کتاب تاریخ مختصر علم

از آن جا که چینی ها باور داشتند زمین سن زیادی دارد، مشکلی نداشتند که فسیل ها را بازمانده های سخت شده گیاهان و جانورانی بدانند که دیرزمانی در گذشته زندگی می کرده اند. سنگ ها طبق چیزهایی مثل سختی و رنگ دسته بندی می شدند. یشم به خصوص بسیار قیمتی بود و پیشه ورانِ هنرمند از قطعه های یشم مجسمه های زیبایی درمی آوردند. زمین لرزه در چین شایع بود، ولی هیچ کس توضیحی در این باره نداشت که چرا اتفاق می افتد. بااین حال، در قرن دوم میلادی مرد بسیار فرهیخته ای به نام ژانگ هِنگ از وزنه آویخته ای، که موقع تکان خوردن زمین نوسان می کرد، برای ثبت لرزه های زمین استفاده کرد. این اولین نسخه ابتدایی از چیزی است که ما آن را لرزه نگار می نامیم: همان ماشینی که خطی راست رسم می کند تا آن که در زمان لرزیدن زمین شروع می کند به بالاوپایین رفتن و جنبیدن.
مغناطیس کاربرد عملی داشت. چینی ها بلد بودند آهن را مغناطیسی کنند؛ به این ترتیب که ابتدا آهن را تا دمای بالا حرارت می دادند و سپس آن را در راستای شمال ـ جنوب قرار می دادند و می گذاشتند سرد شود. در چین، خیلی پیش تر از آن که در غرب اصلاً بدانند قطب نما چیست از آن هم برای جهت یابی و هم برای پیش گویی استفاده می کردند. قطب نماها معمولاً «خیس» بودند، یعنی سوزنی مغناطیسی را در کاسه آبی شناور می کردند تا قطب نما درست شود. ما معمولاً می گوییم که سوزنِ قطب نما جهت شمال را نشان می دهد، اما چینی ها جنوب را جهت اصلی در نظر می گرفتند. (البته قطب نمای ما نیز جهت جنوب را ــ که در انتهای سوزن است ــ نشان می دهد.)
چینی ها شیمیدانانی ماهر نیز بودند. بسیاری از بهترین شیمیدان های چینی تائویست بودند، یعنی اعضای گروهی مذهبی بودند که از لائو تسه، که بین قرن ششم و چهارم پیش از میلاد زندگی می کرد، پیروی می کردند (تائو یعنی «راه» یا «مسیر»). دیگران یا پیرو کنفسیوس بودند یا از بودا تبعیت می کردند. فلسفه این رهبران دینی بر رفتار و نگرش های پیروانش تاثیر می گذاشت که به سوی مطالعه عالم کشیده شوند. مذهب همیشه بر چگونگی نگاه مردم به پیرامونشان اثر گذاشته است.
دانش چینی ها برای زمان خودشان بسیار پیچیده و پیشرفته بود. برای نمونه، آن ها می توانستند الکل و سایر مواد را تقطیر کنند و می توانستند مس را از محلول استخراج کنند. آن ها با ترکیب زغال چوب، گوگرد، و نیترات پتاسیم باروت را ساختند. این اولین ماده منفجره و سکوی پرش به سوی ابداع اسلحه و اسباب های آتش بازی بود. می توان گفت که باروت نشان دهنده یین و یانگ در دنیای شیمی است: باروت از همان قرن دهم میلادی هم در نمایش های باشکوه آتش بازی در دربار به کار می رفت و هم در توپ ها و تفنگ های جبهه های جنگ در شرق. به طور قطع و یقین معلوم نیست که دستور ساخت این ماده قدرتمند چگونه به اروپا رسید، اما توصیفی از آن در ۱۲۸۰ میلادی در اروپا موجود است. باروت باعث شد تا جنگ ها رفته رفته مرگبارتر شوند.
چینی ها کیمیاگر نیز داشتند، یعنی کسانی که در جست وجوی «اکسیر حیات» بودند: اکسیرِ حیات ماده ای بود که بنا بود طول عمر انسان را زیاد کند یا حتی او را جاویدان سازد. (در فصل ۹ درباره کیمیاگری بیشتر توضیح داده می شود.) آن ها نتوانستند این ماده را بیابند و راستش را بخواهید اگر چند امپراتور این «درمان های» سمی و آزمایشی را امتحان نمی کردند عمر طولانی تری می داشتند. بااین حال، طی جست وجو به دنبال این ماده جادویی داروهایی پیدا شدند که می توانستند برای درمان بسیاری از بیماری های معمولی به کار بروند. پزشکان چینی، مانند پزشکان اروپایی، از عصاره گیاهان برای درمان بیماری ها استفاده می کردند، ولی ترکیباتی از گوگرد، جیوه، و سایر مواد را نیز به کار می بردند. از گیاه درمنه برای مداوای تب استفاده می کردند؛ عصاره آن را می گرفتند و در نقاط خاصی روی پوست می سوزاندند تا به جریانِ «شیره های حیاتی» کمک شود. نسخه و روش آن اخیراً در کتابی، که حدود ۱۸۰۰ سال پیش درباره داروها نوشته شد، کشف شده است. با آزمایش این دارو در آزمایشگاه های مدرن امروزی، معلوم شده است که برای مقابله با مالاریا، که امروزه یکی از عوامل مرگبار اصلی در کشورهای حاره ای به شمار می رود، مثمر ثمر است. تب بالا یکی از علایم مالاریاست.
نوشتن کتاب های طبی از همان اوایل قرن دوم پیش از میلاد در چین شروع شد و طب باستانی چینی تا به امروز هم در سرتاسر دنیا به حیات خود ادامه داده است. طب سوزنی، که مستلزم فرو کردن سوزن در نواحی خاصی از پوست است، به طور گسترده برای درمان بیماری، برای مقابله با اضطراب، و برای تسکین درد به کار گرفته می شد. طب سوزنی بر این پایه استوار بود که بدن مجموعه ای مجرا دارد که انرژی چی از طریق آن ها جریان می یابد، بنابراین متخصصِ طب سوزنی از سوزن ها برای تحریک یا باز کردن این مجراها استفاده می کرد. گاهی اوقات برای جلوگیری از درد، علاوه بر فرو کردن سوزن در بدن بیمار، جراحی هم انجام می دادند. دانشمندان چینی امروزی درست مثل همکارانشان در غرب کار می کنند، اما طب سنتی چین هنوز هم پیروان زیادی در سرتاسر دنیا دارد.
طب سنتی هند، که آیورودا نامیده می شود، نیز چنین است و بر اساس کارهایی است که از دویست سال پیش از میلاد تا ششصد سال پس از میلاد با همین نام به زبان باستانی سانسکریت نوشته شده اند. آیورودا یاد می دهد که شاره هایی با نام دوشا در بدن وجود دارد. سه نوع از این شاره ها وجود دارد: واتا که خشک، سرد، و سبک است؛ پیتا که گرم، ترش، و تند است؛ و کافا که سرد، سنگین، و شیرین است. این دوشاها برای کارکرد مناسب بدن لازم اند و وقتی یکی یا چند تا از آن ها کم یا زیاد شود، یا وقتی به جای اشتباهی بروند، بیماری اتفاق می افتد. طبیب هندی برای آن که علت بیماری را دریابد پوست بیمار را بررسی می کرد و نبض او را اندازه می گرفت. دارو، ماساژ، و رژیم های غذایی خاص می توانستند توازن را برقرار سازند. طبیبان هندی از شیره خشخاش، که داروی تریاک را به دست می دهد، برای تسکین و برطرف کردن درد بیمارانشان استفاده می کردند.
سوشروتا(۶) یکی دیگر از آثار طبی در هند باستان بود که روی جراحی تاکید داشت. بعضی از عمل های جراحی که در آن توصیف شده اند برای آن دوره باستان به طرز درخور توجهی ظریف و حساس هستند. برای نمونه، وقتی بیمار گرفتار آب مروارید می شد (کدر شدن عدسی چشم که باعث تاری دید می شود)، جراح سوزنی را به آرامی به کره چشم فرومی کرد و آب مروارید را به کناری می کشید. جراحان هندی از پوست ورآمده یا آویخته خود بیمار برای ترمیم بینی های آسیب دیده استفاده می کردند؛ این احتمالاً اولین نمونه ها از چیزی است که امروزه جراحی پلاستیک نامیده می شود.
طبیبان هندو از طب آیورودایی استفاده می کردند. وقتی در حدود سال ۱۵۹۰ مسلمانان نیز در هندوستان ساکن شدند، تفکرات پزشکی خودشان را، که بر اساس طب یونان باستان و تفسیرهای طبیبان اسلامی از آن طب بود، با خود به همراه آوردند. این طب، که یونانی نامیده می شد، دوش به دوش نظام آیورودایی توسعه پیدا کرد. این دو نظامِ طبی تا امروز در کنار پزشکی ای که همه با آن آشنا هستیم ــ یعنی پزشکی غربی ــ ادامه پیدا کرده اند. هند سنت های علمی خودش را داشت. در هند، رصدکنندگان آسمان با کمک گرفتن از کارهای بطلمیوس، منجم یونانی، و بعضی از کارهای علمی از چین، که مبلغان مذهبی بودایی هندی از آن جا آورده بودند، معنای کائنات، ستارگان، خورشید، و ماه را درک می کردند. در شهر اوجائین رصدخانه ای بود که یکی از قدیمی ترین دانشمندان هندی که اسمش را نیز می دانیم، واراهامیهیرا(۷) (۵۰۵ پیش از میلاد)، در آن جا کار می کرد. او کارهای نجومی قدیمی را گرد آورد و مشاهدات و رصدهای خود را به آن ها افزود. مدت ها بعد، در قرن شانزدهم، رصدخانه هایی در دهلی و جیپور ساخته شدند. تقویم هندی بسیار دقیق بود و هندی ها، درست مثل چینی ها، باور داشتند که زمین بسیار کهن سال است. یکی از چرخه های نجومی آن ها ۴ میلیون و ۳۲۰ هزار سال طول می کشید. هندی ها نیز به دنبال اکسیری بودند تا عمر طولانی را میسر سازند. آن ها همچنین در جست وجوی راهی برای خلق طلا از فلزات معمولی بودند. اما ریاضیات مهم ترین خدمتی بود که هند به علم کرد.
ما از هند، و از طریق خاورمیانه، اعدادی را که «عربی» می نامیم به دست آورده ایم، یعنی همان عددهای آشنای ۱، ۲، ۳، و... مفهوم «صفر» نیز از هند آمده است. ریاضیات هندی، علاوه بر اعدادی که هنوز هم از آن ها استفاده می کنیم، مفهومِ اساسی «جای ارقام» را نیز به ما هدیه داد. مثلاً عدد ۱۷۰ را در نظر بگیرید. در این عدد، «۱» برابر است با ۱۰۰ و در مقام «صدگان» نشسته است؛ «۷» مساوی است با ۷۰، که در مقام «دهگان» قرار گرفته است؛ و صفر هم در مقام «یکان» جای دارد. این امر به قدری برای ما طبیعی است که حتی به آن فکر هم نمی کنیم، اما اگر محل قرارگیری ارقام را نداشتیم، نوشتن اعداد بزرگ بسیار پیچیده می شد. براهماگوپتا(۸) مشهورترین ریاضیدان هندی دوران باستان بود که در قرن هفتم می زیست و نحوه محاسبه حجم منشورها و سایر اشکال را به دست آورد. او اولین کسی بود که به عدد صفر اشاره کرد. او می دانست که هر چیزی که در صفر ضرب شود صفر می شود. نزدیک به پانصد سال دیگر طول کشید تا ریاضیدان هندی دیگری به نام بهاسکارا(۹) (زاده ۱۱۱۵ میلادی) نشان داد هر چیزی که بر صفر تقسیم شود بی نهایت می شود. بدون این مفاهیم توضیحات ریاضی معاصرِ دنیا غیرممکن می شد.
نظام طبِ سنتی هند و چین هنوز هم با پزشکی غربی هماوردی و رقابت می کند، اما در کلِ علم قضیه فرق می کند. دانشمندان هندی و چینی با همان مفاهیم و ابزارهایی کار می کنند که همکارانشان در مابقی دنیا استفاده می کنند و به سوی هدف مشترکی نیز پیش می روند. علم اکنون چه در آسیا، چه در هر جای دیگری، علمِ جهان شمولی است که در غرب توسعه یافته است.
اما به یاد داشته باشید که اعداد را از هند گرفته ایم و کاغذ را از چین. وقتی جدول ضرب را می نویسید دارید از هدایایی استفاده می کنید که بسیار قدیمی اند و از شرق آمده اند.

فصل ۲. سوزن ها و عددها

اگر از مصر و بابل به سوی شرق سفر کنید، به سرزمین هایی می رسید که در آن ها تمدن هایی باستانی در دو طرف رشته کوه های هیمالیا، در هند و چین، شکوفا شدند. حدود پنج هزار سال پیش مردم در شهرهای بزرگ و کوچک در اطراف و جلگه های رودخانه های سند و رود زرد زندگی می کردند. هند و چین در آن روزگار سرزمین هایی بسیار پهناور، و حتی بزرگ تر از قلمرو امروزی شان، بودند. هر دو آن ها بخشی از شبکه عظیم دادوستد بودند که هم روی زمین و هم روی دریا فعالیت داشتند. این شبکه در امتداد مسیرهای ادویه درست شده بود و مردم هند و چین نوشتن و علم را در سطحی عالی فرا گرفته بودند. علم و تجارت به هم کمک می کردند: علم به تجارت سود می رساند و ثروتِ حاصل از تجارت برای کار علمی رفاه فراهم می ساخت. در واقع تا حدود سال ۱۵۰۰ میلادی علم در این دو تمدن به اندازه اروپا پیشرفت کرده بود. ما از هند اعداد و عشق به ریاضیات را گرفته ایم؛ و از چین کاغذ، باروت، و اسبابِ ضروری جهت یابی، یعنی همان قطب نما، به ما رسیده است.
امروزه چین یکی از قدرت های بزرگ دنیاست. چیزهایی مانند پوشاک، اسباب بازی، و وسایل برقی که آن جا ساخته می شوند در سرتاسر دنیا به فروش می رسند، مثلاً نگاهی به مارک کفش کتانی تان بیندازید. بااین حال مردم کشورهای غربی تا قرن ها به این کشور پهناور با شگفتی و شک نگاه می کردند؛ چون چینی ها کارها را به روش خودشان انجام می دادند و کشورشان هم مرموز به نظر می رسید و هم تغییر و تحولی در آن نمی دیدند.
اما اکنون می دانیم که چین همیشه کشوری در حال تغییر و تحول بوده و علمِ آن نیز همواره تغییر کرده است. اما یک چیز چین در گذر قرن ها هیچ تغییری نکرده است: نوشتن. نوشته های چینی از اندیشه نگاشت ها تشکیل شده اند، یعنی تصویرهای کوچکی که نمایشی از اجسام هستند و برای کسانی مثل ما، که از الفبا استفاده می کنیم، عجیب به نظر می رسند. اما اگر بدانید این تصویرهای کوچک را چگونه تفسیر کنید، آن وقت می توانید متون قدیمی ــ خیلی قدیمی ــ را به همان راحتی نوشته های امروزی بخوانید. در واقع ما باید ممنون چینی ها باشیم که کاغذ را ابداع کردند. قدمت کهن ترین نمونه کاغذهایی که از آن اطلاع داریم به حدود سال ۱۵۰ میلادی می رسد.
حکمرانی بر کشور چین هیچ وقت کار آسانی نبود، اما علم می توانست به کار حکمرانی کمک کند. دیوار چین، که شاید عظیم ترین پروژه مهندسی در تمام روزگاران باشد، در قرن پنجم پیش از میلاد و در دوران دودمان ژو شرقی(۲) شروع شد. (تاریخ چین به دودمان هایی تقسیم می شود که به حکمرانان و درباریان قدرتمند وابسته بودند.) دیوار چین برای آن ساخته شد که وحشی های شمالی را در خارج از چین و چینی ها را در داخل آن نگاه دارد! ساختن این دیوار چند قرن طول کشید و دائماً در حال گسترش و تعمیر بود و اکنون ۲۱ هزار و ۱۹۶ کیلومتر طول دارد. (خیلی از مردم فکر می کنند که این دیوار از فضا دیده می شود، اما این حرف درست نیست: خود فضانوردان چینی هم نتوانسته اند این دیوار را از فضا ببینند.) آب راه بزرگ چین یکی دیگر از شاهکارهای برجسته مهندسی است که ساختن آن از زمان دودمان سوئی(۳)، در قرن پنجم میلادی، شروع شد. این آب راه ۱۸۰۰ کیلومتر است و در طول مسیر آن از بعضی از آب راه های طبیعی استفاده شده است. این آب راه شهر پکن را، که در داخل سرزمین چین و در شمال قرار دارد، به آب راه هانژوا در ساحل جنوبی و از آن جا به آب های آزاد وصل می کند. این دو شاهکار مهندسی مهارت چینی ها در زمینه مساحی و مهندسی را به خوبی نشان می دهند؛ البته مقدار زیادی کار توانفرسای انسانی هم برای ساخت این دو شاهکار لازم بود. آن زمان چینی ها فرغون را ابداع کرده بودند، اما باز زحمت کارگران بود که باید حفر می کردند، هل می دادند، و می ساختند.
چینی ها عالم را نوعی موجود زنده می دانستند: موجودی که در آن نیروهایی همه چیز را به یکدیگر مربوط می کردند. نیرو، یا انرژی، چی نامیده می شد. دو نیروی اصلی دیگر عبارت بودند از یین و یانگ: یین یا نیروی مکمل مادینه به تاریکی، ابرها، و رطوبت مربوط می شد؛ یانگ یا نیروی مکمل نرینه با ایده های تابش خورشید، گرما، و حرارت ارتباط داشت. چیزها هیچ وقت تماماً یین یا تماماً یانگ نیستند ــ این دو نیرو همیشه به درجات مختلف با هم در ترکیب هستند. طبق فلسفه چینی، هر یک از ما مقداری یین و مقداری یانگ داریم و ترکیب دقیق آن ها بر این که ما که هستیم و چگونه رفتار می کنیم تاثیر می گذارد.
چینی ها باور داشتند که عالم از پنج عنصر ساخته شده است: آب، فلز، چوب، آتش، و خاک. این عناصر صرفاً آب یا آتش معمولی که در اطراف خودمان می بینیم نبودند، بلکه سرچشمه های لازم و ملزومِ یکدیگر برای ساختن دنیا و سماوات بودند. البته هر یک از آن ها خصوصیات متفاوتی داشتند، اما قدرت هایشان به هم متصل بود، خیلی شبیه به اسباب بازی های تبدیل شونده. مثلاً، چوب می توانست بر خاک غلبه کند (با بیل چوبی می شد زمین را کَند)؛ با فلز می شد چوب را تراشید؛ آتش می توانست فلز را ذوب کند؛ آب می توانست آتش را خاموش کند؛ و زمین می توانست جلو آب را سد کند. (مثل بازی سنگ، کاغذ، قیچی که در واقع در چین ابداع شد.) این عناصر، آمیخته با نیروهای یین و یانگ، ریتم چرخه های زمان و طبیعت، فصل ها، و چرخه های تولد و مرگ، حرکات خورشید، ستارگان، و سیارات را پدید می آوردند.
از آن جا که همه چیز از این عناصر و نیروها تشکیل شده بود، همه چیز به اعتباری زنده و متصل به هم محسوب می شد. به این ترتیب، مفهوم «اتم» در حکم واحد پایه ای ماده هیچ وقت در چین تحول پیدا نکرد. از طرف دیگر فیلسوفان طبیعی چین هم هرگز فکر نکردند که برای «علمی» بودن ناگزیرند چیزها را با عدد بیان کنند. حساب کاملاً کاربردی بود: جمع و تفریق کردن موقع خرید و فروش، وزن کردن اجسام و از این قبیل. در متنی در اواخر سال ۱۵۰۰ میلادی به چرتکه، که ابزاری بود با مهره هایی که روی سیم هایی می لغزیدند و شاید شما هم بلد باشید با آن حساب کنید، اشاره شده است. این ابزار احتمالاً زودتر ابداع شده بود و برای آن به کار می رفت که شمردن و همچنین جمع، تفریق، ضرب، و تقسیم با آن سریع تر انجام می شد.
از اعداد برای حساب کردن طول روزها و سال ها نیز استفاده می کردند. چینی ها از حوالی ۱۴۰۰ پیش از میلاد می دانستند که سال ۳۶۵ و یک چهارم روز است و آن ها هم مثل بسیاری از تمدن های اولیه از کره ماه برای حساب کردن ماه های سال استفاده می کردند. چینی ها، مثل سایر مردم روزگار باستان، سال را مدت زمانی در نظر می گرفتند که طول می کشد تا خورشید به نقطه شروعش در آسمان بازگردد. چرخه حرکت سیاره هایی مانند مشتری و ستارگان با این تفکر کاملاً جور درمی آمد که همه چیزها در طبیعت به صورت چرخه ای هستند. «طرح بزرگ عالی نهایی»(۴) محاسباتی عظیم بود برای به دست آوردنِ مدت زمانی که طول می کشد عالم یک دور کامل بزند که ۲۳ میلیون و ۶۳۹ هزار و ۴۰ سال شده بود. معنی اش این بود که عالم عمر زیادی دارد (اکنون می دانیم که بسیار پیرتر است). چینی ها به چگونگی ساخت عالم نیز می اندیشیدند. بعضی نقشه های قدیمی چینی از ستاره ها نشان می دهند که آن ها می دانستند چگونه چیزهای روی فضای منحنی را روی نقشه دوبعدی پیاده کنند. سون لی(۵)، که در اواخر دودمان هان (۲۵ تا ۲۲۰ میلادی) زندگی می کرد، باور داشت که خورشید، ماه، و ستارگان در فضای تهی شناورند و بادها آن ها را به پیش می رانند. این باور با تفکر یونان باستان، که باور داشت اجسام سماوی روی سپهرهای صلبی ثابت هستند، بسیار متفاوت بود و از طرف دیگر به درکِ امروزی ما از فضا بسیار نزدیک است. رصدکنندگان آسمان در چین رویدادهای غیرعادی را به دقت ثبت می کردند و چون قدمت اسناد آن ها به گذشته های خیلی دور می رسد هنوز هم برای منجمان معاصر کاربرد دارند.