اسطرلاب دستگاه کوچکی است که برای تعیین بعضی مشخصات زمان ومکان آسمان به کار می‌رود. به فارسی «جام‌جم» نامیده می‌شده ولی به تدریج کلمه یونانی اسطرلاب برای آن متداول شده است. اسطرلاب رایج و معمولی صفحه‌ای مدور از جنس برنز یا برنج یا آهن و فولاد یا تخته است که به طرز بسیار دقیق، ظریف و مستحکمی ساخته شده است و برای مطالعات و محاسبات نجومی از قبیل پیدا کردن ارتفاع و زاویه آفتاب، محل ستارگان و سیارات و منطقه البروج و به دست آوردن طول و عرض جغرافیایی در تمام مدت شبانه روز و فصول مختلف سال و همچنین برای به‌دست آوردن ارتفاع کوه‌ها و پهنای رودخانه‌ها و دیگر عوارض طبیعی زمین و تعیین ساعات طلوع و غروب یکایک ستارگان، ثوابت و سیاراتی که نام آنها بر شبکه اسطرلاب نقش بسته و برای محاسبه ساعات طلوع و غروب آفتاب (و تعیین ساعات نماز در دوره بعد از اسلام) به کار گرفته می‌شده است.
اسطرلاب را ایرانیان مسلمان، جام جم یا جام جهان‌نما یا آینه جم می‌خواندند. قدیمی‌ترین کتاب جامع به زبان پارسی دری درباره اسطرلاب و ستاره شناسی، کتاب «روضه المنجمین» نام دارد که آن‌را «شهمردان» فرزند ابی‌الخیر رازی در سده پنجم هجری تألیف کرده است.
تاریخچه اسطرلاب
این دستگاه که گاه آن را کهن‌ترین ابزار علمی جهان می‌خوانند، احتمالاً در سده ۳ ق.م در یونان ساخته شده است. در حقیقت در دوران شکوفایی دانش ستاره‌شناسی یونانیان، دو دستگاه اندازه‌گیری متفاوت یکی به نام اسطرلاب حلقوی و دیگری به نام اسطرلاب مسطح مورد استفاده بوده است. آنچه بطلمیوس در «مجسطی» با عنوان اسطرلاب از آن سخن می‌گوید، همان نوع حلقوی اسطرلاب است که بعدها در جهان اسلام «ذات‌الحلق» نامیده شد و برخی نیز آن را اسطرلاب «ذات الحلق» نامیدند. گفته می‌شود ابرخس (پس از ۱۲۷ق. م) دگرگونی‌هایی در این ابزار به وجود آورده و احتمالاً بطلمیوس (سده ۲م) نیز به ابتکار خویش اجزایی بدان افزوده است و آن را برای اندازه‌گیری تفاوت طول نجومی ماه و خورشید و نیز تعیین موضع هر ستاره نسبت به دایره البروج، یعنی طول و عرض نجومی آن مورد استفاده قرار می‌داده است.
درباره سرچشمه بابلی اسطرلاب نیز سخنانی گفته شده و در این زمینه شواهدی از قبیل الواح سفالین مشابه اسطرلاب مسطح - که در ویرانه‌های بابل به دست آمده و شامل خطوط و دوایر و نقش چند ستاره است- و نیز قرائنی مانند آگاهی‌های پراکنده پیرامون گستره پژوهش‌های نجومی دانشمندان بابلی ارائه شده است. این نیز روشن است که یونانیان در زمینه ستاره‌شناسی از بابلیان درس‌های بسیار آموخته‌اند اما به اعتقاد پژوهشگران تاریخ نجوم، این شواهد و قرائن برای اثبات اختراع اسطرلاب در بابل و آشور و انتقال بعدی آن به یونان کفایت نمی‌کند.
همچنین سخنانی که درباره دستگاهی به نام عنکبوت، ساخته اویدوکسوس (سده ۴ق.م) یا آپولونیوس (سده ۳ق.م) به عنوان یکی از مراحل ابتدایی‌تر اسطرلاب گفته شده از واقعیت بسیار دور است و آن دستگاه در حقیقت نوعی ساعت آفتابی بوده است.
آنچه در منابع اسلامی درباره ساختن اسطرلاب و کاربرد آن در دوران باستان آمده با افسانه آمیخته است. در شماری از این مآخذ، اختراع این ابزار را گاه به فرزند هرمس حکیم و گاه به فرزند ادریس پیغمبر - که گویا لاب نام داشته است - نسبت می‌دهند و با بیان یک وجه اشتقاق عامیانه واژه اسطرلاب را برگرفته از نام او می‌شمارند. گفتنی است که خوارزمی اینگونه توجیهات را سخیف شمرده است.
درباره معنی واژه اسطرلاب گذشته از روایات افسانه‌وار در منابع اسلامی به چند روایت که به مفهوم اصل یونانی واژه بسیار نزدیک است، برمی‌خوریم؛ حمزه اصفهانی ترکیب ستارهیاب را نقل کرده و اسطرلاب را معرب آن شمرده است. در موارد دیگری با تصریح به اصل یونانی این واژه، آن را به غلط ترازوی ستارگان یا ترازوی آفتاب، آینه ستارگان و همانند آنها ترجمه کرده‌اند. ممکن است ترکیب ستارهیاب نیز ابتکار ستاره‌شناسان ایرانی و مستقل از واژه یونانی بوده باشد.
اسطرلاب در آغاز به شکل کره ساخته می‌شد. در جهان اسلام نیز به رغم آشنایی با اسطرلاب مسطح، نخست به اسطرلاب کروی توجه بیشتری نشان داده شد. از جابر بن سنان (سده ۳ق) به عنوان نخستین سازنده اسطرلاب کروی در جهان اسلام یاد می‌شود. فضل بن حاتم نیریزی (سده ۳ق) نیز طی رساله‌ای درباره اسطرلاب کروی از مزایای آن بر اسطرلاب مسطح یاد کرده است. گفته می‌شود که بطلمیوس مبتکر اسطرلاب مسطح بوده است. در این زمینه نیز افسانه‌هایی نقل کرده‌اند. طرح و ساخت این نوع اسطرلاب مستلزم آشنایی با ترسیم تصویر فضای سه بعدی بر صفحه مسطح است که ابرخس و بطلمیوس به خوبی از آن آگاهی داشتند. ابن ندیم، ابیون بطریق را مبتکر اسطرلاب مسطح می‌شمارد. سهولت حمل و نقل اسطرلاب مسطح به زودی مزایای اسطرلاب کروی را در سایه نهاد، در نتیجه اسطرلاب مسطح همه جا متداول شد.
در اواخر سده ۵م. فن ساختن و کاربرد اسطرلاب در بیزانس به اوج خود رسید و پس از وقفه‌ای تا سده‌های میانه ادامه یافت. از این دوران تنها یک اسطرلاب در دست است که در ۱۰۶۲م. در آسیای صغیر ساخته شده و نوشته‌های روی آن به زبان یونانی است. از جهان اسلام اسطرلاب‌های قدیمی‌‌تری بر جای مانده است.
در سده ۲ق ۸م فرهنگ نوپای اسلامی در شهر حران، واقع در جنوب آناتولی کنونی با اسطرلاب آشنایی یافت و اخترشناسان جهان اسلام به ساختن این ابزار و استفاده از آن پرداختند. طی یکهزار سال بعد، منجمان مسلمان هزاران اسطرلاب ساختند و صدها رساله درباره آن نوشتند و دانشمندانی مانند ابراهیم بن حبیب (5 م)، ابن حبش، علی بن عیسی اسطرلابی، فضل بن حاتم نیریزی و جابربن سنان در این فن تبحر یافتند.
بعدها در سده ۶ق/۱۲م شرف‌الدین مظفر طوسی منجم، اسطرلابی به‌شکل خط‌کش ساخت که اسطرلاب خطی یا عصای طوسی نامیده شد، اما به علت آنکه کار چندانی از آن برنمی‌آمد کاربرد گسترده‌ای نیافت؛ با این همه در تاریخ نجوم این نوع اسطرلاب موضوع بحث‌ها و گفت‌وگوهای بسیاری بوده است. شماری اندک از اسطرلاب‌هایی که تاکنون باقی مانده‌اند مربوط به دوران شکوفایی دانش نجوم در جهان اسلام، یعنی سده‌های ۳-۹ق/ ۹- ۱۵م و شماری بیشتر مربوط به سده‌های بعد است. نوآوری‌های عمده در ساخت اسطرلاب طی همین دوران صورت گرفته است، چنانکه برخی گفته‌اند: اخترشناسان جهان اسلام در همین سده‌ها دانش نجوم را به چنان اوجی رساندند که تا قرن‌ها پس از آن برای دانشمندان هیچ ملتی دست یافتنی نبود.
در سده ۷ق/۱۳م اسطرلاب در سراسر جهان اسلام از هندوستان تا اسپانیا شناخته شده و مورد استفاده بود. در سده ۹ق/۱۵م اسطرلاب از راه اسپانیا - و شاید نیز در عین حال از طریق سیسیل - به اروپا راه یافت؛ گر چه به نظر می‌رسد آشنایی برخی از دانشمندان اروپایی که از راه ونیز با دانش‌های شرقی آشنا شده بودند کمی زودتر صورت گرفته باشد. در همین دوران همراه با ترجمه رساله‌هایی درباره اسطرلاب به زبان‌های اروپایی برخی اصطلاحات نجومی عربی مانند سمت الرأس و سمت القدم، گاه با تحریف و تغییر شکل بسیار به صورت آزیموت، زنیت و ندیر به واژگان اخترشناسی غرب افزوده شد. از آن پس در مغرب زمین نیز ساختن اسطرلاب و بهره‌گیری از نوآوری‌های ستاره‌شناسان جهان اسلام رواج یافت. در اینجا نیز تفاوتی چشمگیر میان منجمان مسلمان و اروپایی دیده می‌شود.
در حالی که مسلمانان پس از آشنایی با اسطرلاب طی چند دهه به اوجی حیرت‌انگیز در هنر اسطرلاب‌سازی دست یافته و اسطرلاب‌هایی استادانه ساخته بودند، اروپاییان برای رسیدن به همان نتایج به زمانی طولانی در مقیاس چند سده نیاز یافتند.
با آغاز دوران نوین، اسطرلاب از انحصار دانشمندان و خواص اهل فن بیرون آمد و بسیاری از مردم برای تعیین وقت از آن استفاده می‌کردند. این ابزار همچنین در سفرهای دراز دریایی برای تعیین موقعیت کشتی مورد استفاده بود. پس از رواج یافتن تئودولیت (زاویه‌یاب) و دوربین نجومی از اهمیت اسطرلاب کاسته شد. در دوران ما افراد بسیار اندکی از مبانی علمی این دستگاه آگاهی دارند. با این همه اسطرلاب به عنوان یک ابزار آموزشی، ارزشی را که در سده‌های میانه و دوران رنسانس برای آموزش اصول ستاره‌شناسی داشت از دست نداده است. همچنین گروهی از علاقه‌مندان به ابزارهای نجومی، انجمن بین‌المللی اسطرلاب را بنیاد نهاده‌اند و کسان بسیاری نیز مجموعه اسطرلاب گردآوری می‌کنند.
انواع اسطرلاب
اسطرلاب مسطح مدور به علت سهولت حمل و سهولت کاربرد به زودی در میان ستاره شناسان تداول یافت. اما نوآوری‌های ستاره‌شناسان مسلمان در طرح اسطرلاب و از جمله در تصویر منطقه البروج و دوایر ارتفاع و خط مشرق و مغرب به ساخت انواع گوناگونی از اسطرلاب مسطح انجامید که شمار آنها از ۲۰ افزون است. اسطرلاب‌های آسی، طبلی (مُطبّل)، سرطانی (مسرطن)، مُبطخ، حلزونی، ثوری، جاموسی، شقایقی، سفرجلی، زورقی و صلیبی از این جمله‌اند. به طوری که از منابع برمی‌آید این نام‌گذاری‌ها در ۹ مورد نخست به‌شکل منطقه البروج در صفحه عنکبوت مربوط می‌شود؛ یعنی منطقه البروج در این اسطرلاب‌ها، به ترتیب به شکل‌های برگ مورد، طبل، خرچنگ، خربزه، حلزون، سر گاو، سر گاومیش، برگ شقایق و گلابی است.
از این میان، اسطرلاب‌های طبلی، سرطانی، ثوری، جاموسی، شقایقی و زورقی بدون آنکه تغییری در ساختمان آنها لازم آید برای هر دو نیمکره به کار می‌رفته‌اند و در آنها میان شمالی و جنوبی تفاوتی نبوده. چنانکه در شرح ساختمان اسطرلاب دیدیم اسطرلاب‌هایی که برای رصد ستارگان و اندازه‌گیری مختصات آنها از نیمکره جنوبی لازم است، با اسطرلاب‌هایی که در نیمکره شمالی به کار می‌روند تفاوت‌هایی در ساختمان عنکبوت و صفحه‌ها، شامل جا به‌‌جایی در مدارهای رأس السرطان و رأس‌الجدی و نیز در تصویر دوایر ارتفاع (مقنطرات) دارند؛ در حالی که در اسطرلاب‌های یاد شده این تفاوت‌ها از میان برداشته شده است. درمورد اسطرلاب زورقی که به ابتکار ابوسعید سجزی ساخته شده است، یک ویژگی مهم دیگر نیز جلب توجه می‌کند. بیرونی که خود نمونه‌ای از این اسطرلاب را دیده است پس از ستایش آن و سازنده‌اش می‌گوید: «این اسطرلاب برپایه اعتقاد برخی اهل نظر که حرکت کلی مرئی را از آن زمین و از غرب به شرق می‌دانند، ساخته شده است». وی می‌افزاید: «هندسه‌دانان و فلک‌شناسان در رد این نظر سخنی ندارند و استدلال در نقض این اعتقاد موکول به فلاسفه طبیعی است». این ظاهراً نخستین کاربرد نظریه حرکت وضعی زمین در میان اخترشناسان مسلمان است. مراکشی ۳ قرن پس از سجزی و دو قرن پس از بیرونی این نظر را با قاطعیت رد می‌کند و به ابن سینا و رازی استناد می‌ورزد.
متأسفانه چون از انواع یاد شده نمونه‌ای باقی نمانده است هیچ‌گونه داوری علمی درباره آنها ممکن نیست.
کاربردهای اسطرلاب
ایرانیان در ابتدا از اسطرلاب برای محاسبات نجومی استفاده می‌کردند. آنها به تدریج در تجهیز و تکمیل آن کوشیدند. بدین ترتیب علاوه بر آنکه فاصله خورشید با زمین و ماه و دیگر ستارگان را به وسیله اسطرلاب تعیین کردند، توانستند از این وسیله چندکاره در موارد زیر هم استفاده کنند: تعیین ساعات شب و روز، اندازه‌گیری ارتفاعات کوه‌ها و عمق دریاها، تعیین طول نصف‌النهار و مدارها و خط استوا، تعیین قبله و وقت صبح و ظهر و شب، معین کردن درجات پهنا و درازی زمین، تعیین مسیر ستارگان، شناخت اثرات اجرام آسمانی بر‌کردار و اندیشه آدمیان.
به وسیله اسطرلاب زمان حرکت خورشید را در ۳۶۵ روز و یک چهارم روز (یک سال) معین کرده و شروع و پایان اعتدال بهاری و زمستانی را مشخص می‌کردند. آنان خوب و بد زندگی انسان‌ها را از تاثیر برج‌های دوازده‌گانه بر ستارگان اعلام می‌کردند. مثلا هرگاه ضمن محاسبات نجومی زهره و مشتری در کنار هم قرار می‌گرفتند آن را برای تاج گذاری، مسافرت، بازرگانی، درختکاری و ازدواج مبارک و فرخنده می‌دانستند.
اسطرلاب بیش از ۳۰۰ کاربرد دارد که به برخی از کاربردهای نجومی آن در زیر اشاره شده‌است:
- نمایش آسمان در لحظه دلخواه
- محاسبه زمان طلوع و غروب اجرام آسمانی در زمان دلخواه
- اندازه‌گیری فواصل و ارتفاعات با روش‌های هندسی و مثلثاتی
- محاسبه مکان اجرام آسمانی در آسمان
- تعیین زمان از طریق مشاهده اجرام آسمانی
- تعیین طول روز و شب
یکی دیگر از کاربردهای اسطرلاب در زمان‌های گذشته طالع بینی بوده‌است. قدیمیان اعتقاد داشتند که صورت فلکی‌ای که در لحظه تولد هر کس در حال طلوع است، صورت فلکی طالع آن فرد است. آنها برای هر یک از آن صورت فلکی‌ها خصوصیاتی را در نظر گرفته بودند که همان خصوصیات فرد بودند. اما آنها فقط از صورت فلکی‌های دایره البروجی برای این کار استفاده می‌کردند که این صورت فلکی‌ها در اسطرلاب نشان داده شدند و به کمک اسطرلاب به راحتی می‌توان صورت فلکی طالع هر فرد را با دانستن موقعیت خورشید در آن لحظه، مشخص کرد.
اسطرلاب‌های به جا مانده
از اسطرلاب‌های قدیم یونان نمونه‌ای به جا نمانده است اما مسلمانان پس از آشنایی با این ابزار هزاران اسطرلاب ساختند که از آن میان شاید در حدود ۸۰۰ نمونه باقی مانده باشد. شمار اندکی از این رقم مربوط به دوران شکوفایی دانش نجوم در جهان اسلام و بقیه مربوط به سده‌های بعد، یعنی دورانی است که هیچ‌گونه نوآوری قابل ذکری در کار نبوده است. در حقیقت چنانکه گفته شد، جهان اسلام طی همان دوران به چنان اوجی در این فن دست یافته بود که تا قرن‌ها پس از آن برای دانشمندان هیچ ملتی دست‌یافتنی نبود. در مجموع، اسطرلاب‌هایی که در ایران یا به دست صنعتگران ایرانی ساخته شده در دقت هندسی و زیبایی بسیار برتر از اسطرلاب‌های ساخت دیگر اقوام تشخیص داده شده‌اند. دقت و صحت اسطرلاب‌های ساخت ایرانیان بیشتر از آن‌روست که این اسطرلاب‌ها به دست خود اخترشناسان ایرانی یا زیر نظر ایشان ساخته می‌شده‌اند.
برپایه یکی از گزارش‌ها، از مجموع ۱۶۵ اسطرلاب کهن مربوط به مشرق زمین که با دقت مورد بررسی قرار گرفته‌اند، ۶۵ نمونه ساخت ایرانیان، ۲۷ نمونه ساخت مسلمانان هندوستان، ۸ نمونه ساخت هندوان، ۲۱ نمونه ساخت عرب‌ها (یعنی مصریان، سوریان و عراقیان) و ۴۲ نمونه ساخت صنعتگران اسپانیا و مسلمانان شمال آفریقا و دو نمونه ساخت یهودیان است. به طوری که ملاحظه می‌شود در این فهرست ایرانیان در رأس قرار دارند. بیشتر آنچه از اسطرلاب‌های کهن باقی مانده است در موزه‌های بزرگ اروپا بویژه در انگلستان، اسپانیا و ایتالیا نگهداری می‌شود.
مورلی بر آن است که کهن‌ترین اسطرلاب موجود ساخت احمد بن خلف مروزی است و در ۲۹۳ق/۹۰۶م برای مقتدر، خلیفه عباسی ساخته شده است، اما درکل تاریخ ساخت آن‌را ۳۳۹ق/۹۵۰م می‌داند و آ.داسکیو بر آن است که این اسطرلاب در سده ۱۲ یا ۱۳م. از روی یک نمونه قدیمی ساخته شده است.
احتمالاً کهن‌ترین اسطرلابی که تاکنون باقی مانده در ۳۷۴ق/۹۸۴م به دست دو برادر اصفهانی به نام‌های احمد و محمد بن ابراهیم در اصفهان ساخته شده است. این اسطرلاب که به رغم کهنگی، مهارت سازندگانش را به خوبی نشان می‌دهد در موزه اشمولین آکسفورد نگهداری می‌شود. اینک از چند اسطرلاب دیگر نیز که جالب توجه شمرده شده‌اند، یاد می‌شود:
1- اسطرلاب محمد بن ابی‌القاسم بن برکان، ساخته شده در ۴۹۶ق/ ۱۱۰۳م. این اسطرلاب در موزه تاریخ علم در فلورانس نگهداری می‌شود.
2- اسطرلاب حامد بن محمود اصفهانی، ساخته شده در ۵۴۷ق/ ۱۱۵۲م. این نمونه نیز در موزه تاریخ علم در فلورانس نگهداری می‌شود.
3- یک اسطرلاب قدیمی که تاریخ ساخت آن معلوم نیست، ساخته شده در اندلس است که در نورنبرگ نگهداری می‌شود.
4- اسطرلاب محمد بن سهلی که در ۴۸۳ق/۱۰۹۰م در والنسیا ساخته‌شده و اکنون در مؤسسه اسمیتسون واشنگتن نگهداری می‌شود.
5- اسطرلاب احمد بن کمال که ظاهراً کهن‌ترین اسطرلابی است که در دارالاثار العربیه بغداد نگهداری می‌شود. تاریخ ساخت آن معلوم نیست ولی از نوشته‌های آن که به خط کوفی است چنین می‌نماید که در سده ۴ق. ساخته شده است.
تألیفات در زمینه اسطرلاب
آگاهی از آثاری که پیش از اسلام درباره اسطرلاب نوشته شده، بسیار اندک است. بطلمیوس در کتاب پنجم مجسطی بخش کوتاهی با عنوان «درباره ساختمان اسطرلاب» آورده است که چنانکه گفتیم، در حقیقت به ذات‌الحلق مربوط می‌شود. اما در منابع اسلامی کتابی مستقل درباره اسطرلاب نیز به وی نسبت داده شده که مورد توجه مؤلفان کتاب‌های تاریخ علم قرار گرفته است. این نسخه بر جا نمانده است، اما ترجمه‌های لاتین و عبری کتابی درباره اسطرلاب در دست است که بطلمیوس مؤلف آن شمرده می‌شود.
در منابع عربی همچنین از ابیون بطریق که شاید اندکی پیش از اسلام می‌زیسته، به‌عنوان مؤلف رساله‌ای در اسطرلاب به‌زبان یونانی و نیز نخستین کسی که اسطرلاب مسطح ساخته است، یاد می‌شود.گفته می‌شود که رساله وی شامل ۱۵۷ باب بوده و ثابت بن قره آن‌را به عربی درآورده است.
از مجموعه شواهد چنین برمی‌آید که پیش از آشنایی مسلمانان با اسطرلاب، شمار اخترشناسانی که به پژوهش و تألیف درباره این ابزار اهتمام می‌ورزیده‌اند چندان زیاد نبوده و در نتیجه رسائل چندانی هم در این زمینه نوشته نشده است، در حالی که طی دوران شکوفایی دانش نجوم در سرزمین‌های اسلامی صدها رساله درباره اسطرلاب تألیف شد. شمار آنچه از این رساله‌ها به جا مانده متجاوز از 200 اثر است که بیشتر آنها نیز مورد بررسی قرار نگرفته‌اند.
کهن‌ترین رساله‌ای که در جهان اسلام درباره اسطرلاب نوشته شده، الجامع فی الاسطرلاب علماً و عملاً نام دارد و به جابر بن حیان منسوب است. ابن مشاط سرقسطی (سده ۵ق/۱۱م) این رساله را که گویا شامل هزار مسأله بوده در قاهره دیده و آن‌را بی‌همانند یافته است
منابع:
دایره المعارف بزرگ اسلامی
ویکیپدیا
سایت جام‌جمشید