Printable format

การถ่ายทอดผลงานวิศวกรรมจากโลกมุสลิมสู่ยุโรป

Transmission of Islamic engineering

โดย Professor Dr.Ahmad Y. al-Hassan

แปลและเรียบเรียงโดย ลานา อัมรีล

http://www.musliminventionsthailand.com/main/index.php

โลกมุสลิมยุคกลางเป็นอารยธรรมที่รุ่งเรืองและมีพลัง ความรุ่งโรจน์ส่วนใหญ่มาจากเทคโนโลยีด้านวิศวกรรมที่ช่วยเพิ่มพูนผลผลิตของทั้งวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป นอกจากนี้ ความต้องการด้านเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์และความต้องการความรื่นเริงและการพักผ่อนหย่อนใจของชนชั้นปกครองและบริหารก็ได้สะท้อนให้เห็นในเทคโนโลยีชั้นดีที่มีพื้นฐานมาจากเทคนิคการควบคุมที่ประณีตและละเอียดอ่อน เรื่องนี้มีขอบเขตกว้างขวางมาก บทบาทของชาวมุสลิมในการพัฒนาเครื่องมือทางวิศวกรรมสมัยใหม่จะถูกแสดงให้เห็นเป็นลำดับแต่ละกรณีไปตามการถ่ายทอดเทคโนโลยีแต่ละชนิดสู่โลกตะวันตก และก่อให้เกิดการฟื้นฟูศิลปวิทยาการหรือเรอเนสซองในยุโรปในเวลาต่อมา

วิศวกรรมโยธา

ระบบชลประทานและการแจกจ่ายน้ำ

จากการที่จักรวรรดิมุสลิมขยายตัวไปทางตะวันตก (หมายถึง อาณาจักรมุสลิมอัล-อันดาลุส หรือ สเปน), วิธีการและเทคโนโลยีด้านกสิกรรมและชลประทานจึงถูกนำไปใช้ในอาณาเขตด้านตะวันตกของจักรวรรดิ ผู้ปกครองแห่งอัล-อันดาลุสและผู้ใต้ปกครองจำนวนมากมีเชื้อสายมาจากซีเรีย และเนื่องจากอากาศ, ดิน, และสภาพน้ำในตอนใต้ของสเปนคล้ายกับในซีเรียมาก ดังนั้นจึงไม่น่าประหลาดใจที่วิธีการทำระบบชลประทาน ทั้งด้านเทคนิคและการบริหาร ในเมืองบาเลนเซียจึงคล้ายกับวิธีที่ใช้อยู่ในแถบกูตา (Ghuta) ของเมืองดามัสกัส ประเทศซีเรีย

นักประวัติศาสตร์มีความเห็นสอดคล้องกันว่า ระบบชลประทานของสเปนในปัจจุบันที่เมืองบาเลนเซียและอันดาลูเชียมีแหล่งกำเนิดมาจากชาวมุสลิม เมื่อปี 1960 บาเลนเซียได้จัดงานฉลองเพื่อรำลึกถึง สหัสวรรษ (1,000 ปี) ของระบบน้ำ ซึ่งได้แสดงให้เห็นถึงการยอมรับในการก่อตั้งระบบชลประทานที่ได้เริ่มก่อสร้างขึ้นในรัชสมัยของกาหลิบอับดุลราฮ์มานที่ 3 (Abd-ar-Rahman III อารบิก: عبد الرحمن الثالث ค.ศ.912-961) อามีรหรือกาหลิบแห่งกอร์โดบา อาณาจักรอันดาลูเชีย

ระบบชลประทานที่ก่อสร้างขึ้นในสมัยของกาหลิบที่บาเลนเซียถูกขยายและปรับปรุงให้ดีขึ้นในราชวงศ์ต่อๆ มา เมื่อกองทัพคริสเตียนยึดบาเลนเซียคืนได้ในศตวรรษที่ 13 และได้เห็นระบบชลประทานที่มีประสิทธิภาพของมุสลิมจึงได้ใช้ระบบชลประทานของชาวมุสลิมต่อไป และเมืองก็ได้ใช้ประโยชน์ต่อมาอีกหลายศตวรรษ

อนึ่ง การยังคงใช้ภาษาอารบิกในระบบชลประทานของที่นี่ก็แสดงให้เห็นว่าระบบชลประทานของภาคตะวันออกของสเปนก่อกำเนิดมาจากชาวมุสลิมมัวร์

ในระบบชลประทานและแจกจ่ายน้ำของอัล-อันดาลุสเอง ก็มีความแตกต่างระหว่างสเปนตะวันออก (บาเลนเซียและมูร์เชีย) และราชอาณาจักรกรานาดา วัตถุประสงค์ของระบบแจกจ่ายน้ำของกรานาดาไม่ใช่เพื่อการกสิกรรมเท่านั้น แต่เพื่อจ่ายน้ำไปสู่น้ำพุและโรงอาบน้ำของเมืองหลวงด้วย ในกรานาดาเองตอนนี้ระบบก็ยังอยู่ในสภาพที่ ดีอย่างน่าประหลาดใจ เหมือนสมัยที่ยังอยู่ใต้การปกครองของอาหรับเมื่อพันปีก่อน และเรายังได้พบว่ายังมีหน่วยงานที่บริหารโดยชาวอาหรับด้วย

ระบบชลประทานของอาหรับแพร่หลายจากอัล-อันดาลุสสู่คริสเตียนสเปน เห็นได้จากระบบชลประทานของอาณาจักรอารากอน (ด้านเหนือของสเปน)

ระบบชลประทานเหล่านี้ยังได้ถูกนำจากสเปนไปยังอเมริกา ซึ่งในทุกวันนี้ยังใช้กันอยู่ที่เมืองซานอันโตนิโอ รัฐเท็กซัส เรื่องราวเริ่มขึ้นในตอนปลายคริสตวรรษที่ 15 ที่หมู่เกาะคานารี เมื่อผู้อพยพจากสเปนที่ไปตั้งถิ่นฐานที่นั่นได้ก่อตั้งระบบแจกจ่ายน้ำแบบมุสลิมขึ้น พวกเขาเป็นผู้นำเอาเทคโนโลยีและแบบแผนของระบบชลประทานและการแจกจ่ายน้ำของชาวมุสลิมไปสู่ตะวันตกเฉียงใต้ของอเมริกา

กะนาต

ระบบ กะนาต (qanat อารบิก: قناة) หรือ กะรีส (kareez ในภาษาเปอร์เซีย: كاريز เป็นระบบบริหารน้ำที่ใช้ในการแจกจ่ายน้ำในเมืองที่มีประสิทธิภาพ และเพื่อการชลประทานในบริเวณภูมิอากาศร้อน, แห้ง, และกึ่งร้อนแห้ง) เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพเพื่อการชลประทานและแจกจ่ายน้ำ ริเริ่มในเปอร์เซียก่อนหน้ายุคอิสลาม เทคโนโลยี กะนาต แพร่หลายไปทางตะวันตก ไปยังอาฟริกาเหนือ, สเปน, และซิซิลี, นักเขียนด้านปฐพีวิทยาของอันดาลุสได้บันทึกเรื่องวิธีการขุดบ่อและการก่อสร้าง กะนาต เอาไว้

จากสเปน เทคโนโลยี กะนาต ถูกถ่ายทอดไปสู่โลกใหม่ (อเมริกา) ซึ่งพบว่ามี กะนาต ในหลายๆ พื้นที่เช่น เม็กซิโก, เปรู, และชิลี ในทศวรรษ 1970 มีการพบระบบ กะนาต ยาว 2.3 กม. ตั้งอยู่ที่บริเวณลาเวนตา, ห่างเพียง 10 กม.จากกัวลาดาจาราไปทางด้านตะวันตกเฉียงเหนือ

ที่ปาแลร์โม (เมืองหลักบนเกาะซิซิลี เป็นส่วนหนึ่งของจักรวรรดิมุสลิมในช่วงปี 827-1091), อิตาลี, ระบบ กะนาต ที่มีมาตั้งแต่สมัยของอาหรับถูกใช้ในการจ่ายน้ำเข้าสู่เมืองและในระบบชลประทานของสวนสวยๆ หลายแห่ง ตอนนี้มีโครงการจะรื้อฟื้นและก่อสร้าง กะนาต ของอาหรับขึ้นมาใหม่ เพื่อใช้แก้ปัญหาน้ำดื่มของเมืองปาแลร์โม โครงการนี้ถือเป็นโครงการสำคัญทางประวัติศาสตร์, โบราณคดี, และภูมิศาสตร์ และยังเป็นจุดเด่นเพื่อการท่องเที่ยวด้วย

เขื่อน

มีเขื่อนมากมายในสเปนที่ก่อสร้างสมัยที่ถูกปกครองโดยมุสลิม มีจำนวนมากที่สร้างในศตวรรษที่ 10, ยุคทองของราชวงศ์อุมัยยาฮ์ในคาบสมุทรนี้ ตัวอย่างเช่น ในยุคนี้มีเขื่อนขนาดเล็ก, หรือ อาซุด (azud คำนี้เป็นภาษาสเปน มาจากคำภาษาอารบิกว่า อัสซัด al-sadd, เป็นหนึ่งในคำด้านชลประทานสมัยใหม่ที่เอามาจากภาษาอารบิกชัดเจนและเป็นการแสดงให้เห็นถึงอิทธิพลของมุสลิมในวงการเทคโนโลยีของสเปน) มากมายถูกสร้างขึ้นตลอดแนวแม่น้ำตูเรีย ยาว 150 เมตร ซึ่งไหลลงสู่ทะเลเมดิเตอร์เรเนียนที่บาเลนเซีย ในนี้มีเขื่อนจำนวน 8 แห่งที่กระจายไปทั่วเขต 6 ไมล์ของแม่น้ำตูเรียในบาเลนเซียและใช้ประโยชน์ในระบบชลประทานท้องถิ่น คลองบางแห่งส่งน้ำไปได้ไกลกว่านั้น จนถึงไร่นาในบาเลนเซีย ซึ่งเหล่านี้แน่นอนว่าก่อสร้างโดยชาวมุสลิม และบริเวณนี้ยังคงเป็นหนึ่งในศูนย์การผลิตข้าวที่สำคัญที่สุดของยุโรปจนถึงปัจจุบัน

และจากการออกแบบและวิธีการก่อสร้างที่ปลอดภัย มีรากฐานที่ลึกและแข็งแกร่ง เขื่อนต่างๆ ที่แม่น้ำตูเรียจึงสามารถรอดปลอดภัยจากภาวะน้ำท่วมมาได้ถึง 1,000 ปีเต็มๆ

วิศวกรรมเครื่องกล

เครื่องสูบน้ำ

ซากิยา (saqiya เครื่องสูบน้ำของมุสลิม) ใช้กันอย่างแพร่หลายในโลกมุสลิมตั้งแต่ยุคแรกๆ ต่อมาถูกนำไปสู่คาบสมุทรไอบีเรียโดยชาวมุสลิม ซึ่งทำให้ที่สเปนใช้กันแพร่หลายมาก และใช้กันทั่วบาเลนเซียไปจนถึงศตวรรษที่ 18

ในปี 1921 พบว่ามี ซากิยา ติดตั้งอยู่ในสวนผลไม้ Orchards of Valencia ที่บาเลนเซียถึง 6,000 ตัว ซึ่งจ่ายน้ำให้กับพื้นที่ราว 17,866 เฮคเตอร์ ก่อนจะถูกแทนที่ด้วยสูบไฮดรอลิกในศตวรรษที่ 20

ทุกวันนี้เครื่องสูบน้ำโบราณยังสามารถพบได้ทางตอนเหนือของประเทศเม็กซิโก และที่คาบสมุทรยูกาตัน มีรายงานว่าชาวนากลุ่มหนึ่งในเวราครูซ, เม็กซิโก, กำลังหันกลับไปใช้ ซากิยา แบบดั้งเดิมในการสูบน้ำขึ้นมา

นาอูรา (na ura หรือ noria) เป็นเครื่องมือที่สำคัญอีกชนิดหนึ่งในประวัติศาสตร์วิศวกรรม เครื่องมือนี้ประกอบไปด้วยกังหันหรือวงล้อขนาดใหญ่ที่ทำด้วยท่อนไม้ ติดใบพัดเอาไว้ นาอูราถูกใช้อย่างกว้างขวางโดยวิศวกรชาวซีเรียในสเปน ส่วนที่โตเลโด, สเปน, ก็พบว่ามีการติดตั้งเครื่องมือชนิดไว้ใช้งานในศตวรรษที่ 12

นาอูราแห่งอัลโบลาเฟีย ที่กอร์โดบาถูกเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Kulaib, ซึ่งทุกวันนี้ก็ยังมีอยู่, ใช้สำหรับสูบน้ำจากแม่น้ำไปยังวังของกาหลิบ เครื่องนี้สร้างครั้งแรกโดยกาหลิบอับดุลราฮ์มานที่ 1 (Abd ar-Rahman I อารบิก: عبد الرحمن الداخل ค.ศ.731-88, มีฉายาว่า เหยี่ยวแห่งอันดาลุส หรือ เหยี่ยวแห่งกุรอยช์ เป็นผู้ก่อตั้งราชวงศ์มุสลิมขึ้นครั้งแรกในอัล-อันดาลุส อาณาจักรมุสลิมบนแผ่นดินสเปน พระองค์ปกครองอัล-อันดาลุสช่วง 756-88), ก่อนจะมีการปรับปรุงอีกหลายครั้งในเวลาต่อมาเพื่อให้ใช้งานได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

นาอูรา ถูกใช้อย่างแพร่หลายทั่วแผ่นดินมุสลิมสเปน จากนั้นถูกนำไปใช้ในส่วนอื่นๆ ของยุโรป เครื่องมือนี้ก็เช่นเดียวกับ ซากิยา ที่ยังมีให้เห็นอยู่จนถึงทุกวันนี้, เป็นประจักษ์พยานถึงมรดกแห่งการสร้างสรรค์ของมุสลิม.

ในตำราเครื่องมือวิศวกรรมของอัล-จาซารี (Ibn Ismail ibn al-Razzaz al-Jazari อารบิก: أَبُو اَلْعِزِ بْنُ إسْماعِيلِ بْنُ الرِّزاز ค.ศ.1136-1206) ได้ธิบายเครื่องมือที่ใช้ในการสูบน้ำ 5 ชิ้น ตำราเล่มนี้เรียบเรียงในเมือง Diyar Bakr ในปี 1206

หนึ่งในเครื่องมือที่อัล-จาซารีอธิบายไว้คือ ซากิยา อีกสามชิ้นคือการนำ ชาดุฟ (Shaduf) มาปรับปรุงให้ดีขึ้น ส่วนเครื่องมือชิ้นที่ 5 เป็นชิ้นที่สำคัญที่สุดก็คือ เครื่องสูบน้ำทรงกระบอกคู่ (two-cylinder pump) คุณลักษณะที่โดดเด่นของเครื่องสูบน้ำชนิดนี้คือใช้หลักการทำซ้ำสองหน, โดยให้เครื่องหมุนเคลื่อนที่กลับไปกลับมา, และใช้ท่อที่ใช้แรงดูดจริงๆ

เครื่องสูบน้ำที่ใช้มือของสมัยคลาสสิกและกรีกโบราณคือใช้ท่อทรงกระบอกแนวดิ่งนำไปวางตรงๆ ในแม่น้ำ ซึ่งทำให้น้ำไหลเข้ามาในกระบอกสูบทางด้านล่าง ดังนั้นท่อนี้จะวางเหนือผิวน้ำไม่ได้

แต่เครื่องสูบน้ำของอัล-จาซารีสามารถถือได้ว่าเป็นกำเนิดของเครื่องสูบน้ำที่แท้จริงได้

ส่วนสมมติฐานของ Taccola (ค.ศ.1450) ที่อธิบายเรื่องเครื่องสูบน้ำก็ไม่มีรายละเอียดเพียงพอ ในขณะที่ข้อมูลสมัยเรอเนสซองยุโรปที่จู่ๆ ก็มีการอธิบายเรื่องเครื่องสูบน้ำขึ้นมานั้น ความรู้ก็มาจากมรดกที่มาจากมุสลิมที่บรรดาวิศวกรรู้จักคุ้นเคยกับลูกสูบมานานนักหนาแล้วตลอดโลกสมัยกลาง

หลักฐานที่ชี้ให้เห็นถึงความต่อเนื่องของการใช้เครื่องมือทางวิศวกรรมนี้ก็คือตำราที่เขียนขึ้นในปี 1552 โดย ตากียุดดีน (Taqi al-Din หรือTaqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf al-Shami al-Asadi อารบิก: تقي الدين محمد بن معروف الشامي السعدي, เตอร์กิช: Takiyuddin, ค.ศ.1526-1585, นักดาราศาสตร์และวิศวกรคนสำคัญที่สุดของอิสตันบุล จักรวรรดิออตโตมันในขณะนั้น, เขียนตำราเกี่ยวกับดาราศาสตร์, เครื่องกล, และคณิตศาสตร์) ตากียุดดีนได้อธิบายลักษณะของเครื่องมือต่างๆ, และได้ระบุถึงเครื่องสูบน้ำที่คล้ายคลึงกับเครื่องสูบน้ำของอัล-จาซารี, แต่เครื่องมือที่น่าสนใจที่สุดคือ เครื่องสูบน้ำ 6 ลูกสูบ (six-cylinder Monobloc pump) ลูกสูบจะวางแนวเดียวในบล็อกไม้ซึ่งวางอยู่ในน้ำ วาล์วจะรับน้ำเข้ามาในลูกสูบแต่ละอันโดยใช้แรงดูด

และควรจะรู้ไว้ว่าตำราของตากียุดดีนเขียนก่อนหน้าหนังสือด้านเครื่องมือที่เพิ่งเขียนโดย อากอสติโน ราเมลลี (Agostino Ramelli ค.ศ.1531-1600, ชาวอิตาลี) ในปี 1588 ดังนั้นจึงมีโอกาสเป็นไปได้สูงที่การคิดค้นของปราชญ์มุสลิมมีผลต่อเทคนิคการผลิตเครื่องมือวิศวกรรมของยุโรปจนถึงคริสตวรรษที่ 16

พลังงานจากน้ำและลม

บันทึกของนักภูมิศาสตร์และนักเดินทางชาวมุสลิมได้ทำให้พวกเราไม่ต้องสงสัยเลยถึงความสำคัญของโรงสีข้าวโพดในโลกมุสลิม เห็นได้จากโรงสีที่ปรากฎอยู่ทั่วอิหร่านและคาบสมุทรไอบีเรียในปัจจุบัน นักภูมิศาสตร์มุสลิมเรียกว่า พลังลม โรงสีเหล่านี้เป็นแหล่งป้อนแป้งสาลีให้กับชุมชนเมืองขนาดใหญ่สมัยนั้น

โรงสีเรือ (ship-mill) เป็นหนึ่งในวิธีการเพิ่มผลผลิตของโรงสี ด้วยการใช้ประโยชน์จากกระแสน้ำเชี่ยวกลางแม่น้ำและเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาที่เกิดจากน้ำแห้งในช่วงหน้าร้อน อีกวิธีหนึ่งก็คือการยึดกังหันน้ำไว้กับท่าเทียบเรือของสะพานเพื่อใช้ประโยชน์จากแรงไหลเชี่ยวของน้ำอันเนื่องมาจากการกั้นเขื่อนบางส่วนของแม่น้ำ มีการสร้างเขื่อนเพื่อให้พลังงานแก่โรงสีเพิ่มขึ้น (และเครื่องสูบน้ำด้วย) ในศตวรรษที่ 12 อัล-อิดรีซี (Al-Idrisi หรือ Abu Abd Allah Muhammad al-Idrisi อารบิก: أبو عبد الله محمد الإدريسي ค.ศ.1100-65 หรือ 66) ได้บันทึกเรื่องเขื่อนในกอร์โดบา สเปน, ซึ่งมีโรงสี 3 แห่งที่แต่ละแห่งมีโรงงานโรงสี 3 ชุด และที่น่าสนใจก็คือโรงสีทั้ง 3 แห่งดังกล่าวยังคงใช้งานอยู่จนถึงปัจจุบัน

หลักฐานของความกระตือรือร้นของชาวมุสลิมในความพยายามใช้ประโยชน์จากพลังน้ำเห็นได้จากโรงสีที่ใช้พลังจากกระแสน้ำที่ก่อสร้างตั้งแต่สมัยศตวรรษที่ 10 ในเมืองบาสราของอิรัก ซึ่งโรงสีที่นั่นใช้พลังงานจากกระแสน้ำลง (ebb-tide) ในขณะที่โรงสีที่ใช้พลังจากจากกระแสน้ำเกิดขึ้นในยุโรปอย่างน้อยก็หนึ่งศตวรรษถัดมา

มุสลิมยังใช้ประโยชน์จากพลังน้ำเพื่อวัตถุประสงค์ด้านอุตสาหกรรม เช่นในปี 751 โรงงานผลิตกระดาษถูกตั้งขึ้นครั้งแรกในเมืองซามาคาน (Samarqand ในอุซเบกิสถานปัจจุบัน) มีการปรับปรุงให้ใช้ลินินทำกระดาษ, วัสดุอื่นที่ใช้อีกก็มีใยปอและใยป่าน หลังจากนั้นแล้วโรงงานทำกระดาษแบบซามาคานก็ถูกตั้งขึ้นอีกในแบกแดดและกระจายไปทั่วจนถึงอัล-อันดาลุส (สเปนมุสลิม) ชาวมุสลิมบดวัตถุดิบที่ใช้ทำกระดาษด้วยการใช้ค้อนที่ใช้พลังน้ำทุบไปเรื่อยๆ

จากหนังสือของอัล-ไบรูนี (Abū Rayḥān Muḥammad ibn Aḥmad al-Bīrūnī ค.ศ.973-1048) ตีพิมพ์ในปี 1044 ระบุไว้ว่า พวกเขาใช้สินแร่ทองมาบดเป็นผงด้วยวิธี อย่างเดียวกับที่ในซามาคานด์ใช้ใยปอมาบดเพื่อทำกระดาษ

มุสลิมยังใช้พลังงานจากน้ำในการเลื่อยไม้และผลิตน้ำตาลจากอ้อย

เทคนิคเหล่านี้น่าจะเผยแพร่สู่ยุโรปทางคาบสมุทรไอบีเรียเมื่อคริสเตียนยึดอัล-อันดาลุสคืนได้ ตอนนั้นมีสิ่งก่อสร้างของชาวมุสลิมมากมาย รวมทั้งโรงงานทำกระดาษที่เมืองซาติบา (Jativa)

เครื่องมือสำเร็จรูป

มีทั้งเครื่องไม้เครื่องมือและเครื่องจักร ซึ่งมีวัตถุประสงค์การใช้งานแตกต่างกันออกไปเช่น นาฬิกาน้ำ, น้ำพุ, ของเล่นเด็ก, และเครื่องมือทางด้านดาราศาสตร์ โดยทั่วไปแล้วชาวมุสลิมมีความสามารถด้านวิศวกรรมสูงมาก และใช้เครื่องกลที่ละเอียดและระบบควบคุมที่มีประสิทธิภาพ ความคิดหลายอย่างของพวกเขาในการประดิษฐ์เครื่องมือช่างมีประโยชน์ต่อการพัฒนาเทคโนโลยีเครื่องกลในเวลาต่อมา

เทคโนโลยีสำเร็จรูปที่มีมาก่อนยุคของมุสลิมได้มีการพัฒนาต่อไปภายใต้จักรวรรดิมุสลิมซึ่งได้พัฒนาให้มีความซับซ้อนและมีประสิทธิภาพมากกว่าเดิมหลายเท่า นาฬิกาน้ำก็ถูกพัฒนาและติดตั้งในสถานที่สาธารณะ คอลีฟะฮ์ของราชวงศ์อับบาสิดสนใจการประดิษฐ์นาฬิกาและเครื่องมือกลทั้งหลายมาก เห็นได้จากในปี 801 กาหลิบฮารูน อัล-ราชิด (Harun ar-Rashid อารบิก: هارون الرشيد ชาวยุโรปเรียกว่า อารอนผู้เที่ยงธรรม Aaron the Upright ค.ศ.763 809) มอบนาฬิกาให้กับกษัตริย์ชาร์ลมาญ (Charlemagne ค.ศ.742/747 814 กษัตริย์แห่งแฟรงค์หรือฝรั่งเศส) ซึ่งเรื่องนี้โด่งดังมาจนถึงทุกวันนี้ (เป็นนาฬิกาที่มีนกกุ๊กกูโผล่ออกมาบอกเวลาทุกชั่วโมง และในหนเดียวกันนี้กาหลิบฮารูน อัล-ราชิดยังได้มอบช้างเอเชียชื่อ อบุล อับบาส ให้กษัตริย์ชาร์ลมาญด้วย ผู้แปล)

การปฏิวัติจากนาฬิกาน้ำสู่นาฬิกาเครื่องกล

เทคนิคการทำนาฬิกาถูกถ่ายทอดจากแบกแดดสู่อัล-อันดาลุส ในปี 1050 อัล-ซาร์ฆาลี (al-Zarqali หรือที่โลกตะวันตกรู้จักในนาม อาร์ซาเคล Arzachel ค.ศ.1028-87) ได้สร้างนาฬิกาน้ำขนาดใหญ่ขึ้นริมฝั่งแม่น้ำตากุส (Tagus แม่น้ำสายยาวที่สุดของสเปน) ที่เมืองโตเลโดในสเปน และนาฬิกายังคงใช้งานอยู่จนกระทั่งกองทัพคริสเตียนกลับมายึดโตเลโดคืนได้ในปี 1085 (โตเลโดเป็นเมืองแรกที่คริสเตียนสามารถยึดคืนจากมุสลิม และถัดจากนั้นเมืองต่างๆ ภายใต้อาณาจักรอัล-อันดาลุสก็ทะยอยตกเป็นของคริสเตียน จนกระทั่งถึงกาลล่มสลายของอาณาจักรมุสลิมในสเปนในปี 1492 และสังเกตอะไรไหม? อาร์ซาเคลเสียชีวิตหลังโตเลโดโดนยึดได้สองปี)

หนังสือที่บรรยายเรื่องนาฬิกาของชาวอันดาลูเชียนเขียนขึ้นในศตวรรษที่ 11 โดยอิบนุ คาลัฟ อัล-มูราดี (al-Muradi เป็นผู้ประดิษฐ์นาฬิกาที่มีฟันเฟืองคนแรกของโลก) สิ่งประดิษฐ์ของเขาส่วนใหญ่คือนาฬิกาน้ำ แต่สิ่งประดิษฐ์ 5 ชนิดแรกที่บรรยายไว้คือเครื่องกลอัตโนมัติที่ใช้กลไกต่างๆ มากมาย แต่ละชนิดขับเคลื่อนโดยพลังน้ำ ซึ่งเป็นวิธีการที่ในเมืองจีนก็ใช้ในสมัยเดียวกันในการขับเคลื่อนนาฬิกาน้ำขนาดใหญ่ ในหนังสือของอัล-มูราดีได้บรรยายทั้งเกียร์ (ฟันเฟือง) เสริมและเกียร์วงเล็กที่กลิ้งตามรอยของอีกวงหนึ่ง (ในเกียร์เสริม, หนึ่งในเกียร์คู่จะมีเฟืองเกียร์ที่มีซี่บนเส้นรอบวงแค่บางส่วนเท่านั้น; ซึ่งทำให้มีการจ่ายพลังงานเป็นช่วงๆ ได้) ภาพที่ปรากฎในหนังสือแสดงให้เป็นชัดถึงเกียร์ทั้งสองประเภทนี้

หัวใจสำคัญที่สุดของเรื่องนี้ก็คือ เราพบการใช้เกียร์ธรรมดาในโรงสีและเครื่องสูบน้ำแล้ว แต่นี่คือครั้งแรกที่ทำให้เรารู้ว่าชาวมุสลิมเป็นผู้คิดค้นเกียร์ที่ซับซ้อนและมีประสิทธิภาพในการหมุน (หรือแรงบิด) สูงมากๆ ด้วย และนี่เป็นบันทึกชิ้นแรกที่อธิบายถึงเกียร์เสริมและเกียร์วงเล็ก ในขณะที่ในยุโรปมีการบันทึกถึงนาฬิกาดาราศาสตร์ครั้งแรกในปี 1365 โดย จิโอวานนี เดอ ดอนดี (Giovanni de'Dondi) ชาวอิตาลี

ที่สเปน จากหนังสือที่รวบรวมในปี 1277 โดยกษัตริย์อัลฟองโซที่ 10 (Alfonso X ค.ศ.1221-84 กษัตริย์แห่งคาสติล) พบว่าทุกบทแปลมาจากตำราของนักวิทยาศาสตร์และนักคิดชาวอาหรับ เป็นการอธิบายวิธีประดิษฐ์นาฬิกา โดยใช้กลองขนาดใหญ่ทำด้วยท่อนไม้มาประกอบกันและผนึกกาวไว้แน่นกันรั่ว ภายในของกลองแบ่งเป็น 12 ช่อง มีรูเล็กๆ ระหว่างช่อง เพื่อให้ปรอทไหลไปได้ กลองถูกวางตั้งขึ้นบนแนวเดียวกันโดยที่ล้อขนาดใหญ่ถูกหมุนไปโดยการถ่วงน้ำหนักรอบล้อ และบนแกนจะมีเฟืองเล็กๆ มีฟัน 6 ซี่ที่ประสานกับฟัน 36 ซี่ (ที่ทำด้วยไม้โอ๊ค) ตรงขอบของหน้าปัดเอสโตรเลบ กลองปรอทและเฟืองตัวเล็กจะเดินครบรอบใน 4 ชั่วโมง ส่วนหน้าปัดเอสโตรเลบจะหมุนครบรอบใน 24 ชั่วโมง นาฬิกาที่ใช้หลักการนี้ในการทำงานเป็นที่รู้กันดีว่ามีประสิทธิภาพ ซึ่งรู้จักแพร่หลายในยุโรปช่วงศตวรรษที่ 17-18

นาฬิกาแบบนี้, ที่ใช้เฟืองควบคุมความเร็วในการเดินของนาฬิกา, เป็นที่รู้จักกันดีในโลกมุสลิมมาตั้งตั้งแต่คริสตวรรษที่ 11, อย่างน้อยก็ 200 ปีก่อนที่นาฬิกาที่มีน้ำหนักถ่วง (เช่นลูกตุ้ม) จะถือกำเนิดขึ้นมาในโลกตะวันตก

เครื่องมือที่สำคัญด้านเทคโนโลยีสำเร็จรูปของโลกมุสลิมคือเครื่องมือดาราศาสตร์ที่ใช้เฟืองเกียร์ซึ่งอธิบายไว้ในตำราของชาวอาหรับ เช่นในหนังสือ Huqq al-Qamar (Box of Moon หรือ กล่องดวงจันทร์) ของอัล-ไบรูนี จากตำรานี้ทำให้เรารู้ว่าเครื่องกลเหล่านี้เป็นที่รู้จกกันในวงการดาราศาสตร์มุสลิม ตัวอย่างที่ยังคงหลงเหลืออยู่ก็คือ ปฏิทินเฟืองเกียร์ของปี 1221 ซึ่งปัจจุบันถูกเก็บไว้ในพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ที่อ็อกซ์ฟอร์ด ประเทศอังกฤษ

ดีเรก จอห์น เดอ โซลา (Derek John de Solla Price ค.ศ.1922-83) นักประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ระบุไว้ในคราวอธิบายเรื่อง Antikythera mechanism (การคำนวณเครื่องกลสมัยโบราณ) ว่า ดูเหมือนว่า Antikythera จะเป็นส่วนหนึ่งของความรู้ที่สูญหายไป (ของโลกตะวันตก - ผู้แปล) แต่กลับเป็นเรื่องที่รู้จักกันดีในหมู่ชาวอาหรับ และความรู้ด้านนี้ก็ถูกถ่ายทอดจากพวกเขาสู่ยุโรป, ซึ่งกลายมาเป็นรากฐานของการประดิษฐ์นาฬิกามากมายในเวลาต่อมา

ความคิดที่เกี่ยวกับนาฬิกาเครื่องกลมีการบันทึกไว้หลายศตวรรษก่อนหน้าจะมีการประดิษฐ์คิดค้นขึ้นจริงๆ ตัวอย่างเช่นในหนังสือของอัล-มูราดี (al-Muradi) และอัล-จาซารี

ความรู้เรื่องนาฬิกาน้ำของชาวมุสลิมถูกถ่ายทอดไปสู่ชาวคริสเตียนในสเปนซึ่งต่อมาแพร่หลายไปในยุโรป

เครื่องมือดาราศาสตร์

แอสโตรเลบเป็นเครื่องมือดาราศาสตร์ที่วิเศษสุดในโลกสมัยกลาง แอสโตรเลบถือกำเนิดมาจาก Hellenistic และถูกนำมาพัฒนาจนสมบูรณ์แบบโดยนักวิทยาศาสตร์และช่างชาวมุสลิม ปัญหาทางดาราศาสตร์จำนวนมาก, ซึ่งปกติต้องหาผลลัพธ์โดยการคำนวณที่ใช้เวลานานมาก, ก็สามารถหาผลลัพธ์ได้อย่างรวดเร็วโดยใช้แอสโตรเลบ

ตำราของยุโรปเล่มแรกที่เขียนเกี่ยวกับเอสโตรเลบก็มีพื้นฐานมาจากชาวมุสลิม และเขียนเป็นภาษาละตินในช่วงต้นศตวรรษที่ 11 ที่สำนักสงฆ์ริโพล (Ripoll) ในคาตาโลเนีย จากศูนย์กลางแห่งนี้ทำให้ความรู้เรื่องเครื่องมือนี้แพร่ไปสู่ยุโรป

เครื่องมือคำนวณอีกชนิดหนึ่งที่ประดิษฐ์คิดค้นโดยโลกมุสลิมในปลายโลกสมัยกลางคือ อิเควทอเรีย (equatoria เป็นเครื่องมือดาราศาสตร์แบบอานาล็อก เพื่อหาตำแหน่งของดวงจันทร์, ดวงอาทิตย์, และดวงดาวโดยไม่ต้องคำนวณ แต่ใช้แบบจำลองเรขาคณิตแทนท้องฟ้า) ซึ่งถูกคิดค้นขึ้นมาในปี 1015 โดยชาวมุสลิมในสเปน วัตถุประสงค์ของอิเควทอเรียมก็เพื่อวัดลองจิจูดของดวงดาว ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง และก็เช่นเดียวกับแอสโตรเลบ ความรู้เรื่องอิเควทอเรียก็แพร่กระจายไปทั่วยุโรปในเวลาต่อมา.

ที่มา: Pr. Dr. Ahmad Y. al-Hassan. Transfer of Islamic Technology to the West. FSTC Limited. December 2006.

http://www.muslimheritage.com/uploads/Transfer_of_Islamic_Technology_to_the_West.pdf

http://www.history-science-technology.com/Articles/articles%2071.htm