تاریخ مهندسی در ایران

اختراعات بنوموسی (پسران موسی بن شاکر)
در ایران اسلامی از قرون گذشته داشمندان تاثیرگذار بسیاری زیسته‌اند که برخی مشهورتر و برخی گمنام‌تر می‌باشند. بنو موسی لغب سه برادر و فرزندان موسی بن شاکر است که از برجسته‌ترین دانشمندان و مهندسان ایرانی قرن سوم هجری بوده‌اند. با آنکه مورخان بسیاری در آثار خود از این برادران نام برده‌اند اما شهرت آنها و دانسته‌هایمان به خصوص در مورد زندگیشان زیاد نیست. در این نوشتار ابتدا به معرفی این سه برادر پرداخته و سپس به به برخی فعالیت‌های علمی و اختراعات بنوموسی اشاره شده است.
زندگی بنوموسی
بنوموسی یا بنی موسی و گاهی بنوموسی المنجم شهرت سه برادر است به نام‌های محمد و احمد و حسن پسران موسی بن شاکر. این سه برادر اهل خراسان و از علمای معروف ریاضیات و نجوم و مکانیک در سده سوم هجری بوده‌اند و در بغداد به سر می‌بردند. موطن پدر آنان خوارزم گفته شده و او را موسی بن شاکر خوارزمی نیز نامیده‌اند. موسی بن شاکر منجم بوده و در خراسان به خدمت مامون پیوسته و با وی به بغداد رفت. با مرگ موسی بن شاکر در زمان خلافت مأمون، بنوموسی که خردسال بودند تحت سرپرستی مأمون به فراگیری علوم در بیت الحکمه پرداختند.
بنوموسی در اوایل خلافت مأمون بین هفت تا ده سال و در پایان خلافت او بین ۲۷ تا ۳۰ سال داشته‌اند. این برادران در نوجوانی و حین علم آموزی در زمان مأمون وضع مادی مناسبی نداشتند، اما پس از آن و به ویژه در زمان خلفای پس از مأمون صاحب ثروت و نفوذ فراوان شدند. گفته می‌شود درآمد سالانه محمد در بغداد و فارس و دمشق و دیگر جاها به حدود چهارصد هزار دینار و درآمد احمد به حدود هفتاد هزار دینار می‌رسید. آنها که ریاضی‌دان، منجمان ایرانی بودند، قسمت اعظم ثروت خود را مصروف تحصیل و ترجمهٴ کتابهای یونانی کردند.
فعالیت‌های علمی
بنوموسی در فعالیت‌های علمی با یکدیگر همکاری داشتند. مشکل بتوان سهم هریک از برادران را در فعالیت‌های علمی معلوم کرد. به نظر می‌رسد که مهم‌ترینشان برادر بزرگتر ابوجعفر محمد بن موسی (متوفی در ۸۷۲–۸۷۳ میلادی)، محقق اصول اقلیدس و مجسطی، و منطق‌دان بوده‌است. محمد هندسه و نجوم را خوب می‌دانست و به اصول اقلیدس و بطلمیوس کاملاً آشنا بود. اما احمد در «علم حیل» (علم مکانیک) استاد بود و در آن موفقیت‌هایی داشت که نه برادرانش و نه حتی پیشینیان به آن دست نیافته بودند. احمد برای مدتی والی برید (سرپرست امور ارسال نامه) سرزمین شام بود. حسن نیز در هندسه یگانه زمان خویش بود. او از کتب هندسه تنها شش مقاله اول اقلیدس در اصول هندسه را که تنها نیمی از آن بود، خوانده بود، ولی می‌توانست مسائلی را استخراج کند که حتی پیشینیان در آن‌ها توفیقی نداشتند.
اختراعات بنوموسی (پسران موسی بن شاکر)
اختراعات بنوموسی
مهم‌ترین حرکت علمی بنوموسی کوشش آن‌ها برای دست یافتن به سیستم کنترل خودکار است تا ماشین‌هایی بسازند که بدون دخالت انسان مدت زیادی کار کنند. کتاب الحیل اولین کتاب تخصصی در مهندسی مکانیک‌ در تاریخ تمدن اسلامی است و بی‌نظیرترین‌ کتاب‌ مهندسی‌ در تاریخ قرون مـیانه مـحسوب می‌شود و مشهورترین اثر بنوموسی نیز هست. این کتاب شامل عکس و نحوه کارکرد حدودا صد دستگاه است که 25 تای آن را مولفان از آثار هرون و فیلون گرفته‌اند و بقیه ساخت خود ایشان و اختراعات بنوموسی است. این دستگاه‌ها خودکار و با استفاده از خواص مکانیکی سیالات کار می‌کنند. در این کتاب طرز کار دستگاه‌های زیادی شرح داده شده؛ از جمله:
سیفون یا آبدزد ساده
چراغی که شعله‌هایش خودکار تنظیم می‌شود و سوخت می‌گیرد.
یک نوع دَم برای بیرون کردن هوای آلوده از چاه‌ها
بیل مکانیکی برای حفاری در کف رودخانه و دریا
تنگی که دو مایع پشت سر هم در آن ریخته می‌شود و سپس این دو مایع را به‌تناوب و به مقدار معلوم تخلیه می‌کند.
سطل‌هایی که دائما از آب پر می‌شوند مگر آن‌که مقدار زیادی آب از آن‌ها برداشته شود.
نیز فواره‌هایی که شکل آن‌ها به تناوب دگرگون می‌شود.
جام عدل یا همان کاس‌العدل است و در تعریف آن گفته شده جامی است که در آن می‌توان مقداری آب ریخت و اگر یک مثقال آب به آن اضافه شود، همه آب از آن خارج می‌شود.
از دیگر اختراعات بنوموسی می‌توان به شیر مخروطی اشاره کرد و این‌که آن‌ها برای نخستین ‌بار و پانصد سال قبل از اروپاییان میل لنگ را در تاریخ دانش فنی به کار برده‌اند.
هم‌چنین در مورد دستگاهی که در سامرا ساخته بودند، گفته شده که دستگاه کره بزرگی بود که روی آن صورت‌های فلکی و وب ‌ها آمده بود. این دستگاه با نیروی آب کار می‌کرد و طوری طراحی شده بود که هرگاه وب ‌ای را در حال غروب نشان می‌داد، همان وب در همان زمان در آسمان در حال غروب دیده می‌شد. این دستگاه ماکت الگوی نظام بطلمیوسی بود.
بسیاری از امور ساخت و مهندسی به ایشان ارجاع می شد که از آن میان به نظارت آنها بر حفر بعضی از نهرهای بزرگ چون نهر جعفریه و نهر عمودابن منجّم در نزدیکی بصره می‌توان اشاره کرد.
دستاوردها و اختراعات بنوموسی در نجوم و ریاضیات
دستاوردهای علمی بنو موسی گذشته از مکانیک در دو زمینه وب شناسی و ریاضی قابل توجه است، اگرچه آنها در موسیقی، فلسفه ، منطق و آثار عُلوی نیز به بررسی پرداخته و حتی در بعضی از این علوم آثاری نیز نوشته‌اند. اهمیت کارهای نجومی بنوموسی و شهرت آنان در بین ریاضیدانان دوره اسلامی از این رو پیداست که ابوریحان بیرونی در چند موضوع از آثار خود از آنان نام برده و از صحت رصدهایی که انجام داده‌اند گفت و گو کرده و مهارت و استادی آنان را در عمل ستوده است.
تقویم صحیح و دقیق اعتدالین و محاسبه عرض‌های کوتاه از عرض‌های بلند و محاسبه طول (مدارات و استوا) از کارهای مهم ایشان در نجوم بوده است.
تثلیث سینماتیکی زاویه و ترسیم بیضی به طریق معروف به باغبانی در کتاب الشکل المدور المستطیل (به وسیلهٴ یک ریسمان متصل به دو کانون) از ابداعات ایشان و اختراعات بنوموسی است. روش بنوموسی در تثلیت زاویه با ترجمه کتاب معرفة مساحة الاشکال البسیطة و الکریّة به دنیای غرب معرفی شد و بر کار هندسه دانان قرون وسطی اثر گذاشت.
لئوناردو فیبوناتچی، کاشف اعداد فیبوناتچی، در مسائل هندسی خود از آثار بنوموسی استفاده بسیار کرده است. آن‌ها مساحت دایره را با روشی کاملاً متفاوت با روش ارشمیدس، محاسبه کردند. به دست آوردن نسبت قطر به محیط دایره (عدد پی) از دیگر کارهای آنان است. آن‌ها هم‌چنین روش به دست آوردن کعب (محاسبه ریشه سوم) تقریبی اعداد را بیان می‌کنند.
تعیین اندازه محیط زمین؛ یکی از مهمترین پژوهش‌هایی که به بنوموسی نسبت می‌دهند تعیین اندازه محیط زمین است. علی بن سهل طبری از ابزاری که محمد و احمد در سامرا به کار بردند و با آن به استخراج طول سال می‌پرداختند خبر می‌دهد و آن را به کره‌ای بزرگ تشبیه می‌کند که به رامح متصل می‌شده است.
بنو موسی چه از راه تشویق ترجمه آثار مختلف یونانی به عربی، که بعدها این آثار به لاتین ترجمه شد و باعث انتقال این دانسته‌ها به غرب گردید، وچه با ابداع‌ها و اختراعات بنوموسی سهم زیادی در اعتلای دانش هندسه داشته‌اند. آنان در گشایش دروازه‌های علم و صنعت به روی دنیای اسلام ایفاگر نقش مهمی بوده‌اند، پژوهش‌ها و اختراعات بنوموسی تاثیر بسیاری بر دانشمندان دیگر گذاشته ونامشان را در آسمان علم جاودانه کرده است.