حرکت مکانی از طبیعیات ارسطویی تا فیزیک نیوتنی

چکیده:

از دیرباز تاکنون، فیلسوفان و عالمان علوم طبیعی به طرح دیدگاه های گوناگونی درباره ی « حرکت » به مثابه ی یکی از عام ترین پدیده های طبیعی پرداخته اند. ارسطو و به پیروی از او ابن سینا، در مباحث طبیعیات خویش، از حرکت به ویژه حرکت مکانی و خصوصیات آن سخن به میان آورده اند؛ امّا در فیزیک جدید ( فیزیک نیوتنی )، تصویر کم و بیش متفاوتی از حرکت به دست داده شده است. در مقاله ی حاضر، پس از مقایسه ی مبانی، مفاهیم اصلی، و قوانین حرکت در طبیعیات ارسطویی و فیزیک نیوتنی، نشان داده می شود که نظریه ی ارسطو درباره ی حرکت، در بخش هایی، دستخوش ناسازگاری است و در اکثر موارد، با فیزیک نیوتنی اختلاف دارد؛ هر چند در برخی از قضایا و روابط، دارای شباهت های کلّی با قوانین حرکت نیوتنی است. البته، نباید از این نکته غفلت کرد که هر یک از این دو نظریه، بخشی از دو نظام نظری کاملاً متفاوت و مبتنی بر دو نحوه ی ناهمسان از استدلال و استنتاج اند. شایان ذکر است که قوانین نیوتن در زمینه حرکت، با تغییر اساسی سنّت ارسطویی، به نتیجه رسیده است؛ همچنین قضایا و روابط ظاهراً مشابه هر یک از دو سنّت ارسطویی و نیوتنی، به سخنی در دیگری قابل اندراج است.
کلیدواژه ها: ارسطو، ابن سینا، فلسفه طبیعی، طبیعیات، حرکت مکانی، فیزیک نیوتنی.

مقدمه

از روزگار باستان تا روزگار امروز، « حرکت » که یکی از عام ترین پدیده های طبیعی به شمار می رود موضوع نظریه پردازی بسیاری از فیلسوفان و عالمان علوم طبیعی بوده است. ارسطو، به عنوان معلم اول، اصول و قوانینی را در باب « حرکت » بنیان نهاد که تأثیر فراگیری را در فلسفه ی طبیعیِ قرون باستان و میانه بر جای گذاشت. گرچه برخی از پیروان مکتب ارسطو نوآوری های درخور توجهی را به نظام بر ساخته ی وی وارد کردند، امّا هیچ کدام از پارادایم ارسطویی فراتر نرفتند: ارشمیدس (۳) به ارائه ی شاخه ی نظری مکانیک پرداخت و هیرون (۴) شاخه ی عملی و فنّی تر آن را به دست داد. در اوایل دوران میانه، کارهای مکانیکی ارشمیدس بر جهان اسلام تأثیرگذار واقع شد؛ امّا با وجود اینکه این کارها در قرن سیزدهم میلادی از یونانی به لاتین ترجمه شده بود، تا آغاز قرن شانزدهم، تأثیر قابل ملاحظه ای را در غرب بر جا نگذاشت. هیرون ماشین های پیچیده را به پنج ماشین ساده تقلیل داد: اهرم، چرخ و محور، قرقره، گوه، و پیچ. او با برقراری تعادل بین یک نیروی کوچک و یک وزنه ی بزرگ، قواعد ساده ی تناسب نیروهای ارسطویی را زیر سؤال برد؛ همچنین، این فرض فیزیک ارسطویی را که « هر حرکت جبری نیاز به محرّکی دائمی دارد » به چالش کشید. با این حال، هیرون در مجموع به دنبال جایگزینی فلسفه ی طبیعی ارسطو با نوع جدیدی از فیزیک نبود. در حالی که کتاب مکانیک، نوشته ی هیرون، در غربِ دوران میانه ناشناخته مانده بود، در قرن نهم میلادی، به زبان عربی ترجمه شد؛ ولی این ترجمه نیز تا این اواخر در غرب ناشناخته ماند. (۵)
دانشمندان مسلمان از قبیل جابر، کندی، ابن هیثم، و به ویژه ابوریحان بیرونی، در طی قرون میانه، روش آزمایش و کمّی سازی را به کار بردند. ابوریحان، با اینکه بسیاری از اصول طبیعیات مشّایی را پذیرفت، ولی حیّز طبیعی عناصر را انکار کرد و روش استدلالی مشّاییان را نیز مورد تعرض و حمله قرار داد. وی بر تکرار آزمایش، جلوگیری از خطاهای نظام مند و خطاهای تصادفی، و نیز تحلیل کیفی مشاهدات تأکید داشت. (۶) ما در این مقاله، ذیل آرای ارسطو، به نمونه هایی از نظریات متمایز و مبسوط ابن سینا، به منزله ی فیلسوف برجسته ی دوره ی اسلامی، اشاره خواهیم کرد.
در فیزیک حرکت، انقلاب علمی با کارهای گالیله به وقوع پیوست و با قوانین نیوتن به نتیجه ی مطلوب رسید. البته، این مطلب به معنای نادیده گرفتن تلاش های اندیشمندان قبل از گالیله و نیوتن نیست؛ بلکه واقعیت این است که افق های جدید، در پرتو نظریات قبلی، فراروی عالمان قرار گرفت؛ چنان که خود نیوتن نیز برای توصیف جایگاه و موفقیتش از تعبیر « کوتوله ای ایستاده بر روی دوش غول ها » استفاده می کند و همچنین محدودیت نظریه اش، در حدود دو قرن بعد، توسط انیشتین نشان داده می شود.
فاصله ی زمانی میان ارسطو و نیوتن، حدود بیست قرن است؛ امّا آیا فاصله ی طبیعیات ارسطویی و فیزیک نیوتنی نیز تا این اندازه زیاد است ؟ آیا ارسطو می توانست همان کار نیوتن را انجام دهد و فیزیک را دو هزار سال به جلو بیندازد یا آنکه نظام ارسطویی به خطایی دچار شده بود که راه درست را بر فیزیک می بست ؟ بسیاری از فیلسوفان، همچنان، اصول منطق و مابعدالطبیعه ی ارسطویی را معتبر می دانند؛ امّا آیا هنوز برای طبیعیات ارسطویی می توان جایگاهی را متصوّر شد ؟
هدف اصلی ما، در این مقاله، مطالعه ی مقایسه ای طبیعیات ارسطویی و فیزیک جدید (۷) در بحث « حرکت مکانی » است. در تبیین دیدگاه های طبیعیات ارسطویی، عمدتاً بر آرای ارسطو در کتاب فیزیک و آرا و نیز آرای ابن سینا در کتاب طبیعیات شفا ( فنّ سماع طبیعی ) تأکید می شود؛ همچنین، در بیان دیدگاه های فیزیک جدید، بخش هایی از کتاب اصول ریاضی فلسفه ی طبیعی (۸) ( نوشته ی نیوتن ) مورد مطالعه قرار می گیرد.
مطالعه ی تطبیقی از این نوع می تواند با هدف تحقیق در تاریخ علم صورت گیرد؛ با این حال، ما- گرچه از اشارات تاریخی غافل نشده ایم- چنین هدفی را دنبال نکرده و درصدد تحلیل مبانی، قوانین، و نتایج حرکت شناسی ارسطویی در مقایسه با مکانیک نیوتنی برآمده ایم.

مروری بر اصول طبیعیات ارسطویی

جایگاه طبیعیات در فلسفه ی ارسطو

از نگاه ارسطو، فلسفه ی نظری از علوم طبیعی ( مثل فیزیک و زیست شناسی ) و همچنین علوم ریاضی و متافیزیک، تشکیل می شود. بنابراین، علم فیزیک جزئی از فلسفه ی طبیعی است و با دیگر بخش های نظام ارسطویی پیوند محکمی دارد. کتاب فیزیک، نوشته ی ارسطو، مشتمل بر هشت کتاب است و به موضوعاتی همچون « مبادی طبیعت » ، « بخت و اتفاق »، « حرکت »، « مکان »، « زمان » و « خلأ » اختصاص دارد. ارسطو، بعد از بحث درباره ی مبادی طبیعت، اشیا را به دو دسته ی کلّی تقسیم می کند و می گوید: بعضی از اشیا به واسطه ی طبیعت (۹) موجودند و بعضی به واسطه ی علل دیگر. برای مثال، حیوانات ( و اجزای آنها )، گیاهان، و اجسام بسیط ( خاک، آتش، هوا، و آب ) به طبیعت موجودند و هر کدام دارای مبدأ حرکت و سکون هستند؛ ولی اشیای دیگر، از آنجا که محصول صنعت اند، هیچ محرّک درونی (۱۰) برای تغییر ندارند. شایان ذکر است که طبیعت منشأ یا علّت متحرّک و ثابت بودن چیزی است که ذاتاً به آن تعلّق دارد. (۱۱) از نظر ارسطو، شناخت طبیعت از جمله وظایف مربوط به طبیعیات ( فیزیک ) شمرده می شود. (۱۲)
ارسطو شناخت هر چیز را در گرو شناخت علل آن چیز می داند؛ از این رو، علّیت را می توان مبنای فیزیک ارسطو تلقّی کرد. ارسطو، متناظر با چهار گونه پرسش از « چرایی »، علّت را به چهار گونه تقسیم می کند و کار فیلسوف طبیعی را شناخت همه ی علل چهارگانه می داند. از نظر وی، اگر فیلسوف طبیعی مسائل خویش را به همه ی این علل ( علّت مادی، علّت صوری، علّت فاعلی، و علّت غایی ) بازگرداند، در علم خود- به درستی- به پرسش از « چرا » پاسخ خواهد داد. (۱۳)

روش ارسطو

روش کلّی ارسطو آن است که در مابعدالطبیعه ی خود، از کشف علل اولی آغاز می کند و با منطق قیاسی (۱۴) نتایج علمی را به دست می آورد. البته، از آنجا که هر عالم طبیعی نسبت به تجربیات و مشاهدات روزمره حسّاس است و هدف وی شناخت همین مشاهدات است، ارسطو نیز در طبیعت شناسی خود از مشاهده بهره می برد؛ از این رو، شاید بتوان طبیعت شناسی ارسطو را از نظر صوری تجربی دانست، ولی مشاهدات برای وی صغرای قیاس هستند، نه پایه ی استقرار. همچنین، چنان که در بحث از نیروها ملاحظه خواهیم کرد، ارسطو از تئوری اقلیدسی « تناسب » به عنوان ابزار اصلی قانون سازی استفاده می کند.
دیدگاه ابن سینا در طبیعیات شفا، در باب وظیفه ی طبیعیات، به دیدگاه ارسطو شباهت دارد: علم طبیعی، هم اشتغال به صورت دارد و هم اشتغال به مادّه. در اجسام بسیط، طبیعت همان صورت است؛ مثلا صورت ( نوعیه ) آب، قوّه ای است که هیولای آب را به نوعی از انواع جسم ( یعنی آب ) تبدیل کرده است و آثار محسوسی مانند سردی و سنگینی از آن ( قوّه ) پیدا می شود. امّا، در اجسام مرکّب، طبیعت عین حقیقت صورت نیست، بلکه به منزله ی جزئی از صورت است؛ چرا که هیئت ترکیبی اجسام مرکّب ( مثل انسان )، تنها به سبب قوّه ( طبیعت ) نیست که اجسام را بالذّات به سوی جهتی حرکت می د هد. گرچه قوّه برای ساخته شدن ماهیت لازم است؛ ولی طبیعت به تنهایی ماهیت مرکّبات را نمی دهد، بلکه با زوایدی ماهیت را می سازد. (۱۵) ابن سینا، از نظر روش شناسی، کم و بیش پیرو ارسطوست. او معتقد است که عالمان طبیعی در تحقیقات خویش، همچون ریاضیدانان، از « برهان » سود می جویند. (۱۶)
در طبیعیات ابن سینا، برای حصول نتایج، از آزمایش یا استقرار استفاده نمی شود. البته برخی معتقدند که ابن سینا اصول کلّی طبیعیات خود را از علم الهی اخذ می کرده، ولی از مشاهده یا تجربه و استقرای در طبیعت نیز سود می برده است. شاهد این مدّعا، تجربیاتی است که ابن سینا در بحث « نفی خلأ » ذکر کرده است ( مثل برگرداندن ظرف پر از آب و خالی شدن هوای بین دو ظرف ). (۱۷) این اعتقاد، تا آنجا قابل قبول است که به اخذ اصول طبیعیات از فلسفه ی اولی و توجه به مشاهدات مربوط می شود؛ ولی به نظر می رسد که این نوع توسّل به مشاهدات را در معنای دقیق کلمه، نمی توان به کارگیری روش استقرایی دانست.
بر پایه ی آنچه گذشت، اصول کلّی حاکم بر طبیعیات ارسطویی را می توان بدین صورت برشمرد:
۱) اشیای عالم به دو دسته ی کلّی تقسیم می شوند: بعضی به واسطه ی طبیعت موجودند و بعضی به واسطه ی علل دیگر. هر کدام از اشیای طبیعی دارای مبدأ حرکت و سکون هستند.
۲) « شناخت » از جمله وظایف مربوط به فلسفه ی طبیعی است. همچنین، شناخت هر چیز در گرو شناخت علل آن چیز است. فیلسوف طبیعی شناخت همه ی علل چهارگانه را برعهده دارد.
۳) اصول کلّی طبیعیات از فلسفه ی اولی اخذ می شوند؛ همچنین، علم طبیعی به مدد مشاهدات ( به عنوان صغرای قیاس ) حاصل می شود.

مروری بر اصول فیزیک نیوتنی

گرچه آزمون و تکرار مشاهده، در قرون میانه، بی سابقه نبوده است؛ ولی عموماً گالیله را به عنوان « پدر روش علمی جدید » می شناسند، چرا که روش و محتوای فیزیک وی خارج از پارادایم ارسطویی است. ارسطوییان علم را برآمده از مجموعه ای از اصول کلّی می دانستند، در حالی که گالیله از آزمایش به مثابه ی ابزار اصلی تحقیق و نظریه پردازی استفاده می کرد. وی برای بررسی حرکت و سرعت اجسام، آزمایش های سطح شیبدار و آونگ را ترتیب داد. گفتنی است که قانون سطح شیبدار را امتیاز مهم علم گالیله ای قلمداد می کنند. (۱۸)
مطالعات پیر دوئم، (۱۹) در باب وضعیت علم در قرون میانه، منشأ آثار فراوانی بوده است. پیر دوئم مدّعی شده است که نوشته های علمی قرون میانه، حاوی مؤلفه های علم جدید ( به ویژه دیدگاه های سینماتیک و دینامیک گالیله ) است یا دست کم نشانی از آن مؤلفه ها را دارد و علم جدید – در واقع – تکامل یافته ی دیدگاه های موجود در نوشته های علمی قرون میانه است . (۲۰) البته، برخی به مخالفت با این نظر برخاسته و گفته اند که علم جدید نتیجه ی کشمکش بین سنّت های مختلفِ متنی، مفهومی، نظری، و عملی از قرون باستان تا میانه است و فلسفه ی طبیعی، ریاضیات، و مکانیک عملی، هر یک مسائلی مطرح کرده اند که به شکل گیری « مکانیک نوین گالیله » انجامیده است. شایان ذکر است، ریشه یابی مؤلفه های علم جدید از موضوعات مناقشه برانگیز در حوزه ی تاریخ علم شمرده می شود؛ ولی عموماً اعتقاد بر این است که بنیان گذاران علم جدید از متون علمی قرون میانه آگاه بوده و حتی با برخی از بحث های آن متون سرو کار داشته اند. (۲۱) به عنوان مثال، در کتاب گفت و گوهای پیزایی (۲۲) ( نوشته ی گالیله )، دیدگاه های دانشمندان مسلمان- همچون ابن سینا، ابن هیثم، و ابن باجه- یافت می شود. (۲۳)
امّا، نیوتن به تمام مجادلات فیلسوفان طبیعی درباره ی « حرکت » پایان داد. کارهای وی در حوزه ی مکانیک به قوانینی انجامید که بر همه ی اجرام زمینی و سماوی، و طبیعی و صناعی صدق می کنند. قوانین حرکت و نیز قانون گرانش عمومیِ نیوتن، برای انواع اجسام- در غیر از ابعاد خیلی کوچک و سرعت های خیلی بزرگ- برقرار است.
نیوتن، در بخشی از کتاب اصول ریاضی فلسفه ی طبیعی، آنچه را قواعد استدلال در فلسفه می نامد بدین صورت بیان می نماید: (۲۴)
۱) ما برای تبیین نمودهای اشیای طبیعی نباید علّت هایی را بپذیریم که بیش از آن چیزی باشند که درست و کافی است.
۲) بنابراین، برای آثار طبیعی یکسان، باید تا آنجا که ممکن است علل یکسانی را معیّن کنیم.
۳) کیفیات اجسام که نه افزایش و نه کاهش درجه می پذیرند، و در حدود تجربه ی ما به همه ی اجسام تعلّق دارند، باید کیفیات عام همه ی اجسام ( هر چه که هستند ) به شمار آیند.
۴) ما، در فلسفه ی تجربی، گزاره های به دست آمده از پدیده ها با استقرای کلّی را ( به رغم هر فریضه ی خلافی که قابل تصور باشد ) باید گزاره هایی قطعاً یا تقریباً صادق بدانیم تا زمانی که با رخ دادن پدیده های دیگر، دقیق تر شوند یا در شمول استثناها قرار گیرند.
یادآوری می شود که نیوتن در قالب قاعده های اول و دوم، آنچه را در فلسفه ی علم به عنوان اصل همگونی طبیعت (۲۵) تلقّی می شود پذیرفته است. ضمن اینکه قاعده ی سوم به معنای ملاک قرار دادن تجربه یا حس و پذیرش تعمیم نتایج آن است. به باور نیوتن، از کیفیات اجزا می توان به کیفیات کل پی برد. نیوتن، در قاعده ی چهارم، گزاره هایی را که مبتنی بر استقرا هستند درست می داند؛ گرچه امکان نقض این گزاره ها را نیز در آینده منتفی نمی شمارد.

مقایسه ی مفاهیم مربوط به حرکت در طبیعیات ارسطویی و فیزیک جدید

با توجه به تعریف « طبیعت » به عنوان مبدأ حرکت و تغییر، شناخت معنای حرکت و احکام آن مبنای طبیعت شناسی ارسطو واقع می شود. (۲۶) بنابراین، ارسطو به بحث درباره ی حرکت می پردازد و موضوعات مکان، زمان و … را نیز به تبع آن مورد بررسی قرار می دهد. وی اکثر بخش های کتاب فیزیک خود ( حدود سه چهارم آن ) را به عموم مباحث مربوط به حرکت اختصاص داده است.
از نظر ارسطو، « حرکت » عبارت است از: تحقّق ( یا فعلیت ) آنچه بالقوّه وجود دارد، از آن جهت که بالقوّه وجود دارد. (۲۷) ارسطو محرّک و متحرّک را ملازم یکدیگر می داند: حرکت، تحقّق قوّه ی شیء قابل حرکت ( متحرّک ) توسط آن چیزی است که توان علّت حرکت شدن را دارد ( محرّک )؛ همچنین، فعلیت محرّک غیر از فعلیت متحرّک نیست.
ارسطو توضیح می دهد که محرّک، به سبب تأثیر بر متحرّک، محرّک است و متحرّک، به سبب پذیرش این تأثیر است که متحرّک می باشد؛ و این یک فعلیت است با دو توصیف مختلف. (۲۸) از این گذشته، وی اشاره می کند که حرکت در عام ترین و ابتدایی ترین معنایش، تغییر مکان است که آن را « نقل مکان » (۲۹) می نامیم.
ارسطو در ابتدا به بحث درباره ی نامتناهی و نیز ماهیت مکان و زمان می پردازد و پس از بیان و نقد نظریات حکمای قبل از خود، دیدگاهش را در این باره ارائه می کند. تفصیل استدلال های ارسطو از عهده ی این مقاله خارج است؛ از این رو، در مقاله ی حاضر، به مروری بر دیدگاه وی ( و نیز ابن سینا ) در زمینه ی مفاهیم یاد شده بسنده می شود:
نامتناهی:
ارسطو معتقد است که چون علم طبیعت با مقادیر مکانی و حرکت و زمان سرو کار دارد، و هر یک از اینها ضرورتاً یا متناهی است یا نامتناهی؛ از این رو، بحث درباره ی اینکه آیا مقدارِ محسوسِ نامتناهی وجود دارد، و ماهیت آن چیست، وظیفه ی فیزیکدان است. (۳۱) از نظر ارسطو، کمّیت نامتناهی کمّیتی است که همواره بتوانیم بخشی از آن را جدا کنیم، افزون بر آنچه قبلاً جدا شده است. (۳۲) او معتقد است: مقدار محسوس نامتناهی به صورت بالفعل وجود ندارد؛ بلکه فقط به صورت بالقوّه، از طریق « کاهش » ( تقسیم نامتناهی )، وجود می یابد. (۳۳) ناگفته نماند که ارسطو و ابن سینا باور ویژه ای به عدم امکان سرعت نامتناهی داشته اند. از نظر ابن سینا، حرکتی در طبیعت وجود دارد که حرکتی سریع تر از آن موجود نیست. (۳۴)
در فیزیک جدید، همین اعتقاد به « نامتناهیِ بالقوّه » (۳۵) وجود دارد؛ مثلاً میدان هایی که به صورت تابع۱/r^2 تغییر می کنند ( از جمله پتانسیل الکتریکی و گرانشی )، در مرکز بار و جرم، باید بی نهایت شوند. امّا این مفهوم در واقع عبارت است از: پتانسیل بالقوّه ی بی نهایت. یعنی اگر پتانسیل با کاهش فاصله از مرکز (r) چنان کاهش می یابد که اگر در مرکز قابل اندازه گیری بود مقدار آن بی نهایت می شد و حال آنکه از یک نقطه ای به بعد، عملاً راهی برای کاهش فاصله ( و بالتبع اندازه گیری پتانسیل ) وجود ندارد. (۳۶)
هر چند « بی نهایت » کاربرد فراوانی در فیزیک دارد، ولی این امر به آن معنا نیست که فیزیکدانان قائل به « وجود واقعی مقدار محسوس نامتناهی » باشند؛ چرا که وجود چنین مقداری به نقض قوانین زیادی منجر خواهد شد، مسئله ای که فیزیکدانان حاضر به پذیرش آن نیستند. برای مثال، در فیزیک، بی نهایت بودن سرعت ( که بیانگر امکان حضور هم زمان یک ذرّه ی مادّی در دو مکان خواهد بود ) یا بی نهایت بودن انرژی به معنای واقعی نیست. « بی نهایت » می تواند به معنای مقداری بیشتر از یک مقدار معیّن یا قابل اندازه گیری باشد، و به هر حال باید از نظر فیزیکی معنادار باشد. همچنین، از طرف دیگر، بی نهایت کوچک ها ( یا آنچه ارسطو « نامتناهی از طریق تقسیم » می نامید ) در ریاضی و فیزیک به عنوان « حساب بی نهایت کوچک ها »(۳۷) معروف است. گفتنی است که بی نهایت کوچک ها را نخستین بار نیوتن ابداع کرد و آن را در فیزیک به کار گرفت.

مکان:

ارسطو معتقد است که اگر حرکت نسبت به مکان وجود نداشت، مکان در نظر نمی آمد. (۳۸) با توجه به واقعیت جایگزینی متقابل اجسام است که وجود مکان بدیهی گرفته می شود. وقتی که با بیرون رفتن جسمی از مکانی، جسم دیگری همان مکان را اشغال می کند، به نظر می رسد که مکان متفاوت با همه ی اجسامی است که در آن وارد می شوند و جای یکدیگر را می گیرند. ارسطو معتقد است: اشیا ابتدا نیاز دارند مکان داشته باشند؛ از این رو، مکان، نخستین چیز است. وی، همچنین، معتقد است که وقتی اشیای داخل مکان از بین می روند، وجود مکان پایان نمی یابد. (۳۹)
از این گذشته، ارسطو برای مکان ها و جهت ها قائل به قوّه و اثر است: جابه جایی های اجسام طبیعی اصلی (۴۰) ( عناصر )، مثل آتش، خاک، و مانند آنها، نشان می دهد که مکان، نه تنها یک چیز است، بلکه اثر خاصّی را نیز اعمال می کند. برای مثال، « بالا » و « پایین » صرفاً دو جهت متمایز نسبی نیستند؛ بلکه « بالا » مکانی است که آتش و آنچه سبک است به آنجا می رود. (۴۱) ضمن اینکه ارسطو مکان را به « داخلی ترین حد، بدون حرکت حاوی » (۴۲) تعریف می کند و آن را نوعی « سطح » در نظر می گیرد. در تعریف مکان، « بدون حرکت بودن » دارای اهمیت خاصی است؛ مثلا ًمکانِ قایقی که در رودخانه ای در حال حرکت است کلّ رودخانه است، نه سطح ( داخلی توده ی آب ) که حاوی قایق می باشد. (۴۳)
برخی از حکما ( همچون زنون ) این اشکال را وارد می کردند که خود مکان هم نیازمند مکان است؛ از این رو، باید توضیح داده شود که مکانِ مکان چیست ؟ ارسطو، در پاسخ، ادعا می کند که چنین نیست که هر چه هست در مکان باشد؛ بلکه فقط جسم قابل حرکت نیاز دارد که در مکان باشد. بنابراین، خود مکان- که بدون حرکت است- نیازمند مکان نیست. (۴۴) ارسطو، در باب ماهیت مکان، معتقد است: مکان، چون از شیء جدایی پذیر است، صورت نیست؛ همچنین، از آنجا که حاوی است، مادّه نیز به حساب نمی آید. (۴۵)
ابن سینا نیز پس از استدلال بر وجود خارجی مکان، (۴۶) و بررسی و نقد دیدگاه های مختلف در باب ماهیت مکان، (۴۷) آن را سطحی می داند که نهایت جسم حاوی ( جسم متمکّن ) است. (۴۸) وی در ادامه به تشریح این امر می پردازد که مکان شیء، گاه سطحی واحد است و گاه از ترکیب چند سطح به وجود می آید. برای مثال، وقتی که در میان آب کوزه ای، جسم دیگری قرار بگیرد که آب بر آن محاط باشد ( شکل الف- ۱ )، مکانِ آب عبارت خواهد بود از: سطح مقعّر کوزه ( نه مجموع آن سطح مقعّر و سطح محدّب جسم درون آب )؛ زیرا سطح مقعّر به تنهایی برای احاطه کافی است و دو سطح مزبور متباین هستند و از مجموع آنها یک سطح درست نمی شود تا مکان آب باشد. اما، وقتی که ظرفی u شکل داریم که حاوی آب است ( شکل ب- ۱)، از مجموع سطح های ملاقی ( سطح مقعر پایینی، سطح بالایی که نسبت به آب تحدّب دارد، و دو سطح افقی بالای ظرف ) یک سطح درست می شود. گفتنی است که این مجموع به منزله مکان واحد آب است و اجزای آن اجزای مکان به شمار می روند. (۴۹)
نیوتن در کتاب اصول ریاضی فلسفه ی طبیعی به تعریف برخی از مفاهیم جدید مانند جرم، اندازه ی حرکت، اینرسی، نیرو، و شتاب می پردازد ( البته مفهوم « شتاب » را پیشتر، و برای نخستین بار، گالیله مطرح کرده بود ). او در حاشیه ی کتاب یاد شده می گوید: من زمان، فضا، مکان، و حرکت را که همه به خوبی آنها را می شناسند تعریف نمی کنم. با این حال، وی تأکید می کند که این کمّیت ها فقط باید بر اساس رابطه ای که با اشیای محسوس (۵۰) دارند تصوّر شوند. نیوتن، در ادامه، مفاهیم جدید پیش گفته را به مطلق و نسبی، واقعی و ظاهری، و ریاضی و عادی تفکیک می کند و به توضیح هر یک از این مفاهیم می پردازد. ورود مفاهیم جدید نیوتنی از قبیل اندازه ی حرکت، نیرو، و شتاب ( و تبیین مفاهیم آشنای قبلی )، در حوزه ی مکانیک، بسیار با اهمیت است. به نظر می رسد، یکی از مهم ترین تفاوت ها میان فیزیک قدیم و جدید تفاوت میان مفاهیم کلیدی آن دو باشد؛ بنابراین، « مفهوم سازی » نقشی اساسی را در تحول فیزیک ایفا کرده است.
نیوتن ماهیت فضای مطلق را بی ارتباط با اشیای خارجی، و جدای از جسم می داند و اعتقاد دارد که همواره یکسان و ثابت (۵۱) است. امّا، از نظر وی، فضاهای نسبی عبارت اند از: نحوه های مختلفی که ما فضای مطلق را اندازه می گیریم. به عبارت دیگر، فضای نسبی بُعد یا مقداری قابل حرکت از فضای مطلق است که حواس ما بسته به موقعیتش نسبت به اجسام آن را تعیین می کند. شکل و اندازه این دو یکی است، اما از نظر عددی همواره یکی نمی مانند؛ مثلاً اگر زمین را سیستم مرجع بگیریم، با حرکت زمین، فضای هوای اطراف ما نسبت به زمین یکسان می ماند، ولی این هوا به طور پیوسته بخش های مختلف فضای مطلق را اشغال می کند.
به بیان نیوتن، « مکان » قسمتی از فضاست که هر جسم آن را اشغال می کند؛ همچنین، مطابق با فضا، « مکان » یا مطلق است یا نسبی. نیوتن بر عبارت « قسمتی از فضا » در تعریف یاد شده تأکید می ورزد، و می گوید که منظور او موقعیت یا سطح خارجی جسم نیست؛ چرا که مکانِ اجسامِ همانند (۵۲) پیوسته یکسان است، ولی سطح این اجسام- به علّت تفاوت شکل آنها- اغلب یکی نیست. به علاوه، « مکانِ کل » جمع مکان های اجزاست. (۵۳) در فیزیک نیوتنی، مکان هر جسم را با مختصات مرکز جرم آن مشخص می کنند؛ مختصاتی که در فضای سه بعدی با سه عدد بیان می شود. (۵۴)
همان طور که پیشتر گفتیم، ارسطو « مکان » را داخلی ترین حدّ ( بدون حرکت جسم حاوی ) می داند؛ در حالی که فضا و مکان نیوتنی اصولاً سطح نیستند. امّا از آن جهت که ماهیت حرکت مکانی در فیزیک ارسطو ( یا حرکت در مکان )، به تبع تعریف مکان، نسبت به چیزی مستقل از جسم متحرّک- یعنی مرجع بدون حرکت- لحاظ می شود، قابل قیاس با حرکت نسبت به چارچوب یا فضای مطلق نیوتنی، که مستقل از جسم است، به نظر می رسد.

خلأ:

از نظر ارسطو، « خلأ » به معنای مکانی که شیئی در آن وجود ندارد امکان پذیر نیست. او معتقد است: کسانی که به وجود خلأ اعتقاد دارند، حداکثر، ممکن است که بخواهند شرط حرکت رو به بالا را، هر چه که هست، خلأ بنامند. (۵۵) شایان ذکر است که ابن سینا، علاوه بر نفی قوّه ی محرّکه ی خلأ در حرکت جسم متخلخل به سمت بالا، قوّه ی جاذبه ای را نیز که طرفداران خلأ در مورد مکش و حبس آب ( در آبزنک و آبدزدک ) به آن اشاره می کردند نفی کرده است. (۵۶) یکی از ادلّه ی ارسطو در نفی خلأ این است که اگر خلأ وجود داشته باشد، هیچ کس نمی تواند به این مسئله پاسخ دهد که چرا شیئی که به حرکت درآورده شده است مثلاً باید در اینجا بایستد و نه در آنجا؛ به طوری که شیء یا ساکن خواهد بود یا تا ابد حرکت خواهد کرد، مگر اینکه شیئی قوی تر در مسیر آن قرار بگیرد. (۵۷) چنان که می بینیم، ارسطو « خلأ » را با توسل به تجربیات روزمرّه ناممکن می داند؛ حال آنکه در فیزیک جدید، با فرض عدم مقاومت هوا، دست به استنتاج از مشاهدات می زنند. ارسطو، اگر خلأ را ممکن می دانست، نتیجه ی مورد قبول فیزیک نیوتنی را که « جسم یا ساکن است یا تا ابد به حرکت خود ادامه می دهد » نفی نمی کرد.
گالیله، هر چند به اثر مقاومت هوا در سقوط آزاد اجسام آگاه بود؛ ولی در عمل، راهی برای حذف آن نداشت. بویل (۵۸) در طی سال های ۱۶۵۷-۱۶۵۹، دست به طراحی و ساخت یک پمپ هوا زد. او با این دستگاه، آزمایش هایی را برای بررسی ویژگی های هوا و خلأ انجام داد. نیوتن، به دنبال آشنایی با پمپ خلأ ( و امکان کاهش مقاومت هوا )، تصوّر حذف هوا و آزمایش فکری حرکت در خلأ را در ذهن خود یافت. وی در حاشیه ی کتاب اصول ریاضی فلسفه ی طبیعی، پس از اشاره به مقاومت هوا در بحث حرکت، امکان حذف مقاومت هوا را مطرح کرده؛ شبیه به آنچه در ماشین خلأ بویل انجام شده است. (۵۹)
امروزه، در فیزیک عملی، « خلأ » مفهوم نسبی به شمار می رود ( نه مطلق )؛ همچنین، فیزیکدانان دست یابی به خلأ کامل را امکان پذیر نمی دانند. (۶۰) ضمن اینکه در مباحث حرکت- در فیزیک کلاسیک- در حالت ساده، از آثار هوا صرف نظر، و در حالت های واقعی، با روابط تجربی- مهندسی، اثر هوا را لحاظ می کنند.

زمان:

ارسطو معتقد است که ما فقط وقتی زمان را در می یابیم که به حرکت ( با نشان گذاری قبل و بعد ) توجه کرده باشیم؛ همچنین، فقط وقتی که قبل و بعد را در حرکت در می یابیم، می گوییم: « زمان سپری شده است. » بر این اساس، وی زمان را به « مقدار حرکت برحسب جلو و عقب » (۶۱) تعریف می کند؛ (۶۲) امّا، در جای دیگری، آن را مقدار هر نوع حرکت ( پیوسته ) می داند، از آن حیث که مطلقاً حرکت است ( و نه نوع خاصی از حرکت. ) (۶۳)
بیان ابن سینا درباره ی ماهیت زمان ( برحسب ویژگی تقدّم و تأخّر در حرکت )، نظر ارسطو را تبیین می کند. ابن سینا خاطر نشان می کند که در مورد مسافت، آنچه متقدّم است با متأخّر جمع می شود ( اجتماع در وجود می یابد )؛ همچنین، امکان دارد که آنچه متقدّم است متأخّر قرار گیرد ( با تغییر جهت حرکت ). امّا، این امور در خصوص حرکت ممکن نیست. پس، تقدّم و تأخّر در حرکت ویژه گی ای دارد که ارتباطی با مسافت ندارد و به دلیل همین تقدّم و تأخّر است که حرکت قابل مقدار می گردد. نتیجه ی نهایی آن است که زمان، مقدار حرکت است؛ از آن جهت که منقسم به متقدّم و متأخّر می شود ( البته به لحاظ مسافت نه زمان ). (۶۴)
در ضمن « آن » (۶۵) عبارت است از: « کران یا حدّ زمان ». در واقع، آنچه با « آن » کراندار شده است، زمان در نظر گرفته می شود. (۶۶) ارسطو با توجه به اینکه هیچ چیز- به جز نفس- شایستگی شمردن را ندارد، معتقد است که اگر نفس وجود نداشت، زمان به وجود نمی آمد؛ مگر آنچه زمان صفت آن است، یعنی در صورتی که حرکت بتواند بدون نفس وجود داشته باشد و قبل و بعد صفات حرکت باشند، و اینها از آنجا که قابل شمارش هستند زمان باشند. (۶۷)
نیوتن معتقد است که زمانِ مطلق ( واقعی و ریاضی )، بدون ارتباط با اشیای خارجی، به طور ثابت جریان دارد و نام دیگر آن « استمرار » (۶۸) است. زمان نسبی ( ظاهری و عادی ) مقداری محسوس و خارجی- خواه دقیق و خواه ناموزون- از مدّت با استفاده از حرکت است که عموماً به جای زمان واقعی به کار می رود؛ همچون یک ساعت، یک روز، و یک سال.
با توجه به ابهام موجود در مفهوم واژه ی « خارجی »، در عبارت یاد شده از نیوتن (« بدون ارتباط با اشیای خارجی »)، مفهوم زمان مطلق نیوتنی به روشنی معلوم نیست. آیا اگر هیچ حرکتی در عالم خارج از ذهن وجود نداشت، زمانِ مطلق تصوّر می شد ؟ اگر زمان ارسطویی را مقدار حرکت بدانیم، به نظر می رسد که مفهومی معادل یا نزدیک به زمان نسبی یا غیرمطلق نیوتنی است؛ امّا با لحاظ این نکته که ارسطو به مطلق حرکت نظر داشته، و هیچ گونه حرکت خاصی را در نظر نگرفته است، می توان گفت که مفهوم زمان، از نظر هر دو، استمراری مطلق است که به صورت ظاهری، با حرکات سنجیده می شود. در فیزیک غیرنسبیتی، زمان مطلق فرض می شود و به سیستم مختصات و سرعت آن بستگی ندارد.

انواع حرکت:

ارسطو در کتاب فیزیک خود، پس از بیان مباحث مقدّماتی، به انواع حرکات و تغییرات می پردازد. او معتقد است که حرکت در بین مقولات ده گانه، فقط می تواند در مقولات کیفیت، کمّیت، و مکان وجود داشته باشد. به علاوه، حرکتِ حرکت (۶۹) نیز امر ممتنعی است. (۷۰)
امّا، ابن سینا حرکت در مقوله ی وضع را نیز می پذیرد. یکی از ادلّه ی این فیلسوف بر ادعای یاد شده آن است که ممکن است اجزای جسم از اجزای مکان مفارقت کنند، ولی کلّ جسم از مکان مفارقت نکند. در این صورت، حرکتِ مکانی واقع نشده؛ بلکه صرفاً حرکت وضعی انجام شده است. از نظر ابن سینا، فلک اقصی که فاقد مکان است حرکت مکانی ندارد، ولی قطعاً حرکت وضعی درباره ی آن صادق است. (۷۱)
احکام کلّی حرکت در مورد انواع حرکت صادق اند؛ ولی از آنجا که تجربیات و مشاهدات ما اغلب از حرکت مکانی است، ارسطو غالباً به بیان مثال های مکانی حرکت می پردازد. به نظر می رسد که تفهیم موضوعاتی همچون قسمت پذیری متحرّک، سرعت حرکت و نیز زمان حرکت جز از طریق حرکت مکانی ( و مثال قریب به ذهن یک متحرّک در مکان ) به سادگی امکان پذیر نباشد. ضمن اینکه برخی از ادلّه و قوانین ارسطو در بحث حرکت ( مثل ادلّه ی حرکت پرتابه ها و قوانین سقوط اجسام ) به حرکت مکانی اختصاص دارند. از این رو، بخش عمده ای از مباحث حرکت ارسطویی درباره ی حرکت مکانی است.

مقایسه ی قوانین حرکت مکانی در طبیعیات ارسطو و فیزیک نیوتنی

قانون اول

ارسطو نخستین اصل را در حرکت بدین صورت بیان می کند: « هر متحرّکی نیاز به محرّکی جدا از خود دارد. » (۷۲) او معتقد است که شیء متحرّک و مبدأ حرکت آن، همواره با هم هستند و بین آنها، هیچ واسطه ای نیست. (۷۳) برای تحلیل اصل حرکت از نظر ارسطو، لازم است که ابتدا برخی از طبقه بندی های وی از حرکت را مرور کنیم.
ارسطو معتقد است: حرکت اشیای متحرّک یا از خود این اشیا ناشی می شود یا از شیئی دیگر؛ همچنین، حرکت اشیای متحرّک یا طبیعی است یا غیرطبیعی و قسری (۷۴). ارسطو توضیح می دهد که هرگاه مبدأ حرکت شیء در خود شیء باشد، می گوییم: « حرکت شیء طبیعی است. » (۷۵) اشیای که حرکت آنها از خود آنها ناشی می شود دارای حرکت طبیعی هستند و ممکن نیست که ما این اشیا را دارای حرکت غیرطبیعی بدانیم؛ از این رو، به لحاظ منطقی، سه حالت ذیل را می توان برای حرکت هر شیء متحرّک تصوّر کرد:
۱) حرکت متحرّک ناشی از خودِ آن، و حرکت طبیعی باشد.
۲) حرکت متحرّک ناشی از شیئی دیگر، و حرکت طبیعی باشد.
۳) حرکت متحرّک ناشی از شیئی دیگر، و حرکت غیرطبیعی باشد.
امّا ارسطو قائل است که فقط اشیای زنده ( حیوانات و گیاهان ) توانایی دارند که خودشان را حرکت دهند، و این ویژگی حیات است؛ (۷۶) بنابراین، حالت اول شامل اشیای غیرزنده نمی شود. تحقّق حالت سوم نیز واضح است، زیرا اشیایی که دارای حرکت قسری و غیرطبیعی هستند، همواره، توسط شیئی غیر از خودشان حرکت داده می شوند. امّا حالت دوم بحث برانگیز است.
در حالت دوم، حرکت متحرّک ناشی از شیئی دیگر است؛ در حالی که حرکت آن طبیعی است و مبداء حرکت در خود شیء می باشد. پس، در نتیجه ی فرض این حالت، آنچه مبدأ حرکت شیء است محرّک شیء نیست؛ چنان که ارسطو در ادامه تصریح می کند که شیء، خود را حرکت نمی دهد، بلکه در خود مبدأ حرکت دارد ( البته، از مبدأ حرکت دادن شیئی یا علّت واقع شدن برای حرکتی برخوردار نیست؛ بلکه مبدأ تحمل و قبول حرکت را دارد ). (۷۷) بنابراین، ارسطو معتقد است که همه ی اشیایی که در حرکت هستند باید توسط شیئی حرکت داده شوند. او اصل حرکت خود را چنین بیان می کند که در هر مورد، محرّک باید از متحرّک جدا باشد. (۷۸) بدین ترتیب، از این نظریه ی ارسطو که طبیعت یا قوّه مبدأ حرکت شیء طبیعی است، تعبیری منسجم به دست می آید. (۷۹)
اصل ارسطو به صورت های مختلفی تفسیر شده است: اغلب فیلسوفان اسلامی معتقدند که هر متحرّکی نیازمند محرّکی غیر از خود است و در عین حال، محرّک به نحوی با متحرّک متحد می باشد؛ یعنی در متحرّک حلول دارد و به صورت قوّه ای در درون آن است. گفتنی است که این قوّه، صورت نوعیه و طبیعت نامیده می شود. همچنین، با اینکه همه اجسام در جسم بودن با یکدیگر مشترک اند، امّا در این قوّه یا نیرو با یکدیگر متفاوت اند. (۸۰)
ابن سینا گرچه صورت را محرّک مادّه ی صاحب صورت می داند ( که به جسمیت در آمده است )؛ (۸۱) امّا در مورد نحوه ی محرّک بودن جسم، جدای از جسم متحرّک، تبیینی دارد که در واقع، اعم از دیدگاه رایج در فلسفه ی اسلامی است. او معتقد است: اگر مبدأی که در جسم است نتواند به تنهایی محرّک واقع شود، بلکه با مشارکت محرّکی که از متحرّک جداست باعث حرکت شود، مبدأ حرکت نخواهد بود و این خلاف است. ابن سینا، سپس، چنین نتیجه گیری می کند: محرّک بودنِ محرّکی که از جسم جداست به این نحو نیست که مبدأ حرکت باشد؛ بلکه یا مبدأ حرکت ( و یا قوّه ی دیگری ) به جسم می دهد تا به آن- در حرکت کردن- یاری رساند و بر قوّه اش بیفزاید، یا به واسطه ی غایت و سرمشق بودن محرّک است، یا اینکه مجموع دو امر اخیر. (۸۲)
به علاوه ابن سینا در بحثی که با عنوان « طبیعی به قیاس امر خارج » مطرح کرده، قائل شده است که گاهی حرکت طبیعی است، نه به قیاس طبیعت مخصوص چیزی، بلکه به قیاس اموری از خارج. مثلاً « سوختن » برای گوگرد، هنگامی که به آتش برسد، طبیعی است؛ همچنین « مجذوب شدن » برای آهن، هر گاه که با مغناطیس مقارن شود، طبیعی است. (۸۳) در این نمونه ها، محرّک خارجی ذاتش محسوس و تاثیرش نامحسوس است؛ یعنی نسبت محرک خارجی به آنچه از آن متأثر شده، که دلیل بر موجب شدن آن است. پدیدار نیست. ابن سینا در چنین مواردی، به صورت اصل موضوعی، مسلّم می گیرد که حرکت آهن به سمت آهن ربا به سبب قوّه ای است که در آهن وجود دارد و مبدأ حرکت و فعل آن می شود. (۸۴)
براساس این نظریه ی ابن سینا، می توان جذب مغناطیسی آهن را بدین صورت تبیین کرد: آهن قوّه یا مبدأ متحمّلِ نوعی از حرکت شدن را دارد که در نزدیکی آهن ربا فعلیت می یابد و اگر آهن ربا نبود، آهن چنین حرکتی را نداشت؛ (۸۵) از این رو، محرّک جدای از متحرّک است. در این مورد، محرّک صورت جسم نیست؛ بلکه آهن ربا به یکی از نحوه های پیش گفته ی ابن سیناست ( مثلاً، به تعبیر وی، آهن ربا به واسطه ی افزایش قوّه- و نیز غایت بودن- محرّک است، ولی مبدأ حرکت نیست؛ بلکه مبدأ متحمّل حرکت شدن در خودِ آهن است ).
قانون اول حرکت نیوتن به این صورت بیان می شود که هر جسمی به حالت سکون یا حرکت یکنواخت خود، در خط مستقیم، ادامه می دهد؛ مگر اینکه توسط نیروهای اعمال شده بر آن، مجبور به تغییر حالت شود. (۸۶) میزان مقاومت جسم، در مقابل تغییر حالت فعلی، « ماند » یا « اینرسی » (۸۷) جسم نامیده می شود.
فیلسوفان غربی معتقدند که از نظر ارسطو، هر متحرّک به محرّکی خارج از خود ( و قهراً مغایر با خود ) نیازمند است. آنان منظور ارسطو از این محرّک را نیرویی می دانند که از خارج از جسم به آن وارد می شود؛ از این رو، اصل ارسطو در تقابل با قانون « ماند » در فیزیک جدید قرار می گیرد. امّا اگر مطابق تفسیر رایج در فلسفه ی اسلامی، بپذیریم که اصل حرکت ارسطو و قانون نیوتن، ناظر به مفهوم مشترکی نیستند، تضاد ظاهری بین آن دو از میان برداشته می شود. (۸۸)
به نظر می رسد که مقصود ارسطو از « محرّک جدا از متحرّک » جسم خارج از متحرّک است ( و نه صورت نوعیه )؛ چرا که گفته شد که ارسطو آشکارا تعبیر مبدأ یا علّت حرکت واقع شدن را برای طبیعت یا صورت، نفی می کند و آن را به معنای مبدأ تحمّل حرکت می گیرد، و اصولاً از همین تعبیر- که شیء نمی تواند خود را حرکت دهد- به آن اصل رهنمون می شود که محرّک باید غیر از متحرّک باشد.
برخلاف فیزیک جدید، که قوانین حاکم بر جسم را مورد مطالعه قرار می دهد، ارسطو شناخت طبیعت به هر دو معنای مادّه و صورت را جزء فیزیک می دانست؛ از این رو، پذیرش این قول که منظور ارسطو از «محرّک جدا از متحرّک » صورت جسم باشد ممکن می گردد. امّا به نظر می رسد، این تعبیر با مشکل دیگری مواجه خواهد بود: با توجه به اینکه خود صورت نیز ( بالعرض ) حرکت می کند، و متحرّک است، محرّک این حرکت چیست ؟ به عبارتی، متحرّک باید مغایر با مجموع مادّه و صورت آن باشد و نه فقط مغایر با مادّه.

قانون دوم

ارسطو معتقد است که قواعد تناسب در حرکت مشاهده می شود و نسبت بین نیروی محرّک و وزن در یک مورد، متناسب با این نسبت در مورد دیگر است؛ به طوری که هر نیرو باعث می شود که مسافتی یکسان در زمانی یکسان طی شود. اگر نیرویA جسمی به وزن B را به اندازه مسافت G در مدت زمان D حرکت داده باشد، همان نیرو- در همان مدت زمان- وزن ۱/۲B را دو برابر مسافت G2، و در مدت زمان ۱/۲D، وزن ۱/۲B را به اندازه ی کلّ مسافت G حرکت خواهد داد. به همین ترتیب، اگر نیروی محرک A وزن معین B را به اندازه مسافت معیّن و در مدت زمان معیّنی حرکت دهد، و نصف مسافت را در نصف مدت زمان بپیماید، نصف نیروی محرّک E=1/2A نصف وزن Z=1/2B را به اندازه همان مسافت و در همان مدت زمان حرکت خواهد داد. (۸۹) صورت بندی ریاضیِ قانون تناسب در حرکت ارسطو به شکل زیر قابل ارائه است:

اگر پارامترهای فرمول بالا را با تسامح، توسط نمادهای فیزیک جدید به نمایش بگذاریم ( نیروی F، وزن mg، فاصله d، و زمان t)، آن گاه می توانیم بگوییم:

در فرمول اخیر، vسرعت جسم است. (۹۰) ملاحظه می شود که اگر نیروی محرک صفر باشد، سرعت صفر خواهد بود و جسم حرکتی نخواهد داشت؛ در حالی که طبق قانون دوم نیوتن، تغییر حرکت متناسب با نیروی محرک اعمال شده، و در جهت خط مستقیمی است که نیرو اعمال شده است. (۹۱) قانون دوم نیوتن در کتاب خود وی، به صورت ریاضی بیان نشده است، ولی در فیزیک جدید به این شکل بیان می شود

: (۹۲)
در این فرمول، شتاب (۹۳) جسم یا میزان تغییر سرعت در واحد زمان است. اگر نیروی اعمال شده صفر باشد، شتاب جسم ( و نه سرعت آن ) صفر خواهد بود؛ یعنی جسم تغییر سرعت نخواهد داشت. بنابراین، اگر سرعت جسم صفر باشد ( جسم ساکن )، جسم به سکون خود ادامه می دهد و اگر سرعت آن صفر نباشد، با همان سرعت به حرکت خود ادامه می دهد.
ارسطو به دنبال بحث از تناسب نیروها، قاعده ای را مطرح می کند؛ بدین ترتیب که اگر نیروی E وزنه Z را به اندازه مسافت G و در مدت زمان D حرکت دهد، لزوماً استنباط نمی شود که E می تواند دو برابر Z را به اندازه نصف مسافت G در همان مدت زمان حرکت دهد. در واقع، ممکن است که هرگز باعث هیچ حرکتی نشود. (۹۴) البته در فیزیک جدید، وقتی نیروی اصطحکاک سطحی که جسم روی آن قرار گرفته است لحاظ می شود، بیان ارسطو پذیرفتنی است؛ چرا که نیروی اصطکاک برخلاف جهت حرکت و نیروی محرک عمل می نماید، و مقدار آن نیز متناسب با وزن جسم است: f=u.mg
در این فرمول، f نیروی اصطکاک و u ضریب اصطکاک مربوط به جنس سطوح در تماس است؛ همچنین، mg وزن جسم است، پس، اگر وزن جسم دو برابر شود، نیروی محرک قبلی نمی تواند آن را حرکت دهد و نیرو باید دو برابر شود. در واقع، می توان گفت که آنچه ارسطو در مورد آن بحث می کرده نیروی محرک برای غلبه بر اصطکاک بوده است؛ حال آنکه در قانون نیوتن، نیروی اصطکاک به عنوان یکی از نیروهای خارجی اعمال شده بر جسم در F لحاظ می شود. از طرفی، نیروی وزن در راستای حرکت نیست تا بر آن غلبه کنیم، و تاثیر آن فقط در اصطکاک لحاظ می شود.
ابن سینا محدودیت هایی را برای قانون تناسب ارسطویی ذکر می کند: حرکت متحرّک های طبیعی، هر چه پیش می روند، تندتر می شود و این حرکت- در دو نیمه ی مسافت- متفاوت است ( آنچه پرتاب شده در آخرش کندتر است )، و لازم نیست تا مسافت هایی که در دو نیمه ی زمانِ پرتاب پیموده شده اند مساوی باشند؛ خواه قسری و خواه طبیعی. (۹۵) قول ابن سینا به واقعیتی که مورد تأیید فیزیک نیوتنی است اشاره می کند: مسافت های طی شده در برش های مختلف از حرکت پرتابه ( و هر حرکت شتابدار ) با هم متفاوت هستند. این قول، از این لحاظ، قول درستی است. همچنین، اینکه حرکت سقوط آزاد یک سنگ ( که حرکت طبیعی متحرک است ) رفته رفته تندتر می شود صحیح است؛ ولی چنین نیست که حرکت پرتابه در انتها کندتر باشد.

مقاومت سیّال:

ارسطو معتقد است که سرعت دو وزنه سبک و سنگین در محیط های هوا و آب به دو علّت می تواند متفاوت باشد: یا به علّت تفاوت در محیطی که در آن حرکت می کنند ( چنان که آب و هوا متفاوت اند )؛ یا به علّت اینکه چیزهای دیگر یکسان اند، ولی دو جسم متحرک به علت زیادت سبکی یا سنگینی با هم تفاوت دارند. محیط واسطه به علت اینکه راه شیء متحرک را می بندد ( به ویژه وقتی که خود واسطه برخلاف جهت در حال حرکت باشد )، باعث تفاوت می شود.
اگر A محیطی با غلظت B را در مدت زمان G ، و محیطی با غلظت D را در مدت زمان E طی کند ( و فرض کنیم که طول دو محیط برابر است )، زمان حرکت، متناسب با تراکم جسم مانع شونده است:

:
مثلا اگر هوا دو برابر رقیق تر از آن باشد، جسم مورد نظر خواهد توانست آب را- که تراکم آن دو برابر است- در دو برابر زمان هوا طی کند. یکی از دلایلی که ارسطو در اثبات عدم امکان خلأ ذکر می کند براساس همین بحث نسبت مقاومت سیال هاست: اگر خلأ وجود داشته باشد، هر مدت زمان ( غیرصفر) که برای عبور جسم از خلأ فرض کنیم برابر با مدت زمان عبور جسم از محیطی با غلظت متناسب با آن زمان خواهد بود؛ در نتیجه، جسم این محیط را اعم از اینکه ملأ یا خلأ باشد در مدت زمانی برابر طی خواهد نمود، حال آنکه چنین امری محال است ( پس، فرض خلأ باطل است. ) (۹۶)
همچنین، امروزه، در علم حرکت سیّالات (۹۷) – علاوه بر سرعت سیّال- پارامتر « ضریبِ روان بودن (۹۸) سیّال » نیز حائز اهمیت است و سرعت جسم متحرّک، در سیّال، با مقدار این ضریب نسبت عکس دارد. اگر در فرمول تناسب نیروهای ارسطو، به جای زن mg ، مقاومت را به صورت کلّی لحاظ نماییم، آن گاه خواهیم داشت:
force=(Resistance) x (Rapidity)
بر طبق این رابطه، نسبت نیروی محرک به مقاومت در یک محیط به محیط دیگر، برابر با نسبت سرعت های شیء در آن دو محیط است. ابن باجه نظریه ای تازه را مطرح ساخته و گفته که علت حرکت، همانا، زیادت نیرو بر مقاومت است:
Force – Resistance = Rapidity
براساس این رابطه، فرض حرکت یک متحرّک با سرعتی معیّن ( نه بی نهایت )، در محیطی با مقاومت صفر، امکان پذیر است. از آنجا که نظریه ی ابن باجه منجر به پذیرش حرکت در خلأ می شد، و این مسئله با سنت ارسطویی در تضاد بود، دانشمندانی از جمله ابن رشد به مخالفت با این نظریه برخاستند. (۹۹) گالیله، در گفت و گوهای پیزایی، نظر ابن باجه را در مقابل ارسطو می پذیرد. (۱۰۰)
همچنین، به باور ابن سینا، اختلاف تندی و کندی یا به سبب اختلاف محیط واسطه، یا به سبب اختلاف امری در متحرّک است؛ امّا وی آنچه را به متحرّک مربوط است محدود به سنگینی و سبکی ( یا به تعبیر خود وی « اختلاف قوّه ی میل ») نمی داند، بلکه اختلاف شکل را نیز مؤثر می داند. برای مثال، اگر متحرّک مربع باشد و مسافت را به سطح خود طی کند فرق دارد با آنکه مخروط باشد و از نوک به حرکت بپردازد، یا مربع باشد و به زاویه حرکت کند؛ چرا که محتاج است به اینکه مقدار زیادتری از جسمی را که با آن ملاقات می کند به حرکت درآورد، ولی جسم مخروط این حالت را ندارد. پس، در هر حال، آن که در دفع کردن، و شکافتن، توانایی بیشتری دارد قادر است که تندتر حرکت کند. (۱۰۱)
در حالی که ارسطو در کتاب فیزیک از اهمیت شکل متحرّک غفلت کرده، ابن سینا به این امر توجه نموده است. البته، در علم حرکت سیّالات امروزی، نکات فراوانی در خصوص اثر پارامترهای متحرک در نحوه ی حرکت آن دریک سیال مطرح می شود که بسیار پیچیده تر از آن چیزی است که ابن سینا به آن اشاره کرده است ( از جمله اینکه، در حرکت، کلّ شکل متحرّک تعیین کننده است و نه فقط وجه رو به جلوی آن. ) برای مثال، مطابق بیان ابن سینا، متحرّکِ ( الف- ۲ ) تندتر از متحرّکِ ( ب- ۲ ) حرکت می کند، زیرا در دفع کردن و شکافتن تواناتر است؛ در حالی که براساس علم حرکت سیّالات، می دانیم که خلأ یا فشار منفی نسبی که درپشت چنین جسمی ایجاد می شود، حرکت آن را کندتر می نماید و بیشترین سرعت از آنِ متحرّک دوکی شکل ( ب- ۲) است.

حرکت پرتابی:

در فیزیک ارسطو، تفاوت حرکت پرتابه ها با حرکت های دیگر در آن است که اشیایی که پرتاب می شوند، به رغم اینکه با آنچه به آنها انگیزه ( تکان ) (۱۰۲) داده است در تماس نیستند، به حرکت خویش ادامه می دهند که این امر نیازمند توجیه است. ارسطو در تبیین این مسئله می گوید: این حرکت یا به دلیل جایگزینی متقابل پرتابه و هواست ( که برخی به آن باور دارند ) یا به این علت است که هوای جلو برده شده، پرتابه را با حرکتی سریع تر از حرکت طبیعی اش- که با آن به سوی مکان مناسبش (۱۰۳) حرکت می کند- جلو می برد. (۱۰۴) طبق این تبیین، در واقع، ارسطو خود هوای حرکت داده شده را محرک پرتابه می داند.
از نظر فیلوپونوس (۱۰۵) ( یا همان « یحیای نحوی »)، استدلال ارسطو در حرکت پرتابه ها – به دلیل ناسازگاری با بحثی که خود ارسطو درباره مقاومت سیال دارد- پذیرفتنی نیست: ارسطو از طرفی محیط واسطه را مانع حرکت، و از طرف دیگر آن را محرک حرکت پرتابه می داند. فیلوپونوس معتقد است که ادامه حرکت پرتابه به دلیل خاصیتی است که وقتی شیء به حرکت درمی آید، در آن نهاده می شود. ابن سینا این نظر را چنین تقریر می کند: بعضی معتقدند که متحرک از محرک قوه می گیرد و آن قوه برای مدتی در متحرک باقی می ماند تا اینکه تماس چیزها با آن و شکافتگی که باید در آنها به عمل آید سبب اصطکاک شود و عاقبت آن قوه را باطل سازد؛ زمانی که آن قوه به این واسطه از میان رفت، میل طبیعی غلبه می کند و آنچه پرتاب شده بود به سوی میل طبیعی خود می رود. (۱۰۶) ابن سینا، هم تبیین ارسطو و هم تبیین فیلوپونوس را رد می کند.
ابن سینا قائل است که متحرک از محرک قوه و میل می گیرد. (۱۰۷) تفاوت اساسی، میان نظریه ابن سینا و فیلوپونوس، در مفهوم « میل » است؛ این مفهوم، از نظر ابن سینا، نقش مهمی درعلم حرکت دارد. ابن سینا معتقد است که هر حرکتی در حقیقت از میلی صادر می شود، و قوه محرکه به واسطه احداث میل است که حرکت دهنده است. آنچه « میل » نامیده می شود در یک « آن » به وجود می آید و اگر دفع یا فاسد نگردد، حرکتی که از آن ناشی می شود موجود خواهد شد. (۱۰۸)
اما، از نظر پدیدارشناسی، چگونه می توان درک و تجربه ای از مفهوم میل قسری داشت؟ براساس دیدگاه ابن سینا، هنگامی که کسی بخواهد متحرک طبیعی را به قسر، یا قسری را به قسر دیگر ساکن کند، در آن صورت، قوتی بر مدافعه حس می کند که همان « میل » است. (۱۰۹) همچنین، ابن سینا معتقد است که هر چه جسم سنگین تر باشد، قبول تحریک قسری در آن کندتر می گردد. از نظر وی، اینکه اجسام کوچک از جمله خردل، کاوه، و تراشه چوب هنگام پرتاب شدن- مانند اجسام سنگین- در هوا نفوذ نمی کنند، بلکه این علت نیست که اجسام سنگین پرتاب شدن را بهتر می پذیرند، بلکه در بعضی از موارد به سبب آن است که اجسام کوچک قوه محرکه را به اندازه کافی از پرتاب کننده نمی گیرند تا قادر به شکافتن هوا شوند؛ همچنین، در برخی موارد دیگر به علت این است که اجسام کوچک متخلخل هستند و نمی توانند هوا را بشکافند، بلکه هوا در این گونه اجسام نفوذ می کند و تداخل دست می دهد که این مسئله سبب زائل شدن قوه ای می گردد که اجسام یاد شده گرفته اند. ابن سینا قائل است که اگر سبکی و سنگینی را به تنهایی در نظر بگیریم و اسباب دیگر را ملاحظه نکنیم، آن که مقدارش کمتر است تحریک قسری را بهتر می پذیرد و تندتر حرکت می کند. (۱۱۰)
در مجموع، براساس فیزیک ارسطویی، لازم است که مسیر حرکت پیکانی که به صورت افقی و مایل پرتاب شده است، به ترتیب، مطابق شکل های ( الف- ۳ ) و ( ب-۳ ) باشد. متحرک تا قبل از غلبه مقاومت هوا، به حرکت در مسیر خود ادامه می دهد؛ اما به محض رویارویی با نیروی مقاوم، از حرکت باز می ایستد و مستقیماً سقوط می کند.
این در حالی است که بنابر فیزیک جدید، حرکت پرتابه با سرعتی اولیه صورت می گیرد؛ این حرکت، همچنین، حرکتی شتابدار تحت تاثیر نیروهای وزن و مقاومت هواست. در دیدگاه نیوتنی، جسم- آن گاه که پرتاب می شود- انرژی جنبشی اش را از پرتاب کننده دریافت می کند؛ به عبارتی؛ تکانه ای (۱۱۱) به جسم داده می شود که متناسب با سرعت اولیه و جرم جسم است. در طی حرکت پرتابه، بخشی از انرژی جسم صرف غلبه بر نیروی مقاومت هوا می شود؛ همچنین، متأثر از نیروی وزن، فاصله جسم از سطح زمین به مرور کاهش می یابد. بنابراین، مسیر حرکت پرتابه مطابق شکل های زیر خواهد بود:
از نظر برخی از تاریخ پژوهان عرصه علم، طرح مفاهیمی همچون « میل » ( توسط دانشمندان مسلمان ) یا « نیروی جنبش » (۱۱۲) ( توسط بوریدان )، (۱۱۳) زمینه ساز شکل گیری قانون « اینرسی » درفیزیک نیوتنی بوده است. (۱۱۴) کوهن (۱۱۵) معتقد است که تغییر پارادایم ارسطویی دوره باستان به پارادایم قرون میانه، و تحلیل حرکت براساس نظریه « نیروی جنبش و تربیت » گالیله در پارادایم جدید، منجر به موفقیت گالیله شد. (۱۱۶)
در عین حال، باید توجه داشت که اولاً: عالمان سنت ارسطویی، در برخورد با مسئله پرتابه، دست به تبیینی می زدند که در فلسفه علم، با عنوان « تصحیح موردی » (۱۱۷) شناخته می شود و به هماهنگی و انسجام نظریه خدشه وارد می کند. البته، با توجه به جایگاه کلی مفهوم « میل » در علم حرکت از نظر ابن سینا، تبیین وی از حرکت پرتابی را نمی توان تصحیح موردی محسوب کرد؛ ولی نحوه استفاده از مفهوم « میل » دو گانه است، زیرا ابن سینا میل قسری را در پرتابه به نسبت عکس وزن جسم می گیرد، در حالی که همچون ارسطو- در میل طبیعی- قائل به نسبت مستقیم بین میل و وزن است. ثانیاً: تمایز میان مفهوم « میل » ( یا نیروی جنبش ) و « اینرسی »، در آن است که ارسطو بیان به دلیل اعتقاد به لزوم وجود نیرو یا قوه ای برای ادامه حرکت جسم، به طرح مفهوم « میل » روی آوردند؛ در حالی که اصولا طرد این ذهنیت که حرکت مستلزم نیروست، موجب ارائه مفهوم جدید « اینرسی » شد. به عبارتی، این تغییر پارادایم، اساساً معنای آن دو مفهوم را نیز تغییر می دهد. ناگفته نماند که در آثار ارسطو و ابن سینا، قانونی مشابه قانون سوم نیوتن- معروف به قانون عمل و عکس العمل – به چشم نمی خورد.

نتیجه گیری

نگارش مقاله حاضر براساس پذیرش اصل « قیاس پذیری طبیعیات ارسطوی و فیزیک نیوتنی » صورت گرفته است. گرچه این دو نوع طبیعت شناسی، در مبانی، روش استدلال و نظریه پردازی، و تعریف مفاهیم، با یکدیگر تفاوت دارند؛ ولی از آنجا که در بحث حرکت جسم طبیعی، به موضوع واحدی نظر دارند و هدف هر دو نیز شناخت احکام و قوانین حرکت جسم است، قابل مقایسه هستند.
براساس آنچه گذشت، ناکامی فیزیک ارسطویی در شناخت درست حرکات مکانی- و قوانین آن- محصول چند عامل بوده است. به نظر می رسد که دسته بندی ارسطو از اشیای عالم، و تقسیم این اشیا به دو دسته طبیعی و غیرطبیعی، اصولاً یک نظام منسجم شناخت حرکت مکانی را از پیش منتفی می سازد. همچنین، بررسی محتوای قوانین ارسطو در زمینه حرکت، نشان می دهد که پاشنه آشیل ارسطوییان، در بحث حرکت مکانی، تکیه آنان بر مفهوم مبدأ طبیعی حرکت است. این فرض، علاوه بر اینکه مانع تحول نظریه فیزیک ارسطویی می شود. منجر به این اصل می گردد که هر متحرک، به همراهی یک محرک نیاز دارد. گفتنی است که عدم توسل به آزمایش های طراحی شده ( و فرض های ساده ساز ) و بخصوص آزمایش های فکری- که نقش بسیار مهمی در پیشرفت علم جدید داشته اند- موجب شکل گیری نتایجی نادرست شده است؛ مثلاً ارسطو براساس استدلال نظری « خلأ » را غیرممکن دانست و این قضیه را که « جسم یا ساکن است یا تا ابد به حرکت خود ادامه خواهد داد » از پیش طرد کرد، در حالی که گالیله و نیوتن گرچه به خلأ دسترسی نداشتند، با فرض عدم مقاومت هوا به استنتاج از مشاهدات دست زدند. اصرار بر اصول ارسطو قرن ها ادامه یافت و برخی از پیش فرض های نادرست آن، مانع به ثمر رسیدن نظریه های ابداعی شد؛ چنان که فرض « عدم امکان خلأ » موجب عدم استقبال از نظریه حرکت ابن باجه گردید و فرض « نیازمندی هر متحرک به همراهی یک محرک » تبیین درست از حرکت پرتابی را به تأخیر انداخت. البته، تغییر نحوه نگرش حاکم بر علم، فرایند ساده ای نیست؛ چنان که نظریه نیوتن حدود دویست سال حکومت کرد و نظریه « نسبیت » انیشتین، که اغلب کمّیاب نیوتنی را وابسته به ناظر معرفی نمود، بسیار متهورانه بود.
در این مقاله، نشان داده شد که برخی از تبیین های فیزیک ارسطویی، در بحث حرکت، تصحیح موردی هستند و با کل آن نظام ناسازگاری دارند؛ مثلاً استدلال ارسطو در حرکت پرتابه ها با بحثی که وی در مورد مقاومت سیّال داشت ناسازگار است. همچنین، برخی از تبیین ها مبتنی بر مفهومی غیردقیق یا دو پهلو هستند؛ مثلا نحوه استفاده ابن سینا از مفهوم « میل » دو گانه است، زیرا بیان شد که وی میل قسری را در پرتابه به نسبت عکس وزن جسم می گیرد، در حالی که همچون ارسطو در میل طبیعی قائل به نسبت مستقیم بین میل و وزن است.
دیدیم که بعضی از بخش های طبیعیات قدیم، در باب حرکت مکانی، با قوانین نیوتنی حرکت سازگاری دارد؛ از جمله: کلیات نظر ارسطو در مورد مقاومت سیال، نظر ابن سینا در مورد محدودیت های قانون تناسب حرکات ارسطویی، و اشاره ابن سینا به حرکتی که امروزه حرکت « شتابدار » نامیده می شود (۱۱۸) و نیز توجه کلی وی به تاثیر شکل متحرک در حرکت متحرک در یک سیال. با این حال، هر یک از این موارد به منزله بخش هایی از دو نظام نظری کاملاً متفاوت قلمداد می شوند و مبتنی بر دو نحوه استدلال و استنتاج مغایر با یکدیگر هستند. قوانین نیوتن در زمینه حرکت، با تغییر اساسی سنت ارسطویی، به نتیجه رسید و قضایا و روابط ظاهراً مشابه هر یک از دو سنت ارسطویی و نیوتنی، به سختی، در دیگری قابل اندراج است؛ مثلاً تمایز میان مفهوم « میل » ( یا نیروی جنبش ) و « اینرسی »، در آن است که ارسطوییان به دلیل اعتقاد به لزوم وجود نیرو با قوه ای برای ادامه حرکت جسم، به طرح مفهوم « میل » روی آوردند؛ در حالی که اصولاً طرد این ذهنیت که حرکت مستلزم نیروست، موجب ارائه مفهوم جدید « اینرسی » شد.
عبارت « مبدأ حرکت »، در بحث ارسطو در زمینه حرکت و همین طور در فلسفه اسلامی، از جایگاه مهمی برخوردار است؛ از این رو، تفسیر آن یکی از اهداف این مقاله بود بیان شد که حرکت متحرک می تواند ناشی از شیئی دیگر باشد، در حالی که حرکت آن طبیعی است؛ یعنی مبدأ حرکت در خود شیء است. همچنین، تشریح شد که آنچه مبدأ حرکت شیء است محرک شیء نیست. نظر ارسطو این است که شیء خود را حرکت نمی دهد، بلکه در خود مبدأ حرکت دارد. این مبدأ، نه مبدأ حرکت دادن شیئی یا علت حرکت واقع شدن، بلکه مبدأ تحمل حرکت است.
به نظر می رسد، با توجه به اینکه شکل گیری همه مکاتب بزر فلسفه اسلامی به دوران پیش از ظهور علم جدید باز می گردد، بررسی تاثیر علم جدید در شاکله فلسفه اسلامی ممکن نیست؛ از این رو، تنها می توان نظریات فیلسوفان متأخر را به صورت موردی، در برخی موضوعات، به بررسی گذاشت. (۱۱۹) بررسی بخش های تاثیرگزار و نحوه یا میزان تأثیر آنها نیاز به تحقیق جداگانه ای دارد، اما اجمالاً می توان ادعا کرد که فیزیک جدید باعث تحوّل چشمگیری در بحث حرکت مکانی در فلسفه اسلامی نشده و جایگاه کلّی بحث حرکت مکانی ارسطو و نتایج حاصل از آن محفوظ مانده است.

پی‌نوشت‌ها:

۱- دانشیار دانشگاه تربیت مدرس، دریافت:۸۸/۲/۱۲- پذیرش: ۸۸/۴/۲
۲- دانشجوی دکتری فلسفه علم، پژوهشگاه علوم انسانی و مطالعات فرهنگی
۳-Archimedes
۴- Heron
۵- Walter Roy Laird & Sophie Roux ( eds), Mechanics and Natural Philosophy before the Scientifice Revolution pp. 3-4
۶- سید حسین نصر، نظر متفکران اسلامی درباره طبیعت، ص ۲۵۱ و ۲۵۶
۷- در این مقاله، اصطلاح « فیزیک جدید » به فیزیک نیوتنی اشاره دارد و در مقابل فیزیک ارسطویی به کار می رود.
۸-Mathematical Principle of Natural Philosophy
۹- By nature
۱۰- Innate impulse
۱۱- Aristotle, Physics, Translated by R.p Hardie and R. K. Gaye.2.1
گفتنی است که در این ارجاع و ارجاعات بعدی به فیزیک ارسطو، از میان دو عدد ذکر شده، اولی بیانگر شماره کتاب و دومی بیانگر شماره بخش موردنظر است.
۱۲- Ibid, 2.2
۱۳-Ibid, 2.7
۱۴- Syllogism
۱۵-ابن سینا، فنّ سماع طبیعی از طبیعیات شفا، ص ۳۴ و ۳۵
۱۶- همان، ص ۴۲
۱۷- سید حسین نصر، نظر متفکران اسلامی درباره طبیعت، ص ۳۶۰-۳۶۱
۱۸- W. R. laird & S. Roux (eds) Mechanics and Natural Philosophy, p. 21.8
۱۹- Pierre Maurice Marie Duhem
۲۰- T. Horowitz & G. J. Massey (eds) Thought Experiments in Science and Philosophy, p. 43
۲۱- W. R. Laird & S. Roux (eds) Mechanics and Natural Philosophy, p. 10
۲۲- Pisan Dialogue.
۲۳- سید حسین نصر، « دستاوردهای ابن سینا در حوزه علم و خدمات او به فلسفه آن »، ترجمه فاطمه سوادی، تاریخ علم، ش ۵، ص ۱۱
۲۴- Isaac Newton, The Mathematical principles of Natural Philosophy, p. 160
۲۵- Uniformity of nature
۲۶- Aristotle, Physics, 31.
۲۷- Ibid
۲۸- Ibid. 3.3
۲۹- Locomotion
۳۰- Ibid, 4.1
۳۱- Ibid, 3.4
۳۲- ” It is such that we can always take a part outside what has been already taken”
۳۳- Aristotle, Physics, 3.6 & 3.7
۳۴- ابن سینا، فنّ سماع طبیعی از طبیعیات شفا، ص ۳۱۰٫
۳۵-Potential
۳۶- Roy Lisker, Barrier Theory, Finitism & Intuitionism in Physics, p. 2
۳۷- Calculus of infinitesimals
۳۸- Aristotle, Physics, 4. 4
۳۹- Ibid, 4.1
۴۰- Elementary natural bodies
۴۱- Ibid
۴۲- The innermost motionless boundary of what contains
۴۳- Aristotle, Physics.
۴۴- Ibid, 4.5
۴۵- Ibid, 4.2
۴۶- ابن سینا، فنّ سماع طبیعی از طبیعیات شفا، ص ۱۱۳
۴۷- همان، ص ۱۱۴-۱۲۳
۴۸- همان، ص ۱۳۷٫ عبارت ابن سینا چنین است: « هو السطح الذی هو نهایه الجسم الحاوی. » بر این اساس، مکان جسم « الف » عبارت است از: سطح خارجی جسم « ب »، که در حال ملاقات با « الف » بر آن ( یعنی الف ) احاطه دارد.
۴۹- همان، ص ۱۳۷ و ۱۳۸
۵۰- Sensible Objects
۵۱- Similar and immovable.
۵۲- equal solids
۵۳-Isaac Newton, The Mathematical Principles of Natural Philosophy p. Scholium. III
۵۴-در نسبیت، مفاهیم « فضا » و « زمان » تغییر می کنند و مفهوم یکپارچه ای با عنوان «فضا – زمان » مطرح می گردد.
۵۵- Aristotle, Physics, 4. 9
۵۶- ابن سینا، فن سماع طبیعی از طبیعیات، ص ۱۳۴-۱۳۶
۵۷- Aristotle, Physics, 4. 8
ناگفته نماند که یکی دیگر از دلایل ارسطو، در بخش « مقاومت سیّال » بیان خواهد شد.
۵۸-Robert Boyle.
۵۹- Isaac Newton, The Mathematical Principles of Natural Philosophy, p. General Scholium.
۶۰- در نظریه میدان کوانتمی، حالت پایه را حالت خلأ می نامند؛ به طوری که فرض می شود این حالت شامل ذرّه فیزیکی نیست و انرژی آن صفر است. البته، خلأ کوانتمی به معنای فضای مطلقاً خالی نیست، بلکه ذرّات و امواج در آن به وجود می آیند و از بین می روند. همچنین، فضای خالی از شیء- طبق نظریه «نسبیت » انیشتین- معنای خود را از دست می دهد؛ زیرا اصولاً چنین نیست که اشیای فیزیکی « در فضا » باشند، بلکه اشیا « به صورت فضایی » گسترش می یابند. ( ر.ک:
Albert Einstein, Relativity and the Problem of Space. )
۶۱-” Number of Movement in respect of the before and after”.
۶۲- Aristotle, Physics, 4.11
۶۳- Ibid, 4.14
۶۴- ابن سینا این قید را افزوده است تا تعریف وی از « زمان » تعریفی دوری نگردد؛ چرا که اگر تقدم و تأخّر حرکت برحسب زمان لحاظ شود، مفهوم زمان در تعریف آن اخذ خواهد شد ( ابن سینا، فنّ سماع طبیعی از طبیعیات شفا، ص ۲۰۱ ).
۶۵- Now
۶۶- Aristotle, Physics, 4.11
۶۷- Ibid,4.14
۶۸-Duration
۶۹- Motion of motion
۷۰- Aristotle, Physics, 5.2
۷۱- ابن سینا، فنّ سماع طبیعی از طبیعیات شفا، ص ۱۳۰
۷۲- Aristotle, Physics, 8.4
۷۳-Ibid, 7.2
۷۴- Violent.
۷۵- Ibid, 8.4
۷۶-Ibid
۷۷- ” The Source of motion-Not of moving something or of causung motion, but of suffering it” (Ibid(
۷۸-Ibid
۷۹- به اعتقاد ارسطو، اگر اشیای غیرزنده می توانستند خویش را حرکت دهند، باید می توانستند حرکت خویش را نیز متوقف یا در جهت خلاف حرکت خویش حرکت کنند؛ مثلاً آتش باید می توانست خود را به سمت پایین حرکت دهد! دلیل رفتن سبک و سنگین به موقعیت های مناسبشان این است که آنها گرایشی طبیعی به سمت مکانی معین دارند و اساساً ماهیت سبکی و سنگینی همین است؛ سبکی با گرایش به بالا معین می شود و سنگینی با گرایش به پایین. فعلیت سبکی، در شیء سبک، بودن در بالاست؛ از این رو، اگر شیء سبک در موقعیت پایین باشد، معلوم است چیزی مانع آن شده است. وقتی که آتش یا خاک توسط چیزی حرکت داده می شود، اگر این حرکت در خلاف جهتی باشد که طبیعت آن اقتضا دارد، حرکت قسری است؛ اما اگر حرکت آتش یا خاک به واسطه چیزی باشد که آن را سبک یا سنگین کرده است یا توسط چیزی باشد که مانعی را برطرف کرده است، در هر دو حال، قوه شیء فعلیتی مناسب طبیعتش پیدا می کند و حرکت طبیعی شمرده می شود (Ibid).
۸۰- مرتضی مطهری، حرکت و زمان در فلسفه اسلامی، ج۱، ص ۱۲۲ و ۱۸۱
۸۱- ابن سینا معتقد است که صورت، جسم را که کل است حرکت می دهد و حرکت صورت هم بالعرض است ( ر.ک: ابن سینا، فنّ سماع طبیعی از طبیعیات شفا، ص ۴۱۶ و ۴۱۷).
۸۲- همان.
۸۳- همان، ص ۳۸۰ و ۳۸۱٫
۸۴- همان، ص ۳۰
۸۵- اگر ابن سینا می توانست جسمی مثل خاک را بدون زمین- چنان که آهن را بدون آهن ربا- تصور کند، می بایست معتقد می شد که خاک، قوه ای دارد که در نزدیکی زمین فعلیت می یابد و اگر زمین نبود، خاک چنین حرکتی نداشت. طبیعت سنگینی خاک، به علت قرارگیری در مجاورت زمین است که فعلیت می یابد. بدین ترتیب، نظریه وی می توانست به نتایج قابل قبولی در باب ثقل منتهی شود.
۸۶-Isaac Newton, The Mathematical Principles of Natural Philosophy, p. Axioms or Laws of Motion, Law. I.
۸۷- Inertia
۸۸- شهید مطهری معتقد به چنین رأیی است. وی نظر قدما به ویژه ابن سینا را با قانون حرکت گالیله و نیوتن مقایسه می کند و نظر ابن سینا را با قانون « اینرسی » قابل جمع می داند. مباحث مزبور در بخش های ذیل از آثار وی آمده است: پاورقی مقاله « ضرورت و امکان »، در: اصول فلسفه و روش رئالیسم، غرر دوم (بحث از غایت) از فریده هفتم، در: شرح منظومه، و نیز در بحث سئوال اول فلسفی ابوریحان از بوعلی در مقالات فلسفی.
۸۸- Aristotle, Physics.7.5
۹۰- همان طور که در متن مقاله گفته شد، این جایگزینی ها با تسامح صورت می گیرد. پیشنهاد شده است که به جای واژه های Velocity یا Speed، از کلمه Rapidity استفاده شود که به کلمه یونانی نزدیک تر است و درمعنای امروزی آن، بیشتر کیفی است تا کمّی. ( ر.ک:
W. R. Laird & S. Roux (eds.) Mechanics and Natural Philosophy.
۹۱- Isaac Newton, The Mathematical Principles of Natural Philosophy, p. Axioms or Laws of Motion Law II.
۹۲-در فیزیک جدید، گرچه ادامه حرکت نیاز به نیرو ندارد؛ ولی آغاز حرکت جسم، که تغییر سرعت از صفر ( سکون ) به سرعتی غیرصفر است، مستلزم نیرویی است که زمان اثر آن بسیار کوتاه است و « ضربه » نامیده می شود.
۹۳- در فیزیک، کمیت هایی همچون سرعت و شتاب را «کمّیت های برداری » می نامند. هر کمیت برداری، علاوه بر اندازه، جهت معینی نیز دارد. از این رو، با تغییر هر یک از مقدار یا جهت سرعت و شتاب، می گوییم که این کمیت ها تغییر کرده اند؛ همچنین، عدم تغییر این کمیت ها به معنای ثابت ماندن هر دوی مقدار و جهت آنهاست.
۹۴- Aristotle, Physics, 7.8
۹۵- در ادامه، به نظریه ابن سینا در خصوص پرتابه ها خواهیم پرداخت. ابن سینا، فن سماع طبیعی از طبیعیات شفا، ص ۳۳۱-۳۳۳
۹۶-Aristotle, Physics.4.8
۹۷- Fluid dynamics
۹۸- Viscosity
۹۹- Walter Roy Laird & Sophie Roux (eds), Machanics and Natural Philosophy before the Scientific Revolution, p.53.
۱۰۰- Jorge J. E. Gracia & Timothy B. Noone, A Companion to Philosophy in the Middle Ages, p. 173
۱۰۱- ابن سینا، فن سماع طبیعی از طبیعیات شفا، ص ۱۶۶ و ۱۶۷
۱۰۲- impulse
۱۰۳- Proper Place
۱۰۴- Aristotle, Physics.4,8
۱۰۵- John Philoponus
۱۰۶- ابن سینا، فن سماع طبیعی از طبیعیات شفا، ص ۳۲۵
۱۰۷- ملاصدرا پس از نقل نظر ابن سینا در باب « میل » در حرکت قسری، می گوید: درست است که بر اثر وارد شدن ضربه به جسم، میل و کششی در جسم پیدا می شود، اما منشأ مستقیم این میل و کشش چیست؟ آیا ضربه خارجی مستقیماً این میل را ایجاد می کند یا تاثیرضربه تاثیری غیر مستقیم است ( یعنی تاثیر ضربه، بر روی آن چیزی است که طبیعت یا صورت نوعیه جسم نامیده یم شود و آن را که طبیعتی جوهری است، تبدیل به طبیعت دیگری می کند؛ در واقع، تاثیر مستقیم ضربه این است که طبیعت جوهری مقسور را تبدیل به طبیعت ثانوی می گرداند )؟ اگر طبیعت جوهری مقسور تغییر نکند، چنین امکانی نیست: طبیعت اصلی، اگر متحوّل نشود، خود مانع است؛ هر چند عایقی در کار نباشد ( مرتضی مطهری، مقالات فلسفی، ص ۸۰ ) ابن سینا، فن سماع طبیعی در طبیعیات شفا، ص ۳۲۵
۱۰۸- همان، ص ۳۶۹-۳۷۵
۱۰۹- همان، ص ۳۲۶
۱۱۰- همان، ص ۳۱۴ و ۳۱۵
۱۱۱- Inclination
۱۱۲- Impetus
۱۱۳- Jean Buridan
۱۱۴- ابن سینا بیانی بسیار نزدیک به مفهوم « اینرسی » دارد: «… ممانعتی که از جسم دیده می شود به واسطه این نیست که جسم است، بلکه به واسطه آن امری است که در او خواهان است که در مکان یا وضع خود باقی بماند …) (ابن سینا، فن سماع طبیعی از طبیعیات شفا، ص ۳۹۷)
۱۱۵-Thomas Samuel Kuhn.
۱۱۶- Thomas S. Kuhn, The Structure of Scienific Revolutions p. 119
۱۱۷- Ad. hoc
۱۱۸- متحرک های طبیعی، هر چه پیشتر می روند، حرکتشان تندتر می شود، این حرکت در دو نیمه مسافت با هم تفاوت دارد.
۱۱۹- علامه طباطبائی و شهید مطهری در موضوعاتی که به طبیعیات مربوط بوده، نظر علم جدید را ملاک قرار داده اند و در موضوعاتی که ماهیت فلسفی داشته، اصولاً علم روز را دخیل یا شایسته ورود ندانسته اند. اما در موارد بینابینی که اساساً مشکل آفرین بوده اند، علّامه طباطبائی کمتر به جزئیات پرداخته و با فرض صحت نظر علم جدید، چنان بحث کرده است که خدشه ای به نتیجه فلسفی وارد نشود؛ وی عملاً همچون شقّ قبلی با موضوع برخورد کرده است. شهید مطهری در این گونه موارد، جنبه های مختلف نظریه علمی را مورد توجه قرار داده و گاهی رد نظریه فلسفی را پذیرفته است. اما در آنجا که بحث فلسفی مقدمه نتایج الهیاتی بوده است، شهید مطهری حسّاسیت بیشتری نشان داده است ( مثل برهان محرک اول )

منابع تحقیق:
– ابن سینا، فن سماع طبیعی از طبیعیات شفا، قم، کتابخانه آیت الله مرعشی نجفی، ۱۴۰۵ ق
-مطهری، مرتضی، حرکت و زمان در فلسفه اسلامی، تهران، حکمت، ۱۳۷۹، ج۱
-مطهری، مرتضی، مقالات فلسفی، تهران، صدرا، ۱۳۷۴
-نصر، سید حسین، « دستاوردهای ابن سینا در حوزه علم و خدمات او به فلسفه آن »، ترجمه فاطمه سوادی، تاریخ علم، ش ۵، بهار و تابستان ۱۳۸۵، ۱۲-۱
– نصر، سید حسین، نظر متفکران اسلامی درباره طبیعت، تهران، خوارزمی، ۱۳۵۹
-Aristotle, Physics, Translated by R.p Hardie and gaye, 2007.
-Einstein, Albert, Relativity and the Problem of Problem of Space, 1952, (English translation Published, 1954)
-Gracia, Jorge J. E. Noone. Timothy B. A Companion to Philosophy in the Middle Ages, Blackwell Publishing, 2005.
-Horowitz, t. & Massey G.J. (eds) Thought Experiments in Science and Philosophy, Rowman & Littlefield, Savage. 1991.
-Kuhn, Thomas S. The Structure of Scientific Revolutions. 1970
-Laird, Walter Roy & Roux, Sophie (eds) Mechanics and Natural philosophy before the Scientific Revolution. Springer 2008
-Lisker, Roy, Barrier Theory, Finitism & Intuitionism in Physics, Philsci Archive 1996, 1-30(http:// philsci-archive. putt.edu/archive/0001306)
-Newton, Issc, The Mathematical Principles of Natural, 1729, Dawsons of pall Mall, 1968:(http://trotsky.org/reference/subject/philosophy/works/en/newton. htm)
* دانشیار دانشگاه تربیت مدرس. دریافت: ۸۸/۲/۱۲- پذیرش: ۸۸/۴/۲
** دانشجوی دکتری فلسفه علم، پژوهشگاه علوم انسانی و مطالعات فرهنگی.
منبع مقاله :
معرفت فلسفی، سال ششم، شماره سوم، بهار ۱۳۸۸، ۱۷۳-۲۱۱،