اَلْأُسْطُرْلاب، اسم لعدة أنواع من أدوات القیاس الفلکیة التي کانت تستخدم لقیاس ارتفاع و جهة و بعد و میلان الشمس والكواكب و تعیین الوقت في ساعات اللیل و النهار و القبلة، و وقت شروق الشمس و غروبها و أغراض أخری لایمکن إحصاؤها لکثرتها (البیروني، التفهیم...، 285، في علم...، 2-7). من المحتمل أن تکون هذه الآلة التي تعتبر أحیاناً أقدم آلة علمیة في العالم، قد صنعت في الیونان في القرن 3 ق.م. و في الحقیقة، فقد کانت تستخدم في عصر ازدهار علم الفلک لدی الیونانیین آلتان مختلفتان للقیاس، إحداهما تسمی الأسطرلاب الحلقوی و الأخری الأسطرلاب المسطح. و ما یتحدث بطلميوس عنه في المجسطي (ص 143) باعتباره الأسطرلاب هو النوع الحلقوي منه الذي سمي فیما بعد في العالم الإسلامي بذات الحلق، و سماه البعض أیضاً أسطرلاب ذات الحلق (ظ: ابن الندیم، 332-333؛ البیروني، القانون...، 2/ 798-801؛ الیعقوبي، 107، 109-110؛ پاولي، II(2)/1798؛ کلامروت،23-25؛ تومر، 323). یقال إن أبرخوس (ت‍ بعد 127 ق.م) کان قد أح‍دث تغییرات في هذا الجهاز، و أن بطلميوس (القرن 2م) کان قد أضاف بابتکاره أجزاء إلیه، و کان یستخدمه لقیاس اختلاف الطول الفلکي للقمر و الشمس و کذلک تحدید موضع کل کوکب بالنسبة إلی دائرة فلک البروج، أي طوله وعرضه الفلکیین (ابن الندیم، 342؛ کینغ، «مجامیع...»، 106؛ پاولي، II(2)/1798-1799).

و يتحدث سونيسيوس السورني (تـ‍ ح 415م) أيضاً عن أسطرلاب يبدو أنه هو الذي أكمل قواعده النظرية، و يضيف أنه اقتبس قواعده النظرية من رسالة لأبرخوس لم‌يهتم بها بطلميوس (ظ: سارتون، I/193-194؛ پاولى، II(2)/1799؛ هارتنر، 2531-2532).

و وردت الإشارة أیضاً إلی المصدر البابلي للأسطرلاب. و قد قدمت في هذا المجال شواهد من قبیل ألواح فخاریة تشبه الأسطرلاب المسطح تشتمل علی خطوط بعض الكواكب ودوائرها و رسومها و تم العثور علیها في خرائب بابل و کذلک قرائن مثل معلومات مبعثرة حول نطاق البحوث الفلکیة للعلماء البابلیین. ومن الواضح أیضاً أن الیونانیین تعلموا الکثیر من الدروس في مجال علم الفلک، من البابلیین؛ و لکن الباحثین في تاریخ الفلک، یرون أن هذه الشواهد و القرائن لاتکفي لإثبات اختراع الأسطرلاب في بابل و أشور، و انتقاله فیما بعد إلی الیونان (م.ن، 2534، فان درفردن، 674-676).

کما أن الأقوال التي أبدیت بشأن جهاز یدعی العنکبوت صنعه أویدوکسوس (القرن 4 ق.م) أو أبولونيوس (القرن 3 ق.م) باعتباره إحدی المراحل الأکثر بدائیة للأسطرلاب، تبدو بعیدة للغایة عن الواقع. فقد کان ذلک الجهاز في الحقیقة نوعاً من الساعات الشمسیة (شوي، II/751؛ هارتنر، 2531؛ پاولي، (2)/367-368؛ بریتانیکا، میکرو، I/606).

و ما جاء في المصادر الإسلامیة حول صناعة الأسطرلاب واستخدامه في العصور القدیمة، ممتزج بالأساطیر. و قد نسب عدد من هذه المصادر، اختراع هذا الجهاز إلی ابن هرمس الحکیم حینـاً و إلی ابـن إدریس النبـي ــ الذي کان یسمی لاب علی مایبدو ــ حیناً آخر، و اعتبرت کلمة الأسطرلاب مأخوذة من اسمه من خلال بیان وجه اشتقاق عامي (ابن الندیم، ن.ص؛ أبوالنصر، 301؛ شهمردان، 118؛ ابن خلکان، 6/52). و مما یجدر ذکره أن الخوارزمي اعتبرمثل هذه التبريرات سخیفة (ص 233).

و نطالع في المصادر الأسلامیة، فضلاً عن الروایات الشبه الأسطوریة، فیما یتعلق بمعنی کلمة الأسطرلاب عدة روایات تقترب کثیرا من المفهوم الیوناني الأصلي للکلمة: فقد نقل حمزة الأصفهاني ترکیب «ستاره یاب» و رأی أن الأصطرلاب تعریب له. و في مواضع أخری و بعد تصریحه بالأصل الیوناني لهذه الکلمة، ترجمها خطأ بتعابیر مثل مقياس النجوم، أو مقياس الشمس، أو مرآة النجوم و ما إلی ذلک (م.ن، 232-332؛ أبوعلي الفارسي، 73؛ البیروني، شهمردان، ن.صص؛ کوشیار، 65). و یری البیروني أن من الممکن أن یکون ترکیب «ستاره یاب» هو في الحقیقة من ابتکار العلماء الإیرانیین، و مستقلاً عن الکلمة الیونانیة (مقطوعة من أفراد...، 66). و کان ماشاءالله الیهودي (القرن 4ه‍‍) قد نقل المعادل الصحیح لکلمة الأسطرلاب علی شکل «أخذ الکواکب» وذلک في رسالة في باب الأسطرلاب فُقد أصلها العربي، و لم‌یتب‍ق منها سوی ترجمتها اللاتینیة (ص 63). و قد تکررت هذه الترجمة في بعض الرسالات الفلکیة في القرون التالیة و منها آثار الزرقاني (ص 69) و موسی بن إبراهیم (ص 72) (ظ: کینغ، «جذر...»، 47). و قد سمیت هذه الألة في بعض المصادر القدیمة ذات الصفائح (الیعقوبي، 112؛ الصوفي، 2).

کان الأسطرلاب یصنع في البدء علی شکل کرة. و في العالم الإسلامي أیضاً أعیر الاهتمام في البدء بالأسطرلاب الکروي رغم معرفتهم للأسطرلاب المسطح. و یذکر جابر بن سنان (القرن 3ه‍ ) باعتباره أول من صنع الأسطرلاب الکروي في العالم الإسلامي (ابن الندیم، 342-343؛ سارتون، I/602). کما ذکر الفضل بن حاتم النیریزي (القرن 3ه‍ ) خلال رسالة حول الأسطرلاب الکروي، مزایاه علی الأسطرلاب المسطح (ن.ص؛ GAS,VI/192؛ أیضاً ظ: ن.د، الکرة الفلکیة). و یقال إن بطلمیوس کان مبتکر الأسطرلاب المسطح. و قد نقلت في هذا المجال بعض الأساطیر (ابن خلکان، ن.ص). و یستلزم تصمیم و صناعة هذا النوع من الأسطرلاب معرفة رسم الصورة الفضائیة الثلاثیة الأبعاد علی الصفحة المسطحة، حیث کان أبرخوس و بطلمیوس یحیطان بها علماً (کینغ، «مجامیع»، 106). و یعبتر ابن الندیم، أبیون البطریق مبتکر الأسطرلاب المسطح (ص 342). و مالبثت سهولة حمل الأسطرلاب المسطح و نقله أن طغت علی مزایا الأسطرلاب الکروي. و بالتالي فقد أصبح الأسطرلاب المسطح متداولاً في کل مکان (البیروني، استيعاب...، الورقة 47 ألف ـ ب).

و في أواخر القرن 5 م بلغ فن صناعة الأسطرلاب و استخدامه ذروته في بیزنطة، و استمرا بعد وقفة حتی القرون الوسطی (پاولي، II(2)/1798؛ کینغ، ن.ص). و لم‌یتبق من هذا العصر سوی أسطرلاب واحد صنع في 1062م في آسیا الصغری، وتوجد کتابات علیه باللغة الیونانیة. و قد تبقت من العالم الإسلامي أسطرلابات أکثر قدماً (ن.ص؛ هارتنر، 2532).

و في القرن 2ه‍/ 8م، تعرفت الحضارة الإسلامیة الحدیثة في مدینة حران الواقعة في جنوب الأناضول الحالیة، علی الأسطرلاب، و عکف علماء الفلک في العالم الإسلامي علی صناعة هذه الآلة و استخدامها. و خلال ألف سنة تلت ذلک، صنع الفلکیون المسلمون آلاف الأسطرلابات، و کتبوا مئات الرسائل حولها، و برز في هذا الفن علماء مثل إبراهیم بن حبیب (ن.ع)، وابن حبش، و علي بن عیسی الأسطرلابي، و الفضل بن حاتم النیریزي، و جابر بن سنان (ابن الندیم، 332-343؛ سارتون، I/530,548,566,602).

و کتب أبوجعفر بن أحمد بن عبدالله بن حبش رسالة حول الأسطرلاب المسطح (ابن‌ الندیم، 334؛ القفطي، 396). کما قدم الکثیر ابتکارات في تصمیم الأسطرلاب و صناعة أنواع مختلفة منه.

و بعد ذلک و في القرن 6ه‍/12م صنع شرف‌الدین مظفر الطوسي الفلکي أسطرلاباً علی شکل مسطرة سمي بالأسطرلاب الخطي، أو عصا الطوسي، و لکنه لم‌یحظ باستخدام واسع بسبب ضیق مجالات استعماله؛ و مع کل ذلک، فإن هذا النوع من الأسطرلاب في تاریخ الفلک کان مدار نقاشات کثیرة (ابن الندیم، ن.ص؛ زوتر، 13-15). و یعود عدد قلیل من الأسطرلابات التي بقیت حتی الآن، إلی عصر ازدهار علم الفلک في العالم الإسلامي، أي في القرون 3-9ه‍، فیما یعود عدد أکبر إلی القرون التالیة. و قد حدثت الابتکارات الرئیسة في صناعة الأسطرلاب خلال هذه الفترة؛ حتی قال البعض إن علماء الفلک في العالم الإسلامي طوروا علم الفلک في هذه القرون إلی درجة بحیث لم‌یستطع علماء أي أمة لقرون أن یبلغوها (فرنسیس، 9-10؛ عواد، 155؛ کینغ، ن.ص).

و في القرن 7ه‍/13م کان الأسطرلاب قد عرف و استخدم في أرجاء العالم الإسلامي من الهند وحتی إسبانیا. و في القرن 9ه‍/15م انتقل الأسطرلاب عن طریق إسبانیا ــ و ربما عن طریق صقلية أیضاً في نفس الوقت ــ إلی أوروبا؛ رغم أنه یبدو أن بعض العلماء الأوروبیین کانوا قد تعرفوا قبل ذلک بفترة علی العلوم الشرقیة عن طریق البندقیة (هارتنر، 2533؛ کینغ، ن ص). و في نفس هذه الفترة، و مع ترجمة رسائل حول الأسطرلاب إلی اللغات الأوروبیة، أضیفت بعض المصطلحات الفلکیة العربیة مثل السمت و سمت الرأس و سمت القدم، إلی مصطلحات علم الفلک في الغرب بعد تحریفها و تغییر شکلها إلی حد کبیر على شكل آزیموث و زنيت، وندیر (کونيتش، VIII/55-56). و منذ ذلک الحین انتشرت في العالم الغربي أیضاً صناعة الأسطرلاب، والاستفادة من ابتکارات علماء الفلک في العالم الإسلامي. ویلاحظ هنا أیضاً اختلاف ملفت للنظر إلی حد کبیر بین علماء الفلک المسلمین و الأوروبیین. فبینما حقق المسلمون بعد تعرفهم علی الأسطرلاب، تقدماً مدهشاً في فن صناعة الأسطرلاب خلال بضعة عقود، و صنعوا أسطرلابات بمهارة، کان الأوروبیون بحاجة إلی فترة طویلة علی مستوی بضعة قرون للتوصل إلی نفس تلک النتائج (هارتنر، کینغ، ن.صص).

و ببدایة العصر الحدیث، خرج الأسطرلاب من انحصار العلماء و خواص أهل الفن. فکان الكثیر من الناس یستخدمونه لتعیین الوقت. کما کانت هذه الآلة تستخدم أیضاً في الرحلات البحریة الطویلة لتحدید مواقع السفن (هارتنر،2534؛ بریتانیکا، ماکرو XVIII/652). و بعد شیوع مقیاس الزاویة، و المنظار الفلکي، قلت أهمیة الأسطرلاب. و في عصرنا لایوجد سوی القلیل ممن یعرف الأسس العلمیة لهذه الآلة. و مع کل ذلک، فإن الأسطرلاب وباعتباره آلة تعلیمیة لم‌یفقد القیمة التي کان یمتلکها في القرون الوسطی، و عصر النهضة في تعلم مبادیء علم الفلک. کما أسس فریق من المهتمین بالآلات الفلکیة، الجمعیة العالمیة للأسطرلاب، و عمل أشخاص کثیرون علی جمع مجموعة الأسطرلابات (فرنسیس، 9؛ هارتنر، 2530؛ بریتانیکا، میکرو، I/606؛ ماکرو، ن.ص، أیضاً IV/880؛ پاولي، ن ص؛ کینغ، «مجامیع»، 106).

مکونات الأسطرلاب

الحلقة

و هي دائرة معدنیة یمکن استخدامها عند العمل بالأسطرلاب کمقبض، أو تعلیقها في موضع ما (الشکل 1، الرقم 1). و قد تضاف إلیه حلقة أخری قد تکون معدنیة، أو خیطیة، أو حریریة، و تسمی العلاقة.

العروة

و هي دائرة معدنیة تقع بین الحلقة و الکرسي (الشکل 1، الرقم 2). و یتیح هذان الجزءان، أو الثلاثة إمکانیة الدوران الکامل للأسطرلاب. و استقراره في الجهة الصحیحة عند العمل به.

الکرسي

زائدة تقع علی قوس صغیر من محیط الأسطرلاب وتتصل بها العروة (الشکل 1، الرقم 3).

أم الأسطرلاب

و هي الصحیفة الرئیسة الثابتة للأسطرلاب، ویضمها جدار، و تستقر علیها الصفائح الأخری المتحرکة. و قد تم تقسیم عرض الجدار إلى 360°. و رسمت علی وجه هذه الصحیفة عدة دوائر مرکزها مرکز الصحیفة، و کتب علی کل من هذه الدوائر أسماء عدد من المدن، و تستخدم هذه الصحیفة في الغالب لتحدید جهة القبلة.

الحجرة

و هي عبارة عن فضاء فارغ یتشکل من أم الأسطرلاب و جداره، و تستقر فیها الصفائح المتحرکة للأسطرلاب و العنکبوت.

الصفائح

و هي عبارة عن أقراص مستدیرة الشکل ذات ثقب في مرکز الدائرة یمر منها محور الأسطرلاب (الشکل 1، الرقم 4)، و هناک ثقب في نقطة من المحیط، لیستقر في موضعه بمساعدة نتوء في جدار الحجرة، و یحول دون دورانه، و قد رسمت علی کل صفحة، 3 دوائر مرکزها مرکز الصحيفة، و تشیر کل منها حسب ترتیب طول الشعاع إلی مدارات رأس الجدي ورأس الحمل و رأس السرطان. و هذا الترتیب یتعلق بالأسطرلاب الشمالي؛ في حین تکون الدائرة الأصغر في الأسطرلاب الجنوبي مدار رأس الجدي، و الدائرة الأکبر مدار رأس السرطان. کما رسم علی الصفائح، قطران متعامدان؛ و یسمی القطر الأفقي بخط المشرق و المغرب (النصف الأیسر خط المشرق، و النصف الأیمن خط المغرب)، و القطر العمودي، من الکرسي حتی المرکز هو خط نصف النهار، و نصفه الآخر خط وتد الأرض، أو خط نصف‌اللیل (البیروني، التفهیم، 293؛ نصیرالدین، 2-3).

و توجد علی الصفائح دوائر أخری أیضاً تسمی الدوائر المقنطرات تشیر إلی صور دوائر الارتفاع من الأفق حتی سمت الرأس، و کذلک الأقواس المتعلقة بالساعات المعوجة والمستویة. و توجد بعض الاختلافات بین الأسطرلابین الشمالي و الجنوبي في صورة دوائر المقنطرات (البیروني، ن.م، 296-297؛ نورث، 105؛ کینغ، «مجامیع»، 103).

 و الساعات المستویة هي الساعات العادیة، أي الوحدات الزمنیة المعادلة لـ من اللیل و النهار. و لکن الساعات المعوجة هي الساعات غیر المتعادلة. و مما یجدر ذکره في هذا المجال أنه کانت تستخدم في القرون الوسطی وحدة متغیرة أیضاً لقیاس الزمن، بمعنی أن طول النهار کان یتم تقسیمه إلی 12 قسماً من الفجر إلی الغروب، و طول اللیل من العشاء إلی الفجر دون الأخذ بنظر الاعتبار طولهما، أو قصرهما و هکذا، کانت تظهر طیلة السنة و حسب خطوط العرض الجغرافیة المختلفة، ساعات غیر متساویة. کما تم في الکثیر من الأسطرلابات، رسم أقواس تشیر إلی الساعات غیر المتساویة (الخوارزمي، 219؛ هارتنر، 2540؛ نورث، 106؛ کینغ، ن.ص).

العنکبوت

هذه القطعة عبارة عن صفیحة مشبکة، و تسمی أیضاً الشبکة (الشکل 1، الرقم 5) و قد رسمت علیها دائرتان. الدائرة الكبری هي مدار رأس الجدي (الشکل 1، الرقم 6) ومرکزها هو مرکز الأسطرلاب، و الدائرة الصغری التي تقع داخل الدائرة الکبری، و تتماس معها، تشیر إلی منطقة البروج (دائرة البروج في الحقیقة) (الشکل 1،الرقم 7). و تشیر نقطة تماس دائرة البروج مع مدار الجدي، إلى رأس الجدي (الشکل 1، الرقم 8)، فیما تشیر النقطة المقابلة لها، أي موضع تقاطع دائرة البروج مع القطر القائم للعنکبوت، إلی رأس السرطان (الشکل 1، الرقم 9). وهاتان النقطتان تحدادان قطر دائرة البروج و مرکزها (البیروني، ن.م 288-289؛ نصیرالدین، 2؛ نورث، 103). و في العنکبوت المرتبط بالأسطرلاب الجنوبي، وکما قیل عند الحدیث عن الصفائح، تمثل الدوائر الکبری مدار رأس السرطان، و یحل موضع رأس الجدي، و رأس السرطان محل بعضهما البعض (البیروني، ن.م، 296؛ نصیرالدین، ن.ص).

و یقع العنکبوت علی الصفائح، و تلاحظ خطوط الصفائح وأقواسها، من بین خروقه. و قد خرجت من نقطة رأس الجدي زائدة صغیرة مدببة الرأس تسمی المُري، و تتماس مع الحجرة عند استدارة العنکبوت (الشکل 1، الرقم 10). و توجد حول منطقة البروج، زوائد حادة تشیر إلی النجوم الثابتة. و تسمی هذه الزوائد الکواکب. و یقع العنکبوت علی الصفائح، ویدار بمساعدة مقبض صغیر یسمی المدیر، أو المحرک.

العِضادة

يعد هذا الجزء ساقاً متحركة تشبه المسطرة بثقب في الوسط، و یقع خلف الأسطرلاب بمساعدة المحور (الشکل 2، الرقم 1). وطرفاه حادان قلیلاً . و تسمی هذه النتوءات الحادة مُریات العضادة (الشکل 2، الرقم 2). و بالقرب من طرفیها رکبت قطعتان مربعتا الشکل تسمیان اللبنة، أو الهدفة (الشکل 2، الرقم 3) و یوجد وسط کل منهما ثقبان دقیقان یسمیان ثقب نصف القطر تشاهد من داخلهما النجوم، أو أي شيء آخر، و قد قسم سطح العضادة في بعض الأسطرلابات إلی 12 قسماً تشير إلی الساعات المعوجة (البیروني، التفهیم، 299-300؛ نصیرالدین، 3-4؛ فبکه، 132-135).

المحور

و هو عبارة عن قضیب رفیع یسمی أیضاً القطب، وقاعدته عریضة (الشکل 2، الرقم 4) و علی رأسه ثقب یستقر فیه الفرس (الشکل 1، الرقم 11). و یمر هذا القضیب من ثقوب مرکز أم الأسطرلاب، و مراکز الصفائح، و العنکبوت و العضادة والشاخص أحیاناً بحیث لایکون لهذه الأجزاء سوی حرکة دورانیة حول المحور.

الفرس

یُعبأ الفرس في ثقب المحور للحیلولة دون انفصال الصفائح و العنکبوت و العضادة عن المحور.

و قد تم تقسیم القسم الخلفي من الأسطرلاب إلی 4 أقسام بواسطة قطریه، أحدهما عمودي و یسمی خط العلاقة، و الآخر أفقـي و یسمی خـط المشـرق و المغـرب. و یسمـی «الربع الأیسر من النصف السفلي» ربع الارتفاع، و یقسم إلی 90 قسماً (الشکل 2، الرقم 5). فیما یسمی الربع المقابل له، أي الربع الأیمن من النصف الأسفل ربع الظل (الشکل 2، الرقم 6)، و تم تقسیمـه إلی درجات حسب الجیب، أو الجیب تمام للصفر حتى 90°.