เมื่อประมาณ 600 ปีก่อนคริสตกาล วิทยาศาสตร์ได้เริ่มก่อกำเนิดในกรีซ แล้วได้แพร่หลายสู่ดินแดนทางฝั่งตะวันออกของทะเล Mediteranean โดยมีปราชญ์ผู้ริเริ่มหลายคน เช่น Thales แห่งเมือง Miletus (624-547 ก่อนคริสตกาล) ผู้พบว่าการเสียดสีระหว่างวัตถุจะทำให้เกิดแรงที่ดึงดูดขนนกหรือเศษผ้าเบาๆ ได้ อีกทั้งเป็นคนที่สามารถพิสูจน์ได้ว่า มุมที่ฐานของสามเหลี่ยมหน้าจั่วจะเท่ากันเสมอ และเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมใดๆ จะแบ่งวงกลมนั้นออกเป็นสองส่วนเท่ากัน ส่วน Pythagoras (572-497 ก่อนคริสตกาล) แห่งเมือง Samos เป็นผู้ที่ได้เน้นให้เห็นความสำคัญของคณิตศาสตร์ในธรรมชาติ ทั้งในด้านดาราศาสตร์และดนตรี แม้ชาวบาบิโลนจะรู้ว่า 52 = 42 + 32 แต่โลกก็รู้จักทฤษฎีบทนี้ว่า Pythagoras’ theorem ซึ่งมีใจความว่า ผลบวกของพื้นที่จัตุรัสบนด้านประกอบมุมฉากของสามเหลี่ยมมุมฉาก จะเท่ากับพื้นที่จัตุรัสบนด้านตรงกันข้ามกับมุมฉากเสมอ ด้าน Democritus (400-370 ปีก่อนคริสตกาล) ก็เป็นบุคคลแรกที่เสนอแนวคิดว่า สสารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคที่แบ่งแยกไม่ได้ ซึ่งเราปัจจุบันเรียกอะตอม (atom)
นอกจากนี้ก็มี Archimedes (217-212 ปีก่อนคริสตกาล) แห่งเมือง Syracus ผู้พบกฎการจมและการลอยของวัตถุในของเหลว เช่นในกรณีวัตถุจม ปริมาตรของๆ เหลวที่ล้นออก จะเท่ากับปริมาตรของวัตถุนั้น Archimedes ยังได้พบกฏของคานที่ทำให้ตาชั่งอยู่ในสมดุล และยังได้พิสูจน์ว่า 𝜋 มีค่าอยู่ระหว่าง 3(10/71) กับ 3 (10/70)
เมื่อฟาโรห์ Ptolemy I เสด็จขึ้นครองราชย์ อาณาจักรอียิปต์ได้เจริญรุ่งเรือง และพระองค์ได้ทรงสร้างหอสมุดที่เมือง Alexandria ในอียิปต์ ทำให้ปราชญ์กรีกหลายคนได้ไปทำงานที่นั่น และหนึ่งในบรรดาบุคคลเหล่านั้น คือ Euclid (300 ปีก่อนคริสตกาล) ซึ่งได้บุกเบิกการสร้างวิชาเรขาคณิต และศึกษาธรรมชาติของแสง
ในด้านดาราศาสตร์ นักดาราศาสตร์กรีกที่มีชื่อเสียงชื่อ Eudoxus แห่งเมือง Cnidus (408-355 ปีก่อนคริสตกาล) เป็นคนเสนอความคิดว่า ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์ต่างๆ ล้วนโคจรไปรอบโลก แต่ Aristarchus แห่งเมือง Samos ไม่เห็นด้วย เขาคิดว่า ดวงอาทิตย์อยู่นิ่ง และโลกโคจรไปรอบดวงอาทิตย์ (Aristachus จึงมีความรู้ที่ก้าวหน้ากว่า Nicolaus Copernicus ประมาณ 1,800 ปี) แต่สมมติฐานของ Aristachus ในเวลานั้นไม่มีใครเชื่อ
บุคคลที่สำคัญมากอีกคนหนึ่งของกรีซคือ Hipparchus แห่ง Bithynia (190-120 ปีก่อนคริสตกาล) เป็นนักดาราศาสตร์คนแรกที่ทำแผนที่กลุ่มดาวฤกษ์ และเริ่มนำระบบพิกัดมาใช้ในการบอกตำแหน่งของดาวฤกษ์ในท้องฟ้า ลุถึงปี ค.ศ.100-178 Claudius Ptolemy แห่งเมือง Alexandria ได้เรียบเรียงตำราดาราศาสตร์ Almagest (ซึ่งแปลว่า ผู้ยิ่งใหญ่ที่สุด) ที่บรรยายลักษณะการโคจรของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์ต่างๆ อีกทั้งได้ทำแผนที่โลก ด้วยการระบุตำแหน่งของเมืองสำคัญต่างๆ ที่เป็นที่รู้จักในโลกโบราณ ให้นักเดินทางในสมัยนั้นได้ใช้เป็นคู่มือเป็นเวลานานหลายศตวรรษ
หลังจากปี ค.ศ.500 เป็นต้นมายุโรปเริ่มเข้าสู่ยุคมืด (Dark Ages) เพราะเกิดโรคระบาดร้ายแรง เช่น กาฬโรค รวมถึงการทำสงครามระหว่างชาติซึ่งได้ทำให้มรดกทางความคิดเชิงวิทยาศาสตร์เสื่อมสลาย เพราะผู้คนที่ช่วยตัวเองไม่ได้กลับไปมีความเชื่อว่า โรคภัยเกิดจากความไม่พอพระทัยของพระเจ้า โลกมีลักษณะแบนราบ และไม่มีเทคโนโลยีใดๆ แม้กระทั่งนาฬิกาบอกเวลา ฯลฯ จนถึงคริสตศตวรรษที่ 8 คือประมาณ ค.ศ.750 อาณาจักรอิสลามเริ่มเรืองอำนาจ และได้แผ่ขยายอาณาเขตไปค่อนโลก คือ ตั้งแต่ทางภาคตะวันตกของจีน และทางเหนือของอินเดีย ไปจนถึงดินแดนทางใต้ของสเปน
ครั้นเมื่อองค์กาหลิบ al-Mamun แห่ง Baghdad ทรงทอดพระเนตรเห็นความก้าวหน้าทางวิชาการของกรีก และโรมันในโลกตะวันตก รวมถึงความเจริญรุ่งเรืองของจีนและอินเดียทางตะวันออก พระองค์ทรงบัญชาให้ปราชญ์อาหรับแปลตำราเหล่านี้เป็นภาษาอารบิก เพราะพระองค์ทรงตระหนักดีว่า ความรู้วิทยาศาสตร์สามารถนำอาณาจักรอาหรับไปสู่ความเจริญรุ่งเรืองได้
ครั้นเมื่อกองทัพอิสลามมีชัยชนะเหนือกองทัพจีน พระองค์ทรงบังคับให้เชลยจีนถ่ายทอดวิชาการทำกระดาษให้ช่างในประเทศ อาหรับจึงเริ่มใช้กระดาษแทนหนังสัตว์ และต้นอ้อ papyrus ในการบันทึกความรู้ มีผลทำให้อาณาจักรมีตำราภาษาอารบิกมากจำนวนนับล้านเล่มที่ Bayt al-Hikma (หรือ House of Wisdom) ในนคร Baghdad ให้ปราชญ์อาหรับได้มาค้นคว้า องค์กาหลิบยังทรงรู้อีกว่า จีนมีนักเทคโนโลยีที่มากความสามารถอีกหลายคน เช่น Zhang Heng (ค.ศ.78-139) ซึ่งได้ประดิษฐ์อุปกรณ์สำหรับวัดการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว ทรงรู้ว่าจีนมีอุปกรณ์คิดเลขคือลูกคิด และนักคณิตศาสตร์จีนชื่อ Liu Hui (ประมาณ ค.ศ.260) ได้คำนวณพื้นที่ของรูปหลายเหลี่ยมด้านเท่าที่มี 96 ด้าน และ 192 ด้าน จนรู้ว่า 𝜋 มีค่าอยู่ระหว่าง 3.1410 กับ 3.1427
สำหรับในอินเดีย เมื่อประมาณ 250 ปีก่อนคริสตกาลนั้น สมเด็จพระเจ้าอโศกมหาราช ทรงนำเลขฮินดู มาใช้แทนเลขโรมัน คือ เขียน 1, 2, 3 ... แทน Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ ... ทำให้การคำนวณทางคณิตศาสตร์รวดเร็วและสะดวกสบายขึ้นมาก นักคณิตศาสตร์อินเดียที่มีชื่อเสียงมากชื่อ Aryabhata (ค.ศ.476) กับ Brahmagupta (ค.ศ.598) ได้ศึกษาสมการ Diophantine ซึ่งเป็นสมการพีชคณิตที่มีคำตอบเป็นเลขจำนวนเต็มบวก เช่น สมการ 92x2 + 1 = y2 สมการนี้มีคำตอบที่เป็นจำนวนเต็ม คือ x = 120 และ y = 1151 ด้าน Brahmagupta ก็นับว่าเป็นนักคณิตศาสตร์คนแรกที่ริเริ่มการนำเลขศูนย์มาใช้ในการคำนวณ
การเห็นความก้าวหน้าทางวิชาการเหล่านี้ได้จุดประกายให้นักวิชาการอิสลามเริ่มพัฒนาวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ในดินแดนอาหรับบ้าง และทำได้สำเร็จ เพราะมีปราชญ์หลายคน เช่น ปราชญ์ชาวเปอร์เซียชื่อ Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi (ค.ศ.750-850) ซึ่งทำงานที่ Baghdad เป็นคนนำตัวเลขฮินดูมาใช้ในโลกอิสลามโดยแต่งตำราชื่อ Kitab al-jabr wal-mugabala ซึ่งได้ทำให้วิชาพีชคณิตถือกำเนิด (พีชคณิตตรงกับคำอังกฤษว่า algebra ที่มีรากศัพท์มาจากคำ al-jabr) และคำ algorithm ที่หมายถึงลำดับขั้นตอนในการแก้ปัญหาก็มาจากคำ al-Khwarizmi ซึ่งเป็นชื่อของปราชญ์เอง ผลงานเหล่านี้ทำให้คณิตศาสตร์เริ่มเติบโตในอาณาจักรอิสลาม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อได้ al-Biruni (ค.ศ.973-1055) มาสร้างผลงานด้านคณิตศาสตร์ ดาราศาสตร์ ภูมิศาสตร์ และรู้วิธีสร้างปฏิทิน Al-Biruni ยังเป็นนักคณิตศาสตร์คนแรกๆ ของโลกที่ได้ศึกษา และพัฒนาวิชาตรีโกณมิติด้วย
แต่ถ้าจะเลือกปราชญ์อาหรับที่มีชื่อเสียงมากที่สุด ก็คงได้แก่ ibn Sinah (ค.ศ.980-1037) ซึ่งโลกตะวันตกรู้จักในนาม Avicenna ซึ่งได้เขียนตำราแพทยศาสตร์ และพหูสูตรชาวเปอร์เซียชื่อ Kitab Al-Shife ซึ่งรู้ว่าโรคระบาดสามารถติดต่อกันได้โดยทางน้ำและอากาศ อีกทั้งคิดสร้างทฤษฎีจำนวน และแปลตำราชื่อ Elements ของ Euclid เป็นภาษาอาหรับ อีกทั้งยังมีผลงานฟิสิกส์ และดาราศาสตร์มากมาย ด้านปราชญ์ ibn al-Haytham (ค.ศ.965-1039) เป็นคนที่มีผลงานด้านเรขาคณิต และทัศนศาสตร์ที่โดดเด่นเช่นได้พบกฎการสะท้อนของแสง และการทำงานของกล้องรูเข็มเพื่อทำให้เกิดภาพบนจอ และได้สร้างโจทย์ที่มีชื่อเสียงคือ โจทย์ของ Alhazen (ซึ่งเป็นชื่อของ al-Haytham ในภาษาละตินที่ชาวตะวันตกรู้จัก) ที่มีใจความว่า จงหาตำแหน่งบนกระจกโค้งรูปทรงกลมที่ทำให้แสงจากวัตถุ เมื่อมาตกกระทบที่กระจกแล้วสะท้อนเข้าตา
ในคริสต์ศตวรรษที่ 13 Nasir al-Din al-Tusi (ค.ศ.1201-1274) ได้สร้างหอดูดาวขึ้นในเปอร์เซีย และแต่งตำราดาราศาสตร์หลายเล่ม ซึ่งด้อธิบายการใช้อุปกรณ์ astrolabe เพื่อศึกษาปรากฏการณ์ต่างๆ ทางดาราศาสตร์ สำหรับผลงานคณิตศาสตร์ด้านตรีโกณมิติของ al-Tusi ก็มีมากมาย เช่น ถ้า a, b และ c คือ ความยาวด้านของสามเหลี่ยมรูปหนึ่งที่มีมุมตรงข้ามด้านเป็น A, B และ C ตามลำดับ จะได้ว่า a/sin A = b/sin B = c/sin C
ดังนั้น จึงเห็นได้ว่า ในช่วงปี ค.ศ.750-1258 วิทยาการสาขาต่างๆ ในอาณาจักรอาหรับมีความเฟื่องฟูมาก องค์กาหลิบ Harun al-Rachid ได้ทรงใช้วิทยาศาสตร์ในการวางแผนการพัฒนาประเทศโดยทรงบัญชาให้มีการแปลตำรากรีกจำนวนมากเป็นภาษาอาหรับ จนเมือง Damascus และ Maragheh มีชื่อเสียงทางด้านดาราศาสตร์มากเหมือน Padua ในอิตาลีซึ่งมีชื่อเสียงด้านกายวิภาคศาสตร์ในยุคของ Vesalius และ Leiden ในเนเทอร์แลนด์ซึ่งมีชื่อเสียงด้านไฟฟ้าในยุคของ Volta ในส่วนตำราของ Galen และ Hippocrates ก็ได้ถูกถ่ายทอดเป็นภาษาอาหรับหมดทำให้เกิดคำศัพท์มากมายเป็นคำอาหรับ เช่น คำ alcohol เคมี (chemistry) มาจาก kimia และ alkali มาจาก al-galy เป็นต้น การเสาะแสวงหาความรู้ได้เกิดขึ้นทั่วราชอาณาจักรอาหรับ เพราะศาสดา Muhammad ทรงบอกให้ชาวอาหรับรู้ว่า ถ้าต้องการจะมีความรู้ แม้จะให้เดินไปจนสุดขอบโลกก็ต้องไป เพราะพระองค์ทรงเชื่อว่า อาณาจักรอาหรับจะรุ่งเรืองได้ด้วยการศึกษา
ยุโรปในเวลานั้นจึงมีศูนย์การศึกษาที่ Toledo และ Cordoba ซึ่งเป็นสถานที่มีห้องสมุดให้ประชาชนอ่าน และค้นคว้า ในดินแดนอาหรับเองมีเมือง Mosul กับ Damascus ซึ่งมีชื่อเสียงในการสร้างดาบที่คมกริบ และผลิตภัณฑ์ที่ทำด้วยเงิน และทองคำ สำหรับเมือง Damask นั้นมีชื่อเสียงในการทอผ้า และพรม ชาวอาหรับยังได้ดัดแปลงเทคโนโลยีกังหันลม ของชาว Mesopotamian มาใช้ด้วย และในเปอร์เซียมีการส่งเสริมการผสมพันธุ์ม้าอาหรับ ซึ่งเป็นม้าพันธุ์ดีที่สุดในโลกด้วย
ถึงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 11 สันตะปาปา Urban ที่ 2 แห่งวาติกันทรงเริ่มทำสงครามศาสนากับพวกมุสลิม การสู้รบที่พ่ายแพ้ของชาวอาหรับทำให้องค์ความรู้ต่างๆ จากโลกอาหรับถูกยึดไป หลังจากที่ทหารและประชาชนยุโรปได้เห็นอารยธรรม และวัฒนธรรมต่างๆ กับพฤติกรรมการแสวงหาความรู้ของอาหรับแล้ว ชาวยุโรปก็เริ่มแปลเอกสารจากภาษาอาหรับเป็นภาษาละตินให้นักวิชาการยุโรปได้เรียนรู้บ้าง และเริ่มนำความคิดของชาวอาหรับที่ว่า มนุษย์สามารถมีพลังเหนือธรรมชาติได้ในบางเรื่อง เช่น รู้เทคนิคการผ่าตัดตาที่เป็นต้อกระจก รู้วิธีรักษาฟัน รู้จักเกมหมากรุก ฯลฯ การถ่ายทอดความรู้จากโลกอาหรับสู่ยุโรปเริ่มบังเกิดมากขึ้น
จนถึงคริสต์ศตวรรษที่ 12 เมื่อกองทัพมุสลิมเริ่มถูกขับออกจากสเปน ผู้นำมุสลิมในสมัยนั้นได้เริ่มนำชาติกลับสู่ความเชื่อและคำสอนทางศาสนาอีก แต่ในยุโรปหลังจากที่ได้เรียนรู้วิทยาการของชาวอาหรับจากการแปลตำราแล้ว ยุโรปเริ่มมีมหาวิทยาลัยแห่งแรกที่ Bologna ในอิตาลี ในปี 1088 และที่ Paris กับ Oxford ในเวลาต่อมาอีกไม่นาน มีการจัดหลักสูตรให้นิสิตเรียนคณิตศาสตร์ เรขาคณิต ดาราศาสตร์และดนตรี โดยใช้ตำรา Elements ของ Euclid และ Almagest ของ Ptolemy ในการสอน การมีมหาวิทยาลัยทำให้นักวิชาการยุโรปที่มีจิตสำนึกใกล้เคียงกันได้มาเสวนาแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกัน และใช้มหาวิทยาลัยเป็นสถานที่กระตุ้นให้ประชาชน หันมาสนใจวิชาการ โดยได้เรียนรู้เพิ่มเติมด้วย
เหตุการณ์สำคัญอีกประการหนึ่งที่มีส่วนทำให้เกิดยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาในยุโรป คือ การประดิษฐ์แท่นพิมพ์โดย Johann Gutenberg ประมาณปี 1440 ซึ่งทำให้ตำราเรียนต่างๆ ออกสู่สังคมในวงกว้างเป็นครั้งแรก เพราะในระยะแรก ตำราใหม่ๆ ถูกเขียนเป็นภาษาละตินเพื่อใช้ในการสื่อสาร และมีราคาแพงมาก การอ่านจึงไม่แพร่หลาย เมื่อมีเทคโนโลยีการพิมพ์หนังสือสำหรับคนทั่วไปที่เขียนด้วยภาษาธรรมดา การตีพิมพ์โดยเครื่องจักรกลทำให้ราคาของหนังสือถูกลงมาก ผู้คนจึงนิยมอ่านหนังสือมากขึ้น ชาวบ้านก็สามารถอ่านคัมภีร์ไบเบิลได้ด้วยตนเอง โดยไม่ต้องพึ่งบาทหลวงอีกต่อไปในการถ่ายทอดคำสอนของพระเจ้า ตำราวิชาการทำให้คนทั่วไปมีความรู้คณิตศาสตร์ พีชคณิต วิทยาศาสตร์มากจนสามารถประกอบอาชีพ และรู้เท่าทันคนอื่นๆ ความเชื่อทางโหราศาสตร์เริ่มลดลง และหอดูดาวต่างๆ เริ่มถือกำเนิด
ในปี 1492 เมื่อ Christopher Columbus พบอเมริกา และกองทัพแขก Moor สูญเสียอำนาจปกครองในสเปนอย่างสมบูรณ์ การครอบครองของอาหรับในยุโรปได้ผ่านไปอย่างไม่หวนกลับอีกเลย หลังจากที่นำความรู้ของกรีก จีน อินเดีย มาพัฒนา และส่งต่อให้ยุโรป ยุโรปก็ได้รอดพ้นจากความเป็นยุคมืด สู่ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาที่ยังดำเนินต่อไปจนทุกวันนี้
อ่านเพิ่มเติมจาก Aladdin’s Lamp: How Greek Science Came to Europe Through the Islamic World โดย John Freely จัดพิมพ์โดย Alfred Knopf ในปี 2009
เกี่ยวกับผู้เขียน สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" จาก "ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน" ได้ทุกวันศุกร์
