العلم والتكنولوجيا

الندوة العالمية الثامنة لتاريخ العلوم عند العرب
الجوانب المجهولة في تاريخ العلوم العربية

التطور التكنولوجي في الصنعة
الدكتورة فداء صفاء محمد على / خبير - هندسة المواد
المركز العراقي الدولي للعلوم والصناعة IICSI

الخلاصة:
العلم و التكنولوجيا يمثلان محور عجلة التقدم في عالمنا اليوم، والجديد في التكنولوجيا هو اللفظ ذاتة فكلمة تكنولوجيا تمثل لفظا ثابتا ومعنى متحركا عبر مراحل التطور الحضاري، وبغض النظر عن التعريف الصحيح للتكنولوجيا لا احد يختلف حول التغيرات الكبيرة التي خلقتها التطورات التكنولوجيا السريعة والمتواصلة خلال هذا القرن.
أن ثورة العلم والتكنولوجيا الحديثة ربطت العلم بالتكنولوجيا يشكل وثيقة ,وقد اقترح في هذا البحث تمثيل التطور التكنولوجي تمثيلا هندسيا معرفا" بزاوية التكنولوجيا"التي تمثل محصلة التفاعل بين العلم والتقنية لتحقيق التحول التكنولوجي ، كما جرى في هذا البحث تمحيص هذا التفاعل "بين العلم والتكنولوجيا " في الصنعة عند القدماء. أن أسلوب التحري المعتمد في هذا البحث أثار جملة استفسارات حول بعض التقنيات القديمة المتجسدة في منتجات لحرف معينة والتي تمثل لغزا صناعيا إلى يومنا هذا.
دعوة موجهة للباحثين لدراسة وتمحيص التفاعل بين العلم والتكنولوجيا لتحقيق هذة الحرف. أن تحليل المعارف التي يمكن أن تنطوي علية هذة الحرف أو التقنيات بالمنظور الحديث في العلوم ذات الصلة بها يمكن أن يفتح بابا جديدا لفهم هذا التفاعل عبر مراحل التقدم الحضاري والبشري .

المقدمة:
كلمة التكنولوجيا مصطلح مركب اغريقي الأصل حوته جميع دوائر المعارف في اللغات كافة ويتألف من كلمتين Techno وهي مجموع الحرف والفنون الإنسانية (مهارة الحرفة)، وlogos وهو المنطق الذي يثير الجدل (الحديث عن مهارة الحرفة)، وقد استعملت لأول مرة في انكلترا في القرن السابع عشر وكانت تعني دراسة الفنون النافعة.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
الصنعة "حرفة التعدين وكيمياء المعادن"

إن الشيء الحديث في الموضوع هو اللفظ ذاته أما ظاهرة التكنولوجيا فهي قديمة قدم الإنسان وهناك اتفاق على المفهوم العام لهذه الكلمة بالرغم من اختلاف النصوص التعريفية لها(1).
التكنولوجيا كما وردت في معجم ويبستر بأنها (علم تطبيق المعرفة لأغراض معينة)، أي العلم التطبيقي. أما الأمم المتحدة ووكالاتها المتخصصة فتعرف التكنولوجيا بأنها (مجموع المعارف والأساليب العملية التطبيقية التي تتيح تحقيق هدف محدد على أساس التمكن من المعارف العلمية الأساسية) وبصيغة أخرى (مجموع المعارف المقرونة بالأساليب العلمية التطبيقية التي تجعل من الممكن انجاز هدف محدد على أساس أتقان المعرفة المختصة به). فالتكنولوجيا تنطوي على البعد الحضاري الذي يصاحب استخدام العدد والطرق المتبعة في الانتاج لتشمل بمفهومها العام:
- رأس المال والأساس المادي المتمثل بالاجهزة والمعدات.
- التكنيك (التقنية) الذي يعني بأسلوب التعامل مع الآلة وتسلسل العمليات وترابط التقنيات مع بعضها.
- مجموع المعلومات فيما يخص الخبرات والمعارف والدراية الفنية ذات الصلة بالتقنية إضافة إلى المعلومات حول الحاجة والكلف والاقتصاد.
- النظام أو النمط من حالات الانتاجية والادارية والفنية والارتباطات التقنية.

إن التكنولوجيا تتضمن التقنية أما التحديث أو التطور التكنولوجي فينتج عنه:
- إنتاج نوع من السلع الجديدة.
- تحديث طريقة أو وسيلة الإنتاج.
- تقليل تكاليف الإنتاج.
- إستخدام مدخلات جديدة، ... الخ.

تمثل التكنولوجيا إذن ناتج التطور الكمي والنوعي عبر العصور، ولذلك فهي تمثل ظاهـرة إجتماعية ومفهوم حضاري متكامـل يكون الإنسان محوره وموقع الأسـاس فيه(1). وهذا يجسده المخطط في الشكل (1)

التطور التكنولوجي
(زاوية التكنولوجيا)
=
التكنولوجيا المتجسدة
=
معرفة الأداء د(الزمن)
التكنولوجيا غير المتجسدة معرفة السبب د(الزمن)



التكنولوجيا والتقنية:
يتضح مما تقدم الفرق بين التقنية والتنكنولوجيا فالتقنية جزء من التكنولوجيا(2، 3) وهناك فرق بين كتابة تاريخ التكنولوجيا وتاريخ التقنيات(1). فتكنولوجيا العصر الحجري تتمثل بالآلات والادوات البسيطة التي استخدمها الانسان في حينه بهدف تخفيف جهده الجسمي والعقلي وهذا التخفيف يتناسب وتفكير الانسان في تلك المرحلة، وهذا هو مفهوم التقنية الأحادية. ثم تعاقدت التقنيات عندما اتحد وتراكب عدد منها لتأدية فعل تقني محدد على وجه الدقة مثل صناعة حديد الآهين (شكل 2). وبشكل عام كل التقنيات وعلى درجات متفاوتة تتعلق إحداها بالأخرى وإنه يجب أن يكون بينها نوع من الترابط ومجموعة الترابطات هذه على مختلف مستويات البينات لكل المجموعات ولكل السياقات تؤلف ما يمكن تسميته النظام التقني(1).
تقنيــة إحاديــة  تقنيــة معقــدة  نظـام تقنــي
وهكذا عبر مراحل التطور تتعقد التكنولوجيا لتشمل:
- التكنولوجيا التقليدية أو الحرفية  بمفهوم التقنيات الاحادية (Handcraft).
- التكنولوجيا الحديثة النمطية  الممثلة بمكننة الانتاج (Mechanization).
- التكنولوجيا الجديدة المعقدة  المتمثلة بأتمتة الانتاج.(Atomization).

إن القوة الدافعة للتطور التكنولوجي غالباً ما تكون الحاجة أو الإقتصاد (حقيق الربح) ولذلك نجد التفاعل مستديم بين بنيات التقنية وبنيات الاستهلاك، إذ كلما تفدم الزمن كلما تأقلمت بنيات الاستهلاك (كميات، نوعيات، تكاليف) بسرعة مع المنتجات الجديدة حتى يصل التطور الى الحدود التكنولوجية (شكل 3) كما في محركات السيارات كمثال عندما يفرض التغيير القليل في الطاقة كلف باهضة لتحقيقه. فالابعاد والمردود والنفقات تفرض حداً لا يمكن التفكير باجتيازه، فجاءت فكرة المحركات السيراميكية الواعدة في القرن الحادي والعشرين.

التطور العلمي والتطور التقني:
إن التطور العلمي نفسه ليس دائماً كامل الاستقلال لقد استطاعت التقنيات ان تساعد بطرحها مسائل محددة في إحداث تطورات علمية معينة، وقد لا يكون من المستحيل الاعتقاد بأن بعض أشكال الرياضيات أو الفيزياء الحديثة كانت نتيجة اهتمامات تقنية، والهندسة نفسها كانت تقنية مسّاح الأراضي قبل أن تصبح (علماً بحتاً)، كذلك الأمر بالنسبة لكل الجهاز العلمي الذي يتعلق هو نفسه وبدرجة كبيرة بالتطور التقني.
وهذا يقودنا الى استنتاج مهم لطالما قدم مخترعو الزمن الماضي كأشخاص دون معلومات علمية واسعة موهوبين فقط بعبقرية خاصة. والعكس وارد في أن يصل التطور العلمي الى نقطة تجعل اختراعاً معيناً ممكن التحقيق ولكنه مع ذلك لا يصل إلا متأخراً(1) (شكل 4) مثالاً على ذلك عدم قدرة الاغريق على تطوير تكنولوجيتهم رغم حصولهم على عناصر علمية كافية. ألم يقال عنهم أنهم مرّوا بجانب ماكنة البخار ولكنهم لم يصنعوها. لقد مر مائة عام وعامين بين اكتشاف الظاهرة الفيزيائية المطبقة في التصوير الفوتوغرافي وبين التصوير الفوتوغرافي نفسه (1727 – 1829) ولكن ألم يكن الى جانب الاكتشاف العلمي مسألة الركيزة والمستحضرات.
إن الرابطة بين العلم والتقنية تتوطد عندما يسمح العلم بحل المسائل التي تطرحها التقنية ومن جهة أخرى عندما يكون بمقدور التقنية أن تلبي متطلبات العلم، وهكذا نشأت فكرة تمييز البحوث التطبيقية. وهذا ما قاد الباحث الى اقتراح تمثيل التطور التكنولوجي بالشكل الهندسي والمخطط المبين في شكل (1). بافتراض ان الحالة المثلى للتطور التكنولوجي هي عندما يكون التطور في معرفة العلّة بمقاييسه ومدلولاته (نظريات، مفاهيم، معارف، معلومات) مصحوباً بتطور في معرفة الأداء وأيضاً بمقاييسه ومدلولاته (سلعة جديدة، تحديث طريق ووسيلة انتاج، تقليل تكاليف، استخدام مدخلات، ... الخ) أي عندما تكون زاوية التكنولوجيا 45.(2)
اما بالنسبة للابتكارات العبقرية التي تسبق الفهم النظري معرفة السبب فإن الزاوية التكنولوجية تكون > 45. (2)
والعكس صحيح بالنسبة للبحوث العلمية الصرفة غير التطبيقية لتكون الزاوية التكنولوجية < 45. (2)
وهكذا نلاحظ أن مع ازدياد التفاعل بين العلم والتقنية الى تاريخنا القريب تقلصت الفجوة بين السبق العلمي والتطور التقني بدرجة كبيرة: ستة وخمسون سنة للهاتف (1820 – 1876)، خمسة وثلاثون للمذياع (1867 – 1902)، اثنا عشر للتلفاز (1922 – 1934)، أربعة عشرة للرادار (1926 – 1940)، ست سنوات لقنبلة اليورانيوم (1939 – 1945)، خمسة سنوات للترانزستور (1948 – 1953).

التكنولوجيا والصنعة
انطلقت دعوة الى تصحيح تاريخ التعدين في العالم اثارتها نتائج سلسلة من الاكتشافات الاثرية التي استمرت في العراق منذ نهاية السبعينيات(4). فما توصلت اليه البعثة السوفيتية في تل المغزلية قرب تلعفر من كشف نماذج من النحاس المطروق تعود الى الألف السادسة قبل الميلاد ومن حضارة حسونة، انما يأتي تأكيداً لاكتشافات سابقة بهذا المعنى (تمت في موقع الأربجية قرب الموصل، وتل الصوان قرب سامراء)، والتي تؤكد أن استخدام المعادن قد جرى في بلاد ما بين النهرين وانتشر في انحاء منها خلال الألفية السادسة قبل الميلاد وحتى قبل ذلك التاريخ. هذه المعرفة التي سبقت الآخرين من سكان العالم.
إن نتائج الاستكشافات في المناطق المشار اليها اعلاه وما تبعها من فحوصات على القطع الاثرية وتحليل منطقي وتاريخي لهذه النتائج انما تؤكد أن الصنعة في العصر القديم تمثل تقنية معقدة مدعمة بمعرفة السبب (العلم) لاتختلف كثيراً عما يمارس اليوم في صناعة البرونز.
يمثل الشكل (5) مخطط عام حديث لسير عمليات السباكة(5). وهنا سنستعرض أوجه الشبه والاختلاف بين تكنولوجيا السباكة في عصرنا هذا وتكنولوجيا الصنعة عند العراقيين القدماء.

السباكة والصنعة
تسلسل العمليات والمستلزمات(2، 3، 4، 5):
1- المواد الأولية والسكراب: تشير الأدلة الى وجود ثلاث صنوف من النحاس في قائمة مفردات لغوية وذلك مثل (نحاس من ديلمون)* ، (نحاس من ماكان)** ، (نحاس من ميلوها)*** وكان الغرض الاساس من ملاحظة وتحديد النقطة أو المكان الذي جاء من النحاس هو، على الأرجح، الدلالة على نقاوته، أو على صفاته الأخرى، ما دام يذكر في القائمة نفسها أيضاً (نحاس ثقيل)، (نحاس مطروق)، (نحاس مصبوب)، (نحاس متوسط الجودة)، (نحاس خالص)، (نحاس انتاج المنجم)، (نحاس ابلاه الجو).
2- الصهر: عند نهاية الالف الرابع قبل الميلاد كان سكان ما بين النهرين القدماء قد تعلموا بناء أفران قادرة على تطوير درجة حرارة تصل الى 1100ºم، أي فوق درجة انصهار النحاس. وبالرغم من أن النحاس والبرونز كانا معروفين، لمدى عشرين قرناً تقريباً قبل 3500 قبل الميلاد، الا انهما لم يعرفا جيداً الا عند هذا التاريخ.
3- مزج ومعالجة البودقة: لقد أوضح تكراراً في الأدبيات (النصوص القديمة) أن مابين 10-15% من القصدير، يسهل بشكل كبير، صهر ملاغم النحاس الأساسية. فمن الواضح أن بلاد ما بين النهرين القدماء أستعملوا البرونز أساساً لتسهيل الصب، وفيما كان تركيب القطع المحللة يتباين بشكل كبير، فمن الجلي أنهم كانوا يهدفون الى تركيب حوالي 6/1 من القصدير، فإن نصاً من النصوص السومرية بصدد نسب القصدير والفحم النباتي لمنع التأكسد:
( (1) مينا، (4) شقلات من النحاس المصفى (أو المغسول)، 3/2 10 شقل من القصدير، 3/2 4 شقل من الفحم النباتي، و 2/1 شقل، 21 حبة من SU.HE)
ويعني هذا:
- (2/1 6) وحدات من النحاس.
- (1) وحدة من القصدير.
- (2/1) من الفحم النباتي.
- والباقي 2 وحدة من مادة SU.HE غير معروفة.

إن هذا هو أقل من نصف الكمية من الكاربون النقي الذي سيكون مطلوباً لإختزال النحاس من أوكسيده، وهكذا فإن الفحم النباتي سوف يؤمن الحماية فحسب ضد الأكسدة، وذلك بالتعويم على قمة المصهور.
إن الأفران الفخارية المستعملة قبل 3000 قبل الميلاد كانت تحتوي أجواء تساعد على التأكسد ومن هنا، فمن غير المرجح أنها كانت تخفض تأكسد الخام وتختزله اتفاقاً وبعد ذلك بفترة وجيزة باتت الأفران الفخارية تبنى بشكل يضمن السيطرة على الغاز المسرب، ليطوّر جواً مؤكسداً ولتهيئة الشروط التي تقود الى التعدين العرضي. إن الفحم النباتي كان موضع الاستعمال من قبل المعدنين العراقيين القدماء لمنع التأكسد وكما هو الأمر في الممارسة الحديثة.
إن شظايا البوتقة الطينية، التي تحتوي الفحم النباتي، والنحاس والقصدير، والتي يمتد تاريخها الى حوالي 3000 ق م، قد عثر عليها في موقع Amouq**** ، الأمر الذي يظهر أن الاختزال قد مورس عند ذلك الوقت.

4- تصنيع القالب (طريقة السباكة): هناك قائمة مفردات بالغة الدلالة تقدم بالتتابع (تشكيل مبنى طيني)، (صهر النحاس)، (صهر النحاس في القوالب)، (صب النحاس). وينص منشور مثمن من عهد سنحاريب يعود تاريخه الى الألف الأول قبل الميلاد، ينص في بعضه ، على ما يلي:
(لقد صنعت قوالب الطين بأمر الأله، ثم صبيت البرونز فيها ومثل صب كل نصف شقل، أكملت صبها وبناءها، إن ثما الثور مصنوع من البرونز)
وفي هذه دلالة على السباكة في القوالب الرملية.
أما عملية السباكة بالشمع المذاب (Lost Wax Method) أو تغليف عملية الصب، كان يمارس منذ 2800 ق م على الأقل، وفي هذه العملية يصنع موديل شمعي للقطعة التي تصب وتكسى أو تغلف بالطين لتشكيل قالب، ثم يزال الشمع بالتسخين، تاركاً تجويفاً للشكل المطلوب بالضبط. وقد عثر على دليل جديد للاستعمال القديم، في نص يعود تاريخه الى (الألف الأول قبل الميلاد)، وهو ينص على أن الشمع المستخدم على الأرجح هو شمع النحل، وهو الشمع الذي يمثل أفضل الأنواع لهذا التطبيق الى يومنا هذا.

5، 6 – معاملة حرارية إبتدائية، معاملة حرارية نهائية:
إن الفحوصات المايكروسكوبية التي أجريت على عدد من المنتجات الصنعية، في المناطق الجغرافية المذكورة آنفاً، أثبتت وجود عدد من قطع المعدن التي صهرت وصبت فقط. ووجود قطع معدن أخرى صبت وعولجت بالتطريق، بالإضافة الى وجود قطع معدن صبت وعولجت بالتطريق، ثم لدنت بالإحماء والتبريد. إن هذه الخطوة الأخيرة (التلدين بالإحماء والتبريد) ضرورية إذا ما أريد إجراء معالجة واسعة كثيفة، ذلك أن التطريق يقسي المعدن، ويجعه أقل لدونة. أما التلدين المتكرر (بالتسخين والتبريد) فهو ضروري إذا ما أريد إحداث تغيرات واسعة في الشكل بالتطريق. لقد كانت خبرة الصب الممارسة قبل 3500 ق م رفيعة ومعقدة. وبالتأكيد فإن كثيراً من الأشكال البسيطة كانت تصب في قوالب مفتوحة، وكانت تطرّق لاحقاً، إلى أن تكتسب الشكل النهائي. وعلى أية حال فقد عثر في مصر، في عهد السلالة الرابعة، على موسى مصنوعة من البرونز الحقيقي بحافة مقساة بالمعالجة العنيفة.