نگاهی به گوشه‌هایی از تاریخ مهندسی در ایران
کشفیات و اختراعات ایرانی‌ها
مهدی فرشاد- ایران زمین دارای سنتی باستانی و غنی در زمینه‌های فنی و مهندسی است. در این مقاله سعی می‌شود موضوع پیدایش و سیر تاریخی فنون، صنایع، عقاید فنی و تئوری‌های مهندسی در ایران مورد بررسی قرار گیرد و ضمن آن نکاتی از تاریخ مهندسی در این کشور روشن شود ۱- آغاز تمدن فنی در ایران
مدارک به دست آمده و شواهد موجود، تاریخ آغاز تمدن فنی و کاربرد فن در ایران را به دورترین ایام می‌رساند. آثاری از دوران پارینه سنگی و دوره‌های بعدی در قسمت‌های شمالی ایران به دست آمده است که به اختراعات و ابداعاتی در زمینه مواد، وسایل و روش‌های مهندسی که به دست ساکنین اولیه فلات ایران انجام شده بود، دلالت می‌کند. از هزاره‌های پنجم پیش از میلاد به بعد در تمدن‌های سیلک و شوش سنت مهندسی کاملا برقرار گشته بود.کاوش‌های باستانشناسی شمال ایران نشان می‌دهد که در آن مناطق نیز شالوده تمدن فنی ریخته شده بوده است.علاوه بر این نقاط در مناطق مختلف ایران که نظیر این گونه کاوش‌ها انجام گرفته کاوش‌ها وجود تمدن‌های بسیار قدیمی در این منطقه از جهان را به اثبات رسانده است.
۲- مواد و مصالح
اکتشاف، دستیابی و بهره‌برداری از مواد و مصالح همواره یکی از ارکان تمدن فنی و شاخص مرتبه تکامل مهندسی در تاریخ بوده است، به علت تاثیر عمده‌ای که مواد و مصالح در سیر تاریخی مهندسی داشته است مورخان فنی گاهی تاریخ مهندسی را در واقع تاریخ دستیابی بشر به مواد و بهره‌برداری از آنها دانسته‌اند. مصالح ساختمانی که در طول تاریخ فنی ایران مورد استفاده قرار می‌گرفته متنوع و گوناگون بوده است. مصالح سنگی از دوران‌های پیش برای ساختن بناها و به خصوص ساختمان‌های دائمی مثل پل‌ها، سدها و کاخ‌ها به کار می‌رفته است.کاربرد مصالح سنگی به صورت خشکه‌چین در دوره هخامنشیان به نقطه اوج خود رسید.مواد خاکی به صورت خشت خام دستی و قالبی و آجر در ایران از قدیم به طور مداوم به کار می‌رفته است.نخستین کوره‌های پخت گل و تهیه آجر در ایران از هزاره‌های دوم پیش از میلاد پدیدار می‌گردد.این کوره‌ها ابتدا به صورت کوره‌های اجاقی بوده که بعدا به تدریج به کوره‌های قائم مبدل شده است.
چوب و مصالح گیاهی در ایران نسبت به مواد خاکی دارای تاریخ نسبتا ناپیوسته است. مدارک و شواهد نشان‌دهنده آن است که در دوران‌های قدیم مناطقی از سرزمین ایران پوشیده از جنگل‌های انبوه بوده است؛ ولی این جنگل‌ها به تدریج در اثر عوامل طبیعی و عوامل مخرب دیگر از بین رفته است. در دوره هخامنشی چوب به عنوان مصالح اصلی ساختمانی به کار می‌رفته ولی در دوره‌های بعدی کاربرد آن به عنوان یک عنصر فرعی در کلاف‌کشی ساختمان‌ها و نیز در اشیای تزیینی ادامه یافته است.
از جمله مصالح ساختمانی دیگر گچ و آهک و مخلوط‌های آنها با گل است.تاریخ آغاز کاربرد گچ و آهک در ایران به نخستین هزاره پیش از میلاد می‌رسد. گچ به مقدار زیاد در اندود و هنرهای گوناگون گچ‌کاری ساختمان‌های هخامنشی و اشکانی و ساسانی و بناهای دوره اسلامی به کار رفته است.آهک نیز به صورت ملات و نیز به حالت شفته در ساختمان‌های متعدد به کار رفته و ملات ساروج نیز که شامل آهک و گل و خاکستر است برای اندود و آب‌بندی منابع آب مرتبا به کار رفته است.
ایران زمین از لحاظ پیدایش فلزات و صنعت فلزکاری و توسعه اولیه آن در جهان موقعیت خاصی را در تاریخ دارا است. تحقیقات نشان داده است که قسمت‌های شمالی و شرقی ایران از اولین مراکز فلزکاری در جهان بوده است. فلزات ابتدا به صورت منابع سطحی و بعد از طریق استخراج معادن سنگ فلز را از سنگ آن جدا می‌کرده و به فلز حاصله شکل می‌دادند از موقعیت خاصی در اجتماع خویش برخوردار بودند و از جمله اولین گروه‌های حرفه‌ای به شمار می‌آمدند که سازمان صنفی و مقررات حرفه‌ای مخصوص به‌خود داشته‌اند. طلا و مس قبل از فلزات دیگر در ایران کشف شد و مورد استفاده قرار گرفت. نقره و سرب و قلع و آنتی‌مون و آرسنیک و روی و همجوش‌هایی چون مفرغ و برنج نیز از روزگاران قدیم استخراج و بهره‌برداری می‌شده است. معادن فراوانی از این فلزات در نقاط مختلف ایران از قدیم شناخته شده بود.تاریخ شناخت آهن و استخراج آن از سنگ آهن در ایران به هزاره دوم پیش از میلاد می‌رسد. کاربرد کلمه پولاد که فارسی است در زبان‌های دیگر معرف اشاعه این صنعت فلزکاری از ایران به مناطق دیگر است.
مواد نفتی و فرآورده‌های نفتی از هزاره‌های نخست پیش از میلاد در ایران شناخته شده و مورد بهره‌برداری قرار گرفته بود.از چشمه‌ها و چاه‌های طبیعی نفت در غرب ایران در نوشته‌های مورخان قدیم یاد شده است.مواد نفتی در عایق‌کاری و ساختن ظروف و مصارف دارویی و سوخت به کار می‌رفته است.مورد استعمال دیگر مواد نفتی در ایران قدیم استفاده از آن در صنایع نظامی بود که گلوله را آغشته به نفت و مواد سوزنده و سوزاننده می‌کردند و به سوی دشمن و تجهیزات او پرتاب این گلوله‌ها به نام آتش مادی شهرت داشت.
از نخستین مدارک مربوط به تهیه و کاربرد شیشه در ایران لوله‌های خمیر شیشه است که در معبد عیلامی چغازنبیل در شوش به کار رفته است.تاریخ ساختمان این بنا متعلق به حدود ۱۲۵۰ سال پیش از میلاد است. از آن به بعد نیز شیشه برای پنجره‌ها و نیز ساختن ظروف در عهد هخامنشی و اشکانی و دوره‌های بعد به کار می‌رفته است.
استفاده از مواد شیمیایی و رنگ‌ها در ایران سابقه‌ای بس باستانی دارد.در تمدن سیلک کاشان مربوط به هزاره‌های پنجم تا اول پیش از میلاد رنگ‌های سرخ و سفید برای رنگ‌آمیزی دیوارها، اشیا و مردگان مورد استعمال داشت. علاقه و توجه ایرانیان به رنگ در طول تاریخ فنی این سرزمین ادامه یافته است.اغلب ساختمان‌های هخامنشی و اشکانی و ساسانی با مواد رنگی رنگ‌آمیزی می‌شد.در دوره‌های اسلامی کاربرد رنگ در ساختمان‌ها و اجسام به نقطه اوج تاریخ تکامل خود رسیده است.
۳- وسایل و ماشین‌ها
سابقه ابزارسازی در ایران به دوران پارینه سنگی می‌رسد. ابزارهایی سنگی و استخوانی در نقاط مختلف ایران به دست آمده است که تاریخ آنها را به صد وهفتاد هزار سال پیش تخمین زده‌اند.بسیاری از وسایل و ماشین‌های ساده قبل از آنکه از آنها شرحی در نوشته‌های ارسطو و دیگران آورده شود در سرزمین ایران کاربرد داشته‌اند.از جمله ماشین‌های ساده که نمونه‌هایی از آنها در کاوش‌های باستانشناسی در ایران به دست آمده یا شواهدی از کاربرد آنها در دست است، می‌توان گوه،قرقره و سطح شیب‌دار را نام برد. تیر و کمان هم نوعی ماشین ساده دیگری شمرده می‌شود که در آن نیروی فشار فنری تبدیل به نیروی پرتاب می‌شده است.ایرانیان از قدیم در ساختن وکاربرد این وسیله شهرت داشته‌اند.
وسایل گردونه‌ای با حرکت دورانی ناپیوسته از انواع دیگر ماشین‌هایی بود که در دوران پیشین در ایران و سرزمین‌های مجاور آن اختراع شده و به کار می‌رفته است.وسیله ریسندگی و مته سوراخ کن دورانی دو نمونه از این قبیل ماشین‌ها بود.اختراع چرخ را که یک وسیله دورانی با حرکت پیوسته است می‌توان جزو بزرگ‌ترین اکتشافات انسانی محسوب داشت، نخستین نمونه‌های چرخ‌های چوبی در شوش و مناطق جنوبی ایران به دست آمده است.
تاریخ این چرخ‌ها به هزاره سوم پیش از میلاد می‌رسد. چرخ‌های چوبی که از این مناطق به دست آمده بعضی توپر و سه تکه‌ای و برخی دیگر تو خالی دارای پره بود.گرداگرد چرخ‌ها به وسیله زوارهای فلزی تقویت و میخ کوبی می‌شده است.قدم دیگر در تکامل ماشین‌ها و وسایل دورانی با اختراع چرخ‌دنده‌ای برداشته شد. اولین نمونه‌های کاربرد چرخ‌دنده‌ای در جهان در ایران زمین بوده است. چرخ دنده‌ای‌های اولیه از دو چرخ چوبین با کناره دنده‌دار که به طور عمود نسبت به هم قرار داشت تشکیل می‌شد و از این دستگاه برای بالا بردن آب از چاه استفاده می‌کردند. ابوریحان بیرونی با استفاده از چرخ دنده، دستگاهی برای اندازه‌گیری زمان ساخته بود، ماشین‌های آبی اولیه وسایلی بود که برای جابه جا کردن آب به کار می‌رفت. نخستین نمونه‌های این قبیل ماشین‌ها در ایران اختراع شده است و در تواریخ از آن به عنوان چرخ ایرانی نام برده‌اند چرخ ایرانی شامل چرخی بزرگ بود که بر اطراف آن ظروفی بسته می‌شد و قسمتی از این چرخ در آب جوی یا در رودخانه‌ای غوطه‌ور بود. با چرخاندن این دستگاه ظروف به نوبت در آب فرو می‌رفت و از آب پر می‌شد و با ادامه حرکت چرخ این ظروف به سطح بالا می‌رسید و آب آن خالی می‌شد. ماشین‌های آبی دیگری که در ایران اختراع یا در اینجا طرح آنها تکمیل شد وسایلی بود که به وسیله آنها از نیروی آب استفاده به عمل می‌آمده است. به وسیله این ماشین‌ها از نیروی آب در چرخاندن دستگاهی برای خرد کردن ذرات و غلات استفاده می‌شده است. سه نمونه از آسیاب‌هایی که از هزاره‌های اول میلادی در ایران به کار می‌بسته‌اند شامل آسیاب نورس، آسیاب ویترویان و آسیاب شناور بود. روایات مورخین حاکی از آن است که روی رودخانه‌ها و نهرهای ایران چرخ‌های آبی متعددی نصب شده بود و از گردش این چرخ‌ها به وسیله نیروی آب استفاده می‌کردند.
ماشین‌های بادی یعنی دستگاه‌هایی که با نیروی باد به حرکت درمی‌آید در تاریخ فنی ایران سابقه طولانی دارد.بنا به نظر همگان ماشین‌های بادی در شرق ایران اختراع شده است و بعدها کاربرد آنها از ایران به سرزمین‌های دیگر شیوع یافته است.از آسیاب‌های بادی در هزاره‌های اول پیش از میلاد و قرون میلادی در نوشته‌های جغرافیدانان و جهانگردان نام برده شده و در همین نوشته‌ها ساختمان آسیاب‌های بادی در سیستان تشریح شده است.از جمله دمشقی در قرن دهم میلادی از باد خیزی منطقه سیستان و آسیاب‌های بادی که در آنجا ساخته شده بود سخن گفته است.
آسیاب‌های بادی ایرانی دارای محور قائم بوده و از آنها برای خرد کردن غلات استفاده می‌شده است.این کاربرد در طول تاریخ و در زمان‌های معاصر نیز ادامه یافته است.علاوه بر اختراع ماشین‌های بادی در ایران موارد دیگری هم بود که در آن ایرانیان از نیروی باد استفاده می‌کرده‌اند.از آن جمله استفاده از نیروی باد برای جابه جا کردن شن بوده که با تدابیری شن را از منطقه‌ای به منطقه دیگر جابه جا می‌کرده‌اند و مزارع را از خطر پوشیده شدن از شن محفوظ می‌داشته‌اند. نکاتی که در ساختمان ماشین‌های بادی در ایران رعایت می‌شده و نحوه هدایت باد و استفاده از آن دلیل قاطعی مبنی به درک فنی سازندگان این دستگاه‌ها و آشنایی ذهنی آنان به قواعد مهندسی به شمار می‌رود.
اولین کوشش‌های انسان برای پرواز در فضا در ایران زمین انجام گرفته است.پندار و تلاش ایرانیان برای پرواز در شاهنامه فردوسی به خوبی متجلی شده و بازتاب یافته است.مطابق روایات موجود در دوره اشکانیان بیرق‌هایی که به شکل حیوانات ساخته می‌شده برافراشته می‌گردیده و هیبت حیوانی زنده را در حال پرواز مجسم می‌کرده است-همچنین حکایت دیگری از عهد ساسانی نقل شده که در آن استاد معماری برای خویش از چوب یال ساخته و توسط آن از بالای قصری پرواز کرده و در فاصله‌ای دور به زمین نشسته است. از دوره اسلامی نیز روایتی به جای مانده که در آن دانشمندی ایرانی به نام جوهری با بستن دو قطعه چوب به خود از بالای بامی به زمین می‌پرد.این روایات و سایر حکایات به خوبی نشان دهنده آنند که قرن‌ها قبل پندار پرواز انسان و ساختن وسایلی که با آن پرواز مقدور گردد در ایران زمین وجود داشته و کوشش‌هایی منطقی نیز در این جهت به عمل آمده بوده است.
وسایل اندازه‌گیری در ایران همراه با مقیاس‌ها و اندازه‌ها پیدایش و تکامل یافت.اولین مقیاس‌های اندازه‌گیری که در مناطق وسیعی به طور استاندارد کاربرد یافت، توسط داریوش هخامنشی برای طول و وزن اجسام وضع گردید و مقیاس طول به نام کوبیت سلطنتی شهرت یافت. به تدریج در ادوار مختلف مقیاس‌های اندازه‌گیری گوناگون طول،حجم،مسافت و زمان وضع شد و مورد استفاده قرار گرفت.مورد استعمال اصلی مقیاس‌ها در دادوستد و در نقشه‌برداری ساختمانی بود. برای نقشه‌برداری وسایلی در ایران اختراع شد و با استفاده از آن نقشه‌برداری‌های موضعی و منطقه‌ای انجام گرفت. کرجی مهندس ایرانی در سده هفدهم شاهنشاهی(یازدهم میلادی) اولین وسایل ارتفاع‌یاب و زاویه‌یاب را اختراع کرد و روش‌هایی برای نقشه‌برداری وضع نمود. مکتشفین ایرانی چون اسکیلاکس و ستاسپه نیز به شناخت سرزمین‌های غربی و شرقی کمک فراوانی کردند و موجب شدند که نقشه‌های منطقه‌ای و جهانی با دقت بیشتری تهیه شود.اختراع و کاربرد وسایل اندازه‌گیری دقیق برای مطالعات کیهانی نیز در ایران سابقه زیادی دارد.دانشمندان و مهندسین ایرانی در اختراع و تکمیل شاخص‌های آفتابی، اسطرلاب‌ها، کره‌های سماواتی سهم عمده‌ای داشته‌اند.
همچنین اولین سندی که از کشتیرانی، کشتی‌سازی و دریانوردی ایرانیان در دست است متعلق به چغامیش در جنوب غربی ایران و مربوط به هزاره سوم پیش از میلاد است. کشتیرانی در خلیج فارس در تمام دوره‌های تاریخی انجام می‌شده است. اختراع بعضی از قسمت‌های کشتی و وسایل دریانوردی به ایرانیان نسبت داده شده است.از جمله این اختراعات سکان کشتی، قطب‌نما،عمق‌یاب و مسافت‌یاب است. قدیمی‌ترین راهنماهای دریانوردی تحت عنوان «راهنامک»ها در عهد ساسانی در ایران تنظیم شده‌است.
تاریخ «بررسی‌های تاریخی»، فروردین و اردیبهشت ۱۳۵۷ - شماره ۷۵
ارسال نظر