دوک و ریل شیب‌دار

موزه ما در خانه شما >دوک و ریل شیب‌دار

تاریخ انتشار: ۶ اردیبهشت۱۴۰۰

 

«بدایت حرکت و آنچه از او چاره نباشد تا حرکت میسر گردد که آن به منزلۀ زاد و راحله است در حرکت ظاهر» (خواجه نصیرالدین محمد طوسی، اوصاف الاشراف)

«بدان که درستی و راستی اعمال به درستی سه چیز است: ۱- خط‌کش، ۲- پرگار، ۳- گونیا.» (الواوفاء محمد بن محمد البوزجانی، هندسۀ ایرانی کتاب تجارت)

دوک و ریل شیب‌دار یا آنطور که در ابتدا نامیده می‌شد، «پارادوکس مکانیکی[۱]»[۲]، آزمایشی است که گفته می‌شود حرکتی عجیب را نمایش می‌دهد، آزمایشی که «در آن جسمی سنگین به کمک وزنش از شیبی رو به بالا، بالا می‌رود». جولیان هَویل، ریاضی‌دان و معلم ریاضیات انگلیسی، در وبلاگ دانشگاه کمبریج شرح می‌دهد که آگهی کتابی را یافته، از  ویلیام لیبورن، که در آن آمده «[این کتاب] منتشر شده است تا جان‌هایی خردمند خلق شوند، و این جان‌ها ترغیب شوند تا در علوم والا، هچون آنچه در اینجا آمده، مطالعه و مداقه کنند. و از دنبال‌کردن رذائلی دور بمانند که جوانان (در این زمانه) اینچنین بدان تمایل یافته‌اند».[۳]

پنداشت لیبورن در آگهی تبلیغاتی کتاب این است که جوانان با جذب‌شدن به «علوم والا»، سرگرمی تازه‌ای پیدا می‌کنند و «لذت و سود» علم، آن‌ها را از ارتکاب به گناه یا جرم بازمی‌دارد. این شکاف مهمی در تاریخ است که ضرورتاً با لوبورن آغاز نمی‌شود، اما نمود روشنی از آن را می‌توان در همین آگهی یافت. این شکاف علم را، به معنای علوم دقیقهً یا علوم طبیعی، از دیگر دانش‌ها، به ویژه اخلاق، جدا و حوزه‌هایی کاملاً مرزبندی‌شده برای هر کدام تعریف می‌کند. البته بخشی از این شکاف ناشی از ضرورتی تاریخی است: با گسترش و پیشرفت علوم، دیگر خبری از انسان دانشمند، به معنای کسی که همۀ علوم زمان خود را می‌داند، نیست و هر کس مجبور می‌شود به حوزه‌های محدودی از علم اکتفا کند. اما سویۀ دیگری نیز هست: با این استدلال که علوم پیشرفت کرده‌اند، مردم عادی دعوت به سکوت می‌شوند، چون دربارۀ علمی خاص اطلاعات کافی ندارند.

در قرن هفتم البته اینچنین نبود. کتاب اوصاف الاشراف نوشتۀ خواجه نصیرالدین طوسی، هر چند کتابی است در زمینۀ اخلاق، اما با یک اصل فیزیکی و مکانیکی آغاز می‌شود که در ابتدای این متن آورده‌ایم. برای خواجه نصیرالدین طوسی جهان انسان، هر جنبه‌ای از آن از جمله اخلاقیات، نمی‌توانست از قاعده‌ای پیروی کند که در جهان فیزیکی و طبیعی وجود ندارد، یعنی وحدانیتی در جهان هست که هم امور انسانی و هم امور طبیعی را هدایت می‌کند. بنابراین، آنچه علم باید کشف کند همین قواعد است و برای این کار باید از روش علمی استفاده کرد؛ روشی علمی که «درستی و راستی» را تضمین می‌کند.

اکنون، کاردستی دوک و ریل شیب‌دار را بسازید و با به‌یاد‌داشتن پندهای بوزجانی (بهره‌بردن از ابزارهای سنجش) و قاعدۀ حرکت طوسی (هر حرکتی نیازمند نیرویی است) تلاش کنید پدیده‌ای را که می‌بینید توضیح دهید.

آیا می‌توانید دلیل جهت حرکت دوک را توضیح دهید؟ (می‌توانید در اینجا ببینید که چطور دوک با بالا رفتن از سطح ریل، به زمین نزدیک‌تر می‌شود)

آیا می‌توانید توضیح دهید چه چیز در قاعدۀ حرکت طوسی اشتباه است؟

 

[۱] A Mechanical Paradox or, a New and Diverting Experiment Whereby a Heavy Body Shall by its own Weight move up a Sloping Ascent

نمونه‌ای قدیمی از این اثر با نام پارادوکس مکانیکی در موزۀ تاریخ علم موزۀ گالیله در فلورانس ایتالیا نگهداری می‌شود. این اثر در موزۀ ملی علوم و فناوری ایران بازسازی شده است.

[۲] نگاه کنید به کتاب لذت و سود نوشتۀ ویلیام لیبورن، بازیابی از آدرس زیر:

https://archive.org/details/pleasurewithpro00saulgoog/page/n156/mode/2up

[۳] نگاه کنید به مقالۀ سرباززدن از گرانش: دوک و ریل شیبدار، نوشتۀ جولیان هویل، بازیابی از آدرس زیر:

https://plus.maths.org/content/defying-gravity-uphill-roller

   الگوهای ساخت دوک و ریل شیب‌دار اینجاست.

برای دسترسی به اطلاعات علمی بیشتر اینجا کلیک کنید.