.
باقیمانده این مقاله ابتدا به توصیفی کوتاه از ریاضیات مدل عرضی بطلمیوس و سپس به شرحی فنی از قسمتی از زیج خاقانی که مختص رهیافت کروی کاشانی است، اختصاص داده شده است. متن مقاله کاشانی به طور کلی به سه بخش تقسیم شده: توصیفی هندسی از مدل کروی، بحثی ریاضی در باب نحوه بدست آوردن مکان سیارات از آن، و نمونهای از محاسبات برای سیاره زهره.
2- مدل بطلمیوس برای عرض سیارات پائینی
تعیین عرض سیارات زیرین پیچیدهتر از تعیین عرض سیارات زبرین است؛ این دستهی دومی را در نظر نمیگیریم چون زیج خاقانی اصولاً به آنها نمیپردازد. ما از نمادگذاریی در [Pedersen 1974] قرار داد شده پیروی میکنیم. از آنجائی که قسمتی از نظریه عرضها مورد نیاز است آن را مختصراً توضیح میدهیم.مرکز فلک تدویر با نرخی ثابت نسبت به نقطهی معدل المسیر، حول فلک حامل میچرخد (شکل 2 را ببینید). بنابراین مرکز تعدل Cm=
(1)
بطلمیوس برای عرضهای سیارات فرض میکند که سه اثر مستقل از یکدیگرند. میل عبارت است از کج شدن فلک حامل که وقتی به بیشترین مقدارش میرسد که مرکز فلک تدویر در اوج B و حضیض D فلک حامل باشد و وقتی به صفر میرسد که در گرههای A و C باشد (شکل 3). برای زهره کجی فلک حامل وقتی که فلک تدویر در سمت راست شکل 3 است از سمت شمال به راست، و وقتی فلک تدویر در سمت چپ است از سمت شمال به چپ میباشد و تماماً به طور سینوسی تغییر میکند. (11) مکان فلک تدویر، مرکز حقیقی C است که از گره A در خلاف جهت عقربههای ساعت اندازه گیری شده است. توجه کنید که زمین، و نه مرکز فلک حامل، در جایش ثابت شده؛ بنابراین فلک حامل توسط صفحه دایرة البروج کاملاً نصف نمیشود. بیشترین میل برای هر دو سیاره مقادیر کوچکی هستند: برای زهره
بطلمیوس محاسباتش را برای عرض اول
(2)
(4)
تعیین عرض دوم
(6) ,
در نهایت عرض سوم
(8)
(9)
(10)
این نظریه مایهی انتقادات زیادی است که قسمت قابل توجهی از آن مطابقت آن با واقعیت پدیده است. به هر حال این نه مورد توجه کاشانی بود و نه در واقع مورد توجه بقیه منجمان مسلمان. پیچیدگی مدل، یکی از این موضوعات نبود، هر چند خود بطلمیوس مدل را به طور قابل توجهی ساده کرد و جداول عرضی ساده تری در « جداول دستی » خودش تنظیم کرد ([334-325 و 155-143، Stahlman, 1960] را ببینید)، اکثر منجمان مسلمان به مدل مجسطی مقید ماندند. ایراد کاشانی از مجسطی بیشتر از آن جهت است که وقتی بطلمیوس به ریاضیات میپردازد به قدر کافی به هندسهی خودش پای بند نیست. مثلاً، در فرمولهایی که شامل سینوس کمانهای کوچک است بطلمیوس اغلب سینوس را با کمانش عوض میکند، مانند استفاده از (4) به جای (5). خصوصاً تخمینهای بطلمیوس برای اثر شیب، فاحش است. فاصله متغیر از زمین تا مرکز فلک تدویر برای عطارد با ناپختگی مطالعه میشود و برای زهره کلاً نادیده گرفته میشود (هر چند با محاسباتی جهت اثبات این مدعا که اثر آن قابل چشم پوشی است). در نهایت، بطلمیوس فرض میکند که سه اثر عرضی مستقل از یکدیگر کار میکنند. او سعی نمیکند که همبستگی میل، انحراف و شیب را اندازه گیری کند؛ در واقع استفاده از هندسه مسطحه در سه بعد متضمن کار بسیار زیادی است.
3- مدل عرضی کاشانی
رساله سوم زیج خاقانی به تعیین مکان سیارات میپردازد و به دو بخش تقسیم شده است، اولی استفاده از جداول قرار داده شده در انتهای رساله را توضیح میدهد و دومی اثباتهای هندسی عملیات را شامل میشود. این شرح بر پایهی بخش 8 از فصل دوم است.دست نوشتههای زیر در نظر گرفته شده:
▪ نسخه موجود در ایندیاآفیس (لندن) MS430 (Ethe 2232) f. 1047-1087
▪ نسخه دارالکتب (قاهره) MS TR 149; 180-187
▪ نسخه ایاصوفیا (استانبول) MS 2692, F. 73r 77r
اختلافات خیلی ناچیزی بین نسخههای ایندیا آفیس و قاهره است؛ چند متن از دست نوشتهی ایاصوفیه، خصوصاً در توصیف هندسی مدل از قلم افتاده است. دست نوشتهی ایندیاآفیس که مبنای اکثر مطالعات امروزی است حدود 1500 سال بعد از میلاد نوشته شده، همهی شماره صفحات داده شده در این مقاله مربوط به دست نوشتهی ایندیا آفیس است.
کاشانی بعد از تشریح مدل و ریاضیات برای سیارات بالایی به شکل رسمی، بحث خود در مورد سیارات پائینی را با شرح تفصیلی مدل هندسی شروع میکند. پی نوشت این مقاله ترجمهای از این قطعه را شامل است؛ ما اجمالاً ترتیب ارائه آن را در اینجا دنبال میکنیم.
شیوهی کار مفهوم میل کاشانی با مدل بطلمیوس مطابقت دارد (شکل 3 را ببینید) و او در اینجا آن را بررسی نمیکند. فلک حامل به بالا و پایین صفحه فلک مُمَثِل (صفحه شامل دایرة البروج) نوسان میکند. برای زهره وقتی مرکز فلک تدویر در گروههای A و C است فلک حامل هیچ کجی ندارد، وقتی در B است به بیشترین کجی به سمت شمال در راست میرسد و وقتی در D است به بیشترین کجی به سمت شمال در چپ میرسد. توجه داشته باشید که این در هر لحظه مرکز فلک تدویر را به روی صفحه فلک ممثل یا بالای آن نگه میدارد.
در این مرحله فلک تدویر در یک کره محاط شده، همچون شکل 4 و 5. تقاطع کره فلک تدویر با صفحه فلک حامل، استوای فلک تدویر (15) است. با نوسان دایره انحراف (16) نسبت به استوای فلک تدویر، اوج و حضیض ظاهری به بالا و پایین آن حرکت میکند. محور این حرکت قطری عمود بر خط واصل بین اوج و حضیض است، و موازی با صفحهی فلک ممثل. (کاشانی این محور را به عنوان محوری عمود بر « صفحه عرض مرکز فلک تدویر » معرفی میکند، صفحهای عمودی در شکل 4 که از زمین و مرکز فلک تدویر میگذرد.) خود حرکت از قاعده بطلمیوس پیروی میکند؛ وقتی مرکز فلک تدویر در یکی از نقاط B و D در شکل 3 قرار دارد، دایره انحراف بر استوای فلک تدویر منطبق میشود، و وقتی به بیشترین انحرافش از استوای فلک تدویر میرسد که در یکی از نقاط A و C قرار داشته باشد. شکل 5 یک حالت شاخص را نشان میدهد؛ انحراف، کمان j است.
دایره شیب (17) نسبت به دایرهی انحراف حرکت میکند که محور آن قطری است که از اوج و حضیض میگذرد. اینجا نیز حرکت از دستورالعمل بطلمیوس پیروی میکند: وقتی مرکز فلک تدویر در یکی از گرههای A و C از شکل 3 قرار دارد، دایره شیب بر دایره انحراف منطبق میشود. هرگاه فلک تدویر در یکی از نقاط B و D قرار دارد، شیب (که در شکل 5 با برچسب arc k مشخص شده) در بیشترین مقدارش است. سیاره به روی دایره شیب حرکت داده میشود.
سپس کاشانی بیشترین مقادیر انحراف و شیب را به دست میآورد؛ برای زهره داریم
(11)
اکنون خود مدل کاملاً مشخص شده، اما فرآیند تعیین مکان سیاره مستلزم تعریف یک دایره اضافه است. مکان سیاره با حرکت کردن از اوج به روی دایره شیب به اندازهی کمانی معادل با بی هنجاری حقیقی
4- بحث ریاضی برای تعیین مکان سیارات
[Kennedy 1985] شرحی از چهارمین مقاله از شش مقاله در زیج خاقانی ارائه میدهد. در آن، کاشانی راه حلهای مثلثاتی مسائل استاندارد نجوم کروی را ارائه میکند. بیست و سه تا از بیست و شش مسئلهی حل شده در آن بخش، قانون چهار کمیّت (که از این به بعد(12)
ربع دایرهی عظیمه کره هستند به کار میبرد. مشابه آن اینجا برقرار است: R4Q ابزار اصلی همهی بررسیهای اوست و آن را تقریباً همیشه با این قید به کار میبرد.
در شکل 7 (F, 1067) (18)، ABGD دایرهی انحراف است که با نقاط نامگذاری شده به چهار ربع دایره شکسته شده؛ A و G به ترتیب اوج و حضیض فلک تدویر هستند. دایرهی عظیمه AEG، که E قطب دایره انحراف است را با عنوان نصف النهار فلک تدویری ذکر میکنیم (هر چند کاشانی آن را نامگذاری نمیکند). دایره عظیمه AZG، دایره شیب است که Z به اندازه کمان K به بالای B برده شده. مکان فعلی سیاره، H، با حرکت کردن از نقطه A در طول دایره شیب به اندازه
E را به H وصل کرده و تا نقطه Y روی دایره انحراف امتداد میدهیم. کمانهای
(13)
(14)
(15)
که این
(16)
کاشانی ادعا میکند که میتوانیم با استفاده از استدلالی برگرفته شده از قطعهای که در باب سیارات بالایی است،
(17)
5- نمونه محاسبات برای زهره
کاشانی برای توضیح روش جدیدش، آن را در ضمن نمونهای از محاسبه مکان زهره به ازای لحظهای داده شده از نقطه شروع، بدون استفاده از تخمینهای استفاده شده در روشهای جدولی، به کار میبرد. تقریباً همهی محاسباتش در حدود یک یا (ندرتاً) چند واحد در آخرین رقم شصتگانی صحیح هستند؛ در واقع هیچ کدام به اندازه ده رقم خطا ندارند. کاشانی با اقتباس کردن مقادیر سه پارامتر ذیل برای یک لحظه (معمول) مشخصی شروع میکند که احتمالاً از جداول حرکت وسط به دست آمدهاند:(18)
چند مرحله اول مخصوص یک روش بطلمیوسی هستند که از اهدافشان تعیین کمیات اصلی متناظر با طول میباشد از جمله، آن کمیاتی که لازمه شان در نظر گرفتن کره فلک تدویری است مانند، مرکز حقیقی
با داشتن
(19)
BH=59; 59, 26, 56
حال HT=HZ (چون ED=DZ=e) و DH موازی با ET است)، پس BT=BH+HZ=60; 2, 53, 3. بنابراین
و
(20)
بنابراین:
داریم:
Cos C=5;21,32,18, Sin C= 59; 45, 36, 41
(17) Sin
(21)
(22)
پیش از وارد کردن کره فلک تدویری باید ابتدا j و k را که به ترتیب زوایای میل دوایر انحراف و شیب هستند، تعیین کنیم. چون (برای زهره)
(24)
(25)
حال کمیاتی را که جهت شروع محاسبات برای کره فلک تدویری لازمند، به دست میآوریم. در شکل
ABGD= استواری فلک تدویری؛
ZBHD= دایره انحراف با قطب E که به مقدار
AEGH= نصف النهار فلک تدویری که حاصل تقاطع کره فلک تدویری با صفحه عمودی است که از زمین و مرکز فلک تدویری میگذرد؛
BED= دایره عظیمه که از نقاط D,E,B میگذرد. و بر دایره انحراف عمود است؛
ZTH= دایره شیب که به مقدار
K= سیاره زهره، مکان آن به روی دایره شیب با حرکت به مقدار
BKMD= دایره بر خورد، دایره عظیمهای که از B، K و D میگذرد؛ و EKL= کمان مار بر E و K که تا نقطهی L به روی دایرهی انحراف امتداد یافته است.
در آنچه که در ادامه میآید هدف، انتقال شناخت بی هنجاری تنظیم شده
با ذکر این نکته شروع میکنیم که:
داشتیم:
(25)
(26)
(27)
سپس بی هنجاری را از دایره انحراف به دایره برخورد انتقال میدهیم.
(29)
(30)
(31)
هدف بعدی کاشانی عبارت از تعیین عرض تصویر زهره به روی قطر اول فلک تدویر، یعنی
(32)
=16;18;47,27,16,46,36,49+2;29,31,17,58,26,1=16,21;6,58,45,2,50
و لذا
بعد از این باید AL و BL را که شاید از آنها تعدیل حصه به دست آید، تعیین کنیم. چون
(38)
=16,18;47,35,32,20,53,14+17,11;29,42,31,40,41,40=33,30;17,18,4,1,34,54
پس
(41)
برای محاسبه نهایی عرض، کاشانی دوباره به سراغ مرکز حقیقی
(42)
(43)
که
محاسبه نهایی عرض به صورت زیر ادامه مییابد:
(44)
(45)
کاشانی با ذکر اینکه او اولین کسی است که تا کنون طولها و عرضها را با این روش محاسبه کرده مطلب را به پایان میبرد. هر چند محاسبات طولی او به سختی از روشهای بطلمیوس متمایز هستند، محاسبات عرضی او تماماً منحصر به فرد و به راحتی دقیقترین رهیافت ریاضی طراحی شده در دستگاه بطلمیوسی نجوم سیارهای هستند.
واژه نامه |
|
میل |
Inclination |
انحراف |
Devaition |
شیب |
Slant |
دایرة البروج |
Ecliptic |
فلک تدویر |
Epicycle |
فلک حامل |
deferent |
مرکز متوسط |
Mean Centrum |
نقطه فلک معدل |
Equate point |
مرکز حقیقی |
True Centrum |
تعدیل مرکز |
Equation of Center |
آنومالی میانگین (خاصة المعدله) |
Mean anomaly |
آنومالی حقیقی (خاصة الحقیقی) |
True anomaly |
تعدیل حصه |
Equation of anomaly |
صفحه فلک ممثل |
Per ecliptic plane |
استوای فلک تدویر |
Epicycle equator |
اوج ظاهری |
Apparent apogee |
حضیض ظاهری |
Apparent perigee |
دایره برخورد |
Incidental circle |
نصف النهای فلک تدویری |
Epicycle meridian |
آنومالی برخوردی |
Incidental anomaly |
پینوشتها:
1- عضو هیئت علمی گروه ریاضی دانشگاه کاشان.
2- این مدل در چند جا توضیح داده شده؛ به عنوان مثال [Pedersen 1974] یا [Evans 198] را ببینید:
Archive for History of exact Sciences, 60 (2006) 353-377.
3- اصطلاحات قطر اول و قطر دوم توسط منجمان مسلمان و نه بطلمیوس، به کار برده شده.
4- اختلافات شامل به کارگیری طرحی برگرفته شده از جداول دستی یا از روشهای هندی، و همچنین چندین تغییر در جداولی که برای ساده کردن محاسبات طراحی شده اند، میشود. خلاصهای ارزشمند از جداول عرضهای سیارهای اسلامی را در [Van Dalen 1999] ببینید.
5- برای بحثهایی از مدلهای کروی در فرضیات سیارهای و واقعیت آنها در افکار بطلمیوس به عنوان مثال [397-391، 1974 Redersen] یا [1995 Murschel] را ببینید. برای ترجمهای از نسخه عربی قسمتی از فرضیات سیارهای [1967 Goldstein] را ببینید.
6- برای ترجمه و ویرایشی از یکی از آثار مرتبط ابن هیثم (رساله اصلی از دست رفته است)، [Sabra 1979] را ببینید و برای مروری بر همان مبحث توسط طوسی [Ragep 2004] را ببینید.
7- برای بحثی از این دوایر در المجسطی [Riddell 1978] را ببینید.
8- برای شرح طوسی از جفت منحنی الخطش [Ragep 1993 216-222] را ببینید. [456-454 Ragep 1993] شرح و تحلیلی است که نشان میدهد که نقطه در واقع به مقدار کوچکی از کمان انحراف پیدا میکند. برای اطلاعات بیشتر از جفت طوسی [Ragep 1987] و [kennedy, Saliba 1991] را نیز ببینید.
9- مرور اثر قرن دوازدهم بطروجی، « در باب مبانی نجوم » نیز قابل ذکر است (ویرایشی که در [Goldstein 1971] است را ببینید)، که در آن کل مدل سیارهای بروی سطح کرهای با مرکزیت زمین، وجود دارد. این نیز بیشتر به سبب دلایل فلسفی بود تا دلایل تکنیکی، تا نجوم را با کیهان شناسی ارسطو تطبیق دهد.
10- از جمله کسانی که علاوه بر خود الغ بیگ، وارد این مبحث شدند، قوشچی بود که اصلاحی از مدل بطلمیوسی را نیز طراحی کرد [Saliba 1993]، و همچنین شیروانی، که تقریظی بر تذکره طوسی نوشت [Saliba 2004]. مقاله اخیر شامل شرحهایی از چند رویداد جذاب در زندگی علمی روزانهی دربار الغ بیگ است.
11- حرکات عطارد در جهت عکس حرکات زهره است؛ جهت اجتناب از اشتباه فقط زهره را در نظر میگیریم.
12- ما نماد استاندارد برای نمایش اعداد در دستگاه شصتگانی را به کار میبریم: مثلاً
14- یکی از معدود نوآوریهای مسلمانان در جداول برای عرضهای سیارهای، جدول سازی
15- این اصطلاح در قطعه مورد بحث ما پیدا نشده و اینجا برای سهوت به کار میرود.
16- استفاده کاشانی از اصطلاح المیل به معنی انحراف، با آنچه که نصیرالدین طوسی، مولف زیج ایلخانی، که کاشانی در زیج خاقانی دست به اصلاح آن زد، یکسان است. برای بحثی در این مورد [449، 424، ج20، Ragep 1993] را ببینید.
17- مثل قبل، کاشانی برای شیب (الانحراف) همان اصطلاحی را به کار میبرد که طوسی به کار میبرد؛ [449 و ج20 و Ragep 1993] را ببینید.
18- با شروع از شکل 7، هر نمودار، نموداری در نسخهی خطی را نشان میدهد. ما برای ترجمه حروف واقع در نمودارها از [kennedy 1991/ 92] استفاده کردیم.
19- شکل 8 واقعاً نمایشی از نموداری است که در f. 108r و چند صفحه عمیقتر در متن آمده. آن شکل تقریباً با نمودار در f. 105r که کاشانی در اینجا به آن ارجاع میدهد، یکسان است. تنها اختلافات آنها این است که فلکهای تدویر در ربعهای مختلف دو شکل قرار دارند و اینکه f. 105r یک پاره خط را متصل نمیکند و یک نقطهی بیشتر از نامگذاری میکند که هیچ کدام از اینها تأثیری در کار ما در اینجا ندارد.
20- هم در اینجا و هم در نمونه محاسبات برای زهره، وقتی کاشانی از نمودار فلک تدویری کروی به مسطح آن حرکت میکند، دایره برخورد نقش فلک تدویر به خود میگیرد.
21- نمایش نمودار گمراه کننده است. زمین، A، باید مستقیماً زیر حضیض فلک تدویر قرار گیرد. البته اگر نمودار به طور واقعی رسم شده بود پاره خطهایی بر هم منطبق میشدند که خواندن آن را سخت میکردند.
22- این زوایا ابتدا برحسب تعداد برجها (واحدهایی از
23- این عدد نصف مقدار خروج از مرکز خورشیدی کاشانی، یعنی
24- هر نسخهی خطی دارای رقم نادرستی در اواخر مقدار
25- یعنی دایره برخورد کره فلک تدویر. توضیح 20 را نیز ببینید.
26- مقدار صحیح برابر 1;34,44,1 است اما محاسبات بعد از این ثابت میکنند که کاشانی مقدار 1;34,43,1 را استفاده میکند. هر سه نسخه خطی به جای 1 در رقم آخر، 10 را دارند.
27- مقدار صحیح 31;17,9,17 است، اما هر سه نسخه خطی و محاسباتی که به دنبال میآیند استفاده از 31;17,8,17 را تأیید میکنند.
28- نسخه خطی دفتر هند دو مکان آخر این عدد را 55 و 18 به دست میدهد که احتمالاً به طور تصادفی از مقدار
29- کاشانی میتوانست با استفاده از AB,BL و یک آرکتانژانت برای محاسبهی P، از محاسبه کردن AL اجتناب کند، اما این را انتخاب نمیکند. شاید او به خاطر دقت، به استفاده از یک آرکسینوس بیشتر اطمینان کرده تا یک آرکتانژانت، یا میخواسته به رویهی مجسطی نزدیک بماند (بطلمیوس با تنها جدول وتر قادر نبوده معادل یک آرکتانژانت را استفاده کند).
30- مقدار sin (84;52,32,36)=59;45,36,41 با درونی ابی خطی از جدول سینوس کاشانی، بیشتر در زیج، به دست آمده. arcSine به صورت تابعی که با فرآیند معکوس و چند گردسازی سازنده، تولید شده است ظهور مییابد.
کتابنامه :
Goldstein, B. R. The Arabic Version of Ptolemy"s Planetary Hypotheses, Philadelphia: American Philosophical Society, 1967.
Goldstein, B. R. Al-Bitrujl: On the Principles of Astronomy, 2 vols.. New HavenlLondon: Yale University Press, 1971.
Kennedy, E. S.AFifteenth-Centnry Planetary Computer: al-Kashi"s "Tabaq al-Manateq" 1. Motion of the Sun and Moon in Longitude, Isis 41 (1950), 180-183.
Kennedy, E. S. An Islamic Computer for Planetary Latitudes, Journal of the American Oriental Society 71 (1951), 13-21.
Kennedy. E. S. Spherical Astronomy in Kashi"s Khaqanl Ztj, Zeitschrift fUr Geschichte der Arabisch-lslamischen Wissenschaften 2 (1985), I-46.
Kennedy, E. S. Transcription of Arabic Letters in Geometric Figures, Zeitschrift fUr Geschichte der Arabisch-lslamischen Wissenschaften 7 (1991/92), 21-22.
Kennedy, E. S. On the Contents and Significance of the Khaqanl Zlj by Jamshld Ghiyath al-DIn al-Kashl. Frankfurt: Institnte for the History of Arabic-Islamic Science, 1998.
Kennedy, E. S.; and Saliba, George. The Spherical Case of the TUSI Couple, Arabic Sciences and Philosophy I (1991), 285-291.
Kennedy, E. S.; and Ukashah, Walid. Al-Khwariznu"s Planetary Latitnde Tables, Centaurus 14(1) (1969), 86-96.
Luckey, Paul. Der Lehrbrief tiber den Kreisumfang von Gamshid b. Mas"ud al-Kashi, Berlin:
Akademie Verlag, 1953.
Murschel, Andrea. The Structnre and Function of Ptolemy"s Physical Hypotheses of Planetary Motion, Journal for the History of Astronomy 26 (1995), 33-61. s
Pedersen, Olaf. A Survey of the Almagest, Odense: Odense University Press, 1974.
Ptolemy, Claudius. Ptolemy"s Almagest, Gerald Toomer. tr., London: Duckworth / New York:
Springer-Verlag, 1984.
Ragep, F. J. The Two Versions of the Tusi Couple, in David A. King and George Saliba, eds.. From Deferent to Equant: A Volume of Studies in the History of Science in the Ancient and Medieval Near East in Honor ofE. S. Kennedy (New York: New York Academy of Sciences, 1987), 329-356.
Ragep, F. J. Nasir al-DIn al-Tusl"S Memoir on Astronomy (al-Tadhkirafic Urn al-hay"al, 2 vols., New York: Springer-Verlag. 1993.
Ragep, F. J. Ibn al-Haytham and Eudoxus: The Revival of Homocentric Modeling in Islam, in Charles Burnett, Jan P. Hogendijk, Kim Plolker, and Michio Yano, eds.. Studies in the History of the Exact Sciences in Honour of David Pingree (LeidenlBoston: Brill, 2004). 786-809.
Riddell, R. C. The Latitndes of Venus and Mercury in the Almageit, Archive for History of Exact Sciences 19 (1978), 95-1II.
Sabra, A. I. Ibn al-Haytham"s Treatise: Solution of Difficulties Concerning the Movement of lltifaf. Journal for the History of Arabic Science 3 (1979), 388-422.
Saliba. George. Al-Qushji"s Reform of the Ptolemaic Model for Mercury, Arabic Sciences and Philosophy 3 (1993),161-203.
Saliba, George. Reform of Ptolemaic Astronomy at the Court of Ulugh Beg, in Charles Burnett, Jan P. Hogendijk. Kim Plofker, and Michio Yano. eds.. Studies in the History of the Exact Sciences in Honour of David Pingree (LeidenlBoston: Brill. 2004). 810-824.
Stahlman. W. D. The Astronomical Tables of Codex Graecus Vaticanus 1291. doctoral dissertation. Brown University, 1960.
Tichenor. MarkJ. Late Medieval Two-Argument Tables for Planetary Longitudes, Journal of Near Eastern Stndies 26 (2) (1967), 126-128.
Toomer, Gerald J. Ptolemy"s Almagest, London: Duckworth / New York: Springer-Verlag, 1984.
Van Dalen. Benno. Tables of Planetary Latitude in the Huihui Li (II), in Yung Sik Kim and Francesca Bray, eds.. Current Perspectives in the History of Science in East Asia (Seoul: Seoul National Univ. Press, 1999). 318-328.
منبع مقاله :
آقایانی چاوشی، جعفر؛ (1390)، پژوهشهایی در تاریخ علم، تهران: مرکز پژوهشی میراث مکتوب، چاپ اول
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}