حرکت مکاني از طبيعيات ارسطويي تا فيزيک نيوتني

چکيده:

از ديرباز تاکنون، فيلسوفان و عالمان علوم طبيعي به طرح ديدگاه هاي گوناگوني درباره ی « حرکت » به مثابه ی يکي از عام ترين پديده هاي طبيعي پرداخته اند. ارسطو و به پيروي از او ابن سينا، در مباحث طبيعيات خويش، از حرکت به ويژه حرکت مکاني و خصوصيات آن سخن به ميان آورده اند؛ امّا در فيزيک جديد ( فيزيک نيوتني )، تصوير کم و بيش متفاوتي از حرکت به دست داده شده است. در مقاله ی حاضر، پس از مقايسه ی مباني، مفاهيم اصلي، و قوانين حرکت در طبيعيات ارسطويي و فيزيک نيوتني، نشان داده مي شود که نظريه ی ارسطو درباره ی حرکت، در بخش هايي، دستخوش ناسازگاري است و در اکثر موارد، با فيزيک نيوتني اختلاف دارد؛ هر چند در برخي از قضايا و روابط، داراي شباهت هاي کلّي با قوانين حرکت نيوتني است. البته، نبايد از اين نکته غفلت کرد که هر يک از اين دو نظريه، بخشي از دو نظام نظري کاملاً متفاوت و مبتني بر دو نحوه ی ناهمسان از استدلال و استنتاج اند. شايان ذکر است که قوانين نيوتن در زمينه حرکت، با تغيير اساسي سنّت ارسطويي، به نتيجه رسيده است؛ همچنين قضايا و روابط ظاهراً مشابه هر يک از دو سنّت ارسطويي و نيوتني، به سخني در ديگري قابل اندراج است.
كليدواژه ها: ارسطو، ابن سينا، فلسفه طبيعي، طبيعيات، حرکت مکاني، فيزيک نيوتني.

مقدمه

از روزگار باستان تا روزگار امروز، « حرکت » که يکي از عام ترين پديده هاي طبيعي به شمار مي رود موضوع نظريه پردازي بسياري از فيلسوفان و عالمان علوم طبيعي بوده است. ارسطو، به عنوان معلم اول، اصول و قوانيني را در باب « حرکت » بنيان نهاد که تأثير فراگيري را در فلسفه ی طبيعيِ قرون باستان و ميانه بر جاي گذاشت. گرچه برخي از پيروان مکتب ارسطو نوآوري های درخور توجهي را به نظام بر ساخته ی وي وارد کردند، امّا هيچ کدام از پارادايم ارسطويي فراتر نرفتند: ارشميدس (3) به ارائه ی شاخه ی نظري مکانيک پرداخت و هيرون (4) شاخه ی عملي و فنّي تر آن را به دست داد. در اوايل دوران ميانه، کارهاي مکانيکي ارشميدس بر جهان اسلام تأثيرگذار واقع شد؛ امّا با وجود اينکه اين کارها در قرن سيزدهم ميلادي از يوناني به لاتين ترجمه شده بود، تا آغاز قرن شانزدهم، تأثير قابل ملاحظه اي را در غرب بر جا نگذاشت. هيرون ماشين هاي پيچيده را به پنج ماشين ساده تقليل داد: اهرم، چرخ و محور، قرقره، گوه، و پيچ. او با برقراري تعادل بين يک نيروي کوچک و يک وزنه ی بزرگ، قواعد ساده ی تناسب نيروهاي ارسطويي را زير سؤال برد؛ همچنين، اين فرض فيزيک ارسطويي را که « هر حرکت جبري نياز به محرّکي دائمي دارد » به چالش کشيد. با اين حال، هيرون در مجموع به دنبال جايگزيني فلسفه ی طبيعي ارسطو با نوع جديدي از فيزيک نبود. در حالي که کتاب مکانيک، نوشته ی هيرون، در غربِ دوران ميانه ناشناخته مانده بود، در قرن نهم ميلادي، به زبان عربي ترجمه شد؛ ولي اين ترجمه نيز تا اين اواخر در غرب ناشناخته ماند. (5)
دانشمندان مسلمان از قبيل جابر، کندي، ابن هيثم، و به ويژه ابوريحان بيروني، در طي قرون ميانه، روش آزمايش و کمّي سازي را به کار بردند. ابوريحان، با اينکه بسياري از اصول طبيعيات مشّايي را پذيرفت، ولي حيّز طبيعي عناصر را انکار کرد و روش استدلالي مشّاييان را نيز مورد تعرض و حمله قرار داد. وي بر تکرار آزمايش، جلوگيري از خطاهاي نظام مند و خطاهاي تصادفي، و نيز تحليل کيفي مشاهدات تأکيد داشت. (6) ما در اين مقاله، ذيل آراي ارسطو، به نمونه هايي از نظريات متمايز و مبسوط ابن سينا، به منزله ی فيلسوف برجسته ی دوره ی اسلامي، اشاره خواهيم کرد.
در فيزيک حرکت، انقلاب علمي با کارهاي گاليله به وقوع پيوست و با قوانين نيوتن به نتيجه ی مطلوب رسيد. البته، اين مطلب به معناي ناديده گرفتن تلاش هاي انديشمندان قبل از گاليله و نيوتن نيست؛ بلکه واقعيت اين است که افق هاي جديد، در پرتو نظريات قبلي، فراروي عالمان قرار گرفت؛ چنان که خود نيوتن نيز براي توصيف جايگاه و موفقيتش از تعبير « کوتوله اي ايستاده بر روي دوش غول ها » استفاده مي کند و همچنين محدوديت نظريه اش، در حدود دو قرن بعد، توسط انيشتين نشان داده مي شود.
فاصله ی زماني ميان ارسطو و نيوتن، حدود بيست قرن است؛ امّا آيا فاصله ی طبيعيات ارسطويي و فيزيک نيوتني نيز تا اين اندازه زياد است ؟ آيا ارسطو مي توانست همان کار نيوتن را انجام دهد و فيزيک را دو هزار سال به جلو بيندازد يا آنکه نظام ارسطويي به خطايي دچار شده بود که راه درست را بر فيزيک مي بست ؟ بسياري از فيلسوفان، همچنان، اصول منطق و مابعدالطبيعه ی ارسطويي را معتبر مي دانند؛ امّا آيا هنوز براي طبيعيات ارسطويي مي توان جايگاهي را متصوّر شد ؟
هدف اصلي ما، در اين مقاله، مطالعه ی مقايسه اي طبيعيات ارسطويي و فيزيک جديد (7) در بحث « حرکت مکاني » است. در تبيين ديدگاه هاي طبيعيات ارسطويي، عمدتاً بر آراي ارسطو در کتاب فيزيک و آرا و نيز آراي ابن سينا در کتاب طبيعيات شفا ( فنّ سماع طبيعي ) تأکيد مي شود؛ همچنين، در بيان ديدگاه هاي فيزيک جديد، بخش هايي از کتاب اصول رياضي فلسفه ی طبيعي (8) ( نوشته ی نيوتن ) مورد مطالعه قرار مي گيرد.
مطالعه ی تطبيقي از اين نوع مي تواند با هدف تحقيق در تاريخ علم صورت گيرد؛ با اين حال، ما- گرچه از اشارات تاريخي غافل نشده ايم- چنين هدفي را دنبال نکرده و درصدد تحليل مباني، قوانين، و نتايج حرکت شناسي ارسطويي در مقايسه با مکانيک نيوتني برآمده ايم.

مروري بر اصول طبيعيات ارسطويي

جايگاه طبيعيات در فلسفه ی ارسطو

از نگاه ارسطو، فلسفه ی نظري از علوم طبيعي ( مثل فيزيک و زيست شناسي ) و همچنين علوم رياضي و متافيزيک، تشکيل مي شود. بنابراين، علم فيزيک جزئي از فلسفه ی طبيعي است و با ديگر بخش هاي نظام ارسطويي پيوند محکمي دارد. کتاب فيزيک، نوشته ی ارسطو، مشتمل بر هشت کتاب است و به موضوعاتي همچون « مبادي طبيعت » ، « بخت و اتفاق »، « حرکت »، « مکان »، « زمان » و « خلأ » اختصاص دارد. ارسطو، بعد از بحث درباره ی مبادي طبيعت، اشيا را به دو دسته ی کلّي تقسيم مي کند و مي گويد: بعضي از اشيا به واسطه ی طبيعت (9) موجودند و بعضي به واسطه ی علل ديگر. براي مثال، حيوانات ( و اجزاي آنها )، گياهان، و اجسام بسيط ( خاک، آتش، هوا، و آب ) به طبيعت موجودند و هر کدام داراي مبدأ حرکت و سکون هستند؛ ولي اشياي ديگر، از آنجا که محصول صنعت اند، هيچ محرّک دروني (10) براي تغيير ندارند. شايان ذکر است که طبيعت منشأ يا علّت متحرّک و ثابت بودن چيزي است که ذاتاً به آن تعلّق دارد. (11) از نظر ارسطو، شناخت طبيعت از جمله وظايف مربوط به طبيعيات ( فيزيک ) شمرده مي شود. (12)
ارسطو شناخت هر چيز را در گرو شناخت علل آن چيز مي داند؛ از اين رو، علّيت را مي توان مبناي فيزيک ارسطو تلقّي کرد. ارسطو، متناظر با چهار گونه پرسش از « چرايي »، علّت را به چهار گونه تقسيم مي کند و کار فيلسوف طبيعي را شناخت همه ی علل چهارگانه مي داند. از نظر وي، اگر فيلسوف طبيعي مسائل خويش را به همه ی اين علل ( علّت مادي، علّت صوري، علّت فاعلي، و علّت غايي ) بازگرداند، در علم خود- به درستي- به پرسش از « چرا » پاسخ خواهد داد. (13)

روش ارسطو

روش کلّي ارسطو آن است که در مابعدالطبيعه ی خود، از کشف علل اولي آغاز مي کند و با منطق قياسي (14) نتايج علمي را به دست مي آورد. البته، از آنجا که هر عالم طبيعي نسبت به تجربيات و مشاهدات روزمره حسّاس است و هدف وي شناخت همين مشاهدات است، ارسطو نيز در طبيعت شناسي خود از مشاهده بهره مي برد؛ از اين رو، شايد بتوان طبيعت شناسي ارسطو را از نظر صوري تجربي دانست، ولي مشاهدات براي وي صغراي قياس هستند، نه پايه ی استقرار. همچنين، چنان که در بحث از نيروها ملاحظه خواهيم کرد، ارسطو از تئوري اقليدسي « تناسب » به عنوان ابزار اصلي قانون سازي استفاده مي کند.
ديدگاه ابن سينا در طبيعيات شفا، در باب وظيفه ی طبيعيات، به ديدگاه ارسطو شباهت دارد: علم طبيعي، هم اشتغال به صورت دارد و هم اشتغال به مادّه. در اجسام بسيط، طبيعت همان صورت است؛ مثلا صورت ( نوعيه ) آب، قوّه اي است که هيولاي آب را به نوعي از انواع جسم ( يعني آب ) تبديل کرده است و آثار محسوسي مانند سردي و سنگيني از آن ( قوّه ) پيدا مي شود. امّا، در اجسام مرکّب، طبيعت عين حقيقت صورت نيست، بلکه به منزله ی جزئي از صورت است؛ چرا که هيئت ترکيبي اجسام مرکّب ( مثل انسان )، تنها به سبب قوّه ( طبيعت ) نيست که اجسام را بالذّات به سوي جهتي حرکت مي د هد. گرچه قوّه براي ساخته شدن ماهيت لازم است؛ ولي طبيعت به تنهايي ماهيت مرکّبات را نمي دهد، بلکه با زوايدي ماهيت را مي سازد. (15) ابن سينا، از نظر روش شناسي، کم و بيش پيرو ارسطوست. او معتقد است که عالمان طبيعي در تحقيقات خويش، همچون رياضيدانان، از « برهان » سود مي جويند. (16)
در طبيعيات ابن سينا، براي حصول نتايج، از آزمايش يا استقرار استفاده نمي شود. البته برخي معتقدند که ابن سينا اصول کلّي طبيعيات خود را از علم الهي اخذ مي کرده، ولي از مشاهده يا تجربه و استقراي در طبيعت نيز سود مي برده است. شاهد اين مدّعا، تجربياتي است که ابن سينا در بحث « نفي خلأ » ذکر کرده است ( مثل برگرداندن ظرف پر از آب و خالي شدن هواي بين دو ظرف ). (17) اين اعتقاد، تا آنجا قابل قبول است که به اخذ اصول طبيعيات از فلسفه ی اولي و توجه به مشاهدات مربوط مي شود؛ ولي به نظر مي رسد که اين نوع توسّل به مشاهدات را در معناي دقيق کلمه، نمي توان به کارگيري روش استقرايي دانست.
بر پايه ی آنچه گذشت، اصول کلّي حاکم بر طبيعيات ارسطويي را مي توان بدين صورت برشمرد:
1) اشياي عالم به دو دسته ی کلّي تقسيم مي شوند: بعضي به واسطه ی طبيعت موجودند و بعضي به واسطه ی علل ديگر. هر کدام از اشياي طبيعي داراي مبدأ حرکت و سکون هستند.
2) « شناخت » از جمله وظايف مربوط به فلسفه ی طبيعي است. همچنين، شناخت هر چيز در گرو شناخت علل آن چيز است. فيلسوف طبيعي شناخت همه ی علل چهارگانه را برعهده دارد.
3) اصول کلّي طبيعيات از فلسفه ی اولي اخذ مي شوند؛ همچنين، علم طبيعي به مدد مشاهدات ( به عنوان صغراي قياس ) حاصل مي شود.

مروري بر اصول فيزيک نيوتني

گرچه آزمون و تکرار مشاهده، در قرون ميانه، بي سابقه نبوده است؛ ولي عموماً گاليله را به عنوان « پدر روش علمي جديد » مي شناسند، چرا که روش و محتواي فيزيک وي خارج از پارادايم ارسطويي است. ارسطوييان علم را برآمده از مجموعه اي از اصول کلّي مي دانستند، در حالي که گاليله از آزمايش به مثابه ی ابزار اصلي تحقيق و نظريه پردازي استفاده مي کرد. وي براي بررسي حرکت و سرعت اجسام، آزمايش هاي سطح شيبدار و آونگ را ترتيب داد. گفتني است که قانون سطح شيبدار را امتياز مهم علم گاليله اي قلمداد مي کنند. (18)
مطالعات پير دوئم، (19) در باب وضعيت علم در قرون ميانه، منشأ آثار فراواني بوده است. پير دوئم مدّعي شده است که نوشته هاي علمي قرون ميانه، حاوي مؤلفه هاي علم جديد ( به ويژه ديدگاه هاي سينماتيک و ديناميک گاليله ) است يا دست کم نشاني از آن مؤلفه ها را دارد و علم جديد – در واقع - تکامل يافته ی ديدگاه هاي موجود در نوشته هاي علمي قرون ميانه است . (20) البته، برخي به مخالفت با اين نظر برخاسته و گفته اند که علم جديد نتيجه ی کشمکش بين سنّت هاي مختلفِ متني، مفهومي، نظري، و عملي از قرون باستان تا ميانه است و فلسفه ی طبيعي، رياضيات، و مکانيک عملي، هر يک مسائلي مطرح کرده اند که به شکل گيري « مکانيک نوين گاليله » انجاميده است. شايان ذکر است، ريشه يابي مؤلفه هاي علم جديد از موضوعات مناقشه برانگيز در حوزه ی تاريخ علم شمرده مي شود؛ ولي عموماً اعتقاد بر اين است که بنيان گذاران علم جديد از متون علمي قرون ميانه آگاه بوده و حتي با برخي از بحث هاي آن متون سرو کار داشته اند. (21) به عنوان مثال، در کتاب گفت و گوهاي پيزايي (22) ( نوشته ی گاليله )، ديدگاه هاي دانشمندان مسلمان- همچون ابن سينا، ابن هيثم، و ابن باجه- يافت مي شود. (23)
امّا، نيوتن به تمام مجادلات فيلسوفان طبيعي درباره ی « حرکت » پايان داد. کارهاي وي در حوزه ی مکانيک به قوانيني انجاميد که بر همه ی اجرام زميني و سماوي، و طبيعي و صناعي صدق مي کنند. قوانين حرکت و نيز قانون گرانش عموميِ نيوتن، براي انواع اجسام- در غير از ابعاد خيلي کوچک و سرعت هاي خيلي بزرگ- برقرار است.
نيوتن، در بخشي از کتاب اصول رياضي فلسفه ی طبيعي، آنچه را قواعد استدلال در فلسفه مي نامد بدين صورت بيان مي نمايد: (24)
1) ما براي تبيين نمودهاي اشياي طبيعي نبايد علّت هايي را بپذيريم که بيش از آن چيزي باشند که درست و کافي است.
2) بنابراين، براي آثار طبيعي يکسان، بايد تا آنجا که ممکن است علل يکساني را معيّن کنيم.
3) کيفيات اجسام که نه افزايش و نه کاهش درجه مي پذيرند، و در حدود تجربه ی ما به همه ی اجسام تعلّق دارند، بايد کيفيات عام همه ی اجسام ( هر چه که هستند ) به شمار آيند.
4) ما، در فلسفه ی تجربي، گزاره هاي به دست آمده از پديده ها با استقراي کلّي را ( به رغم هر فريضه ی خلافي که قابل تصور باشد ) بايد گزاره هايي قطعاً يا تقريباً صادق بدانيم تا زماني که با رخ دادن پديده هاي ديگر، دقيق تر شوند يا در شمول استثناها قرار گيرند.
يادآوري مي شود که نيوتن در قالب قاعده هاي اول و دوم، آنچه را در فلسفه ی علم به عنوان اصل همگوني طبيعت (25) تلقّي مي شود پذيرفته است. ضمن اينکه قاعده ی سوم به معناي ملاک قرار دادن تجربه يا حس و پذيرش تعميم نتايج آن است. به باور نيوتن، از کيفيات اجزا مي توان به کيفيات کل پي برد. نيوتن، در قاعده ی چهارم، گزاره هايي را که مبتني بر استقرا هستند درست مي داند؛ گرچه امکان نقض اين گزاره ها را نيز در آينده منتفي نمي شمارد.

مقايسه ی مفاهيم مربوط به حرکت در طبيعيات ارسطويي و فيزيک جديد

با توجه به تعريف « طبيعت » به عنوان مبدأ حرکت و تغيير، شناخت معناي حرکت و احکام آن مبناي طبيعت شناسي ارسطو واقع مي شود. (26) بنابراين، ارسطو به بحث درباره ی حرکت مي پردازد و موضوعات مکان، زمان و ... را نيز به تبع آن مورد بررسي قرار مي دهد. وي اکثر بخش هاي کتاب فيزيک خود ( حدود سه چهارم آن ) را به عموم مباحث مربوط به حرکت اختصاص داده است.
از نظر ارسطو، « حرکت » عبارت است از: تحقّق ( يا فعليت ) آنچه بالقوّه وجود دارد، از آن جهت که بالقوّه وجود دارد. (27) ارسطو محرّک و متحرّک را ملازم يکديگر مي داند: حرکت، تحقّق قوّه ی شيء قابل حرکت ( متحرّک ) توسط آن چيزي است که توان علّت حرکت شدن را دارد ( محرّک )؛ همچنين، فعليت محرّک غير از فعليت متحرّک نيست.
ارسطو توضيح مي دهد که محرّک، به سبب تأثير بر متحرّک، محرّک است و متحرّک، به سبب پذيرش اين تأثير است که متحرّک مي باشد؛ و اين يک فعليت است با دو توصيف مختلف. (28) از اين گذشته، وي اشاره مي کند که حرکت در عام ترين و ابتدايي ترين معنايش، تغيير مکان است که آن را « نقل مکان » (29) مي ناميم.
ارسطو در ابتدا به بحث درباره ی نامتناهي و نيز ماهيت مکان و زمان مي پردازد و پس از بيان و نقد نظريات حکماي قبل از خود، ديدگاهش را در اين باره ارائه مي کند. تفصيل استدلال هاي ارسطو از عهده ی اين مقاله خارج است؛ از اين رو، در مقاله ی حاضر، به مروري بر ديدگاه وي ( و نيز ابن سينا ) در زمينه ی مفاهيم ياد شده بسنده مي شود:
نامتناهي:
ارسطو معتقد است که چون علم طبيعت با مقادير مکاني و حرکت و زمان سرو کار دارد، و هر يک از اينها ضرورتاً يا متناهي است يا نامتناهي؛ از اين رو، بحث درباره ی اينکه آيا مقدارِ محسوسِ نامتناهي وجود دارد، و ماهيت آن چيست، وظيفه ی فيزيکدان است. (31) از نظر ارسطو، کمّيت نامتناهي کمّيتي است که همواره بتوانيم بخشي از آن را جدا کنيم، افزون بر آنچه قبلاً جدا شده است. (32) او معتقد است: مقدار محسوس نامتناهي به صورت بالفعل وجود ندارد؛ بلکه فقط به صورت بالقوّه، از طريق « کاهش » ( تقسيم نامتناهي )، وجود مي يابد. (33) ناگفته نماند که ارسطو و ابن سينا باور ويژه اي به عدم امکان سرعت نامتناهي داشته اند. از نظر ابن سينا، حرکتي در طبيعت وجود دارد که حرکتي سريع تر از آن موجود نيست. (34)
در فيزيک جديد، همين اعتقاد به « نامتناهيِ بالقوّه » (35) وجود دارد؛ مثلاً ميدان هايي که به صورت تابع1/r^2 تغيير مي کنند ( از جمله پتانسيل الکتريکي و گرانشي )، در مرکز بار و جرم، بايد بي نهايت شوند. امّا اين مفهوم در واقع عبارت است از: پتانسيل بالقوّه ی بي نهايت. يعني اگر پتانسيل با کاهش فاصله از مرکز (r) چنان کاهش مي يابد که اگر در مرکز قابل اندازه گيري بود مقدار آن بي نهايت مي شد و حال آنکه از يک نقطه اي به بعد، عملاً راهي براي کاهش فاصله ( و بالتبع اندازه گيري پتانسيل ) وجود ندارد. (36)
هر چند « بي نهايت » کاربرد فراواني در فيزيک دارد، ولي اين امر به آن معنا نيست که فيزيکدانان قائل به « وجود واقعي مقدار محسوس نامتناهي » باشند؛ چرا که وجود چنين مقداري به نقض قوانين زيادي منجر خواهد شد، مسئله اي که فيزيکدانان حاضر به پذيرش آن نيستند. براي مثال، در فيزيک، بي نهايت بودن سرعت ( که بيانگر امکان حضور هم زمان يک ذرّه ی مادّي در دو مکان خواهد بود ) يا بي نهايت بودن انرژي به معناي واقعي نيست. « بي نهايت » مي تواند به معناي مقداري بيشتر از يک مقدار معيّن يا قابل اندازه گيري باشد، و به هر حال بايد از نظر فيزيکي معنادار باشد. همچنين، از طرف ديگر، بي نهايت کوچک ها ( يا آنچه ارسطو « نامتناهي از طريق تقسيم » مي ناميد ) در رياضي و فيزيک به عنوان « حساب بي نهايت کوچک ها »(37) معروف است. گفتني است که بي نهايت کوچک ها را نخستين بار نيوتن ابداع کرد و آن را در فيزيک به کار گرفت.

مکان:

ارسطو معتقد است که اگر حرکت نسبت به مکان وجود نداشت، مکان در نظر نمي آمد. (38) با توجه به واقعيت جايگزيني متقابل اجسام است که وجود مکان بديهي گرفته مي شود. وقتي که با بيرون رفتن جسمي از مکاني، جسم ديگري همان مکان را اشغال مي کند، به نظر مي رسد که مکان متفاوت با همه ی اجسامي است که در آن وارد مي شوند و جاي يکديگر را مي گيرند. ارسطو معتقد است: اشيا ابتدا نياز دارند مکان داشته باشند؛ از اين رو، مکان، نخستين چيز است. وي، همچنين، معتقد است که وقتي اشياي داخل مکان از بين مي روند، وجود مکان پايان نمي يابد. (39)
از اين گذشته، ارسطو براي مکان ها و جهت ها قائل به قوّه و اثر است: جابه جايي هاي اجسام طبيعي اصلي (40) ( عناصر )، مثل آتش، خاک، و مانند آنها، نشان مي دهد که مکان، نه تنها يک چيز است، بلکه اثر خاصّي را نيز اعمال مي کند. براي مثال، « بالا » و « پايين » صرفاً دو جهت متمايز نسبي نيستند؛ بلکه « بالا » مکاني است که آتش و آنچه سبک است به آنجا مي رود. (41) ضمن اينکه ارسطو مکان را به « داخلي ترين حد، بدون حرکت حاوي » (42) تعريف مي کند و آن را نوعي « سطح » در نظر مي گيرد. در تعريف مکان، « بدون حرکت بودن » داراي اهميت خاصي است؛ مثلا ًمکانِ قايقي که در رودخانه اي در حال حرکت است کلّ رودخانه است، نه سطح ( داخلي توده ی آب ) که حاوي قايق مي باشد. (43)
برخي از حکما ( همچون زنون ) اين اشکال را وارد مي کردند که خود مکان هم نيازمند مکان است؛ از اين رو، بايد توضيح داده شود که مکانِ مکان چيست ؟ ارسطو، در پاسخ، ادعا مي کند که چنين نيست که هر چه هست در مکان باشد؛ بلکه فقط جسم قابل حرکت نياز دارد که در مکان باشد. بنابراين، خود مکان- که بدون حرکت است- نيازمند مکان نيست. (44) ارسطو، در باب ماهيت مکان، معتقد است: مکان، چون از شيء جدايي پذير است، صورت نيست؛ همچنين، از آنجا که حاوي است، مادّه نيز به حساب نمي آيد. (45)
ابن سينا نيز پس از استدلال بر وجود خارجي مکان، (46) و بررسي و نقد ديدگاه هاي مختلف در باب ماهيت مکان، (47) آن را سطحي مي داند که نهايت جسم حاوي ( جسم متمکّن ) است. (48) وي در ادامه به تشريح اين امر مي پردازد که مکان شيء، گاه سطحي واحد است و گاه از ترکيب چند سطح به وجود مي آيد. براي مثال، وقتي که در ميان آب کوزه اي، جسم ديگري قرار بگيرد که آب بر آن محاط باشد ( شکل الف- 1 )، مکانِ آب عبارت خواهد بود از: سطح مقعّر کوزه ( نه مجموع آن سطح مقعّر و سطح محدّب جسم درون آب )؛ زيرا سطح مقعّر به تنهايي براي احاطه کافي است و دو سطح مزبور متباين هستند و از مجموع آنها يک سطح درست نمي شود تا مکان آب باشد. اما، وقتي که ظرفي u شکل داريم که حاوي آب است ( شکل ب- 1)، از مجموع سطح هاي ملاقي ( سطح مقعر پاييني، سطح بالايي که نسبت به آب تحدّب دارد، و دو سطح افقي بالاي ظرف ) يک سطح درست مي شود. گفتني است که اين مجموع به منزله مکان واحد آب است و اجزاي آن اجزاي مکان به شمار مي روند. (49)
نيوتن در کتاب اصول رياضي فلسفه ی طبيعي به تعريف برخي از مفاهيم جديد مانند جرم، اندازه ی حرکت، اينرسي، نيرو، و شتاب مي پردازد ( البته مفهوم « شتاب » را پيشتر، و براي نخستين بار، گاليله مطرح کرده بود ). او در حاشيه ی کتاب ياد شده مي گويد: من زمان، فضا، مکان، و حرکت را که همه به خوبي آنها را مي شناسند تعريف نمي کنم. با اين حال، وي تأکيد مي کند که اين کمّيت ها فقط بايد بر اساس رابطه اي که با اشياي محسوس (50) دارند تصوّر شوند. نيوتن، در ادامه، مفاهيم جديد پيش گفته را به مطلق و نسبي، واقعي و ظاهري، و رياضي و عادي تفکيک مي کند و به توضيح هر يک از اين مفاهيم مي پردازد. ورود مفاهيم جديد نيوتني از قبيل اندازه ی حرکت، نيرو، و شتاب ( و تبيين مفاهيم آشناي قبلي )، در حوزه ی مکانيک، بسيار با اهميت است. به نظر مي رسد، يکي از مهم ترين تفاوت ها ميان فيزيک قديم و جديد تفاوت ميان مفاهيم کليدي آن دو باشد؛ بنابراين، « مفهوم سازي » نقشي اساسي را در تحول فيزيک ايفا کرده است.
نيوتن ماهيت فضاي مطلق را بي ارتباط با اشياي خارجي، و جداي از جسم مي داند و اعتقاد دارد که همواره يکسان و ثابت (51) است. امّا، از نظر وي، فضاهاي نسبي عبارت اند از: نحوه هاي مختلفي که ما فضاي مطلق را اندازه مي گيريم. به عبارت ديگر، فضاي نسبي بُعد يا مقداري قابل حرکت از فضاي مطلق است که حواس ما بسته به موقعيتش نسبت به اجسام آن را تعيين مي کند. شکل و اندازه اين دو يکي است، اما از نظر عددي همواره يکي نمي مانند؛ مثلاً اگر زمين را سيستم مرجع بگيريم، با حرکت زمين، فضاي هواي اطراف ما نسبت به زمين يکسان مي ماند، ولي اين هوا به طور پيوسته بخش هاي مختلف فضاي مطلق را اشغال مي کند.
به بيان نيوتن، « مکان » قسمتي از فضاست که هر جسم آن را اشغال مي کند؛ همچنين، مطابق با فضا، « مکان » يا مطلق است يا نسبي. نيوتن بر عبارت « قسمتي از فضا » در تعريف ياد شده تأکيد مي ورزد، و مي گويد که منظور او موقعيت يا سطح خارجي جسم نيست؛ چرا که مکانِ اجسامِ همانند (52) پيوسته يکسان است، ولي سطح اين اجسام- به علّت تفاوت شکل آنها- اغلب يکي نيست. به علاوه، « مکانِ کل » جمع مکان هاي اجزاست. (53) در فيزيک نيوتني، مکان هر جسم را با مختصات مرکز جرم آن مشخص مي کنند؛ مختصاتي که در فضاي سه بعدي با سه عدد بيان مي شود. (54)
همان طور که پيشتر گفتيم، ارسطو « مکان » را داخلي ترين حدّ ( بدون حرکت جسم حاوي ) مي داند؛ در حالي که فضا و مکان نيوتني اصولاً سطح نيستند. امّا از آن جهت که ماهيت حرکت مکاني در فيزيک ارسطو ( يا حرکت در مکان )، به تبع تعريف مکان، نسبت به چيزي مستقل از جسم متحرّک- يعني مرجع بدون حرکت- لحاظ مي شود، قابل قياس با حرکت نسبت به چارچوب يا فضاي مطلق نيوتني، که مستقل از جسم است، به نظر مي رسد.

خلأ:

از نظر ارسطو، « خلأ » به معناي مکاني که شيئي در آن وجود ندارد امکان پذير نيست. او معتقد است: کساني که به وجود خلأ اعتقاد دارند، حداکثر، ممکن است که بخواهند شرط حرکت رو به بالا را، هر چه که هست، خلأ بنامند. (55) شايان ذکر است که ابن سينا، علاوه بر نفي قوّه ی محرّکه ی خلأ در حرکت جسم متخلخل به سمت بالا، قوّه ی جاذبه اي را نيز که طرفداران خلأ در مورد مکش و حبس آب ( در آبزنک و آبدزدک ) به آن اشاره مي کردند نفي کرده است. (56) يکي از ادلّه ی ارسطو در نفي خلأ اين است که اگر خلأ وجود داشته باشد، هيچ کس نمي تواند به اين مسئله پاسخ دهد که چرا شيئي که به حرکت درآورده شده است مثلاً بايد در اينجا بايستد و نه در آنجا؛ به طوري که شيء يا ساکن خواهد بود يا تا ابد حرکت خواهد کرد، مگر اينکه شيئي قوي تر در مسير آن قرار بگيرد. (57) چنان که مي بينيم، ارسطو « خلأ » را با توسل به تجربيات روزمرّه ناممکن مي داند؛ حال آنکه در فيزيک جديد، با فرض عدم مقاومت هوا، دست به استنتاج از مشاهدات مي زنند. ارسطو، اگر خلأ را ممکن مي دانست، نتيجه ی مورد قبول فيزيک نيوتني را که « جسم يا ساکن است يا تا ابد به حرکت خود ادامه مي دهد » نفي نمي کرد.
گاليله، هر چند به اثر مقاومت هوا در سقوط آزاد اجسام آگاه بود؛ ولي در عمل، راهي براي حذف آن نداشت. بويل (58) در طي سال هاي 1657-1659، دست به طراحي و ساخت يک پمپ هوا زد. او با اين دستگاه، آزمايش هايي را براي بررسي ويژگي هاي هوا و خلأ انجام داد. نيوتن، به دنبال آشنايي با پمپ خلأ ( و امکان کاهش مقاومت هوا )، تصوّر حذف هوا و آزمايش فکري حرکت در خلأ را در ذهن خود يافت. وي در حاشيه ی کتاب اصول رياضي فلسفه ی طبيعي، پس از اشاره به مقاومت هوا در بحث حرکت، امکان حذف مقاومت هوا را مطرح کرده؛ شبيه به آنچه در ماشين خلأ بويل انجام شده است. (59)
امروزه، در فيزيک عملي، « خلأ » مفهوم نسبي به شمار مي رود ( نه مطلق )؛ همچنين، فيزيکدانان دست يابي به خلأ کامل را امکان پذير نمي دانند. (60) ضمن اينکه در مباحث حرکت- در فيزيک کلاسيک- در حالت ساده، از آثار هوا صرف نظر، و در حالت هاي واقعي، با روابط تجربي- مهندسي، اثر هوا را لحاظ مي کنند.

زمان:

ارسطو معتقد است که ما فقط وقتي زمان را در مي يابيم که به حرکت ( با نشان گذاري قبل و بعد ) توجه کرده باشيم؛ همچنين، فقط وقتي که قبل و بعد را در حرکت در مي يابيم، مي گوييم: « زمان سپري شده است. » بر اين اساس، وي زمان را به « مقدار حرکت برحسب جلو و عقب » (61) تعريف مي کند؛ (62) امّا، در جاي ديگري، آن را مقدار هر نوع حرکت ( پيوسته ) مي داند، از آن حيث که مطلقاً حرکت است ( و نه نوع خاصي از حرکت. ) (63)
بيان ابن سينا درباره ی ماهيت زمان ( برحسب ويژگي تقدّم و تأخّر در حرکت )، نظر ارسطو را تبيين مي کند. ابن سينا خاطر نشان مي کند که در مورد مسافت، آنچه متقدّم است با متأخّر جمع مي شود ( اجتماع در وجود مي يابد )؛ همچنين، امکان دارد که آنچه متقدّم است متأخّر قرار گيرد ( با تغيير جهت حرکت ). امّا، اين امور در خصوص حرکت ممکن نيست. پس، تقدّم و تأخّر در حرکت ويژه گي اي دارد که ارتباطي با مسافت ندارد و به دليل همين تقدّم و تأخّر است که حرکت قابل مقدار مي گردد. نتيجه ی نهايي آن است که زمان، مقدار حرکت است؛ از آن جهت که منقسم به متقدّم و متأخّر مي شود ( البته به لحاظ مسافت نه زمان ). (64)
در ضمن « آن » (65) عبارت است از: « کران يا حدّ زمان ». در واقع، آنچه با « آن » کراندار شده است، زمان در نظر گرفته مي شود. (66) ارسطو با توجه به اينکه هيچ چيز- به جز نفس- شايستگي شمردن را ندارد، معتقد است که اگر نفس وجود نداشت، زمان به وجود نمي آمد؛ مگر آنچه زمان صفت آن است، يعني در صورتي که حرکت بتواند بدون نفس وجود داشته باشد و قبل و بعد صفات حرکت باشند، و اينها از آنجا که قابل شمارش هستند زمان باشند. (67)
نيوتن معتقد است که زمانِ مطلق ( واقعي و رياضي )، بدون ارتباط با اشياي خارجي، به طور ثابت جريان دارد و نام ديگر آن « استمرار » (68) است. زمان نسبي ( ظاهري و عادي ) مقداري محسوس و خارجي- خواه دقيق و خواه ناموزون- از مدّت با استفاده از حرکت است که عموماً به جاي زمان واقعي به کار مي رود؛ همچون يک ساعت، يک روز، و يک سال.
با توجه به ابهام موجود در مفهوم واژه ی « خارجي »، در عبارت ياد شده از نيوتن (« بدون ارتباط با اشیای خارجی »)، مفهوم زمان مطلق نیوتنی به روشنی معلوم نیست. آیا اگر هیچ حرکتي در عالم خارج از ذهن وجود نداشت، زمانِ مطلق تصوّر مي شد ؟ اگر زمان ارسطويي را مقدار حرکت بدانيم، به نظر مي رسد که مفهومي معادل يا نزديک به زمان نسبي يا غيرمطلق نيوتني است؛ امّا با لحاظ اين نکته که ارسطو به مطلق حرکت نظر داشته، و هيچ گونه حرکت خاصي را در نظر نگرفته است، مي توان گفت که مفهوم زمان، از نظر هر دو، استمراري مطلق است که به صورت ظاهري، با حرکات سنجيده مي شود. در فيزيک غيرنسبيتي، زمان مطلق فرض مي شود و به سيستم مختصات و سرعت آن بستگي ندارد.

انواع حرکت:

ارسطو در کتاب فيزيک خود، پس از بيان مباحث مقدّماتي، به انواع حرکات و تغييرات مي پردازد. او معتقد است که حرکت در بين مقولات ده گانه، فقط مي تواند در مقولات کيفيت، کمّيت، و مکان وجود داشته باشد. به علاوه، حرکتِ حرکت (69) نيز امر ممتنعي است. (70)
امّا، ابن سينا حرکت در مقوله ی وضع را نيز مي پذيرد. يکي از ادلّه ی اين فيلسوف بر ادعاي ياد شده آن است که ممکن است اجزاي جسم از اجزاي مکان مفارقت کنند، ولي کلّ جسم از مکان مفارقت نکند. در اين صورت، حرکتِ مکاني واقع نشده؛ بلکه صرفاً حرکت وضعي انجام شده است. از نظر ابن سينا، فلک اقصي که فاقد مکان است حرکت مکاني ندارد، ولي قطعاً حرکت وضعي درباره ی آن صادق است. (71)
احکام کلّي حرکت در مورد انواع حرکت صادق اند؛ ولي از آنجا که تجربيات و مشاهدات ما اغلب از حرکت مکاني است، ارسطو غالباً به بيان مثال هاي مکاني حرکت مي پردازد. به نظر مي رسد که تفهيم موضوعاتي همچون قسمت پذيري متحرّک، سرعت حرکت و نيز زمان حرکت جز از طريق حرکت مکاني ( و مثال قريب به ذهن يک متحرّک در مکان ) به سادگي امکان پذير نباشد. ضمن اينکه برخي از ادلّه و قوانين ارسطو در بحث حرکت ( مثل ادلّه ی حرکت پرتابه ها و قوانين سقوط اجسام ) به حرکت مکاني اختصاص دارند. از اين رو، بخش عمده اي از مباحث حرکت ارسطويي درباره ی حرکت مکاني است.

مقايسه ی قوانين حرکت مکاني در طبيعيات ارسطو و فيزيک نيوتني

قانون اول

ارسطو نخستين اصل را در حرکت بدين صورت بيان مي کند: « هر متحرّکي نياز به محرّکي جدا از خود دارد. » (72) او معتقد است که شيء متحرّک و مبدأ حرکت آن، همواره با هم هستند و بين آنها، هيچ واسطه اي نيست. (73) براي تحليل اصل حرکت از نظر ارسطو، لازم است که ابتدا برخي از طبقه بندي هاي وي از حرکت را مرور کنيم.
ارسطو معتقد است: حرکت اشياي متحرّک يا از خود اين اشيا ناشي مي شود يا از شيئي ديگر؛ همچنين، حرکت اشياي متحرّک يا طبيعي است يا غيرطبيعي و قسري (74). ارسطو توضيح مي دهد که هرگاه مبدأ حرکت شيء در خود شيء باشد، مي گوييم: « حرکت شيء طبيعي است. » (75) اشياي که حرکت آنها از خود آنها ناشي مي شود داراي حرکت طبيعي هستند و ممکن نيست که ما اين اشيا را داراي حرکت غيرطبيعي بدانيم؛ از اين رو، به لحاظ منطقي، سه حالت ذيل را مي توان براي حرکت هر شيء متحرّک تصوّر کرد:
1) حرکت متحرّک ناشي از خودِ آن، و حرکت طبيعي باشد.
2) حرکت متحرّک ناشي از شيئي ديگر، و حرکت طبيعي باشد.
3) حرکت متحرّک ناشي از شيئي ديگر، و حرکت غيرطبيعي باشد.
امّا ارسطو قائل است که فقط اشياي زنده ( حيوانات و گياهان ) توانايي دارند که خودشان را حرکت دهند، و اين ويژگي حيات است؛ (76) بنابراين، حالت اول شامل اشياي غيرزنده نمي شود. تحقّق حالت سوم نيز واضح است، زيرا اشيايي که داراي حرکت قسري و غيرطبيعي هستند، همواره، توسط شيئي غير از خودشان حرکت داده مي شوند. امّا حالت دوم بحث برانگيز است.
در حالت دوم، حرکت متحرّک ناشي از شيئي ديگر است؛ در حالي که حرکت آن طبيعي است و مبداء حرکت در خود شيء مي باشد. پس، در نتيجه ی فرض اين حالت، آنچه مبدأ حرکت شيء است محرّک شيء نيست؛ چنان که ارسطو در ادامه تصريح مي کند که شيء، خود را حرکت نمي دهد، بلکه در خود مبدأ حرکت دارد ( البته، از مبدأ حرکت دادن شيئي يا علّت واقع شدن براي حرکتي برخوردار نيست؛ بلکه مبدأ تحمل و قبول حرکت را دارد ). (77) بنابراين، ارسطو معتقد است که همه ی اشيايي که در حرکت هستند بايد توسط شيئي حرکت داده شوند. او اصل حرکت خود را چنين بيان مي کند که در هر مورد، محرّک بايد از متحرّک جدا باشد. (78) بدين ترتيب، از اين نظريه ی ارسطو که طبيعت يا قوّه مبدأ حرکت شيء طبيعي است، تعبيري منسجم به دست مي آيد. (79)
اصل ارسطو به صورت هاي مختلفي تفسير شده است: اغلب فيلسوفان اسلامي معتقدند که هر متحرّکي نيازمند محرّکي غير از خود است و در عين حال، محرّک به نحوي با متحرّک متحد مي باشد؛ يعني در متحرّک حلول دارد و به صورت قوّه اي در درون آن است. گفتني است که اين قوّه، صورت نوعيه و طبيعت ناميده مي شود. همچنين، با اينکه همه اجسام در جسم بودن با يکديگر مشترک اند، امّا در اين قوّه يا نيرو با يکديگر متفاوت اند. (80)
ابن سينا گرچه صورت را محرّک مادّه ی صاحب صورت مي داند ( که به جسميت در آمده است )؛ (81) امّا در مورد نحوه ی محرّک بودن جسم، جداي از جسم متحرّک، تبييني دارد که در واقع، اعم از ديدگاه رايج در فلسفه ی اسلامي است. او معتقد است: اگر مبدأي که در جسم است نتواند به تنهايي محرّک واقع شود، بلکه با مشارکت محرّکي که از متحرّک جداست باعث حرکت شود، مبدأ حرکت نخواهد بود و اين خلاف است. ابن سينا، سپس، چنين نتيجه گيري مي کند: محرّک بودنِ محرّکي که از جسم جداست به اين نحو نيست که مبدأ حرکت باشد؛ بلکه يا مبدأ حرکت ( و يا قوّه ی ديگري ) به جسم مي دهد تا به آن- در حرکت کردن- ياري رساند و بر قوّه اش بيفزايد، يا به واسطه ی غايت و سرمشق بودن محرّک است، يا اينکه مجموع دو امر اخير. (82)
به علاوه ابن سينا در بحثي که با عنوان « طبيعي به قياس امر خارج » مطرح کرده، قائل شده است که گاهي حرکت طبيعي است، نه به قياس طبيعت مخصوص چيزي، بلکه به قياس اموري از خارج. مثلاً « سوختن » براي گوگرد، هنگامي که به آتش برسد، طبيعي است؛ همچنين « مجذوب شدن » براي آهن، هر گاه که با مغناطيس مقارن شود، طبيعي است. (83) در اين نمونه ها، محرّک خارجي ذاتش محسوس و تاثيرش نامحسوس است؛ يعني نسبت محرک خارجي به آنچه از آن متأثر شده، که دليل بر موجب شدن آن است. پديدار نيست. ابن سينا در چنين مواردي، به صورت اصل موضوعي، مسلّم مي گيرد که حرکت آهن به سمت آهن ربا به سبب قوّه اي است که در آهن وجود دارد و مبدأ حرکت و فعل آن مي شود. (84)
براساس اين نظريه ی ابن سينا، مي توان جذب مغناطيسي آهن را بدين صورت تبيين کرد: آهن قوّه يا مبدأ متحمّلِ نوعي از حرکت شدن را دارد که در نزديکي آهن ربا فعليت مي يابد و اگر آهن ربا نبود، آهن چنين حرکتي را نداشت؛ (85) از اين رو، محرّک جداي از متحرّک است. در اين مورد، محرّک صورت جسم نيست؛ بلکه آهن ربا به يکي از نحوه هاي پيش گفته ی ابن سيناست ( مثلاً، به تعبير وي، آهن ربا به واسطه ی افزايش قوّه- و نيز غايت بودن- محرّک است، ولي مبدأ حرکت نيست؛ بلکه مبدأ متحمّل حرکت شدن در خودِ آهن است ).
قانون اول حرکت نيوتن به اين صورت بيان مي شود که هر جسمي به حالت سکون يا حرکت يکنواخت خود، در خط مستقيم، ادامه مي دهد؛ مگر اينکه توسط نيروهاي اعمال شده بر آن، مجبور به تغيير حالت شود. (86) ميزان مقاومت جسم، در مقابل تغيير حالت فعلي، « ماند » يا « اينرسي » (87) جسم ناميده مي شود.
فيلسوفان غربي معتقدند که از نظر ارسطو، هر متحرّک به محرّکي خارج از خود ( و قهراً مغاير با خود ) نيازمند است. آنان منظور ارسطو از اين محرّک را نيرويي مي دانند که از خارج از جسم به آن وارد مي شود؛ از اين رو، اصل ارسطو در تقابل با قانون « ماند » در فيزيک جديد قرار مي گيرد. امّا اگر مطابق تفسير رايج در فلسفه ی اسلامي، بپذيريم که اصل حرکت ارسطو و قانون نيوتن، ناظر به مفهوم مشترکي نيستند، تضاد ظاهري بين آن دو از ميان برداشته مي شود. (88)
به نظر مي رسد که مقصود ارسطو از « محرّک جدا از متحرّک » جسم خارج از متحرّک است ( و نه صورت نوعيه )؛ چرا که گفته شد که ارسطو آشکارا تعبير مبدأ يا علّت حرکت واقع شدن را براي طبيعت يا صورت، نفي مي کند و آن را به معناي مبدأ تحمّل حرکت مي گيرد، و اصولاً از همين تعبير- که شيء نمي تواند خود را حرکت دهد- به آن اصل رهنمون مي شود که محرّک بايد غير از متحرّک باشد.
برخلاف فيزيک جديد، که قوانين حاکم بر جسم را مورد مطالعه قرار مي دهد، ارسطو شناخت طبيعت به هر دو معناي مادّه و صورت را جزء فيزيک مي دانست؛ از اين رو، پذيرش اين قول که منظور ارسطو از «محرّک جدا از متحرّک » صورت جسم باشد ممکن مي گردد. امّا به نظر مي رسد، اين تعبير با مشکل ديگري مواجه خواهد بود: با توجه به اينکه خود صورت نيز ( بالعرض ) حرکت مي کند، و متحرّک است، محرّک اين حرکت چيست ؟ به عبارتي، متحرّک بايد مغاير با مجموع مادّه و صورت آن باشد و نه فقط مغاير با مادّه.

قانون دوم

ارسطو معتقد است که قواعد تناسب در حرکت مشاهده مي شود و نسبت بين نيروي محرّک و وزن در يک مورد، متناسب با اين نسبت در مورد ديگر است؛ به طوري که هر نيرو باعث مي شود که مسافتي يکسان در زماني يکسان طي شود. اگر نيرويA جسمي به وزن B را به اندازه مسافت G در مدت زمان D حرکت داده باشد، همان نيرو- در همان مدت زمان- وزن 1/2B را دو برابر مسافت G2، و در مدت زمان 1/2D، وزن 1/2B را به اندازه ی کلّ مسافت G حرکت خواهد داد. به همين ترتيب، اگر نيروي محرک A وزن معين B را به اندازه مسافت معيّن و در مدت زمان معيّني حرکت دهد، و نصف مسافت را در نصف مدت زمان بپيمايد، نصف نيروي محرّک E=1/2A نصف وزن Z=1/2B را به اندازه همان مسافت و در همان مدت زمان حرکت خواهد داد. (89) صورت بندي رياضيِ قانون تناسب در حرکت ارسطو به شکل زير قابل ارائه است:
اگر پارامترهاي فرمول بالا را با تسامح، توسط نمادهاي فيزيک جديد به نمايش بگذاريم ( نيروي F، وزن mg، فاصله d، و زمان t)، آن گاه مي توانيم بگوييم:
در فرمول اخير، vسرعت جسم است. (90) ملاحظه مي شود که اگر نيروي محرک صفر باشد، سرعت صفر خواهد بود و جسم حرکتي نخواهد داشت؛ در حالي که طبق قانون دوم نيوتن، تغيير حرکت متناسب با نيروي محرک اعمال شده، و در جهت خط مستقيمي است که نيرو اعمال شده است. (91) قانون دوم نيوتن در کتاب خود وي، به صورت رياضي بيان نشده است، ولي در فيزيک جديد به اين شکل بيان مي شود
: (92)
در اين فرمول، شتاب (93) جسم يا ميزان تغيير سرعت در واحد زمان است. اگر نيروي اعمال شده صفر باشد، شتاب جسم ( و نه سرعت آن ) صفر خواهد بود؛ يعني جسم تغيير سرعت نخواهد داشت. بنابراين، اگر سرعت جسم صفر باشد ( جسم ساکن )، جسم به سکون خود ادامه مي دهد و اگر سرعت آن صفر نباشد، با همان سرعت به حرکت خود ادامه مي دهد.
ارسطو به دنبال بحث از تناسب نيروها، قاعده اي را مطرح مي کند؛ بدين ترتيب که اگر نيروي E وزنه Z را به اندازه مسافت G و در مدت زمان D حرکت دهد، لزوماً استنباط نمي شود که E مي تواند دو برابر Z را به اندازه نصف مسافت G در همان مدت زمان حرکت دهد. در واقع، ممکن است که هرگز باعث هيچ حرکتي نشود. (94) البته در فيزيک جديد، وقتي نيروي اصطحکاک سطحي که جسم روي آن قرار گرفته است لحاظ مي شود، بيان ارسطو پذيرفتني است؛ چرا که نيروي اصطکاک برخلاف جهت حرکت و نيروي محرک عمل مي نمايد، و مقدار آن نيز متناسب با وزن جسم است: f=u.mg
در اين فرمول، f نيروي اصطکاک و u ضريب اصطکاک مربوط به جنس سطوح در تماس است؛ همچنين، mg وزن جسم است، پس، اگر وزن جسم دو برابر شود، نيروي محرک قبلي نمي تواند آن را حرکت دهد و نيرو بايد دو برابر شود. در واقع، مي توان گفت که آنچه ارسطو در مورد آن بحث مي کرده نيروي محرک براي غلبه بر اصطکاک بوده است؛ حال آنکه در قانون نيوتن، نيروي اصطکاک به عنوان يکي از نيروهاي خارجي اعمال شده بر جسم در F لحاظ مي شود. از طرفي، نيروي وزن در راستاي حرکت نيست تا بر آن غلبه کنيم، و تاثير آن فقط در اصطکاک لحاظ مي شود.
ابن سينا محدوديت هايي را براي قانون تناسب ارسطويي ذکر مي کند: حرکت متحرّک هاي طبيعي، هر چه پيش مي روند، تندتر مي شود و اين حرکت- در دو نيمه ی مسافت- متفاوت است ( آنچه پرتاب شده در آخرش کندتر است )، و لازم نيست تا مسافت هايي که در دو نيمه ی زمانِ پرتاب پيموده شده اند مساوي باشند؛ خواه قسري و خواه طبيعي. (95) قول ابن سينا به واقعيتي که مورد تأييد فيزيک نيوتني است اشاره مي کند: مسافت هاي طي شده در برش هاي مختلف از حرکت پرتابه ( و هر حرکت شتابدار ) با هم متفاوت هستند. اين قول، از اين لحاظ، قول درستي است. همچنين، اينکه حرکت سقوط آزاد يک سنگ ( که حرکت طبيعي متحرک است ) رفته رفته تندتر مي شود صحيح است؛ ولي چنين نيست که حرکت پرتابه در انتها کندتر باشد.

مقاومت سيّال:

ارسطو معتقد است که سرعت دو وزنه سبک و سنگين در محيط هاي هوا و آب به دو علّت مي تواند متفاوت باشد: يا به علّت تفاوت در محيطي که در آن حرکت مي کنند ( چنان که آب و هوا متفاوت اند )؛ يا به علّت اينکه چيزهاي ديگر يکسان اند، ولي دو جسم متحرک به علت زيادت سبکي يا سنگيني با هم تفاوت دارند. محيط واسطه به علت اينکه راه شيء متحرک را مي بندد ( به ويژه وقتي که خود واسطه برخلاف جهت در حال حرکت باشد )، باعث تفاوت مي شود.
اگر A محيطي با غلظت B را در مدت زمان G ، و محيطي با غلظت D را در مدت زمان E طي کند ( و فرض کنيم که طول دو محيط برابر است )، زمان حرکت، متناسب با تراکم جسم مانع شونده است:
:
مثلا اگر هوا دو برابر رقيق تر از آن باشد، جسم مورد نظر خواهد توانست آب را- که تراکم آن دو برابر است- در دو برابر زمان هوا طي کند. يکي از دلايلي که ارسطو در اثبات عدم امکان خلأ ذکر مي کند براساس همين بحث نسبت مقاومت سيال هاست: اگر خلأ وجود داشته باشد، هر مدت زمان ( غيرصفر) که براي عبور جسم از خلأ فرض کنيم برابر با مدت زمان عبور جسم از محيطي با غلظت متناسب با آن زمان خواهد بود؛ در نتيجه، جسم اين محيط را اعم از اينکه ملأ يا خلأ باشد در مدت زماني برابر طي خواهد نمود، حال آنکه چنين امري محال است ( پس، فرض خلأ باطل است. ) (96)
همچنين، امروزه، در علم حرکت سيّالات (97) - علاوه بر سرعت سيّال- پارامتر « ضريبِ روان بودن (98) سيّال » نيز حائز اهميت است و سرعت جسم متحرّک، در سيّال، با مقدار اين ضريب نسبت عکس دارد. اگر در فرمول تناسب نيروهاي ارسطو، به جاي زن mg ، مقاومت را به صورت کلّي لحاظ نماييم، آن گاه خواهيم داشت:
force=(Resistance) x (Rapidity)
بر طبق اين رابطه، نسبت نيروي محرک به مقاومت در يک محيط به محيط ديگر، برابر با نسبت سرعت هاي شيء در آن دو محيط است. ابن باجه نظريه اي تازه را مطرح ساخته و گفته که علت حرکت، همانا، زيادت نيرو بر مقاومت است:
Force - Resistance = Rapidity
براساس اين رابطه، فرض حرکت يک متحرّک با سرعتي معيّن ( نه بي نهايت )، در محيطي با مقاومت صفر، امکان پذير است. از آنجا که نظريه ی ابن باجه منجر به پذيرش حرکت در خلأ مي شد، و اين مسئله با سنت ارسطويي در تضاد بود، دانشمنداني از جمله ابن رشد به مخالفت با اين نظريه برخاستند. (99) گاليله، در گفت و گوهاي پيزايي، نظر ابن باجه را در مقابل ارسطو مي پذيرد. (100)
همچنين، به باور ابن سينا، اختلاف تندي و کندي يا به سبب اختلاف محيط واسطه، يا به سبب اختلاف امري در متحرّک است؛ امّا وي آنچه را به متحرّک مربوط است محدود به سنگيني و سبکي ( يا به تعبير خود وي « اختلاف قوّه ی ميل ») نمي داند، بلکه اختلاف شکل را نيز مؤثر مي داند. براي مثال، اگر متحرّک مربع باشد و مسافت را به سطح خود طي کند فرق دارد با آنکه مخروط باشد و از نوک به حرکت بپردازد، يا مربع باشد و به زاويه حرکت کند؛ چرا که محتاج است به اينکه مقدار زيادتري از جسمي را که با آن ملاقات مي کند به حرکت درآورد، ولي جسم مخروط اين حالت را ندارد. پس، در هر حال، آن که در دفع کردن، و شکافتن، توانايي بيشتري دارد قادر است که تندتر حرکت کند. (101)
در حالي که ارسطو در کتاب فيزيک از اهميت شکل متحرّک غفلت کرده، ابن سينا به اين امر توجه نموده است. البته، در علم حرکت سيّالات امروزي، نکات فراواني در خصوص اثر پارامترهاي متحرک در نحوه ی حرکت آن دريک سيال مطرح مي شود که بسيار پيچيده تر از آن چيزي است که ابن سينا به آن اشاره کرده است ( از جمله اينکه، در حرکت، کلّ شکل متحرّک تعيين کننده است و نه فقط وجه رو به جلوي آن. ) براي مثال، مطابق بيان ابن سينا، متحرّکِ ( الف- 2 ) تندتر از متحرّکِ ( ب- 2 ) حرکت مي کند، زيرا در دفع کردن و شکافتن تواناتر است؛ در حالي که براساس علم حرکت سيّالات، مي دانيم که خلأ يا فشار منفي نسبي که درپشت چنين جسمي ايجاد مي شود، حرکت آن را کندتر مي نمايد و بيشترين سرعت از آنِ متحرّک دوکي شکل ( ب- 2) است.

حرکت پرتابي:

در فيزيک ارسطو، تفاوت حرکت پرتابه ها با حرکت هاي ديگر در آن است که اشيايي که پرتاب مي شوند، به رغم اينکه با آنچه به آنها انگيزه ( تکان ) (102) داده است در تماس نيستند، به حرکت خويش ادامه مي دهند که اين امر نيازمند توجيه است. ارسطو در تبيين اين مسئله مي گويد: اين حرکت يا به دليل جايگزيني متقابل پرتابه و هواست ( که برخي به آن باور دارند ) يا به اين علت است که هواي جلو برده شده، پرتابه را با حرکتي سريع تر از حرکت طبيعي اش- که با آن به سوي مکان مناسبش (103) حرکت مي کند- جلو مي برد. (104) طبق اين تبيين، در واقع، ارسطو خود هواي حرکت داده شده را محرک پرتابه مي داند.
از نظر فيلوپونوس (105) ( يا همان « يحياي نحوي »)، استدلال ارسطو در حرکت پرتابه ها - به دليل ناسازگاري با بحثي که خود ارسطو درباره مقاومت سيال دارد- پذيرفتني نيست: ارسطو از طرفي محيط واسطه را مانع حرکت، و از طرف ديگر آن را محرک حرکت پرتابه مي داند. فيلوپونوس معتقد است که ادامه حرکت پرتابه به دليل خاصيتي است که وقتي شيء به حرکت درمي آيد، در آن نهاده مي شود. ابن سينا اين نظر را چنين تقرير مي کند: بعضي معتقدند که متحرک از محرک قوه مي گيرد و آن قوه براي مدتي در متحرک باقي مي ماند تا اينکه تماس چيزها با آن و شکافتگي که بايد در آنها به عمل آيد سبب اصطکاک شود و عاقبت آن قوه را باطل سازد؛ زماني که آن قوه به اين واسطه از ميان رفت، ميل طبيعي غلبه مي کند و آنچه پرتاب شده بود به سوي ميل طبيعي خود مي رود. (106) ابن سينا، هم تبيين ارسطو و هم تبيين فيلوپونوس را رد مي کند.
ابن سينا قائل است که متحرک از محرک قوه و ميل مي گيرد. (107) تفاوت اساسي، ميان نظريه ابن سينا و فيلوپونوس، در مفهوم « ميل » است؛ اين مفهوم، از نظر ابن سينا، نقش مهمي درعلم حرکت دارد. ابن سينا معتقد است که هر حرکتي در حقيقت از ميلي صادر مي شود، و قوه محرکه به واسطه احداث ميل است که حرکت دهنده است. آنچه « ميل » ناميده مي شود در يک « آن » به وجود مي آيد و اگر دفع يا فاسد نگردد، حرکتي که از آن ناشي مي شود موجود خواهد شد. (108)
اما، از نظر پديدارشناسي، چگونه مي توان درک و تجربه اي از مفهوم ميل قسري داشت؟ براساس ديدگاه ابن سينا، هنگامي که کسي بخواهد متحرک طبيعي را به قسر، يا قسري را به قسر ديگر ساکن کند، در آن صورت، قوتي بر مدافعه حس مي کند که همان « ميل » است. (109) همچنين، ابن سينا معتقد است که هر چه جسم سنگين تر باشد، قبول تحريک قسري در آن کندتر مي گردد. از نظر وي، اينکه اجسام کوچک از جمله خردل، کاوه، و تراشه چوب هنگام پرتاب شدن- مانند اجسام سنگين- در هوا نفوذ نمي کنند، بلکه اين علت نيست که اجسام سنگين پرتاب شدن را بهتر مي پذيرند، بلکه در بعضي از موارد به سبب آن است که اجسام کوچک قوه محرکه را به اندازه کافي از پرتاب کننده نمي گيرند تا قادر به شکافتن هوا شوند؛ همچنين، در برخي موارد ديگر به علت اين است که اجسام کوچک متخلخل هستند و نمي توانند هوا را بشکافند، بلکه هوا در اين گونه اجسام نفوذ مي کند و تداخل دست مي دهد که اين مسئله سبب زائل شدن قوه اي مي گردد که اجسام ياد شده گرفته اند. ابن سينا قائل است که اگر سبکي و سنگيني را به تنهايي در نظر بگيريم و اسباب ديگر را ملاحظه نکنيم، آن که مقدارش کمتر است تحريک قسري را بهتر مي پذيرد و تندتر حرکت مي کند. (110)
در مجموع، براساس فيزيک ارسطويي، لازم است که مسير حرکت پيکاني که به صورت افقي و مايل پرتاب شده است، به ترتيب، مطابق شکل هاي ( الف- 3 ) و ( ب-3 ) باشد. متحرک تا قبل از غلبه مقاومت هوا، به حرکت در مسير خود ادامه مي دهد؛ اما به محض رويارويي با نيروي مقاوم، از حرکت باز مي ايستد و مستقيماً سقوط مي کند.
اين در حالي است که بنابر فيزيک جديد، حرکت پرتابه با سرعتي اوليه صورت مي گيرد؛ اين حرکت، همچنين، حرکتي شتابدار تحت تاثير نيروهاي وزن و مقاومت هواست. در ديدگاه نيوتني، جسم- آن گاه که پرتاب مي شود- انرژي جنبشي اش را از پرتاب کننده دريافت مي کند؛ به عبارتي؛ تکانه اي (111) به جسم داده مي شود که متناسب با سرعت اوليه و جرم جسم است. در طي حرکت پرتابه، بخشي از انرژي جسم صرف غلبه بر نيروي مقاومت هوا مي شود؛ همچنين، متأثر از نيروي وزن، فاصله جسم از سطح زمين به مرور کاهش مي يابد. بنابراين، مسير حرکت پرتابه مطابق شکل هاي زير خواهد بود:
از نظر برخي از تاريخ پژوهان عرصه علم، طرح مفاهيمي همچون « ميل » ( توسط دانشمندان مسلمان ) يا « نيروي جنبش » (112) ( توسط بوريدان )، (113) زمينه ساز شکل گيري قانون « اينرسي » درفيزيک نيوتني بوده است. (114) کوهن (115) معتقد است که تغيير پارادايم ارسطويي دوره باستان به پارادايم قرون ميانه، و تحليل حرکت براساس نظريه « نيروي جنبش و تربيت » گاليله در پارادايم جديد، منجر به موفقيت گاليله شد. (116)
در عين حال، بايد توجه داشت که اولاً: عالمان سنت ارسطويي، در برخورد با مسئله پرتابه، دست به تبييني مي زدند که در فلسفه علم، با عنوان « تصحيح موردي » (117) شناخته مي شود و به هماهنگي و انسجام نظريه خدشه وارد مي کند. البته، با توجه به جايگاه کلي مفهوم « ميل » در علم حرکت از نظر ابن سينا، تبيين وي از حرکت پرتابي را نمي توان تصحيح موردي محسوب کرد؛ ولي نحوه استفاده از مفهوم « ميل » دو گانه است، زيرا ابن سينا ميل قسري را در پرتابه به نسبت عکس وزن جسم مي گيرد، در حالي که همچون ارسطو- در ميل طبيعي- قائل به نسبت مستقيم بين ميل و وزن است. ثانياً: تمايز ميان مفهوم « ميل » ( يا نيروي جنبش ) و « اينرسي »، در آن است که ارسطو بيان به دليل اعتقاد به لزوم وجود نيرو يا قوه اي براي ادامه حرکت جسم، به طرح مفهوم « ميل » روي آوردند؛ در حالي که اصولا طرد اين ذهنيت که حرکت مستلزم نيروست، موجب ارائه مفهوم جديد « اينرسي » شد. به عبارتي، اين تغيير پارادايم، اساساً معناي آن دو مفهوم را نيز تغيير مي دهد. ناگفته نماند که در آثار ارسطو و ابن سينا، قانوني مشابه قانون سوم نيوتن- معروف به قانون عمل و عکس العمل - به چشم نمي خورد.

نتيجه گيري

نگارش مقاله حاضر براساس پذيرش اصل « قياس پذيري طبيعيات ارسطوي و فيزيک نيوتني » صورت گرفته است. گرچه اين دو نوع طبيعت شناسي، در مباني، روش استدلال و نظريه پردازي، و تعريف مفاهيم، با يکديگر تفاوت دارند؛ ولي از آنجا که در بحث حرکت جسم طبيعي، به موضوع واحدي نظر دارند و هدف هر دو نيز شناخت احکام و قوانين حرکت جسم است، قابل مقايسه هستند.
براساس آنچه گذشت، ناکامي فيزيک ارسطويي در شناخت درست حرکات مکاني- و قوانين آن- محصول چند عامل بوده است. به نظر مي رسد که دسته بندي ارسطو از اشياي عالم، و تقسيم اين اشيا به دو دسته طبيعي و غيرطبيعي، اصولاً يک نظام منسجم شناخت حرکت مکاني را از پيش منتفي مي سازد. همچنين، بررسي محتواي قوانين ارسطو در زمينه حرکت، نشان مي دهد که پاشنه آشيل ارسطوييان، در بحث حرکت مکاني، تکيه آنان بر مفهوم مبدأ طبيعي حرکت است. اين فرض، علاوه بر اينکه مانع تحول نظريه فيزيک ارسطويي مي شود. منجر به اين اصل مي گردد که هر متحرک، به همراهي يک محرک نياز دارد. گفتني است که عدم توسل به آزمايش هاي طراحي شده ( و فرض هاي ساده ساز ) و بخصوص آزمايش هاي فکري- که نقش بسيار مهمي در پيشرفت علم جديد داشته اند- موجب شکل گيري نتايجي نادرست شده است؛ مثلاً ارسطو براساس استدلال نظري « خلأ » را غيرممکن دانست و اين قضيه را که « جسم يا ساکن است يا تا ابد به حرکت خود ادامه خواهد داد » از پيش طرد کرد، در حالي که گاليله و نيوتن گرچه به خلأ دسترسي نداشتند، با فرض عدم مقاومت هوا به استنتاج از مشاهدات دست زدند. اصرار بر اصول ارسطو قرن ها ادامه يافت و برخي از پيش فرض هاي نادرست آن، مانع به ثمر رسيدن نظريه هاي ابداعي شد؛ چنان که فرض « عدم امکان خلأ » موجب عدم استقبال از نظريه حرکت ابن باجه گرديد و فرض « نيازمندي هر متحرک به همراهي يک محرک » تبيين درست از حرکت پرتابي را به تأخير انداخت. البته، تغيير نحوه نگرش حاکم بر علم، فرايند ساده اي نيست؛ چنان که نظريه نيوتن حدود دويست سال حکومت کرد و نظريه « نسبيت » انيشتين، که اغلب کمّياب نيوتني را وابسته به ناظر معرفي نمود، بسيار متهورانه بود.
در اين مقاله، نشان داده شد که برخي از تبيين هاي فيزيک ارسطويي، در بحث حرکت، تصحيح موردي هستند و با کل آن نظام ناسازگاري دارند؛ مثلاً استدلال ارسطو در حرکت پرتابه ها با بحثي که وي در مورد مقاومت سيّال داشت ناسازگار است. همچنين، برخي از تبيين ها مبتني بر مفهومي غيردقيق يا دو پهلو هستند؛ مثلا نحوه استفاده ابن سينا از مفهوم « ميل » دو گانه است، زيرا بيان شد که وي ميل قسري را در پرتابه به نسبت عکس وزن جسم مي گيرد، در حالي که همچون ارسطو در ميل طبيعي قائل به نسبت مستقيم بين ميل و وزن است.
ديديم که بعضي از بخش هاي طبيعيات قديم، در باب حرکت مکاني، با قوانين نيوتني حرکت سازگاري دارد؛ از جمله: کليات نظر ارسطو در مورد مقاومت سيال، نظر ابن سينا در مورد محدوديت هاي قانون تناسب حرکات ارسطويي، و اشاره ابن سينا به حرکتي که امروزه حرکت « شتابدار » ناميده مي شود (118) و نيز توجه کلي وي به تاثير شکل متحرک در حرکت متحرک در يک سيال. با اين حال، هر يک از اين موارد به منزله بخش هايي از دو نظام نظري کاملاً متفاوت قلمداد مي شوند و مبتني بر دو نحوه استدلال و استنتاج مغاير با يکديگر هستند. قوانين نيوتن در زمينه حرکت، با تغيير اساسي سنت ارسطويي، به نتيجه رسيد و قضايا و روابط ظاهراً مشابه هر يک از دو سنت ارسطويي و نيوتني، به سختي، در ديگري قابل اندراج است؛ مثلاً تمايز ميان مفهوم « ميل » ( يا نيروي جنبش ) و « اينرسي »، در آن است که ارسطوييان به دليل اعتقاد به لزوم وجود نيرو با قوه اي براي ادامه حرکت جسم، به طرح مفهوم « ميل » روي آوردند؛ در حالي که اصولاً طرد اين ذهنيت که حرکت مستلزم نيروست، موجب ارائه مفهوم جديد « اينرسي » شد.
عبارت « مبدأ حرکت »، در بحث ارسطو در زمينه حرکت و همين طور در فلسفه اسلامي، از جايگاه مهمي برخوردار است؛ از اين رو، تفسير آن يکي از اهداف اين مقاله بود بيان شد که حرکت متحرک مي تواند ناشي از شيئي ديگر باشد، در حالي که حرکت آن طبيعي است؛ يعني مبدأ حرکت در خود شيء است. همچنين، تشريح شد که آنچه مبدأ حرکت شيء است محرک شيء نيست. نظر ارسطو اين است که شيء خود را حرکت نمي دهد، بلکه در خود مبدأ حرکت دارد. اين مبدأ، نه مبدأ حرکت دادن شيئي يا علت حرکت واقع شدن، بلکه مبدأ تحمل حرکت است.
به نظر مي رسد، با توجه به اينکه شکل گيري همه مکاتب بزر فلسفه اسلامي به دوران پيش از ظهور علم جديد باز مي گردد، بررسي تاثير علم جديد در شاکله فلسفه اسلامي ممکن نيست؛ از اين رو، تنها مي توان نظريات فيلسوفان متأخر را به صورت موردي، در برخي موضوعات، به بررسي گذاشت. (119) بررسي بخش هاي تاثيرگزار و نحوه يا ميزان تأثير آنها نياز به تحقيق جداگانه اي دارد، اما اجمالاً مي توان ادعا کرد که فيزيک جديد باعث تحوّل چشمگيري در بحث حرکت مکاني در فلسفه اسلامي نشده و جايگاه کلّي بحث حرکت مکاني ارسطو و نتايج حاصل از آن محفوظ مانده است.

پي‌نوشت‌ها:

1- دانشیار دانشگاه تربیت مدرس، دریافت:88/2/12- پذیرش: 88/4/2
2- دانشجوی دکتری فلسفه علم، پژوهشگاه علوم انسانی و مطالعات فرهنگی
3-Archimedes
4- Heron
5- Walter Roy Laird & Sophie Roux ( eds), Mechanics and Natural Philosophy before the Scientifice Revolution pp. 3-4
6- سيد حسين نصر، نظر متفکران اسلامي درباره طبيعت، ص 251 و 256
7- در اين مقاله، اصطلاح « فيزيک جديد » به فيزيک نيوتني اشاره دارد و در مقابل فيزيک ارسطويي به کار مي رود.
8-Mathematical Principle of Natural Philosophy
9- By nature
10- Innate impulse
11- Aristotle, Physics, Translated by R.p Hardie and R. K. Gaye.2.1
گفتني است که در اين ارجاع و ارجاعات بعدي به فيزيک ارسطو، از ميان دو عدد ذکر شده، اولي بيانگر شماره کتاب و دومي بيانگر شماره بخش موردنظر است.
12- Ibid, 2.2
13-Ibid, 2.7
14- Syllogism
15-ابن سينا، فنّ سماع طبيعي از طبيعيات شفا، ص 34 و 35
16- همان، ص 42
17- سيد حسين نصر، نظر متفکران اسلامي درباره طبيعت، ص 360-361
18- W. R. laird & S. Roux (eds) Mechanics and Natural Philosophy, p. 21.8
19- Pierre Maurice Marie Duhem
20- T. Horowitz & G. J. Massey (eds) Thought Experiments in Science and Philosophy, p. 43
21- W. R. Laird & S. Roux (eds) Mechanics and Natural Philosophy, p. 10
22- Pisan Dialogue.
23- سيد حسين نصر، « دستاوردهاي ابن سينا در حوزه علم و خدمات او به فلسفه آن »، ترجمه فاطمه سوادي، تاريخ علم، ش 5، ص 11
24- Isaac Newton, The Mathematical principles of Natural Philosophy, p. 160
25- Uniformity of nature
26- Aristotle, Physics, 31.
27- Ibid
28- Ibid. 3.3
29- Locomotion
30- Ibid, 4.1
31- Ibid, 3.4
32- " It is such that we can always take a part outside what has been already taken"
33- Aristotle, Physics, 3.6 & 3.7
34- ابن سينا، فنّ سماع طبيعي از طبيعيات شفا، ص 310.
35-Potential
36- Roy Lisker, Barrier Theory, Finitism & Intuitionism in Physics, p. 2
37- Calculus of infinitesimals
38- Aristotle, Physics, 4. 4
39- Ibid, 4.1
40- Elementary natural bodies
41- Ibid
42- The innermost motionless boundary of what contains
43- Aristotle, Physics.
44- Ibid, 4.5
45- Ibid, 4.2
46- ابن سينا، فنّ سماع طبيعي از طبيعيات شفا، ص 113
47- همان، ص 114-123
48- همان، ص 137. عبارت ابن سينا چنين است: « هو السطح الذي هو نهاية الجسم الحاوي. » بر اين اساس، مکان جسم « الف » عبارت است از: سطح خارجي جسم « ب »، که در حال ملاقات با « الف » بر آن ( يعني الف ) احاطه دارد.
49- همان، ص 137 و 138
50- Sensible Objects
51- Similar and immovable.
52- equal solids
53-Isaac Newton, The Mathematical Principles of Natural Philosophy p. Scholium. III
54-در نسبيت، مفاهيم « فضا » و « زمان » تغيير مي کنند و مفهوم يکپارچه اي با عنوان «فضا - زمان » مطرح مي گردد.
55- Aristotle, Physics, 4. 9
56- ابن سينا، فن سماع طبيعي از طبيعيات، ص 134-136
57- Aristotle, Physics, 4. 8
ناگفته نماند که يکي ديگر از دلايل ارسطو، در بخش « مقاومت سيّال » بيان خواهد شد.
58-Robert Boyle.
59- Isaac Newton, The Mathematical Principles of Natural Philosophy, p. General Scholium.
60- در نظريه ميدان کوانتمي، حالت پايه را حالت خلأ مي نامند؛ به طوري که فرض مي شود اين حالت شامل ذرّه فيزيکي نيست و انرژي آن صفر است. البته، خلأ کوانتمي به معناي فضاي مطلقاً خالي نيست، بلکه ذرّات و امواج در آن به وجود مي آيند و از بين مي روند. همچنين، فضاي خالي از شيء- طبق نظريه «نسبيت » انيشتين- معناي خود را از دست مي دهد؛ زيرا اصولاً چنين نيست که اشياي فيزيکي « در فضا » باشند، بلکه اشيا « به صورت فضايي » گسترش مي يابند. ( ر.ک:
Albert Einstein, Relativity and the Problem of Space. )
61-" Number of Movement in respect of the before and after".
62- Aristotle, Physics, 4.11
63- Ibid, 4.14
64- ابن سينا اين قيد را افزوده است تا تعريف وي از « زمان » تعريفي دوري نگردد؛ چرا که اگر تقدم و تأخّر حرکت برحسب زمان لحاظ شود، مفهوم زمان در تعريف آن اخذ خواهد شد ( ابن سينا، فنّ سماع طبيعي از طبيعيات شفا، ص 201 ).
65- Now
66- Aristotle, Physics, 4.11
67- Ibid,4.14
68-Duration
69- Motion of motion
70- Aristotle, Physics, 5.2
71- ابن سينا، فنّ سماع طبيعي از طبيعيات شفا، ص 130
72- Aristotle, Physics, 8.4
73-Ibid, 7.2
74- Violent.
75- Ibid, 8.4
76-Ibid
77- " The Source of motion-Not of moving something or of causung motion, but of suffering it" (Ibid(
78-Ibid
79- به اعتقاد ارسطو، اگر اشياي غيرزنده مي توانستند خويش را حرکت دهند، بايد مي توانستند حرکت خويش را نيز متوقف يا در جهت خلاف حرکت خويش حرکت کنند؛ مثلاً آتش بايد مي توانست خود را به سمت پايين حرکت دهد! دليل رفتن سبک و سنگين به موقعيت هاي مناسبشان اين است که آنها گرايشي طبيعي به سمت مکاني معين دارند و اساساً ماهيت سبکي و سنگيني همين است؛ سبکي با گرايش به بالا معين مي شود و سنگيني با گرايش به پايين. فعليت سبکي، در شيء سبک، بودن در بالاست؛ از اين رو، اگر شيء سبک در موقعيت پايين باشد، معلوم است چيزي مانع آن شده است. وقتي که آتش يا خاک توسط چيزي حرکت داده مي شود، اگر اين حرکت در خلاف جهتي باشد که طبيعت آن اقتضا دارد، حرکت قسري است؛ اما اگر حرکت آتش يا خاک به واسطه چيزي باشد که آن را سبک يا سنگين کرده است يا توسط چيزي باشد که مانعي را برطرف کرده است، در هر دو حال، قوه شيء فعليتي مناسب طبيعتش پيدا مي کند و حرکت طبيعي شمرده مي شود (Ibid).
80- مرتضي مطهري، حرکت و زمان در فلسفه اسلامي، ج1، ص 122 و 181
81- ابن سينا معتقد است که صورت، جسم را که کل است حرکت مي دهد و حرکت صورت هم بالعرض است ( ر.ک: ابن سينا، فنّ سماع طبيعي از طبيعيات شفا، ص 416 و 417).
82- همان.
83- همان، ص 380 و 381.
84- همان، ص 30
85- اگر ابن سينا مي توانست جسمي مثل خاک را بدون زمين- چنان که آهن را بدون آهن ربا- تصور کند، مي بايست معتقد مي شد که خاک، قوه اي دارد که در نزديکي زمين فعليت مي يابد و اگر زمين نبود، خاک چنين حرکتي نداشت. طبيعت سنگيني خاک، به علت قرارگيري در مجاورت زمين است که فعليت مي يابد. بدين ترتيب، نظريه وي مي توانست به نتايج قابل قبولي در باب ثقل منتهي شود.
86-Isaac Newton, The Mathematical Principles of Natural Philosophy, p. Axioms or Laws of Motion, Law. I.
87- Inertia
88- شهيد مطهري معتقد به چنين رأيي است. وي نظر قدما به ويژه ابن سينا را با قانون حرکت گاليله و نيوتن مقايسه مي کند و نظر ابن سينا را با قانون « اينرسي » قابل جمع مي داند. مباحث مزبور در بخش هاي ذيل از آثار وي آمده است: پاورقي مقاله « ضرورت و امکان »، در: اصول فلسفه و روش رئاليسم، غرر دوم (بحث از غايت) از فريده هفتم، در: شرح منظومه، و نيز در بحث سئوال اول فلسفي ابوريحان از بوعلي در مقالات فلسفي.
88- Aristotle, Physics.7.5
90- همان طور که در متن مقاله گفته شد، اين جايگزيني ها با تسامح صورت مي گيرد. پيشنهاد شده است که به جاي واژه هاي Velocity يا Speed، از کلمه Rapidity استفاده شود که به کلمه يوناني نزديک تر است و درمعناي امروزي آن، بيشتر کيفي است تا کمّي. ( ر.ک:
W. R. Laird & S. Roux (eds.) Mechanics and Natural Philosophy.
91- Isaac Newton, The Mathematical Principles of Natural Philosophy, p. Axioms or Laws of Motion Law II.
92-در فيزيک جديد، گرچه ادامه حرکت نياز به نيرو ندارد؛ ولي آغاز حرکت جسم، که تغيير سرعت از صفر ( سکون ) به سرعتي غيرصفر است، مستلزم نيرويي است که زمان اثر آن بسيار کوتاه است و « ضربه » ناميده مي شود.
93- در فيزيک، کميت هايي همچون سرعت و شتاب را «کمّيت هاي برداري » مي نامند. هر کميت برداري، علاوه بر اندازه، جهت معيني نيز دارد. از اين رو، با تغيير هر يک از مقدار يا جهت سرعت و شتاب، مي گوييم که اين کميت ها تغيير کرده اند؛ همچنين، عدم تغيير اين کميت ها به معناي ثابت ماندن هر دوي مقدار و جهت آنهاست.
94- Aristotle, Physics, 7.8
95- در ادامه، به نظريه ابن سينا در خصوص پرتابه ها خواهيم پرداخت. ابن سينا، فن سماع طبيعي از طبيعيات شفا، ص 331-333
96-Aristotle, Physics.4.8
97- Fluid dynamics
98- Viscosity
99- Walter Roy Laird & Sophie Roux (eds), Machanics and Natural Philosophy before the Scientific Revolution, p.53.
100- Jorge J. E. Gracia & Timothy B. Noone, A Companion to Philosophy in the Middle Ages, p. 173
101- ابن سينا، فن سماع طبيعي از طبيعيات شفا، ص 166 و 167
102- impulse
103- Proper Place
104- Aristotle, Physics.4,8
105- John Philoponus
106- ابن سينا، فن سماع طبيعي از طبيعيات شفا، ص 325
107- ملاصدرا پس از نقل نظر ابن سينا در باب « ميل » در حرکت قسري، مي گويد: درست است که بر اثر وارد شدن ضربه به جسم، ميل و کششي در جسم پيدا مي شود، اما منشأ مستقيم اين ميل و کشش چيست؟ آيا ضربه خارجي مستقيماً اين ميل را ايجاد مي کند يا تاثيرضربه تاثيري غير مستقيم است ( يعني تاثير ضربه، بر روي آن چيزي است که طبيعت يا صورت نوعيه جسم ناميده يم شود و آن را که طبيعتي جوهري است، تبديل به طبيعت ديگري مي کند؛ در واقع، تاثير مستقيم ضربه اين است که طبيعت جوهري مقسور را تبديل به طبيعت ثانوي مي گرداند )؟ اگر طبيعت جوهري مقسور تغيير نکند، چنين امکاني نيست: طبيعت اصلي، اگر متحوّل نشود، خود مانع است؛ هر چند عايقي در کار نباشد ( مرتضي مطهري، مقالات فلسفي، ص 80 ) ابن سينا، فن سماع طبيعي در طبيعيات شفا، ص 325
108- همان، ص 369-375
109- همان، ص 326
110- همان، ص 314 و 315
111- Inclination
112- Impetus
113- Jean Buridan
114- ابن سينا بياني بسيار نزديک به مفهوم « اينرسي » دارد: «... ممانعتي که از جسم ديده مي شود به واسطه اين نيست که جسم است، بلکه به واسطه آن امري است که در او خواهان است که در مکان يا وضع خود باقي بماند ...) (ابن سينا، فن سماع طبيعي از طبيعيات شفا، ص 397)
115-Thomas Samuel Kuhn.
116- Thomas S. Kuhn, The Structure of Scienific Revolutions p. 119
117- Ad. hoc
118- متحرک هاي طبيعي، هر چه پيشتر مي روند، حرکتشان تندتر مي شود، اين حرکت در دو نيمه مسافت با هم تفاوت دارد.
119- علامه طباطبائي و شهيد مطهري در موضوعاتي که به طبيعيات مربوط بوده، نظر علم جديد را ملاک قرار داده اند و در موضوعاتي که ماهيت فلسفي داشته، اصولاً علم روز را دخيل يا شايسته ورود ندانسته اند. اما در موارد بينابيني که اساساً مشکل آفرين بوده اند، علّامه طباطبائي کمتر به جزئيات پرداخته و با فرض صحت نظر علم جديد، چنان بحث کرده است که خدشه اي به نتيجه فلسفي وارد نشود؛ وي عملاً همچون شقّ قبلي با موضوع برخورد کرده است. شهيد مطهري در اين گونه موارد، جنبه هاي مختلف نظريه علمي را مورد توجه قرار داده و گاهي رد نظريه فلسفي را پذيرفته است. اما در آنجا که بحث فلسفي مقدمه نتايج الهياتي بوده است، شهيد مطهري حسّاسيت بيشتري نشان داده است ( مثل برهان محرک اول )

منابع تحقيق:
- ابن سينا، فن سماع طبيعي از طبيعيات شفا، قم، کتابخانه آيت الله مرعشي نجفي، 1405 ق
-مطهري، مرتضي، حرکت و زمان در فلسفه اسلامي، تهران، حکمت، 1379، ج1
-مطهري، مرتضي، مقالات فلسفي، تهران، صدرا، 1374
-نصر، سيد حسين، « دستاوردهاي ابن سينا در حوزه علم و خدمات او به فلسفه آن »، ترجمه فاطمه سوادي، تاريخ علم، ش 5، بهار و تابستان 1385، 12-1
- نصر، سيد حسين، نظر متفکران اسلامي درباره طبيعت، تهران، خوارزمي، 1359
-Aristotle, Physics, Translated by R.p Hardie and gaye, 2007.
-Einstein, Albert, Relativity and the Problem of Problem of Space, 1952, (English translation Published, 1954)
-Gracia, Jorge J. E. Noone. Timothy B. A Companion to Philosophy in the Middle Ages, Blackwell Publishing, 2005.
-Horowitz, t. & Massey G.J. (eds) Thought Experiments in Science and Philosophy, Rowman & Littlefield, Savage. 1991.
-Kuhn, Thomas S. The Structure of Scientific Revolutions. 1970
-Laird, Walter Roy & Roux, Sophie (eds) Mechanics and Natural philosophy before the Scientific Revolution. Springer 2008
-Lisker, Roy, Barrier Theory, Finitism & Intuitionism in Physics, Philsci Archive 1996, 1-30(http:// philsci-archive. putt.edu/archive/0001306)
-Newton, Issc, The Mathematical Principles of Natural, 1729, Dawsons of pall Mall, 1968:(http://trotsky.org/reference/subject/philosophy/works/en/newton. htm)
* دانشيار دانشگاه تربيت مدرس. دريافت: 88/2/12- پذيرش: 88/4/2
** دانشجوي دکتري فلسفه علم، پژوهشگاه علوم انساني و مطالعات فرهنگي.
منبع مقاله :
معرفت فلسفي، سال ششم، شماره سوم، بهار 1388، 173-211،