ترازو (مقالهدوم)
ذخیره مقاله با فرمت پی دی اف
ترازو ابزاری برای سنجش
وزن، تعیین وزن مخصوص و تشخیص ترکیب آلیاژهاست که ریشهای
فارسی میانه دارد و در
عربی بیشتر «میزان» نامیده میشود.
قدمت آن بسیار زیاد است و در متون دینی از جمله
قرآن، هم به عنوان ابزار سنجش و هم نماد
عدالت به کار رفته است.
در
تمدن اسلامی، ساخت و کاربرد ترازو در علم الاوزان و الموازین بررسی میشد و انواعی مانند قپان، ترازوی آبی و ترازوهای ترکیبی پدید آمد.
دانشمندانی چون
اسفزاری،
خازنی،
بیرونی و
خیام در ساخت، بهبود و کاربرد ترازو برای عیار سنجی فلزات نقش مهمی داشتند.
اوج این پیشرفت، ترازوی حکمت خازنی بود که با چند
پله و دقت بالا، وزن، وزن مخصوص، خلوص
فلزات و ترکیب آلیاژها را تعیین میکرد.
در کنار کاربردهای علمی و تجاری،
تقلب در ترازو نیز رایج بود و قرآن بر وزن درست و رعایت عدالت در پیمانه و میزان تأکید کرده است.
ترازو، وسیلهای برای سنجش وزن و نیز تعیین مشخصات اجسام در مواردی که به گونهای به وزن آنها مرتبط میشود، مانند تعیین وزن مخصوص و تعیین ترکیب وزنی همبسته آلیاژ های فلزی.
واژه ترازو در فارسی میانه (پهلوی) به صورت g ¦ zu ¦ tara
آمده که بازمانده -az- ¦ tara ایرانی باستان (ریشه az به معنای انتقال دادن) است (نیبرگ، ذیل واژه).
رایج ترین معادل آن در عربی «میزان» است که عموماًًً برای نامیدن ترازوهای معمولی به کار میرود، اما نامهای مختلفی برای انواع ترازوها وجود دارد، از جمله
قِسطاس، شاهین (نه در معنای عقربه ترازو)، تَریس، مِحمَل (ترازوهای ویژه وزن کردن طلا)، حَبّابَه، قَبّان / قپان و قَرَسطون
.
ترازو یکی از قدیم ترین ابزارهاست و قدمت ساخت آن، با استناد به تصاویر بعضی انواع آن در مقبرههای فراعنه
مصر، به حدود پنج هزار سال پیش از میلاد میرسد. (بریتانیکا)
همچنین در عهد عتیق (مثلاًًً سفر پیدایش، ۲۳: ۱۶؛ سفر لاویان، ۱۹: ۳۶) اشارههایی به ترازو وجود دارد.
در
قرآن نیز به
«میزان» هم به معنای ابزار سنجشِ وزن و هم به مفهوم وسیله برپا داشتن عدل اشاره شده است.
در دوره اسلامی، ترازو علاوه بر وزن کردن اجسام، کاربردهای دیگری نیز داشته است، از جمله در اندازه گیری زمان و تنظیم خودکار دستگاههای مکانیکی
در مفاهیم انتزاعی تر در
ریاضیات، از ترازو برای به دست آوردن نسبتهای مستقیم و معکوس استفاده میشده است.
ابوریحان بیرونی نیز
از ترازو برای نشان دادن نسبتهای معکوس و برای توضیح مفاهیمی در
جبر و مقابله (در حل
معادلات درجه اول) استفاده کرده است.
• علم الاوزان و الموازین ساخت ترازو و کار با آن در عالم اسلام در حوزه
علم الاوزان و الموازین (یکی از فروع ریاضیات) بررسی میشد.
گاهی
کیمیاگری را نیز علم المیزان، به معنای علم مقیاسها یا علم اندازه گیریهای دقیق، مینامیدهاند، زیرا در تهیه انواع اکسیرها، انتخاب نسبت درست از اجزای تشکیل دهنده آن موضوع بسیار مهمی بود.
ساده ترین ترازوها از یک شاهین و دو پله (کفه) تشکیل میشود.
جسم را برای وزن کردن در یک پله و وزنهها را در پله دیگر قرار میدهند تا شاهین به حالت تعادل درآید و وزن جسم معلوم گردد.
اساس کار این ترازوها بر قوانین
اهرم است و دانشمندان عالَم اسلام، آرای مختلفی در باره به کارگیری آن داشتهاند، از جمله الیاس نصیبینی (زنده در قرن چهارم) در رساله خود در باره ترازوها، ویژگیهای مطلوب ترازو را برشمرده است.
• به مرور زمان انواع ترازو، بر اساس نوع کاربرد آنها ساخته شد، برخی از آنها عبارت اند از:
قَپان، ترازوی آبی، و ترازوهای ترکیبی از جمله ترازوی حکمت.
این ترازوها بسیار پیچیدهتر از انواع معمولی و ساده ترازوها بودند و پلههای بیشتری داشتند که تعدادشان در پیشرفته ترین آنها به پنج پله میرسید (رجوع کنید به ادامه مقاله).
وزن کردن اجسام در ترازوهای معمولی با معلق ماندن پلهها در هوا صورت میگرفت، اما در ترازوی آبی، جسم موردنظر در آب غوطه ور میشد و بر اساس «اصل ارشمیدس»، وزن مخصوص آن به دست میآمد.
در ترازوهای ترکیبی، وزن کردن هم در
آب هم در
هوا انجام پذیر بود.
قپان نیز، برخلاف ترازوهای دیگر، فقط یک پله داشت.
در
کشورهای اسلامی ترازوهای گوناگونی ساخته میشد.
به گفته
مقدسی، جغرافیدان سده چهارم
، صحت ترازوهای ساخته شده در حرّان زبانزد بود.
گذشته از ساخت انواع ترازوها و قپانها، بحثهای نظری گوناگونی در باره ساخت و کار ترازوها و قپانها به وجود آمد و دانشمندان در باره ساخت انواع ترازوها و قپانها رسالههایی نوشتند.
مهمترین بحث در این رسایل، توجه به مفهوم «اجسام مختلط» و سعی در به دست آوردن مقادیر مختلف فلزهای یک همبسته است و اساس کار نیز اصل تعادل مایعاتِ ارشمیدس است.
علاوه بر کتاب الیاس نصیبینی
، دیگر کتابهایی که در باره انواع ساده ترازوها و قپانها نوشته شده، عبارت اند از:
۱. کتاب ثابت بن قره فی القرسطون در باره قپانها
۲. رساله مراکز الاثقال و صنعه القفان که ارشاد ذوی العرفان الی صناعه القفان نیز نامیده شده است از ابوحاتم مظفر بن اسماعیل اسفزاری.
مهمترین کتابهای باقی مانده در عالم
اسلام در باره ترازوها، آثاری است در باره ساخت و کار انواع ترازوهایی که برای وزن کردن
اجسام مرکّب (اجسام مختلط) و تعیین مقدار اجزای تشکیل دهنده آنها (عیارسنجی) به کار میرفتهاند.
۱. قدیم ترین مأخذ دانشمندان
مسلمان در این باره، آرای دو ریاضیدان و دانشمند یونانی، ارشمیدس و منلائوس (مانالائوس)، است.
۲. از ارشمیدس رساله مختصری در باره سنگینی و سبکی اجسام به نام فی الثقل و الخفه باقی مانده است .
۳.
خازنی نیز در
میزان الحکمه نقل قولهای ارشمیدس از منلائوس را ترجمه کرده است.
۴. منلائوس خود نیز کتابی در این باره تألیف کرد که متن عربی آن با عنوان کتاب میلاوس الی طرطاس الملک فی الخیله (التی تعرف بها مقدار کل واحد من عده اجسام مختلطه) موجود است؛
این رساله با عنوان کتاب معرفه کمّیّه تمییز الاجرام المختلطه
نیز معرفی شده است.
۵. از بین رسایلی که دانشمندان مسلمان در این باره تألیف کردهاند، رساله کوچکی به نام فی استخراج کمّیّه الاجرام المختلطه از شخصی به نام ابو منصور نیریزی باقی مانده است؛ احتمالاً این شخص، همان
فضل بن حاتم نیریزی است.
۶. از
خیام رسالهای به نام فی الاحتیال لمعرفه مقدارَیِ الذَّهبِ و الفضه فی جسمٍ مرکّبٍ منهما، در باره به دست آوردن مقدار
طلا و
نقره در جسم مرکّبی که از این دو فلز تشکیل شده، باقی مانده است. (نیز رجوع کنید به ادامه مقاله)
۷. از
ابوریحان بیرونی نیز دو رساله به جا مانده است:
الف. میزان الحکمه
به فارسی، و مقاله فی النسب التی بین الفلزات و الجواهر فی الحجم
به عربی.
ب. رساله دوم در باره وزن کردن فلزات و سنگها و ساختن ترازوهای مختلف برای این کار است.
۸.
ابوسهل کوهی و
ابن هیثم نیز در این باره رساله نوشتهاند. نام رساله ابن هیثم فی مراکز الاثقال است.
۹. اصل این دو رساله باقی نمانده، اما خازنی خلاصهای از رساله
ابن هیثم را آورده است.
۱۰. سموأِل بن
یحیی مغربی نیز ابزاری به شکل منبر در اندازه گیری وزن اجزای جسم مختلط ساخته بوده
که باقی نمانده است.
در بین رسالههای گوناگون، رساله فی الاحتیال خیام، بیش از همه مورد توجه واقع شده و تحقیقات و بررسیهای فراوانی در باره آن صورت گرفته است.
ویدمان
نیز سه رساله ارشمیدس و نیریزی و خیام را بررسی، و روشهای آنان را برای وزن کردن اجسام مختلط با یکدیگر مقایسه کرده است.
از میان کتابهایی که دانشمندان اسلامی در باره کار با ترازوها پدید آوردند، ظاهراًًً میزان الحکمه خازنی از همه مهمتر است.
خازنی در این کتاب علاوه بر شرح چگونگی ساخت و روش کار با ترازوی ابداعی خود (رجوع کنید به ادامه مقاله)، به نقل و بررسی آرای دانشمندان دیگر و ذکر دقیق نوشتههای آنان در باره ترازوها پرداخته است.
تنها از طریق کتاب خازنی
معلوم میشود که افرادی چون
سند بن علی،
یوحنا بن یوسف القس و
احمد بن فضل مساح بخاری هر یک ترازویی ساخته بودهاند.
همچنین خازنی
از رساله فی المیزان الطبیعی و العمل به، نوشته
محمد بن زکریای رازی در باره وزن کردن اجسام، یاد کرده و روش او را در این زمینه شرح داده و از ترازوی اختراعی رازی به نام میزان طبیعی تصویری آورده است. خازنی
همچنین از آرای
ابن سینا در این باره یاد کرده است.
میزان الحکمه تنها منبعی است که در آن این آثار محفوظ مانده است، از جمله فقط به کمک نوشتههای خازنی در باب پنجم میزان الحکمه
میتوان رساله فی الاحتیال خیام را تکمیل نمود.
همچنین با مقایسه رساله فی الثقل و الخفه ارشمیدس که خازنی در میزان الحکمه
آن را بازنویسی کرده و متن خود رساله که زوتنبرگ آن را در Journal Asiatique
به چاپ رسانده است، میتوان به دقت نظر و امانتداری خازنی پی برد.
نظریات دانشمندان گوناگون درباره ترازو و آرایی که خازنی در میزان الحکمه نقل کرده است، عموماًًً در باره ساخت انواع ترازوهایی است که نه برای وزن کردن اجسام، بلکه برای به دست آوردن عیار اجسام مرکّب به کار میرفتهاند.
ساخت ترازویی به نام ترازوی مطلق را به ارشمیدس نسبت داده است.
این ترازو دو پله و یک بازوی مدرّج (ناره) داشته و از آن برای اندازه گیری مقدار هر فلز در یک همبسته دو فلزی (مثلاًًً
طلا و
نقره) استفاده میکردهاند.
برای این کار ابتدا مقداری طلا و نقره هم وزن انتخاب و هریک در پلهای نهاده میشد، سپس هر دو پله را در آب فرو میبردند.
به علت سنگین تر بودن وزن حجمی طلا، پله حامل طلا بیشتر در آب فرو میرفت.
با جابجایی شاخص متحرکِ نصب شده روی بازوی مدرّج، بر روی بازو، ترازو متعادل میشد و بازو مجدداًًً به حالت افقی باز میگشت.
در محل جدید استقرار ناره بر روی بازو علامتی گذاشته میشد.
آنگاه مقداری از همبسته مورد آزمایش را که در هوا هم وزن نقره داخل پله بود، بر میداشتند و در پله دیگر به جای طلا قرار میدادند و پلهها را دوباره در آب فرو میبردند.
پله حامل همبسته طلا و نقره در آب سنگینتر میشد و با جابجایی ناره ترازو به حالت تعادل در میآمد و بازو به حالت افقی باز میگشت.
در این حالت، ناره در جایی بین علامت اول و وسط بازو قرار میگرفت و نسبت اعداد متناظر با علامتهای اول و دوم، نسبت وزن طلا و نقره موجود در همبسته را نشان میداد.
ساختِ آن را به منلائوس نسبت داده و از آن با نام ترازوی مطلق هوایی یاد کرده، دو پله داشته است.
چگونگی تعیین مقدار فلزات را در یک همبسته دو فلزی، به وسیله این ترازو در هوا، در آب و یا وقتی پلهای در هوا و دیگری در آب فرورفته باشد، شرح داده است.
به نقل از
محمد بن زکریا رازی برای به دست آوردن مقدار هر فلز در یک همبسته دو فلزی آورده است، در روش، تفاوت کوچکی با ترازوهایی که پیش از رازی برای این کار ساخته شده بود، دارد.
در ترازوی رازی، پلهها در آب فرونمی رفت، بلکه پر از آب میشد تا به نسبتِ حجمِ آب بیرون ریخته شده از پله، نسبت فلز به کار رفته در همبسته به دست آید.
بین دانشمندان مسلمان،
ابوریحان بیرونی بیشترین فعالیت را برای اندازه گیری وزنها و بویژه به دست آوردن وزن مخصوص اجسام انجام داد.
او با وسیلهای به نام «آلت مخروطی» که برای این کار ابداع کرد
، برای نخستین بار در عالم اسلام وزن مخصوص هجده فلز و کانی را به دست آورد
آلت مخروطی را میتوان قدیمترین چگالی سنج عالم اسلام به شمار آورد.
خیام نیز برای وزن کردن اجسام و یافتن همبستههای گوناگون، از ترازویی دو پله به نام «ترازوی آبی مطلق» که خود ساخته بود، استفاده میکرد.
برای مدرّج کردن این ترازو، ابتدا مقداری طلای خالص در یک پله مینهادند و وزن آن را در
هوا محاسبه میکردند.
سپس پله حاوی طلا را در آب فرو میبردند و با گذاشتن وزنه در پله دیگر، وزن طلا را در آب تعیین میکردند و به این ترتیب، نسبت وزن آبی و هوایی طلا به دست میآمد، همین کار با مقداری نقره تکرار میشد و نسبت وزن آبی و هوایی نقره به دست میآمد؛ این دو نسبت، بر بازوی ترازو حک و فاصله بین این دو بر روی بازو درجه بندی میشد.
حال اگر همبستهای از طلا و نقره به همین ترتیب در هوا و آب وزن میشد و نسبت وزن هوایی و آبی آن به دست میآمد، از روی درجات روی بازو، درصد طلا و نقره آن تعیین میگردید.
خیام همچنین ترازوی بزرگ و دقیقی شبیه قپان به نام «قسطاس المستقیم» ساخت که میتوانست از یک حبه تا یک هزار دینار یا یک هزار درهم را وزن کند.
اوج پیشرفت در ساخت ترازوها در عالم اسلام، ساخت
ترازوی حکمت (میزان الحکمه) بود که بیش از دو پله داشت و نخستین بار
ابوحاتم مظفر بن اسماعیل اسفزاری به ساخت این نوع ترازو اقدام نمود.
در باره مرگ اسفزاری گفتهاند که چون نمونه ترازوی چند پله او را خزانه دار خیانتکارِ
سلطان سنجر سلجوقی (حک: ۵۱۱ ـ۵۵۲) از بین برد، وی درگذشت.
پس از اسفزاری، خازنی به ساخت و تکمیل ترازوی حکمت اقدام نمود.
سه مقاله از هشت مقاله کتاب میزان الحکمه
به شرح تفصیلی طرح و ساخت و کاربرد این ترازو اختصاص دارد.
خازنی چنانکه خود در عنوان باب اول از مقاله پنجم میزان الحکمه
اشاره کرده، به شرح اسفزاری در مورد اجزای ترازوی حکمت دسترسی داشته است ولی ظاهراًًً جزئیات طرح و درجه بندیهای بازو و روشهای ساخت آن برای وی مشخص نبوده و فقط شکل ترازو را در دسترس داشته است.
میزان الحکمه بازویی افقی به طول حدود دو متر با مقطعی مستطیل به ابعاد حدود پنج و ده سانتی متر داشت که از
آهن یا
برنج ساخته میشد.
وسط بازو برای استحکام بیشتر ضخیمتر بود.
تیرچهای عرضی (العارضه) از جنس بازو به طول حدود هفتادوپنج سانتیمتر عمود بر طول بازو و به صورت افقی بر آن نصب میشد.
زبانه ترازو نیز از جنس بازو و به طول حدود پنجاه سانتی متر بود که به صورت قائم به وسط بازو متصل بود؛ حول زبانه، قابی (الفیارین) از همان جنس زبانه قرار داشت که از سه طرف زبانه را احاطه میکرد.
قسمت پایین آن از طرفین به صورت افقی به موازات تیرچه و بر بالای آن قرار میگرفت و قاب با چند قلاب (المعالیق) به جایی آویزان میشد؛ در قسمت پایین قاب و مقابل آن نیز بر روی تیرچه سوراخهای ریزی وجود داشت که نخهایی ابریشمی از آنها میگذشت و در دو طرف گره میخورد و بازو به همراه
تیرچه و زبانه و پلهها به وسیله همین نخها از قاب آویزان بود.
• ترازو پنج پله داشت که به بازو آویزان میشد و هر کدام نامی داشت، بدین قرار:
۱. پله هوایی اول (الطرفیه الهوائیه الاولی)
۲. پله هوایی دوم (الطرفیه الهوائیه الثانیه)
۳. پله آبی یا پله حاکم (کفه الماءِ الثالثه) که به زیر پله هوایی دوم متصل میشد
۴. پله مُجَنَّحه
۵. پله مُنْقَلَه.
دو پله آخر متحرک بود و روی بازو جابجا میشد. ظرف آبی نیز زیر پله آبی قرار میگرفت.
آویزهای به نام رُمّانه برای افزودن وزنه به نیمه سبک بازو و ایجاد تعادل به بازو آویزان میشد که بر روی آن حرکت میکرد.
سطح بالایی بازو مدرّج بود و پس از آنکه ترازو به حالت تعادل درمی آمد، اندازه گیریها مستقیماًًً از روی این درجه بندیها خوانده میشد.
مجموعه بازو و زبانه در موقع ساخت متعادل میشد.
هریک از پلهها را به حسب نیاز به بازو میآویختند و قبل از شروع به وزن کردن اجسام، ترازو را با آویختن رمّانه در طرف سبکتر آن یا با افزودن وزنههایی در پله طرف سبکتر، متعادل میکردند، که این کار «تعدیل ترازو» نام داشت.
به توضیح پنج روش مختلف برای وزن کردن اشیا با ترازوی حکمت، پس از تعدیل ترازو پرداخته است:
۱. در روش اول که روش همه ترازوها بود برای سنجش وزن جسم از پلههای هوایی سمت راست و چپ استفاده میشد.
۲. در روش دوم، بعد از تعیین وزن جسم در هوا، وزن آن در آب با استفاده از پله هوایی سمت راست و پله آبی سمت چپ به دست میآمد.
۳. در روش سوم، با استفاده از مُنقله واقع در سمت راست و پله آبی، وزن هوایی جسم در حالی که در آب فرو رفته بود، به دست میآمد.
۴. روش چهارم برای تشخیص دو فلز تشکیل دهنده یک همبسته و با استفاده از دو پله متحرک و یک پله آبی، و پس از به دست آوردن وزن هوایی جسم، به کار میرفت.
۵. روش پنجم نیز روش ترازوی صَرف که در صرافی به کار میرفت نام داشت و وزن کردن با آن به دو صورت انجام میشد:
الف. با استفاده از پله هوایی سمت راست و پله منقله آویزان از سمت چپ بازو که به آن «ترکیب صرف» گفته میشد.
ب. با استفاده از پله هوایی سمت راست در حالی که هر دو پله متحرک به سمت چپ بازو آویزان بود، که به آن «ترکیب قفایی» گفته میشد.
در این دو صورت از پله هوایی سمت چپ و رمّانه برای متعادل ساختن ترازو استفاده میکردند
خازنی روشهای وزن کردن اجسام و محاسبه وزن هوایی و آبی آنها را با این ترازو به تفصیل شرح داده است.
ترازوی حکمت علاوه بر وزن کردن معمولی اجسام، برای تشخیص در صد خلوص فلزات و گوهرها و تشخیص عیوبی نظیر وجود حفرههای هوا در آنها، تعیین همبسته فلزها، تعیین نوع فلزها و گوهرهای ناشناخته، و تعیین وزن مخصوص اجسام پس از اندازه گیری وزنهای هوایی و آبی و وزن آبِ هم حجم جسم به کار میرفت.
خازنی همچنین هفت مورد از کاربردهای ترازوی حکمت و تفاوت آن را با ترازوهای دیگر بر شمرده از جمله اینکه ضمن وزن کردن فلزها و گوهرها با ترازوی حکمت، جنس این مواد نیز تعیین میشده، در حالی که این کار با ترازوهای دیگر عملی نبوده است.
ترازوی حکمت، «جامع» (المیزان الجامع) نیز نامیده میشد
و این نامگذاری به سبب جامعیت آن در انجام دادن کارهایی بود که به گونهای به وزن کردن اجسام مربوط میشد.
پس از آنکه خازنی اینگونه ترازوها را ساخت، در عالم اسلام ترازوی دیگری که از لحاظ دقت علمی و جامعیت کاربرد با آنها مقایسه شدنی باشد، ساخته نشد. ترازوهای بعدی عموماًًً ترازوهایی ساده یا قپانهایی بودند که بازرگانان و دیگران از آنها استفاده میکردند.
علم اوزان نیز پیشرفت نکرد و منحصر به ارائه دستورهای ساخت ترازوهای ساده شد.
ترازوی حکمت از دقت و جامعیتی بسیار زیاد و به تعبیری «خارق العاده» برخوردار بود
و این دقت به عوامل متعددی بستگی داشت.
به نوشته خازنی
اگر سازنده ترازو چیره دست و ماهر باشد، ترازو با دقت محاسبه یک حبه (۶۸ ۱ مثقال) در مجموعِ هزار مثقال عمل خواهد کرد. بر این اساس، ترازوی حکمت از دقتی برابر با ۷۵ سانتیگرم در ۵ر۴ کیلوگرم، یا به عبارت دیگر، دقت یک به شصت هزار برخوردار بود.
مقایسه بین نمونههایی از وزن مخصوص چند مادّه که خازنی به آنها دست یافت، با مقادیری که بعد از وی و بویژه بر اثر پژوهش دانشمندان اروپایی به دست آمد، دقت ترازوی حکمت و وسواس علمی به کاربَرَندگان آن را نشان میدهد.
مییلی
جدولی برای مقایسه تعدادی از این اوزان تنظیم کرده است.
این دقت ترازوی حکمت، بویژه نتیجه طراحی و ساخت دقیق آن بوده است، از جمله طول بلند اجزای آن بویژه بازو، ترازو را در برابر حرکتها و انحرافات کوچک نیز حساس میکرد.
اگر به سبب وزن سنگین مجموعه بازو و زبانه، قرار میشد که این بخش از ترازو به وسیله یاتاقان و پایه ثابت شود، اصطکاک بسیاری به وجودمی آمد که از دقت ترازو میکاست؛ برای جلوگیری از این اصطکاک، این مجموعه با رشته نخهای ابریشمی به قاب ترازو آویخته، و خود قاب نیز به جایی آویزان میشد و به این ترتیب، اصطکاک تقریباًًً از بین میرفت.
این تعلیق مضاعف، ترازو را در برابر نوسانات بسیار کوچک نیز حساس میکرد؛ دقت فراوانی میشد که مرکز تعلیق مجموعه بازو و زبانه بر مرکز ثقل آن منطبق باشد و این عمل نیز تأثیر بسیاری بر دقت ترازو داشت.
خازنی در چند جای مختلف از میزان الحکمه
به نکاتی اشاره کرده است که رعایت آنها در ساخت ترازو موجب دقیق شدن ترازو میگردد؛ همچنین هنگام بحث در باره ثقل اجسام، به طور مفصّل به بررسی انطباق مرکز ثقل و مرکز تعلیق اجسام پرداخته و حالتهای مختلف انحراف این دو را نسبت به یکدیگر و تأثیر آن را در تعادل ترازو شرح داده و چگونگی آزمایش تعادل ایستاییِ مجموعه بازو و زبانه را نیز توضیح داده است.
دقت در چگونگی کار با ترازو نیز تأثیر بسزایی در دقت عمل وزن کردن اجسام داشته و توضیحاتی که خازنی در بخشهای مختلف
در باره کار با ترازوی حکمت داده، نشان دهنده این امر است. او به تأثیر ترکیبهای مختلف محلول در آب و نیز تأثیر درجه حرارت بر وزن مخصوص آب و درنتیجه به تأثیر آن در به دست آوردن وزن مخصوص اجسام توجه داشته است؛ به همین علت بارها
تأکید کرده است که برای وزن کردن اجسام باید از آب یک منبع خاص استفاده کرد و شرایط هوایی معتدل به دور از سرما و گرمای شدید را هنگام وزن کردن اجسام در نظر داشت.
نکته دیگری که خازنی برای درستی وزن کردن اجسام با ترازوی حکمت بر آن تأکید کرده
، دقت در این است که در جسم، حفرهای که آب به آن نرسد، وجود نداشته باشد، وگرنه وزن آبی آن درست محاسبه نخواهد شد. وزن کننده باید دقت کند که وقتی جسمی را در آب فرو میبرد، آب به همه اجزای آن برسد.
برای حصول اطمینان از یکنواخت بودن مواد مورد آزمایش، فلزات چکش کاری میشدند و سنگهای قیمتی را در آتش مینهادند تا حفرههای داخلی آنها نمایان شوند آنگاه با ایجاد سوراخ راهی به حفره ایجاد میشد تا هوا و خاک از آن خارج شود و موقع وزن کردن، آبْ حفرهها را نیز پُرکند
. فلزات را قبل از وزن کردن، تخلیص و از کیفیت آنها اطمینان حاصل مینمودند. تخلیص بعضی از مواد مانند آهن با روشهای پیچیده ریخته گری میسر بود که خازنی
شرح آن را به نقل از ابوریحان بیرونی آورده است.
اگر چه ترازوها بیشتر برای وزن کردن اجسام به کار میرفتند، کاربردهای دیگری نیز داشتند، از جمله نوعی ترازو برای اندازه گیری زمان طراحی و ساخته شده بود که میزان الساعات نامیده میشد.
دستهای از ترازوها نیز برای تنظیم خودکار دستگاههای مکانیکی (اسباب الحیل)، از جمله ظرفهایی که براساس خواص سیالات عمل میکردند، طراحی و ساخته میشدند.
از جمله این ظروف، میتوان از انواع ساعتهای آبی، ظروف شربت خوری و تشتهای خون گیری نام برد که در آثار جزری
و بنوموسی
به آنها اشاره شده است.
در ساخت و استفاده از ترازوها، تقلبهایی نیز میشد.
بازوی یکی از انواع ترازوهای تقلبی یک نی توخالی بود که داخل آن مقداری جیوه میریختند.
با اندکی کج کردن بازو، جیوه به حرکت در میآمد و در طرف وزنهها یا مواد داخل پله قرار میگرفت و به این ترتیب یکی از پلهها به دلخواه، سنگینتر از مقدار واقعی اش نشان داده میشد.
در ترازوی تقلبی دیگری که زبانهای آهنی داشت، وزن کننده با استفاده از آهنربا به دلخواه زبانه راست یا چپ را پایین میبرد.
وجود آیات گوناگون در
قرآن که امر به وزن کردن با ترازوی درست یا «قسطاس مستقیم»
یا رعایت
عدالت در پیمانه و
میزان میکند، دلیل بر وجود تقلب در وزن کردن و ترازو در آن روزگار است.
۱. آلدو مییلی، علوم اسلامی و نقش آن در تحولات علمی جهان، ترجمه محمدرضا شجاع رضوی و اسداللّه علوی، مشهد ۱۳۷۱ش؛
۲. ابوالقاسم قربانی، تحقیقی در آثار ریاضی ابوریحان بیرونی: تحریری نوین از بیرونی نامه، تهران ۱۳۷۴ ش؛
۳. محمد بن محمود شهرزوری، نزهه الارواح و روضه الافراح فی تاریخ الحکماء و الفلاسفه، چاپ خورشید احمد، حیدرآباد دکن ۱۳۹۶/ ۱۹۷۶؛
۴. عمر بن ابراهیم خیام، رساله فی الاحتیال لمعرفه مقداری الذهب و الفضّه فی جسم مرکّب منهما، در دانشنامه خیامی: مجموعه رسائل علمی، فلسفی و ادبی عمر بن ابراهیم خیامی، چاپ رحیم رضازاده ملک، تهران: علم و هنر، ۱۳۷۷ ش؛
۵. عبدالرحمان خازنی، کتاب میزان الحکمه، حیدرآباد دکن ۱۳۵۹؛
۶. میرعثمان علی خان بهادر، فهرست مشروح بعض کتب نفیسه قلمیه مخزونه کتب خانه آصفیه سرکارعالی، حیدرآباد دکن ۱۳۵۷؛
۷. ابوریحان بیرونی، کتاب التفهیم لاوائل صناعه التنجیم، چاپ جلال الدین همائی، تهران ۱۳۶۲ ش؛
۸. ابن ابی اصیبعه، عیون الانباء فی طبقات الاطباء، چاپ نزار رضا، بیروت۱۹۶۵؛
۹. علاوه بر قرآن و کتاب مقدّس. عهد عتیق؛
۱۰. بنوموسی، کتاب الحیل، چاپ احمدیوسف حسن، حلب ۱۹۸۱؛
۱۱. علی بن زید بیهقی، تتمه صِوان الحکمه، لاهور ۱۳۵۱؛
۱۲. ابی العزّبن اسماعیل جزری، الجامع بین العلم و العمل النافع فی صناعه الحیل، چاپ احمدیوسف حسن، حلب ۱۹۷۹؛
۱۳. عبدالرحمان خازنی، ترجمه فارسی، چاپ مدرس رضوی، تهران ۱۳۴۶ ش؛
۱۴. موریس دوما، تاریخ صنعت و اختراع، ترجمه عبداللّه ارگانی، تهران ۱۳۷۸ ش؛
۱۵. احمد بن مصطفی طاشکوپری زاده، مفتاح السعاده و مصباح السیاده، بیروت ۱۴۰۵/ ۱۹۸۵؛
۱۶. محمدعزت عمر، فهرس المخطوطات المصوره (ملحق)، حلب ۱۴۰۶/ ۱۹۸۶؛
۱۷. حسن فقیه عبداللهی، «تأملی دیگر در رساله فی الاحتیال لمعرفه مقداری الذهب و الفضّه فی جسم مرکب منهما از حکیم عمر خیام»، میراث جاویدان، سال ۴، ش ۳ و ۴ (پاییز و زمستان ۱۳۷۵)؛
۱۸. محمود بن مسعود قطب الدین شیرازی، دره التاج، بخش ۱، چاپ محمد مشکوه، تهران ۱۳۶۹ ش؛
۱۹. علی بن یوسف قفطی، تاریخ الحکماء و هو مختصر الزوزنی المسمی بالمنتخبات الملتقطات من کتاب اخبار العلماء باخبار الحکماء، چاپ لیپرت، لایپزیگ ۱۹۰۳؛
۲۰. مقدسی؛
۲۱. دیوید نیل مکنزی، فرهنگ کوچک زبان پهلوی، ترجمه مهشید میرفخرایی، تهران ۱۳۷۳ش؛
۲۲. Dictionary of Scientific Biography, ed. Charles Coulston Gillispie, New York ۱۹۸۱, s.v. "Al-Khāzinī, Abu...";
۲۳. EI², s.v. "Al-Mīzān. ۱: Balances" (by E. Wiedemann);
۲۴. Eilhard Wiedemann, Aufsätze zur arabischen Wissenschaftsgeschichte, ed. Wolfdietrich Fischer: "Beiträge zur Geschichte der Naturwissenschaften. VIII", Hildesheim ۱۹۷۰;
۲۵. Encyclopedia of the History of Arabic Science, ed. Roshdi Rashed, London: Routledge ۱۹۹۶, s.v. "Statics" (by Mariam Rozhanskaya and I. S. Levinova);
۲۶. Escurial, vol. ۲, fascs. ۲-۳, Paris ۱۹۴۱;
۲۷. Fuat Sezgin, Geschichte des arabischen Schrifttums, vol. ۵: Mathematik bis ca. ۴۳۰ H., Leiden ۱۹۷۴;
۲۸. Hartwig Derenbourg, Les manuscrits arabes de l'...;
۲۹. Heinrich Bauerreiss, Zur Geschichte des spezifischen Gewichtes im Altertum und Mittelalter, doctoral thesis, Hohen Philosophischen Fakultät, Friedrich-Alexanders-Universität Erlangen, Erlangen ۱۹۱۴;
۳۰. Henrik Samuel Nyberg, Hilfsbuch des Pehlevi II, Uppsala ۱۹۳۱;
۳۱. "Al-Fath Abd Al-Rahman" (by Robert E. Hall);
۳۲. The New Encyclopaedia Britannica, Chicago ۱۹۸۵, Micropaedia;
۳۳. W. Ahlwardt, Handschriften-Verzeichnisse der Königlichen Bibliothek zu Berlin: Verzeichniss der arabischen Handschriften, vol. ۵, Berlin ۱۸۹۳;
۳۴. Wilhelm Pertsch, Die arabischen Handschriften der Herzoglichen Bibliothek zu Gotha, vol. ۲, Gotha ۱۸۸۰;
دانشنامه جهان اسلام، بنیاد دائرة المعارف اسلامی، برگرفته از مقاله «ترازو»، تاریخ بازیابی ۱۴۰۵/۷/۰۸.