دانشمند ایرانی که جدول سینوس را کشف کرد

به گزارش خبرنگار فرهنگی خبرگزاری علم و فناوری آنا، ابوالوفا ریاضیدان و ستاره‌شناس برجسته ایرانی قرن چهارم از مشهورترین دانشمندان مسلمان، و منشأ نوآوری‌ها و پژوهش‌های زیادی، بویژه در هندسه و ریاضیات و نجوم، بوده است. برای اولین بار در تهـیه جداول سینوس و کسینوس و شعـاع دایره عـدد واحدی را به کار برد و به این وسیله توانست در تکـمیل جداول مثـلثاتی اقدام کند.

ابوالوفا محـمد بن یحیی بن اسماعیل بن عباس بوزجانی خراسانی، یکی از مفاخر عـلمی ایران و متـولد ۳۲۸ هـجری قـمری که در سوم رجب سال ۳۸۸ هجری قـمری وفات یافت. وی اهـل «بوژگان» که در هجده کیلومتری شرق شهر تربـت جام قرار دارد است.

ابوالوفا برای اولین بار در تهیه جداول سینوس و کسینوس و شعـاع دایره، عـدد واحدی را به کار برد و به این وسیله توانست در تکـمیل جداول مثلثاتی اقدام کند و اولین بار نسبت ظل معکوس زاویه به قـطر ظل زاویه را که جـیب زاویه به شعـاع دایره بود کشف کرد. این نسبت مثـلثاتی را که امروزه به نام سکانت می‌خوانند و «کـپرنیک» این نسبت را به نام خود مشهـور کرده است.

فیـبو ناتـچی دانـشمند ایتالیایی قسمت عمدهً مسائل ریاضی و جبر خود را از کتاب ابوالوفا استـنساخ کرد و بعـدها معـلوم شد شخـصی که نام اصلی اش «لئونارد دوپـیز» که هـمان «فیـبو ناتـچی» بوده به مصر و شام مسافرت کرده و قسمت عمدهً مطالعـات خود را که در کتاب «اباکوس» آورده است از منابع دانشمندان ریاضی دوره اسلام بوده و بویژه از ابوالوفا است.

بنا به عـقـیده «مارتـین گـاردنر» دانشمند و پـژوهـندهً آمریکایی در نشریه عـلمی معـروف آمریکن «سایـنس» گـفـته است که نخستین رساله‌ای که دربارهً تـقـسیم و تـبدیل اشکـال هـندسی نوشته شده است، توسط ابوالوفا دانشمند ایرانی بوده که متاًسفانه فـقط چـند ورقی از کـتاب پـر ارزش او باقی مانده؛ و اولین بار سه مربع را به ۹ جزء تـقـسیم و از آنهـا یک مربع کامل ساخـته و به تـفـضیل به شرح آن پـرداخـته است؛ سپس به مدت ده قرن این بحـث هـندسی و ریاضی به فراموشی سپـرده شد تا اینکه «هـانری ارنست دونی» انگـلیسی و «هـاری لین گـرین» استرالیایی دنبالهً پـژوهـش‌های ابوالوفا را ادامه دادند.

ابوالوفا نخستین کسی است که اختلاف سوم حرکت ماه را که به نام واریاسیون است کشف کرد و این کـشف در سال ۱۸۳۶ توسط لوئی املی سدیو به آکادمی عـلوم فرانسه اعـلام شد.

این ریاضیدان و ستاره‌شناس برجسته ایرانی قرن چهارم از مشهورترین دانشمندان مسلمان، و منشأ نوآوری‌ها و پژوهش‌های زیادی، بویژه در هندسه و ریاضیات و نجوم، بوده است.

او را با لقب‌های «حاسب» و «مهندس» نامیده‌اند. بوزجانی از بزرگترین دانشمندان زمان خود به شمار می‌آمده، و این، از ذکر نام او در «الفهرست ابن‌ندیم «که معاصر بوزجانی بوده است، پیداست.

 بخش مهمی از اطلاعات ما از زندگی بوزجانی نیز از همین کتاب به دست آمده است.

بوزجانی حساب و علم اعداد را نزد عموی خود، ابوعمرو مغازلی، و دایی خود، ابوعبدالله محمدبن عنبسه آموخت و در ۳۴۸ به بغداد مهاجرت کرد و در آنجا اقامت گزید و در همانجا درگذشت. از جمله معدود آگاهی‌هایی که از خروج بوزجانی از بغداد وجود دارد، دیدار اوست با ابوحیّان توحیدی در شهر اَرَّجان (در نزدیکی بهبهان) که پیش از ۳۵۸ روی داده است. بوزجانی در بغداد، علاوه بر کار‌های علمی، از جمله رصد‌ها و پژوهش‌های ستاره‌شناختی، به امور دیوانی نیز می‌پرداخت.

به سبب اشتهار و فعالیت‌های بوزجانی، یکی از دهانه‌های سطح کرة ماه، به نام او خوانده شده است.

پژوهش‌های علمی بوزجانی که ما از آن‌ها آگاهی داریم پس از مهاجرت او از خراسان به بغداد صورت گرفته است، و تنها صدیقی از رصدخانه‌ای که او در بوزجان تأسیس کرده بوده نام برده است که در صورت صحت، این کار باید پیش از مهاجرت او صورت گرفته باشد.

فعالیت‌های علمی بوزجانی در بغداد، دامنه وسیعی از علوم مختلف، چون هندسه و مثلثات و حساب و نجوم، را دربر می‌گرفته و در هر کدام از این‌ها او به دستاورد‌های بدیع و تازه‌ای رسیده است. کار مهم بوزجانی در مثلثات ابداع شکلِظلی است که در حل مثلث قائم‌الزاویة کروی به کار می‌رود. بوزجانی حالت خاص شکل مغنی را در مثلث قائم‌الزاویه کروی نیز اثبات کرده است.

قضیه اخیر در اثبات حالت کلی شکل مغنی برای مثلث کروی نامشخص به کار می‌رود. اثبات حالت کلی شکلِ مغنی را هم به بوزجانی نسبت داده‌اند، ولی در این انتساب تردید‌هایی وجود دارد. این که از بین ابونصر عراق، بوزجانی، حامدبن خضر خجندی و کوشیار گیلانی کدام‌یک نخستین بار به این رابطه دست یافته، محل بحث است.

ابوریحان بیرونی در مقالید علم الهیئِه ابداع این قضیه را به استاد خود، ابونصر عراق، نسبت داده است. اما این فرض نیز وجود دارد که ابونصر عراق و بوزجانی هر یک مستقل از دیگری به این رابطه دست یافته باشند خواجه نصیرالدین طوسی نیز در کتاب کشف القناع عن اسرار شکل القطّاع‌  می‌گوید که هم ابونصر عراق هم ابوالوفا مدعی ابداع این روش بوده‌اند. او هم برهان ابونصر عراق و هم برهان ابوالوفا برای شکلِ مغنی را ذکر کرده.

بوزجانی در یکی از رسایل خود از دو روش مبتنی بر مثلثات کروی برای تعیین فاصله بغداد تا مکه معظمه استفاده کرده است. او همچنین روش‌های گوناگونی برای رسم شکل‌های مختلف هندسی با خط‌کش و پرگاری که فتحة آن ثابت شده باشد، ابداع کرده است.

عمده پژوهش‌ها و نوآوری‌های ریاضی بوزجانی در مهمترین کتاب ریاضی او، کتاب فی مایحتاج الیه الکُتّاب و العُمّال من علم الحساب ذکر شده است. در سه منزل (فصل) نخست این کتاب، بوزجانی به بررسی اصول نظری ریاضی پرداخته و مفاهیم جدیدی، چون انواع کسر‌ها براساس تقسیم‌بندی و یافته‌های خود محاسبه آن‌ها و بسط کسر‌های مرکب به کسر‌های اصلی با استفاده از قواعد مخصوص و جدول‌های کمکی ارائه کرده است. بوزجانی روشی ابداع کرد که به کمک آن نسبت به روش‌های پیشین، کسر‌ها با سرعت بیشتری ساده می‌شوند.

او در منزل دوم، نخستین مورد کاربرد اعداد منفی در تاریخ ریاضیات در جهان اسلام را آورده و از اصطلاح «دَیْن» (وام) برای این مفهوم استفاده کرده است.

پژوهش‌های نجومی بوزجانی، در ناحیه‌ای در بغداد به نام باب التِّبْن و در زمان حکومت عزالدولة دیلمی، انجام می‌شده است. یکی از مهمترین کار‌های نجومی ابوالوفا، که اطلاعاتی از آن باقی مانده، همکاری او با ابوریحان بیرونی در رصد ماه گرفتگی، در سال ۳۸۷ قمری بوده است، ابوریحان در خوارزم ـ به طول جغرافیایی '۱۰، ۵۹ شرقی ـ  با ابوالوفا در بغداد ـ به طول جغرافیایی '۲۶، ۴۴ شرقی ـ قرار گذاشتند که هر دو آن را رصد نمایند و این کار برای یافتن اختلاف طول جغرافیایی این دو شهر صورت گرفت. به نوشته ابوریحان بیرونی در نتیجه این همکاری، اختلاف ساعت میان نصف‌النهار‌های این دو شهر نزدیک به یک ساعت استخراج شد که به مقدار واقعی بسیار نزدیک است.

ابوریحان بیرونی همچنین از رصد‌هایی که ابوالوفا در سال‌های ۳۶۵ و ۳۶۶ در بغداد انجام داده یاد می‌کند. بوزجانی با رصدخانه‌ای که شرف‌الدوله (از امیران آل‌بویه، متوفی ۳۷۹) در بغداد تأسیس کرده بود همکاری می‌کرد. سرپرستی ستاره‌شناسان این رصدخانه با ابوسهل بیژن‌بن رستم کوهی بوده است و همکاران او، پس از آنکه رصد خود را به پایان رسانیدند، جملگی نسبت به صحت اعمال خود گواهی‌نامه‌ای تهیه کردند. ابوالوفا بوزجانی به همراه رستم کوهی و افراد دیگری، چون صاغانی و ابوالحسن مغربی و ابوالحسین خوزی، از جمله امضاکنندگان این گواهی‌نامه بودند. ابوریحان بیرونی نیز در دو جا  از محاسبة مدت طول فصل‌های بهار و تابستان براساس یافته‌های ابوالوفا، و نیز از رصد محل اوج شمس، که او انجام داده بود، خبر می‌دهد.

ابوریحان بیرونی همچنین نوشته است که بوزجانی به محاسبه ادوار ـ روز‌های گذشته از مبدأ یک تاریخ خاص‌ـ  بر اساس رصد‌های بطلمیوس یا اصحاب اقدام نموده است. در غرب، تاکنون پژوهش‎های زیادی درباره بوزجانی صورت گرفته است که از آن جمله است پژوهش جنجال‌برانگیز سدیو ریاضیدان و ستاره‌شناس فرانسوی، در ۱۸۳۶ میلادی؛ او در این پژوهش، ادعا می‌کند که بوزجانی، نُه قرن پیش از تیکو براهه، منجم دانمارکی (متوفی ۱۶۰۱ میلادی)، اختلاف سوم حرکت ماه را کشف کرده بوده است.