مصطلح العلم يأتي من الكلمة اللاتينية scientia والتي تعني “المعرفة“. ويمكن تعريفها بأنها محاولة منهجية لاكتشاف حقائق معينة حول العالم، عن طريق الملاحظة والاستدلال، ومن ثم وضع قوانين تربط الحقائق المكتشفة ببعضها البعض، وفي بعض الحالات لاضافة امكانية التنبؤ بالأحداث المستقبلية. هناك طرق أخرى لتعريف العلم، لكن جميع التعريفات تشير بشكل أو بآخر إلى هذه المحاولة لاكتشاف حقائق محددة والقدرة على اكتشاف الأنماط التي ترتبط بها هذه الحقائق.
هناك اقتباس مثير للاهتمام لكارل ساجان حول الموقف العلمي:
إذا كنا نعيش على كوكب لا يتغير فيه شيء على الإطلاق، فلن يكون هناك الكثير لنفعله. ولن يكون هناك شيء لمعرفته. ولن يكون هناك حافز للعلم. وإذا عشنا في عالم لا يمكن التنبؤ به، حيث تتغير الأشياء بطرق عشوائية أو معقدة للغاية، فلن نتمكن من اكتشاف الأشياء. لكننا نعيش في عالم وسطي، حيث تتغير الأشياء، ولكن حسب نمط معين وقواعد محددة نسميها قوانين الطبيعة. إذا رميت عصا في الهواء فإنها تسقط دائمًا. إذا غربت الشمس في جهة الغرب، فإنها تشرق دائمًا مرة أخرى في صباح اليوم التالي من جهة الشرق. وهكذا يصبح من الممكن معرفة سلوك الأشياء في الطبيعة. يمكننا القيام العلم، ومعه يمكننا تحسين حياتنا. (كارل ساجان، 59)
التطورات العلمية المبكرة
قادت ملاحظة العلماء للأحداث الطبيعية بشكل منتظم على اختراع وتطوير بعض التخصصات العلمية. وبعد فترة من المراقبة وحفظ السجلات بعناية، حتى بعض الأحداث التي يُنظر إليها على أنها عشوائية وغير متوقعة قد تبدأ في عرض نمط منتظم لم يكن واضحًا في البداية. الكسوف هو مثال جيد على ذلك.
في أمريكا الشمالية اعتقد الشيروكي وهم من القبائل الأصليين أن الكسوف يحدث عندما يزور القمر (الذكر) زوجته الشمس، وكان الأوجيبواي يعتقدون أن الشمس تنطفئ تمامًا أثناء الكسوف، لذلك كانوا يطلقون السهام المشتعلة لإبقائها حية. يذكر ستيفن هوكينج أنه وفقًا للفايكنج فإن الشمس والقمر يطاردهما ذئبان هما سكول وهاتي. عندما ينجح أي من الذئبين في اصطياد فريسته يحدث الكسوف. وكان سكان الشمال يحدثون أكبر قدر ممكن من الضجيج لإخافة الذئاب حتى يتمكنوا من إنقاذ الضحايا:
” سكول هو اسم الذئب الذي يلاحق الإله الساطع
إلى الغابة الحامية؛
والآخر هو هاتي، وهو ابن هرودفيتنير،
الذي يطارد عروس السماء المشرقة.”
(أشعار إيدا. من أقوال جريمنير، 39)
ويواصل هوكينج قوله إن الناس أدركوا في النهاية أن الشمس والقمر سيخرجان من الكسوف بغض النظر عما إذا كانا قد أحدثا ضجيجًا أم لا. وفي المجتمعات التي كان لديهم فيها سجلات للأحداث السماوية، لا بد أنهم لاحظوا بعد مرور بعض الوقت أن الكسوف لا يحدث بشكل عشوائي بل في أنماط منتظمة تتكرر نفسها.
من الواضح أن بعض الأحداث في الطبيعة تحدث وفقًا لقوانين، لكن هناك أحداثًا أخرى لا تعرض نمطًا واضحًا أثناء حدوثها، ولا يبدو أيضا أنها تحدث نتيجة لسبب محدد. يبدو أن الزلازل والعواصف والأوبئة تحدث بشكل عشوائي ولم يكن للتفسيرات الطبيعية أن تكون لها صلة بذلك. ولذلك نشأت تفسيرات خارقة للطبيعة لمثل هذه الأحداث اندمجت في معظمها مع الميثولوجيا والأبطال.
أدت التفسيرات الخارقة للطبيعة إلى ظهور السحر، وهو محاولة للسيطرة على الطبيعة عن طريق الطقوس والتعاويذ. يعتمد السحر على ثقة الناس في إمكانية السيطرة على الطبيعة بشكل مباشر. الفكر السحري مقتنع بأنه من خلال أداء تعويذات معينة، سيحدث حدث معين. اقترح جيمس فريزر أن هناك صلة بين السحر والعلم، لأن كلاهما يؤمن بمبدأ السبب والنتيجة. في السحر تكون الأسباب غير واضحة إلى حد ما وتميل إلى الاعتماد على أفكار عفوية، بينما في العلم ومن خلال الملاحظة والتفكير الدقيق، يتم عزل الأسباب وفهمها بشكل أفضل. يقوم العلم على فكرة أن الخبرة والجهد والعقل صحيحة، بينما يقوم السحر على الحدس والأمل. في العصور القديمة، كان من الشائع أن يتم دمج العلم مع السحر والدين والتصوف والفلسفة، حيث لم تكن حدود المنهج العلمي مفهومة بالكامل.
العلوم البابلية
وكما هو الحال في مصر، شجع الكهنة الكثير من تطور العلوم البابلية. استخدم البابليون نظامًا رقميًا يعتمد على الرقم 60، مما سمح لهم بتقسيم الدوائر إلى 360 درجة. استخدام 60 كأساس لنظام رياضي ليس حلا لمشكلة بسيطة: 60 هو رقم له قواسم عديدة (1، 2، 3، 4، 5، 6، 10، 12، 15، 20، 30، 60) ، مما يبسط تمثيل الكسور: 1/2 (30/60)، 1/3 (20/60)، 1/4 (15/60)، 1/5 (12/60)، 1/6 (10/) 60)، وهكذا دواليك. في وقت مبكر من عام 1800 قبل الميلاد، فهم علماء الرياضيات البابليون خصائص التسلسلات الأولية، مثل التقدم الحسابي والهندسي وعدد من العلاقات الهندسية. لقد قدروا قيمة pi بـ 3 1/8، وهو ما يمثل خطأ بنسبة 0.6 بالمائة. ومن المحتمل جدًا أنهم كانوا أيضًا على دراية بما نسميه اليوم نظرية فيثاغورس التي تنص على أن مربع الضلع الأطول في المثلث القائم يساوي مجموع مربعي الضلعين الآخرين. ومع ذلك ليس لدينا أي دليل على أن البابليين أثبتوا ذلك رسميًا، لأن رياضياتهم اعتمدت على المعرفة التجريبية بدلاً من البراهين الرسمية.
كان علم الفلك هو المجال الذي أظهر فيه البابليون عبقرية رائعة، كان السحر والتصوف والتنجيم والعرافة هي الدوافع الرئيسية لهذه العبقرية. لقد اعتقدوا أن حركة الأجرام السماوية تنبئ ببعض الأحداث الأرضية. منذ عهد نبوخذ نصر (747 قبل الميلاد)، احتفظ البابليون بقوائم كاملة للكسوف، وبحلول عام 700 قبل الميلاد، كان من المعروف بالفعل أن كسوف الشمس لا يمكن أن يكون ممكنًا إلا مع بداية كل قمر جديد وخسوف القمر فقط أثناء اكتمال القمر. ومن المحتمل أنه بحلول هذا الوقت عرف البابليون أيضًا القاعدة التي تنص على أن خسوف القمر يحدث كل ستة أشهر، أو أحيانًا كل خمسة أشهر. وبحلول الوقت الذي حكم فيه نبوخذ نصر بابل، كان الكهنة قد قاموا أيضًا بحساب مسارات الكواكب ورسموا مدارات الشمس والقمر.
العلوم المصرية
على الرغم من خرافاتهم، شجع الكهنة المصريون تطوير العديد من التخصصات العلمية، وخاصة علم الفلك والرياضيات. كان بناء الأهرامات وغيرها من الآثار المذهلة مستحيلاً دون معرفة رياضية متطورة للغاية. بردية ريند الرياضية (المعروفة أيضًا باسم بردية أحمس) هي أطروحة رياضية قديمة، يعود تاريخها إلى حوالي عام 1650 قبل الميلاد. يشرح هذا العمل باستخدام عدة أمثلة كيفية حساب مساحة الحقل ووسع الحظيرة، كما يتناول المعادلات الجبرية من الدرجة الأولى. في القسم الافتتاحي يعلن مؤلفها وهو ناسخ يُدعى أحمس، أن البردية عبارة عن نسخة من نسخة قديمة ربما كتبت قبل 500 عام من زمن أحمس نفسه.
كما شجع فيضان النيل، الذي أدى باستمرار إلى تغيير علامات الحدود التي تفصل بين الأجزاء المختلفة من الأرض على تطوير الرياضيات: كان على مساحي الأراضي المصريين إجراء القياسات مرارًا وتكرارًا لاستعادة الحدود التي فُقدت. وفي الواقع هذا هو أصل كلمة الهندسة: “قياس الأرض”. كان مساحو الأراضي المصريون عمليين للغاية: من أجل تكوين زوايا قائمة، وهو أمر بالغ الأهمية لتحديد حدود الحقل، استخدموا حبلًا مقسمًا إلى اثني عشر جزءًا متساويًا، لتكوين مثلث به ثلاثة أجزاء على جانب واحد وأربعة أجزاء على الجانب الآخر، وفي الجانب المتبقي خمسة أجزاء. كان عليهم إيجاد الزاوية القائمة عند اتصال الضلع المكون من ثلاث وحدات بالجانب المكون من أربع وحدات. بمعنى آخر عرف المصريون أن المثلث الذي تكون أضلاعه بنسبة 3:4:5 هو مثلث قائم الزاوية. هذه قاعدة مفيدة وهي أيضًا خطوة سابقة جدا عن نظرية فيثاغورس التي تعتمد على تمديد مفهوم المثلث 3:4:5 إلى حده المنطقي.
حسب المصريون قيمة الثابت الرياضي باي عند 256/81 (3.16)، وبالنسبة لقيمة الجذر التربيعي لاثنين، استخدموا الكسر 7/5 (الذي اعتقدوا أنه 1/5 سبع مرات). بالنسبة للكسور فقد استخدموا دائمًا البسط 1 (للتعبير عن 3/4، كتبوا 1/2 + 1/4). لسوء الحظ لم يعرفوا الصفر وكان نظامهم الرقمي يفتقر إلى البساطة: كان مطلوبًا منهم كتابة 27 علامة للتعبير عن 999.
العلوم اليونانية
بخلاف الحال في أجزاء أخرى من العالم حيث كان العلم مرتبطًا بقوة بالدين، كان للفكر العلمي اليوناني ارتباط أقوى بالفلسفة. ونتيجة لذلك كانت للروح العلمية اليونانية نهج أكثر علمانية وتمكنت من استبدال فكرة التفسير الخارق للطبيعة بمفهوم الكون الذي تحكمه قوانين الطبيعة. ينسب التقليد اليوناني الفضل إلى طاليس من ميليتس باعتباره أول يوناني طور حوالي عام 600 قبل الميلاد، فكرة إمكانية تفسير العالم من خلال المصطلحات الطبيعية. عاش طاليس في ميليتس وهي مدينة يونانية تقع في إيونيا، القطاع الأوسط من شاطئ بحر إيجه في الأناضول في آسيا الصغرى “تركيا الحالية”. كانت هذه المدينة هي المحور الرئيسي لـ “الصحوة الأيونية”، وهي المرحلة الأولى من الحضارة اليونانية الكلاسيكية، وهو الوقت الذي طور فيه اليونانيون القدماء عددًا من الأفكار المشابهة بشكل مدهش لبعض مفاهيمنا العلمية الحديثة.
كان تأثير الرياضيات المصرية أحد المزايا العظيمة لليونان، عندما فتحت مصر موانئها للتجارة اليونانية خلال عصر الأسرة السادسة والعشرين (حوالي 685-525 قبل الميلاد) وعلم الفلك البابلي بعد غزو الإسكندر لآسيا الصغرى وبلاد ما بين النهرين خلال العصر الهلنستي. كان اليونانيون موهوبين جدًا في الابتكار المنهجي في المعرفة الرياضية والفلكية المصرية والبابلية. أدى هذا إلى تأثير هائل وإيجاد علماء رياضيات وفلك يونانيين كانوا الأكثر كفاءة في العصور القديمة، ويمكن القول إن إنجازاتهم في الهندسة كانت هي الأفضل والأكثر تأثيرا.
في حين كانت الملاحظة مهمة في البداية، بدأ العلم اليوناني في النهاية في التقليل من أهمية الملاحظة لصالح العملية الاستنتاجية، حيث يتم بناء المعرفة عن طريق التفكير الخالص. تعتبر هذه الطريقة أساسية في الرياضيات وقد ركز عليها الإغريق لدرجة أنهم اعتقدوا خطأً أن الاستنباط هو الطريقة الأساسية والوحيدة للحصول على أعلى معرفة ممكنة. لقد تم الاستهانة بالملاحظة، وأصبح الاستنتاج هو القاعدة في التفكير، وأصابت المعرفة العلمية اليونانية طريق مسدود في كل فرع من فروع العلوم تقريبًا باستثناء العلوم الدقيقة (الرياضيات).
العلوم الهندية
في الهند نجد بعض جوانب العلوم الفلكية بالفعل في كتب الفيدا (التي تم تأليفها بين 1500 و1000 قبل الميلاد)، حيث تنقسم السنة إلى اثني عشر شهرًا قمريًا (أحيانًا نضيف شهرًا إضافيًا لضبط السنة القمرية مع السنة الشمسية)، ستة فصول يتم بها تحديد السنة وكيفية ارتباطها بآلهة مختلفة، كما تتم ملاحظة المراحل المختلفة للقمر وتجسيده كآلهة مختلفة. تم تنظيم العديد من الاحتفالات وطقوس القرابين في المجتمع الهندي من خلال موقع القمر والشمس والأحداث الفلكية الأخرى، مما شجع على دراسة مفصلة لعلم الفلك.
تم تطوير الهندسة في الهند نتيجة للقواعد الدينية الصارمة لبناء المذابح. يصف الكتاب الخامس من تياتيريا سانهيتا Taittiriya Sanhita المدرج في الياجور فيدا Yajur-Veda الأشكال المختلفة التي يمكن أن تكون عليها المذابح. أقدم هذه المذابح كان على شكل صقر ومساحته 7.50 مربع بوروشا (البوروشا كانت وحدة تعادل ارتفاع رجل بذراعين مرفوعتين، حوالي 7.6 قدم أو 2.3 متر). في بعض الأحيان كانت هناك حاجة لتحديد أشكال مذابح أخرى (مثل شكل العجلة، السلحفاة، المثلث)، ولكن مساحة هذه المذابح الجديدة يجب أن تظل كما هي 7.50 مربع بوروشا. وفي أحيان أخرى كان لا بد من زيادة حجم المذبح دون تغيير الشكل أو النسبة الرقمية للشكل. كان من المستحيل تنفيذ كل هذه الإجراءات دون معرفة جيدة بالهندسة.
يحتوي العمل المعروف باسم شولبا سوترا، والذي تم تأليفه لأول مرة في الهند حوالي عام 800 قبل الميلاد، على شروحات مفصلة حول كيفية تنفيذ جميع العمليات الهندسية المطلوبة لدعم الإجراءات الدينية المتعلقة بالمذابح. يطور هذا النص أيضًا موضوعات رياضية مثل الجذور التربيعية وتربيع الدائرة. وبعد تطوير دراسات هندسية مهمة تغيرت الممارسات الدينية في الهند، وتلاشت الحاجة إلى المعرفة الهندسية تدريجيًا مع توقف استخدام بناء المذابح.
ربما كان الإنجاز الأكثر تأثيرًا للعلوم الهندوسية الهندية هو دراسة الحساب، وخاصة تطوير الأرقام والترميز العشري الذي يستخدمه العالم اليوم. إن ما يسمى بـ “الأرقام العربية” نشأ بالفعل في الهند؛ وهي تظهر بالفعل في مراسيم الصخور للإمبراطور الموريا أشوكا (القرن الثالث قبل الميلاد)، قبل حوالي 1000 عام من استخدامها في الأدب العربي.
العلوم الصينية
في الصين لم يكن للكهنوت أي سلطة سياسية كبيرة. في العديد من الثقافات، تم تشجيع العلم من قبل الكهنة، الذين كانوا مهتمين بعلم الفلك والتقويم، ولكن في الصين، كان المسؤولون الحكوميون هم الذين لديهم السلطة وكانوا مهتمين بهذه المجالات، وبالتالي فإن تطور العلوم الصينية يرتبط بقوة المسؤولون الحكوميون. كان علماء الفلك في البلاط مهتمين بشكل خاص بعلوم الفلك والرياضيات، حيث كان التقويم مسألة إمبراطورية حساسة: كان يجب أن تتطور حياة السماء وحياة الأرض في انسجام تام، وكانت الشمس والقمر تنظمان المهرجانات المختلفة. خلال زمن كونفوشيوس (حوالي 551 إلى 479 قبل الميلاد)، نجح علماء الفلك الصينيون في حساب التنبؤ بحدوث الكسوف.
تطورت الهندسة نتيجة للحاجة إلى قياس الأرض، بينما تم استيراد علم الجبر من الهند. خلال القرن الثاني قبل الميلاد، وبعد قرون وأجيال عديدة، تم الانتهاء من أطروحة رياضية تسمى الفصول التسعة في الفن الرياضي. يحتوي هذا العمل في الغالب على إجراءات رياضية عملية تتضمن موضوعات مثل تحديد المجالات ذات الأشكال المختلفة (لأغراض الضرائب)، وتسعير السلع المختلفة، وأسعار صرف السلع، والضرائب العادلة. يطور هذا الكتاب الجبر والهندسة ويذكر أيضًا الكميات السالبة لأول مرة في التاريخ المسجل. قدر زو تشونغزي (429-500 م)، القيمة الصحيحة لـ pi إلى المنزلة العشرية السادسة وقام بتحسين المغناطيس الذي تم اكتشافه قبل قرون من ذلك.
أظهر الصينيون موهبة استثنائية في اختراعات رائعة مثل البارود، والورق، والطباعة الخشبية، والبوصلة (المعروفة باسم “الإبرة التي تشير إلى الجنوب”)، هي بعض من الاختراعات الصينية العديدة. وعلى الرغم من إبداعهم الهائل، فمن المثير للسخرية أن الحياة الصناعية الصينية لم تشهد أي تطور كبير بين أسرة هان (206 قبل الميلاد – 220 م) إلى سقوط المانشو (1912 م).
علوم شعوب أمريكا الوسطى
كانت الرياضيات وعلم الفلك في أمريكا الوسطى دقيقة للغاية. كانت دقة تقويم المايا مماثلة للتقويم المصري (كلتا الحضارتين حددتا السنة بـ 365 يومًا) وبالفعل في القرن الأول الميلادي، استخدم المايا الرقم صفر كقيمة مكانية في سجلاتهم، قبل عدة قرون من ظهور الصفر في الأدب الأوروبي والآسيوي.
شمل حفظ سجلات الوقت في أمريكا الوسطى فترة 260 يومًا المعروفة لدى المايا باسم “تزولكين” “عد الأيام” و”تونالبوهوالي” لدى الأزتيك. تم الحصول على هذه الفترة من خلال الجمع بين دورات مدتها 20 يومًا مع ثلاثة عشر معاملًا رقميًا (20 × 13 = 260). يُعتقد أن أصل هذه الفترة يعود إلى القرن السادس قبل الميلاد تقريبًا في المنطقة الجنوبية من حضارة الزابوتيك، وهو يتوافق مع بعض الأحداث الطبيعية المهمة: 260 هو تقدير تقريبي جيد لفترة الحمل البشري، وفي منتصف أمريكا الوسطى يتوافق خط العرض تمامًا مع الدورة الزراعية. كانت هناك أيضًا فترة 360 يومًا تُعرف باسم تون عند المايا، وتتكون من دورات مدتها 20 يومًا و18 شهرًا (20 × 18 = 360). تعتمد معظم تقاويم أمريكا الوسطى على تون واحد بالإضافة إلى شهر إضافي مكون من خمسة أيام (360 + 5 = 365)، وهو تقدير تقريبي جيد للدورة الشمسية. وكان هذا العد ينظم الأعياد والاحتفالات الدينية والتضحيات والحياة العملية والاحتفال والعديد من جوانب الحياة الدينية والسياسية والاجتماعية.
سيتم استخدام نظام العد 260 و365 يومًا في وقت واحد، وكل 52 عامًا ستتطابق نقطة البداية لكل منهما، وهو حدث يسمى “جولة التقويم”. تشير مخطوطات الأزتك إلى أنه خلال فترة التقويم، كان يُعتقد أن العالم كان عرضة للتدمير، لذلك أقاموا في ذلك الوقت عددًا من التضحيات والاحتفالات الدينية من أجل إرضاء الآلهة وضمان استمرار العالم.
أنشأ المايا أطول دورة تقويمية في أمريكا الوسطى عن طريق ضرب تون واحد في 20 (360 يومًا × 20 = 7200 يوم، أو كاتون واحد) وكاتون واحد في 20 (7200 يوم × 20 = 144000 يوم، أو باكتون واحد). يتكون حساب المايا الطويل من 13 باكتون (144000 يوم × 13 = 1872000 يوم)، أو 5125.37 سنة. نقطة البداية لعد المايا الطويل هي 11 أغسطس عام 3114 قبل الميلاد، وانتهت في 21 ديسمبر 2012 قبل الميلاد.
عن المؤلف
كريستيان فيولاتي
كريستيان متحدث عام ومؤلف مستقل يتمتع بشغف قوي بالماضي البشري. مستوحى من دروس التاريخ الغنية يهدف كريستيان إلى تحفيز الأفكار وإثارة الفضول المعرفي لدى جمهوره.
مقال مترجم من موقع : تاريخ العالم
رابط المقال: https://www.worldhistory.org/science/
