زمینه پیدایش فیزیک کلاسیک
مقدمه
هنگامیکه اروپا در ظلمت جهل و بی خبری بسر می برد، دانشمندان اسلامی و در راس آنان اندیشمندان ایرانی اندوخته های علمی یونانیان را جمع آوری و حراست کردند و با دانش و اندیشه های ایرانیان باستان درآمیختند. تعاریف و اصول هندسه ی اقلیدسی توسط ایرانیان مورد بررسی و نقد قرار گرفت. مثلثات کروی توسط فضلای ایرانی ابداع و دستگاه اعداد با کشفیات هندیان تکمیل و بوسیله ی بازرگانان به اروپا برده شد. از قرن یازدهم میلادی به بعد بعضی از کشیشان به جامه ی طلاب مسلمان در می آمدند و کتبی را که با دقت محافظت می شد با خود به غرب می بردند و ترجمه می کردند

در قرن شانزدهم دستگاه خورشید مرکزی منظومه شمسی تدوین و مسیر حرکت سیارات با دقت رصد شد. در نتیجه تقدس دایره ها در هم شکسته شد و مدار بیضوی حرکت سیارات مورد قبول واقع شد. روش استقرایی توانی نو یافت و به مقابله با قیاس برخاست و مسیر جدیدی برای اندیشه های علمی بوجود آمد
آزمایش کردن قباحت خود را از دست داد و اجسام از بلندی رها شدند تا زمان سقوط آنها بطور تجربی بررسی شود. قوانین سقوط آزاد اجسام به کل جهان تعمیم داده شد شد و قانون جهانی گرانش کشف گردید. علت حرکت سیارات به دور خورشید صورت بندی شد. اختراع و تکمیل تلسکوپ انسان را با دنیایی رو به رو ساخت که قبل از آن هرگز تصورش نمی رفت. آنگاه ناچیزی زمین در مقابل کاینات به اثبات رسید
استفاده از نماد گرایی در ریاضیات آغاز و هندسه تحلیلی به عنوان ابزاری قدرتمند برای تجسم و تکمیل کشفیات حساب دیفرانسیل و انتگرال به کار گرفته شد. ماهیت فیزیکی نور با آزمایش مورد سئوال قرار گرفت. در نتیجه نظریه ی دانه ای و نظریه ی موجی بودن نور برای توجیه آن ابداع شد. عنصر پنجم ارسطوئی اتر بیش از پیش بکار گرفته شد. اما این بار نه به عنوان یک عنصر، بلکه به عنوان زمینه ای برای انتشار نور و توجیه حرکت نور در فضا و انتقال نیروی گرانش و تصور می شد که کالبد فضا از اتر انباشته شده است

۱-۲
عصر تاریکی و دوره ی انتقال اول
با سقوط امپراطوری روم در اواسط قرن پنجم میلادی تمدن در اروپای غربی به سطح بسیار پائینی رسید. تعلیم و تربیت تقریباً از بین رفت و تنها راهبان دیرهای کاتولیک و معدودی افراد غیر روحانی با فرهنگ و دانش یونانی و لاتینی رشته ی باریکی داشتند
در این دوران دانش باستان توسط دانشمندان اسلامی محفوظ ماند، دانشمندان اسلامی

ضمن آنکه دانش یونانی را حفظ کردند، اندوخته های علمی ایران باستان، چین و هند را را نیز جمع آوری نموده، خود نیز به باروری آن کوشیدند. خلفای بغداد به حامیان علم بدل گشتند و فضلای برجسته ای را به دربار خود فراخواندند. آثار هندی و یونانی از جمله آثار برهمگویت، و اصول اقلیدسی و مجسطی به عربی ترجمه شد. کتب یونانی به عنوان یکی از شرایط صلح، از امپرا

طور بیزانس مصادره شد و در اختیار فضلای عرب زبان قرار گرفت. در این عصر فضلای زیادی به نوشتن آثاری در زمینه ریاضیات و نجوم پرداختند که مشهورترین آنها محمد ابن موسی الخوارزمی بود. خوارزمی رساله ای در جبر و کتابی در باره ارقام هندی نوشت که بعدها در قرن دوازدهم به لاتین ترجمه شد و تاثیر زیادی در اروپا گذاشت. ابوالوفا بوزجانی کتب بطلمیوس را ترجمه و تشزیح کرد و شرحی بر کتاب دیوفانتس نوشت. اصیل ترین و بدیع ترین اثر جبری حل معادله درجه

سوم توسط خیام بوجود آمد. وی اصلاحیه دقیقی نیز برای تقویم انجام داد
خواجه نصیرالدین طوسی اولین اثر در باب مثلثات مسطحه و کروی را نوشت و کار پیشتر خیام را با شرح و تصیحیحاتی منتشر کرد که ساکری کارش را در هندسه نااقلیدسی با یاد داشتی از نوشته های نصیرالدین در باب توازی شروع کرد. نوشته های خواجه نصیرالدین توسط جان والیس در آکسفورد تدریس شد
ابن هیثم که در غرب به الهازن شناخته می شود، بزرگترین فیزیکدان مسلمان شناخته شده است. وی رساله ای در نور نوشت و ذره بین را کشف کرد. به نسبت زاویه تابش و زاویه انکسار پی برد و اصول تاریکخانه را شرح داد و در مورد قسمتهای مختلف چشم بحث کرد. رساله ی نور ابن هیثم نفوذ زیادی در اروپا گذاشت. کارهای وی توسط کمال الدین فارسی پیگیری شد
در مورد نجوم تنها کافیست گفته شود که بسیاری از نامها و واژه های امروزی در نجوم ریشه عربی دارند. بتدریج آثار علمی ایرانیان تنها زینت بخش کتاب خانه گردید و هنگامیکه شرق در حال به خواب رفتن علمی و غفلت بود، غرب در حال بیدار شدن بود. اوضاع علمی سایر کشورهای اسلامی و هندوستان و چین هم از ایران بهتر نبود، بلکه بدتر بود

فیزیک در ایران
كشور ما نسبت ديرينه اي در نجوم دارد. قديمي ترين متن ايران پيش از اسلام، اوستا كتاب ديني زرتشتيان است كه متاسفانه فقط يك پنجم آن باقي مانده است. در اين متن به كروي بودن زمين اشاره شده است كه اين يك ردپاي نجومي از ايران باستان است. همچنين در متن هاي ديني زرتشتي مربوط به دوره ساساني به نام صورت هاي فلكي، ستاره ها و سيارات اشاره شده است.
مورد ديگر نجوم ايران پيش از اسلام مربوط به قرن اول ميلادي يعني ۶ قرن پيش از ظهور اسلام است.در قرن اول ميلادي عده اي از فعالان (رهبران ديني كه هم رهبر بودن و هم دانشمند) به علتي نامعلوم و زمان اشكانيان از سيستان به هند مهاجرت كردند و دانش و فرهنگ ايراني را با خود به اين كشور بردند و آن را با فرهنگ و دانش هندي آميخته كردند. گفته مي شود اين افراد همچنين در هند باقي مانده اند و تمايز نژادي خود را حفظ كرده اند. در هر حال اين مسلم است كه تقويم ايراني كه اين افراد به هند بردند كه در آن شروع سال اول بهار است و هنوز در هند مورد استفاده قرار می گیرد. البته آنها عملا از تقويم اروپايي استفاده مي كنند اما تقويم رسمي در قانون اساسي اين كشور همان تقويم ايراني است. از کتب قدیمی ایران كتاب نجومي باقي نمانده است غير يك اثر مهم به نام ذيج شهرياران. ذيج به معني كتابچه نجومي است كه لغت قديمي فارسي است. اين كتاب در زمان بهرام گور و توسط پادشاهان ساساني تاليف شده است كه يك

قرن بعد در زمان انوشيروان تصميم گرفتند اين كتاب را كامل تر كنند كه به دستور انوشيروان كتاب هاي نجوم يونان و هند خوانده شد و مقايسه كردند و گفتندكه كتاب هاي نجوم هندي دقيق تر است در نتيجه يك ويرايش جديدي از ذيج شهريار براساس متن هاي هندي فراهم كردند. بعضي از منجمان اسلامي مثل ابوريحان بيروني و خوارزمي مطالبي از اين كتاب را در كتاب هاي خود آورده اند.

دارد كه در آن روش مدرج كردن ساعت هاي آفتابي را از كتاب ذيج شهريار نقل كرده است. همچنين در يكي از نوشته هاي ديني زرتشتي يك آيين مقدسي ذكر شده است كه گفتند اين آيين بايد زماني انجام شود كه ماه، ستاره ها، سياره ها و خورشيد در يك موقعيت ويژه كه در رسانه ذكر شده است، باشد. در عين حال، در نوشته هايي كه به زبان پهلوي است براي محاسبه موقعيت ماه، خورشيد، ستاره ها و سياره ها گفته شده است كه بايد محاسبه آنها براساس يك ذيج (كتابچه نجومي) باشد و آنجايي كه از منابع ساساني نام برده از ذيج هندي، ذيج شهرياران و ذيج بطلميوس نام برده است به اين ترتيب مشخص مي شود كه در زمان ساسانيان، ايراني ها با نجوم يونان باستان كه خيلي پيشرفته بود آشنا بوده اند كه شاخص تر اثر آن كتاب نجومي يونان باستان است كه بعدها به عربي ترجمه شد. ولي اين عقيده هم وجود دارد كه اولين ترجمه آن از يك ترجمه فارسي قديمي گرفته شده است. نجوم ايران باستان از نجوم دوره يونان باستان تاثير گرفته و بر نجوم دوره اسلامي اثر گذاشت و نجوم اين دوره هم بعدها بر تكامل نجوم در اروپا تاثير گذاشت. بعد از اسلام يكي دو قرن صرف كشمكش و تثبيت حكومت جديد در ايران شد. در اين دوره يا هيچ اثري بوجود نيامد و يا اگر به وجود آمد باقي نماند. اما بعد از آن از قرن سوم تا قرن ۷ و ۸ هجري شكوفايي بسياري در كشورهاي اسلامي به خصوص در ايران به وجود آمد و دانشمندان دستاوردهاي زيادي به وجود آوردند كه به دوره طلايي اسلامي شهرت يافت.
خيام غياث الدين ابوالفتح، عمر بن ابراهيم خيام (خيامی) در سال ۴۳۹ هجری (۱۰۴۸ ميلادی) در شهر نيشابور و در زمانی به دنيا آمد که ترکان سلجوقی بر خراسان، ناحيه ای وسيع در شرق ايران، تسلط داشتند. وی در زادگاه خويش به آموختن علم پرداخت و نزد عالمان و استادان برجسته آن شهر از جمله امام موفق نيشابوری علوم زمانه خويش را فراگرفت و چنانکه گفته اند بسيار جوان بود که در فلسفه و رياضيات تبحر يافت. خيام در سال ۴۶۱ هجری به قصد سمرقند، نيشابور را ترک کرد و در آنجا تحت حمايت ابوطاهر عبدالرحمن بن احمد , قاضی القضات سمرقند اثر برجسته خود را در جبر تأليف کرد.
خيام سپس به اصفهان رفت و مدت ۱۸ سال در آنجا اقامت گزيد و با حمايت ملک شاه سلجوقی و وزيرش نظام الملک، به همراه جمعی از دانشمندان و رياضيدانان معروف زمانه خود، در رصد خانه ای که به دستور ملکشاه تأسيس شده بود، به انجام تحقيقات نجومی پرداخت. حاصل اين تحقيقات اصلاح تقويم رايج در آن زمان و تنظيم تقويم جلالی (لقب سلطان ملکشاه سلجوقی) بود.
در تقويم جلالی، سال شمسی تقريباً برابر با ۳۶۵ روز و ۵ ساعت و ۴۸ دقيقه و ۴۵ ثانيه است. سال دوازده ماه دارد ۶ ماه نخست هر ماه ۳۱ روز و ۵ ماه بعد هر ماه ۳۰ روز و ماه آخر ۲۹ روز است. هر چهار سال، يکسال را کبيسه می خوانند که ماه آخر آن ۳۰ روز است و آن سال ۳۶۶ روز می شود در تقويم جلالی هر پنج هزار سال يک روز اختلاف زمان وجود دارد در صورتيکه در تقويم گريگوری هر ده هزار سال سه روز اشتباه دارد.
دستاوردهای علمی خيام برای جامعه بشری متعدد و بسيار درخور توجه بوده است. وی برای نخستين بار در تاريخ رياضی به نحو تحسين برانگيزی معادله های درجه اول تا سوم را دسته بندی کرد، و سپس با استفاده از ترسيمات هندسی مبتنی بر مقاطع مخروطی توانست برای تمامی آنها راه حلی کلی ارائه کند. وی برای معادله های درجه دوم هم از راه حلی هندسی و هم از راه حل عددی استفاده کرد، اما برای معادلات درجه سوم تنها ترسيمات هندسی را به کار برد؛ و بدين ترتيب توانست برای اغلب آنها راه حلی بيابد و در مواردی امکان وجود دو جواب را بررسی کند. اشکال کار در اين بود که به دليل تعريف نشدن اعداد منفی در آن زمان، خيام به جوابهای منفی معادله توجه نمی کرد و به سادگی از کنار امکان وجود سه جواب برای معادله درجه سوم رد می شد. با اين همه تقريبا چهار قرن قبل از دکارت توانست به يکی از مهمترين دستاوردهای بشری در تاريخ جبر بلکه علوم دست يابد و راه حلی را که دکارت بعدها (به صورت کاملتر) بيان کرد، پيش نهد.
خيام همچنين توانست با موفقيت تعريف عدد را به عنوان کميتی پيوسته به دست دهد و در واقع برای نخستين بار عدد مثبت حقيقی را تعريف کند و سرانجام به اين حکم برسد که هيچ کميتی، مرکب از جزء های تقسيم ناپذير نيست و از نظر رياضی، می توان هر مقداری را به بی نهايت بخش تقسيم کرد. همچنين خيام ضمن جستجوی راهی برای اثبات “اصل توازی” (اصل پنجم مقاله

اول اصول اقليدس) در کتاب شرح اصول مشکل آفرين کتاب اقليدس، مبتکر مفهوم عميقی در هندسه شد. در تلاش برای اثبات اين اصل، خيام گزاره هايی را بيان کرد که کاملا مطابق گزاره هايی بود که چند قرن بعد توسط واليس و ساکری رياضيدانان اروپايی بيان شد و راه را برای ظهور هندسه های نااقليدسی در قرن نوزدهم هموار کرد. بسياری را عقيده بر اين است که مثلث حسابی پاسکال را بايد مثلث حسابی خيام ناميد و برخی پا را از اين هم فراتر گذاشتند و معتقدند، دو جمله ای نيوتن را بايد دو جمله ای خيام ناميد. البته گفته می شود بيشتر از اين دستور نيوتن و قانون تشکيل ضريب بسط دو جمله ای را جمشيد کاشانی و نصيرالدين توسی ضمن بررسی قانون های مربوط به ريشه گرفتن از عددها آورده اند.
استعداد شگرف خيام سبب شد که وی در زمينه های ديگری از دانش بشری نيز دستاوردهايی داشته باشد. از وی رساله های کوتاهی در زمينه هايی چون مکانيک، هيدرواستاتيک، هواشناسی، نظريه موسيقی و غيره نيز بر جای مانده است. اخيراً نيز تحقيقاتی در مورد فعاليت خيام در زمينه هندسه تزئينی انجام شده است که ارتباط او را با ساخت گنبد شمالی مسجد جامع اصفهان تأئيد می کند.
اما گذشته از همه اينها، بيشترين شهرت خيام در طی دو قرن اخير در جهان به دليل رباعيات اوست که نخستين بار توسط فيتزجرالد به انگليسی ترجمه و در دسترس جهانيان قرار گرفت و نام او را در رديف چهار شاعر بزرگ جهان يعنی هومر، شکسپير، دانته و گوته قرار داد.
خواجه نصيرالدين محمد بن حسن جهرودي طوسي مشهور به خواجه نصيرالدين طوسي از اهالي جهرود از توابع قم بوده است كه در تاريخ ۱۵ جمادي الاول سال ۵۹۷ هجري قمري ولادت يافته است. او به تحصيل دانش، علاقه زيادي داشت و از دوران جواني در علوم رياضي و نجوم و حكمت سرآمد شد و از دانشمندان معروف زمان خود گرديد.
خواجه نصيرالدين طوسي ستاره درخشاني بود كه در افق تاريك مغول درخشيد و در هر شهري پا گذارد آنجا را به نور حكمت و دانش و اخلاق روشن ساخته و در آن دوره تاريك و در آن عصري كه شمشير تاتار و مغول خاندانهاي كوچك و يا بزرگ را از هم پاشيده و جهاني از حملات مغولها به

وحشت فرو رفته و همه در گوشه و كنار منزوي و يا فراري مي شدند و بازار كسادي دانش و جوانمردي و مروت مي بود و فساد حكمفرما. وجود و بروز چنين دانشمندي مايه اعجاب و اعجاز است.
تاسيس رصدخانه مراغه و انجام نخستين فعاليت علمي، پژوهشي و آموزشي در اين موسسه از مهم ترين اقدامات اين دانشمند است. رصدخانه مراغه به عنوان بزرگ ترين مركز پژوهشي نجومي در زمان خود مطرح بوده است و امروز نيز علاوه بر ثبت در كتب، جزوات و اسناد ملي و بين المللي هر ساله صدها محقق نجوم در داخل و خارج از كشور را به خود جذب مي كند.

همچنين خواجه نصيرالدين طوسي با انجام نخستين كار علمي و آموزشي در رصدخانه بين المللي مراغه پس از گذشت ۷۵۰ سال از زمان فعاليت هاي علمي دراين مركز پيشتاز نجوم در دنياي قديم است. رصدخانه مراغه در سال ۶۵۷ هجري قمري به دستور هلاكوخان و به همت دانشمند ايراني خواجه نصيرالدين طوسي ساخته شد كه ساخت آن ۱۵ سال به طول انجاميد. در اين رصدخانه اسباب و آلات نجومي بسياري متمركز شده بود كه متاسفانه اين مجموعه بعد از سال ۷۰۳ هجري قمري بر اثر زلزله و بي توجهي حكام رو به ويراني گذاشت.
گفته مي شود كتابخانه آن داراي چهار هزار جلد كتاب بوده است كه از بغداد به اين رصدخانه انتقال يافته بود. رصدخانه كهن مراغه بنابر اسناد معتبر الهام بخش تولد رصدخانه هاي سمرقند در تاجيكستان اوجين در هندوستان، فندو در بنارس اورانين برگ در دانمارك و رصدخانه شانگهاي چين بوده است.

بیداری غرب و دوره ی انتقال دوم
ارتباط غربیان با جوامع اسلامی بویژه از طریق بازرگانان موجب توجه آنان آثار علمی اندیشمندان اسلامی شد. در این دوره مسير برعكسي آغاز شد بدين ترتيب كه چون بسياري از آثار نجومي يونان باستان از بين رفته بود و فقط ترجمه عربي آن باقي مانده بود به لاتين ترجمه شدند. در اين دوره بود كه تعداد زيادي از اصطلاحات عربي به زبان هاي اروپايي راه پيدا كرد.
در حدود سال ۹۵۰ میلادی ژربر متولد شد، وی در مدارس مسلمانان اسپانیا درس خواند و در مراجعت ارقام عدد نویسی عربی را با خود به اروپای مسیحی برد. ژربر مورد سوء ظن معاصرانش قرار گرفت و متهم شد که روح خود را به شیطان فروخته است. با این حال ژربر به تدریج در کلیسا ترقی کرد و سرانجام در سال ۹۹۹ به مقام پاپی انتخاب شد. بدین ترتیب ورود آثار کلاسیک علوم یونانی و اسلامی به اروپای غربی شروع شد

در حدود ۱۱۲۰ میلادی یک راهب انگلیسی به نام آدلارد باثی که در اسپانیا درس خوانده بود، خود را در جامه یک طلبه در آورد و به گنجی از دانش که شدیداً مورد حفاظت بود دست رسی پیدا کرد. وی اصول اقلیدس و جداول خاورزمی را به لاتین ترجمه کرد. قرن دوازدهم میلادی به قرن ترجمه آثار و فرهنگ و دانش اسلامی بدل گشت. کوشاترین مترجم این عصر گراردوی کرمونایی بود که بالغ بر ۹۰ اثر عربی را به لاتین ترجمه کرد. مجسطی، اصول اقلیدس و جبر خوارزمی از آن جمله بودن

د
در حدود سال ۱۲۵۰ میلادی، اکوایناس اساس استدلال و منطق ارسطو را بکار برد. وی بر اساس اصول ارسطویی سیستم تومیسم
Tomism