توركيتوم

التوركتوم أو التوركيت هو أداة فلكية من العصور الوسطى تُستخدم لأخذ وتحويل القياسات التي تُجرى في ثلاث مجموعات من الإحداثيات: الأفق، وخط الاستواء، ودائرة البروج . وقد وصفه آر بي لورش بأنه مزيج من أسطرلابون بطليموس ( باليونانية : αστρολάβον ) والأسطرلاب المستوي . ^{[ 1 ]} بمعنى ما، يُعد التوركتوم حاسوبًا تناظريًا .

أصول جهاز توركيتوم غير واضحة. وقد نُسب اختراعه إلى شخصيات متعددة، من بينهم جابر بن أفلح ، وبرنارد الفرداني ، وفرانكو البولندي . ^{[ 2 ]}

في عام 1469، نسب ريجيومونتانوس الفضل إلى جابر بن أفلح ، عالم فلك عربي من إشبيلية عاش في القرن الحادي عشر . وفي وقت لاحق، عام 1598، تكهن تيكو براهي بأن اختراعه يعود إلى القرن الثاني عشر، على يد " عرب أو كلدانيين". وفي نهاية المطاف، حوّل مؤرخون ألمان في أوائل القرن العشرين الفضل إلى " الأتراك ". ^{[ 3 ]} وقد افترض العديد من المؤرخين أن جابر بن أفلح الأندلسي، في أوائل القرن الثاني عشر، هو مخترع التوركتوم ، استنادًا إلى أداة مماثلة وصفها في كتابه " إصلاح الماجستي" . ومع ذلك، فبينما تتشابه وظيفتها، لم يتم تحديدها على أنها توركتوم ، لكن تشير الأدلة إلى أنها ألهمت التوركتوم. ^{[ 1 ] [ 4 ]}

بحسب جوزيف نيدهام ، كانت نسخة مبسطة من جهاز توركتوم من بين الأدوات الموثقة في المرصد الإمبراطوري الصيني لسلالة يوان من عام 1276 إلى عام 1279. ^{[ 5 ]} وقد نسب الفضل إلى جمال الدين محمد النجاري باعتباره الناقل المحتمل لهذا الاختراع العربي إلى الصين في عام 1267. ^{[ 6 ]}

في أوروبا، وُجدت أولى الإشارات المعروفة إلى هذه الآلة في نصوص لاتينية تعود إلى ثمانينيات القرن الثالث عشر الميلادي. تُقدّم هذه الوثائق التأسيسية مصطلح "توركيتوم" لوصف الجهاز، لكنها تُغفل ذكر هوية مُبتكره وأصل اسمه. ^{[ 7 ]} تظهر روايات عن التوركيتوم في كتابات برنارد الفرداني ^{[ 8 ]} وفرانكو البولندي في القرن الثالث عشر. ^{[ 9 ] [ 4 ]} نُشر كتاب فرانكو البولندي عام 1284، بينما لا يحمل كتاب برنارد الفرداني تاريخًا. لذا، يستحيل تحديد أيّ الكتابين كُتب أولًا. كان كتاب فرانكو أكثر شهرة، ويُنسب إليه الفضل في نشر المعرفة حول التوركيتوم . ^{[ 4 ]}

النماذج الوحيدة الباقية من جهاز التوركتوم تعود إلى القرن السادس عشر. في منتصف القرن السادس عشر، أُدخلت على التوركتوم تعديلات هيكلية عديدة على تصميمه الأصلي. ^{[ 10 ]} وكان أهم هذه التعديلات من قِبل صانع الأدوات إيراسموس هابرميل، حيث مكّن تعديله علماء الفلك من إجراء عمليات رصد على جميع المقاييس الثلاثة. ^{[ 10 ]}

يظهر قرص التوركتوم في لوحة "السفراء" الشهيرة ( 1533 ) للفنان هانز هولباين الأصغر . يقع القرص على الجانب الأيمن من الطاولة، بجوار مرفق السفير الذي يرتدي معطفًا أو رداءً بنيًا طويلًا، وفوقه. وتُظهر اللوحة تفاصيل كثيرة من النقوش الموجودة على القرص ونصف القرص، اللذين يُشكلان الجزء العلوي من هذا النوع من أقراص التوركتوم. ^{[ 10 ]}

اخترع ريتشارد من والينغفورد أداةً في القرن الرابع عشر تُسمى " المستطيل" . وقد أدّت هذه الأداة نفس وظيفة "التعويم"، ولكنها كانت مُعايرة بمقاييس خطية تُقرأ بواسطة خيوط رأسية. وقد سهّل هذا الأمر حساب المثلثات الكروية من خلال تحليل القياسات القطبية مباشرةً إلى مركباتها الديكارتية.

بعد ابتكار جهاز التوركتوم ، استُخدم في العديد من الأغراض. استخدمه الفلكي بيتر الليموجي لرصد ما يُعرف اليوم بمذنب هالي في مطلع القرن الرابع عشر. ^{[ 10 ]} وفي أوائل القرن الرابع عشر، ذكر جون المورسي جهاز التوركتوم دفاعًا عن "موثوقية علم الفلك الرصدي "، ^{[ 10 ]} مما عزز جدواه وفعاليته في علم الفلك القديم. إضافةً إلى ذلك، بنى يوهانس شونر نموذجًا للتوركتوم لاستخدامه الشخصي في رصد مذنب هالي في القرن السادس عشر. ^{[ 10 ]}

أفضل وصف موثق لجهاز التوركتوم هو ما كتبه بيتر أبيان عام 1532. كان بيتر أبيان عالمًا إنسانيًا ألمانيًا متخصصًا في علم الفلك والرياضيات ورسم الخرائط. في كتابه "Astronomicum Caesareum " (1540)، يقدم أبيان وصفًا للتوركتوم قرب نهاية الجزء الثاني، ويشرح بالتفصيل كيفية استخدامه. يوضح أبيان أن التوركتوم كان يُستخدم في الرصد الفلكي، وكيف استُخدم وصفه كأساس للأجهزة الفلكية الشائعة. كما يشير إلى عملية تصنيع الجهاز واستخدامه في القياسات الفلكية. ^{[ 11 ]}

التوركتوم عبارة عن حاسوب تناظري معقد من العصور الوسطى، يقيس ثلاث مجموعات من الإحداثيات الفلكية: الأفق، وخط الاستواء، ودائرة البروج. ومن أبرز سمات التوركتوم قدرته على التحويل بين هذه المجموعات الثلاث من الإحداثيات دون الحاجة إلى حسابات، بالإضافة إلى إظهار العلاقة بينها. مع ذلك، يتطلب استخدامه فهمًا دقيقًا لمكوناته وكيفية عملها معًا لإجراء قياسات نسبية لمواقع بعض الأجرام السماوية.

يتألف هيكل جهاز قياس الإحداثيات (Torquetum) من عدة مكونات، يمكن تصنيفها إلى ثلاثة أقسام رئيسية: القاعدة، والإطار الأوسط، والإطار العلوي. تبدأ القاعدة بلوحة الأفق (Tabula orizontis)، وهي القطعة المستطيلة السفلية الملامسة للأرض، وتمثل هذه القطعة أفق الأرض بالنسبة لنقطة القياس. وتتصل بلوحة الأفق قطعة أخرى مماثلة الشكل، هي لوحة الاعتدال (Tabula equinoctialis)، والتي تمثل خط عرض الأرض. يمكن لهذه القطعة الدوران حتى 90 درجة، لتتوافق مع خطوط عرض الأرض من خط الاستواء إلى القطبين. وتُنشأ زاوية الدوران هذه بواسطة القلم (Style)، وهو عبارة عن آلية ذراع تُثبّت في الثقوب المشقوقة الموجودة في لوحة الأفق.

يتكون الإطار الأوسط لجهاز قياس الزوايا من قرص دوار حر (غير مُسمى) يُمكن تثبيته في مكانه، ولوحة علامات العالم (Tabula orbis signorum) المتصلة به مباشرةً من الأعلى. تُحدد الزاوية بين هذين الجزأين بواسطة قاعدة صلبة (Basilica)، تُستخدم لضبط زاوية الميل إما عند صفر درجة (عند إزالة القاعدة) أو 23.5 درجة، والتي تُمثل انحراف محور دوران الأرض. يعتمد تضمين القاعدة من عدمه على نقطة القياس، سواءً كانت أسفل أو أعلى خطوط العرض الاستوائية. يوجد على لوحة الاعتدال (Tabula equinoctialis) دائرة مدتها 24 ساعة، منفصلة عن المحيط الخارجي للقرص السفلي، تُستخدم لقياس الزاوية بين خط الطول المواجه للقطبين والخط الواصل إلى الجسم المراد قياسه.

وأخيرًا، يتكون الإطار العلوي من العرف، والنصف، والعمود. وتتصل قاعدة العرف بقرص آخر يدور بحرية فوق لوحة علامات العالم مباشرةً.

وبالمثل، يوجد على الحافة الخارجية للوحة علامات العالم تقويم فلكي ومقياس درجات، حيث تُقسّم كل علامة من العلامات الاثنتي عشرة عليه. يقيس هذا المقياس القطاع الفلكي للسماء الذي يقع فيه الجسم المراد قياسه. أما العرف نفسه فهو قطعة دائرية تُطابق خط زوال الكرة السماوية ، وتحتوي على أربعة أرباع مُقسّمة على طول حوافها، يبدأ كل منها عند 0 درجة أفقيًا و90 درجة رأسيًا. وبجوار العرف، ومُثبّتًا عليه بزاوية 23.5 درجة، يوجد نصف الدائرة، وهو نصف دائرة مُكوّن من ربعين يبدآن عند 0 درجة رأسيًا (بالنسبة لوضع 23.5 درجة) و90 درجة أفقيًا. وأخيرًا، المكون الرئيسي الأخير هو العمودي، وهو بندول مُعلّق حرًا يقيس الزاوية بين الخط الشعاعي للأرض والجسم المراد قياسه باستخدام نصف الدائرة.

تمثل قاعدة الجهاز الأفق، وهي مبنية على مفصل، ويحمل جزء يُعرف بالقلم الجهازَ إلى خط العرض المُكمِّل للمشاهد. يُمثل هذا خط الاستواء السماوي، وتختلف الزاوية تبعًا لموقع المشاهدة على الأرض. تمثل الصفائح والدوائر المتعددة التي تُشكل الجزء العلوي من الجهاز الكرة السماوية. بُنيت هذه الأجزاء فوق القاعدة وفوق البازيليكا، التي تدور على محور لتمثيل محور الأرض. نُقش التقويم الفلكي على لوحة علامات العالم، وهذا جزء من الجوانب الميكانيكية للجهاز التي تُغني عن الحسابات المُرهقة المطلوبة في الأجهزة السابقة. ^{[ 12 ]}

تتجلى براعة جهاز "توركيتوم" في أوضاعه الثلاثة الممكنة للقياس. في الوضع الأول، تُوضع الأدوات بشكل مسطح على طاولة دون أي زوايا داخلها. يُعطي هذا الوضع إحداثيات الأجرام السماوية بالنسبة للأفق. تُضبط القاعدة بحيث تشير علامة الصفر إلى الشمال. يمكن للمستخدم الآن قياس ارتفاع الجرم السماوي المستهدف، بالإضافة إلى استخدام القاعدة كبوصلة لتحديد مساراته المحتملة. في الوضع الثاني، يُستخدم القلم لرفع القاعدة عند خط عرض 90 درجة. يمكن الآن قياس موقع الأجرام السماوية بالساعات والدقائق والثواني باستخدام الساعة المحفورة على القاعدة. يساعد هذا في تحديد إحداثيات الصعود والهبوط الصحيحة للأجرام السماوية أثناء حركتها في الفضاء. نقطة الصفر هي إحداثيات الصعود والهبوط للأجرام السماوية أثناء حركتها في الفضاء. تُضبط نقطة الصفر للمطلع عند الاعتدال الربيعي، بينما تُضبط نقطة النهاية (الانحدار) عند خط الاستواء، مما يجعل القطب الشمالي عند درجة 90. أما التكوين الثالث والأكثر شيوعًا لجهاز "توركيتوم"، فيستغل جميع إمكانياته لإجراء القياسات. يُضبط الجزء العلوي بزاوية تساوي ميل دائرة البروج، مما يسمح للجهاز بإعطاء إحداثيات البروج. يقيس هذا الجهاز الأجرام السماوية على مقياس خطوط الطول والعرض السماوية، مما يتيح دقةً أكبر في القياسات. وقد سهّلت هذه التكوينات الثلاثة المختلفة عملية أخذ القراءات، وجعلت القياسات التي كانت شاقة ومعقدة في السابق أكثر سلاسةً وبساطةً.

• الأسطرلاب
• جابر بن أفلح
• قائمة الأدوات الفلكية

• رالف كيرن: Wissenschaftliche Instrumente in ihrer Zeit. فوم 15. - 19. جاهرهندرت. Verlag der Buchhandlung Walther König 2010، ISBN 978-3-86560-772-0

• تعليمات بناء توركيتوم
• المؤشر النجمي – لتحديد RA / DEC .