من الآلات الحرارية التي اخترعها تقي الدين الراصد الدمشقي (تُوفِّي 993هـ/1585م) آلتين لهما نفعهما لكل منزل وهما آلتا شي ومبخرة جيروسكوبية. وقد ورد وصفهما في كتابه (الطرق السنية في الآلات الروحانية) ³⁰

الآلة الحرارية الأولى هي آلة للشي صممها، تعاون فيها مع أخيه الكبير عام (953هـ / 1546م) بحيث تتحرك الآلة لوحدها، وتستفيد من حركة نزول الثقل المعلق (الرقاص) وحركة شفرات المروحة العلوية.

قال تقي الدين: «وعملوا أيضًا على حركة الدخان البارز من الأوجاق، ورتَّبوا أيضًا حركته على حركة ثقالة من الرصاص كما في السواقي التي تدور بالدولاب والرقاص، غير أنه في سنة ثلاث وخمسين وتسعمائة بدار السلام القسطنطينية العظمى، فكَّرتُ أنا وأخي الأكبر في عمل ذلك على أسلوب غير هذه الأساليب قابل للنقل والتحويل من جهة إلى أخرى غير متوقّف على أمر خارج عن ذلك، كالإبريق المذكور وما يحتاج إليه من الماء والنار، وكالدخان والثقال الرصاص المُعَلَّق في جهة من البيت لا يمكن تحويله إلى غيرها، فعملنا قفصًا مُربَّعًا مستطيلا من الحديد قائمًا على أربع أرجل وفيه ثلاثة دواليب، وفي وسطه محور مربع بارز في مقابلته محور آخر كذلك، فإذا أراد الإنسان استعماله وضَعَه في أحد جوانب المنقل وأثبت طرف السيخ وأدار المحور الأول بمفتاح معدله عشر دورات أو أقل أو أكثر بحسب ما يقتضيه العمل في تركه ابتداء السيخ في الدوران، فيدور بكل دورة من الدورات التي أدرتها عشر دورات لا بالسريعة ولا البطيئة بحيث إنها ما تنقضي إلا وقد استوى اللحم، وإن تخلف عنها في الاستواء فتعيد الإدارة بالمفتاح مرةً أخرى.»³¹

(إلى اليمين) نموذج مُجسَّم لسيخ الشي الذي صممه تقي الدين، وقد تم تنفيذه في معهد تاريخ العلوم العربية والإسلامية في فرانكفورت، وذلك بحسب الوصف الذي جاء به في المخطوطة. (مصدر الصورة: 3 .Science and Technology in Islam, p) إلى الوسط) التصميم نفسه منفذ في الواقع من قبل الإيطالي فيتوريو زونكا كما تُصوِّره إحدى المخطوطات الأوروبية. (مصدر الصورة: تويلييه بيير العالم الصغير، ص 73.) (إلى اليسار) تصميم الجهاز نفسه وجد في مخطوطة لليوناردو دافنشي تعتمد المبدأ نفسه. (مصدر) الصورة: Science and Technology in Islam, V, p.39) والواقع أنَّ التصاميم الثلاثة ظهرت في القرن 16م، ويصعب أن نحكم من أول من ابتكره، قد يكون زونكا أخذه عن دا فنشي، لكن لا نعلم إذا كان دا فنشي قد أخذه عن تقي الدين، أو أنهما صنعاه في الوقت نفسه.

رسم مع نموذج يوضّح كيفية عمل الآلة البخارية ذات السيخ التي جاء وصفها عند تقي الدين، والتي تحول القدرة البخارية لعمل مفيد مثل سيخ شي اللحم. (مصدر الصورة والتعليق: 37 .Science and Technology in Islam, V, p) وكما سنلاحظ أن هذه الآلة سبقت آلات غريمالدي وبرانكا وبابان وسيفري.

كما وصف تقي الدين آلة بخارية تُستعمل في توجيه سيخ لشي اللحم بحيث يدور بنفسه بوساطة قوة البخار دون تدخل من أي كائن لتحريكه: «وقد عمله الناس على أنحاء شتّى منها أن يكون في طرفه دولاب بفراشات، ويُوضع بحذائها إبريق من النحاس المفرغ المسدود الرأس المملوء بالماء ويكون بلبلته قبالة فراشات الدولاب، ويُوقد تحته النار؛ فإنه يبرز البخار محصورًا من البلبلة المذكورة فيُديره، فإذا فرغ الماء من الإبريق، قُرب إليه ماء بارد في إناء بحيث تغطس البلبلة فيه فإنه يجتذب بحرارته جميع ما في الإناء من الماء ثم يبدأ بدفعه.»³²

شكل توضيحي لمبخرة تقي الدين الجيروسكوبية. وقد قمنا برسمها اعتمادًا على الوصف الذي جاء في نص مخطوطة مكتبة دبلن. (مع أن النص في المخطوطة يشير لوجود صورة، لكن الناسخ لم يرسمها؛ لذلك قمنا بإعادة الرسم والتوضيح لتسهيل فهم التصميم.) ما يميز هذه المبخرة هو – ربما لأول مرة – تضع فكرة السكرجة التي تُعتبر بمثابة وعاء ثقيل يوازي الأفق دوما؛ أي يصنع أفقه ذاتيًّا ليُحافظ على التوازن بشكل دائم. في الأصل لا يُوجد قاعدة؛ فالتصميم قائم على جعل المبخرة تتدحرج بحيث تبقى السكرجة على خط الأفق دوما.

مبخرة المأمون التي وردت عند ابن الطقطقا لم نعرف لها وصفًا موسعًا؛ ولذلك قمنا بتخيل شكلها ووصفها من عندنا، في حين أن تقي الدين وصف لنا طريقة صنع «مبخرة مِدْوَارة أو جيروسكوبية Gyroscopic censer» وهي متقدمة تقانيًّا على تلك الشائعة؛ بحيث تُوضَع داخل كُرة مُثقبة من كل الجهات، وتُوضع بداخلها النار والبخور ثم يُمكن دحرجتها، ومع ذلك تبقى النار مستقيمةً بشكل أفقي مهما حرَّكها المستخدم دون أن تنقلب وتُسبِّب مشكلات الاحتراق لمستخدميها.

يقول تقي الدين في وصف مبخرته: «مبخرة الفرش وهي قطعتان كل واحدة نصف كرة متصلة كل واحدة منهما بالأخرى بنرمادجة ³³ ولها إفريز بحيث تنطبق كل واحدة على أختها، ولها قفل يضبطها وهي مبخّشة من سائر جهاتها؛ بحيث إنه إذا وضع في جوفها النار والبخور صَعِد من الأبخاش دخانه، وفائدتها أنها إذا أُدرجت في الفرش لا تحرقُ شيئًا، ولا تنقلب النار في وسطها، بل لا تزال النار في المكان الذي وضَعْتَها فيه لازمةً وضعًا واحدًا وصفتها: أن تعمل الكرة كما ذكر، ثم تعمل طوقًا ملحوم الطرفين كالدائرة أصغر من الكرة، وتعمل على محيطها محورين ملحومين فيه على نقطتين متقابلتين، وتعمل لكل محور لبنة مبخوشة مثبتة في حافتي أحد القسمين من الكرتين وكل محور داخل في لبنته، وتعمل طوقًا آخر صغيرًا أصغر من هذا وتُركّبه في هذا كما ركبت الأول في القسم الواحد من النصفين، لكن كل لبنة من هذه تركب في النصف مما بين محوري الطوق الأول من الجهتين، ثم تعمل طوقًا آخر وتُركَّبه في وسط هذا بلبنتين بعد كل واحدةٍ من المحور بقَدْر ثلث ما بين المحورين من محيط الطوق، ثم تعمل سكرجة ³⁴ من النحاس المفرَّغ قدر نصف كرة يكون محيطها أصغر من الطوق الثالث بحيث يدور فيه وتكون ثقيلة السفل أصغر من هذا الطوق وتُركّبها فيه في محورين متقابلين في شفتها على لبنتين في هذا الطوق، بعد كل واحدة من محورها بقَدْر ثلث ما بين المحورين من محيط الطوق في الجهة المخالفة لجهة الثلث الأول. ويكون دوران هذه المحاور في أقطابها دورانًا سلسا؛ فمن المعلوم أنه إذا وضع النار والبخور في السكرجة وطبقت الكرة ودحرجت فإن السكرجة يثقل سفلها لا يزال سطحها موازيًا للأفق وتتبدل المحاور في الدوران ولا ينقلب ما في السكرجة من النار أصلا، ولا يزال ساكنا في وسطها.»³⁵

_____________________________________________________
هوامش

30- المخطوطة المنشورة من قبل معهد التراث العلمي العربي في حلب مأخوذة عن مكتبة تشيستر بيتي، دبلن، أيرلندا، رقم «5232».

31- تقي الدين الراصد، الطرق السنية في الآلات الروحانية، مخطوطة مصوّرة ومنشورة في كتاب تقي الدين والهندسة الميكانيكية العربية، إعداد الدكتور أحمد يوسف الحسن، منشورات جامع حلب، معهد التراث العلمي العربي، حلب، 1987م، ص63و-63ظ.

32- تقي الدين الراصد الطرق السنية في الآلات الروحانية مخطوطة منشورة في كتاب تقي الدين والهندسة الميكانيكية العربية، ص 62ظ -63و.

33- مفصلة: hinge

34-وقد يُضاف لها ألف فتصبح (اسكرجة)، وهي مصطلح فارسي معرب يعني الإناء الصغير.

35- تقي الدين الراصد الطرق السنية في الآلات الروحانية، مخطوطة منشورة في كتاب تقي الدين والهندسة الميكانيكية العربية، ص 60ظ -62ظ.

36- http://www.gyroscopes.org

مواضيع ذات صلة

الديناميكا الحرارية الجزيئية

توزيع بولتزمان

العلاقات بين الخواص

القانون الثالث للديناميكا الحرارية

الطاقة الحرة

القانون الثاني للديناميكا الحرارية

القانون الأول للديناميكا الحرارية

Order and entropy

Irreversibility

The Clausius-Clapeyron equation

Internal energy

Entropy