אל-ג'זארי ורב בריח

"אם הרחקתי ראות, היה זה משום שעמדתי על כתפי ענקים." איזיק ניוטון מתוך מכתב לרוברט הוק, 1676

הקדמה

מאתר "רב בריח" העתקתי את השורות הבאות:

"בשנת 1972 לקוחה נסערת נכנסה לבית המסחר למנעולים בו עבד אברהם בחרי וביקשה שיתקין בדלת ביתה ארבעה מנעולים שיחזירו לה את תחושת הביטחון שאבדה, בעקבות פריצה שחוותה. בקשה תמימה זו הציתה את דמיונו של אברהם, אשר יחד עם ידידו משה דולב, פיתח מנעול רב-בריחי שהותקן במרכזה של דלת עץ ולאחר מכן בדלת עם ליבת פלדה."

אין לי שום סיבה לחשוד כי איש משניהם הכיר את המנעול הרב בריחי שתכנן אל- ג'זארי אבל הדימיון המקסים גרם לי לחשוב על המצאות ו"המצאות מחדש". לשאלה מי המציא את הטלפון או את נורת הליבון, אם להזכיר מקרים מפורסמים מאד, יש  בדרך כלל השלכות משפטיות וכלכליות. אותי היא יותר מעניינת מצד הרוח האנושית ובכך יעסוק הפוסט.

Category VI chapter 4 p 203 Fig 172 Topkapi

שרטוט מנגנון הנעילה של ארבעה בריחים, עותק טופקפי, 1206

איך זה עובד ?

ההסבר ההנדסי, ייצבע, כמו תמיד, בכחול, כך שמי שלא מתעניין במנעולים ובריחים יוכל לדלג.

יש ארבעה בריחים, מעץ או מברזל הנמצאים מאחורי הדלת והם פונים לארבעה הכיוונים. בכל אחד מן הבריחים יש כעשר "שיני משור" ,שינים משולשות הפונות פנימה אל מנגנון הנעילה הנמצא במרכז ובו חור המנעול:

Category VI chapter 4 p 202 Fig 168 Topkapi

שרטוט "שיני המשור בכל אחד מן  הבריחים, עותק טופקפי, 1206

בגלגל הנעילה יש שיניים תואמות אבל הוא יסתובב רק כאשר המפתח יוכנס לחור המנעול ואז כל אחד מן הבריחים ינעל את הדלת באחד הכיוונים (מעלה, מטה ימינה ושמאלה) . התמונה הבאה משווה בין המנעול המקורי של "רב בריח" לבין השחזור של המנעול של אל -ג'זארי במוזיאון ההיסטוריה של המדע והטכנולוגיה באיסלם באיסטנבול:

combined

השוואה בין שחזור דלת ארבעה הבריחים של אל-גזארי למנעול "רב בריח" מקורי

ניתן לראות בברור בשתי התמונות מנעולים עם ארבעה בריחים, בארבעה הכיוונים עם מערכת נעילה מרכזית ומפתח יחיד.

זהו סרטון קצר של שחזור המנגנון:

ועכשיו קצת טריגונמטריה

בשרותי הצבאי פגשתי בחור מאחד הקיבוצים הדתיים בשם יקיר כץ (אני חושב, עברו כמעט ארבעים שנה ויכול להיות שאני מתבלבל בפרטים) הוא סיפר לי, מתפקע מצחוק, שאביו, שעבד בבית המלאכה הקיבוצי, חזר הביתה מלא התרגשות ואמר שגילה יחס קבוע בין הניצבים במשלש ישר זווית התלוי רק בזוויות המשולש. יקיר הסביר לאביו שזהו טנגנס (מסומן כ-tan או tg) והיא פונקציה טריגונמטרית בסיסית שכל תלמיד תיכון לומד:

tana

tan(alpha)=a/b

אני זוכר שהתווכחתי נמרצות עם יקיר משום שחשבתי שה"גילוי" המחודש של הטנגנס הוא לא מגוחך כלל אלא ממש מעורר השתאות והערצה לאדם שנסיבות חייו אפשרו לו רק השכלה מצומצמת (נדמה לי שמונה שנים) והוא נאלץ לצאת לעבוד בגיל צעיר.

טריגונומטריה (מיוונית τρίγωνον "משולש" + μέτρον "מדידה") עוסקת בחקר משולשים ובקשרים שבין צלעותיהם וזוויותיהם. קשר זה מבוטא בעזרת פונקציות טריגונומטריות, שהמוכרות שבהן הן סינוס, קוסינוס והטנגנס שהוזכר. הִיפַּרְכוֹס מניקאה, אסטרונום, גאוגרף ומתמטיקאי הלניסטי. זכה לתואר "אבי הטריגונומטריה," שהכין את הטבלאות הטריגונמטריות הראשונות. לצעירים שבינכם שלא ראו טבלה טריגונמטרית מימיהם  ככה מצאנו טנגס או סינוס לפני שהיו מחשבי כיס :

sinus_table

לוח הסינוס מתוך הטבלאות הטריגונמטריות

יש לו עוד שפע הישגים באסטרונומיה כמו חישוב אורך השנה בסטייה של כ-6 דקות, המצאת שיטת קואורדינטות למציאת מיקומו המדויק של כל כוכב וקביעת סולם לדירוג עוצמת האור של כוכבים, המשמש אסטרונומים עד היום.

כתפי ענקים

המטאפורה של גמדים עומדים על כתפי ענקים (לטינית: nanos gigantum humeris insidentes) מיוחסת לברנרד משארטר, מלומד צרפתי מן המאה ה-12 ומשמעותה היא התקדמות המדע והטכנולוגיה על בסיס ידע קודם. הביטוי המוכר ביותר שלה הוא של איזיק ניוטון, המשמש כמוטו לפוסט הזה, "אם הרחקתי ראות, היה זה משום שעמדתי על כתפי ענקים." הציטוט של ניוטון מופיע במכתב לרוברט הוק (Robert Hooke ) אחד מגדולי המדענים הניסיוניים של המאה ה-17 איש אשכולות, פילוסוף, אדריכל, אסטרונום, ומחבר "מיקרוגרפיה"- רב המכר המדעי הראשון. יש אנשים הסבורים כי זו הערה מעליבה להוק שהיה גיבן בשל מחלת העקשת (Kyphosis ) בעקבות הביקורת של הוק על האופטיקה הניוטונית והסכסוך המר בין השניים שליווה אותם עד מותו של הוק ב-1703. אבל המכתב המקורי, שקדם בכשלוש שנים לסכסוך, מבטא הערכה רבה להוק ומשקף, ככל הנראה, את תפיסתו של ניוטון את הישגיו ואת המדע ככלל. מעניין לציין בהקשר זה שבמקומות שונים אל ג'זארי מציין את חובו לענקי העבר.

ברור שאיני ממליץ לאיש "להמציא" משהו מחדש ועדיף בהרבה להשען על "כתפי ענקים".  אבל היש הבדל מהותי בהישג האנושי של אבא של יקיר ושל הִיפַּרְכוֹס מניקאה?  מבחינת שניהם הטריגונומטריה ככלי מתמטי לא היתה קימת ושניהם פִּתחו את הנחוץ להם מן הראשית.

נ.ב. זה לא לגמרי קשור אבל לא יכולתי להתאפק. התמונה של גמדים על כתפי ענקים מזכירה את סיפורו של אוריון, בנו של פוסידון. הוא נחשב לגבוה וליפה בין הגברים. הוא חיזר אחרי מרופה בת אוינופיון. אביה, שסלד מן הגבר הענק, השקה אותו ביין וניקר את עיניו. אוריון מצא את דרכו לסדנתו של הייסטוס שנתן לו את הנער סדליון, הוא הרכיב אותו על כתפיו והנער הובילו למקום שבו האוקינוס מחבק את הארץ בקצווי מזרח. שם החלימו עיניו והוא שב לראות.

blind orion

כתב יד של המיתולוגיה יוונית, מחבר לא ידוע מן המאה ה-15, הנער סדליון על כתפיו של הענק אוריון

 

 

מה יפה בדלת הזאת? (דלת פליז יצוקה עבור ארמון הארתוקים בדיארבקיר)

הקדמה

הקטגוריה השישית והאחרונה בספר מכילה חמש עבודות ייחודיות של אל-ג'זארי. הראשונה והמפוארת מכולן היא דלת הארמון הארתוקי (Artuqids ) בדיארבקיר שבמזרח אנטוליה.

בניגוד להרגלו, אל-ג'זארי פותח בהודעה שזו יצירת מופת, שרוכבים אכפו את סוסיהם על מנת לראותה, שהיא פנינה של ממש, אחת ויחידה, לא תסולא בפז. הטקסט המתפעם הזה הפתיע אותי משום שהדלת הזו מבחינה הנדסית פשוטה למדי ואינה מכילה המצאות והפתעות כרבות מעבודותיו של אל ג'זארי. היופי פה הוא לא בהנדסה, כי אם ביצירת אוּמנות (craft).

דונלד היל, מתרגם הספר לאנגלית, מהנדס בכל רמ"ח אבריו, מתעניין בעיקר במלאכת היציקה (casting) ובהתפתחותה. הוא כמעט משוכנע שטכנולגית היציקה בה עבד אל ג'אזרי היא "חול ירוק" שהגיעה לאירופה רק במאה ה-16. יציקה היא תהליך ייצור שבו יוצקים מתכת מותכת (אל ג'זארי יצק גם ברונזה וגם נחושת) לתוך תבנית בעלת צורה רצויה. ב"חול ירוק" משתמשים גם היום. זה שם קצת מבלבל כי החול כלל לא בצבע בירוק אלא רטוב ממים וחומרים אורגניים העוזרים לתבנית לשמר את צורתה. הכוונה ב"ירוק" היא טרי או חדש, משמע ללא תהליכי יבוש והרפייה בתנור.

לי יש שתי שאלות לגמרי אחרות:

  • סליחה, אבל מה כל כל יפה בדלת הזו? או לפחות למה אל-ג'אזרי נשבע ביופיה?
  • איך זה יתכן ששיקולים צבאיים לא באו לכדי ביטוי בתכנון הדלת? ומה זה אומר על אל-ג'אזרי כמהנדס?

תיאור הדלת ושאלת יופיה

לדלת שתי כנפיים והיא מתמרת לגובה של כארבע וחצי מטר (במקור 18 זרתות או בערבית שיברים ( شِبْر) ורוחב כל כנף הוא כמטר וחצי.

כנף הדלת, עותק טופקאפי, 1206

במרכז כל כנף יש תבנית גיאומטרית מורכבת הכוללת כוכבים משושים (מגן דויד או הקסגרם בלע"ז) וכוכבים מתומנים (אוקטגרם).

מעניין לציין ששני הכוכבים האלו שייכים למשפחת  "כוכבי הקסם". בכוכב קסם ניתן למקם מספרים בקודקודים ובנקודות ההצטלבות של הצלעות, כך שסכום המספרים לאורך כל צלע קבוע ושווה למספר הקסם: M=4n+2.

הפתרונות שאני מכיר לכוכבי קסם הם רק מן המאה העשרים אבל השימוש בשתי הצורות מאד שכיח באיסלאם. היתכן שאל גז'ארי חש ביופי המתמטי בלי להכיר את המתמטיקה הנחוצה?

 

כוכבי קסם

מאחר והתבנית יחסית מורכבת שמתי ציור עזר שיקל על זיהוי כוכבי הקסם:

נושא התבניות הגיאומטריות המורכבות מאד מפותח באומנות האסלאם. יש באמנות האסלאם "אחידות אמנותית" המגשרת על פני זמן ומקום. אני מביא שלוש תמונות של דלתות משלש גיאוגרפיות שונות, עם רקע תרבותי והיסטורי מאד שונה, מתקופות שונות, אסלאם שיעי וסוני:

השמאלית היא דלת טורקית מן המאה ה-14, הדלת האמצעית היא מארמון המלך בפס במרוקו מן המאה ה-13 ודלת העץ לא מתוארכת מאירן.

החיבה למבנים גיאומטריים סבוכים  מיוחסת לפעמים לאיסור המפורש בקוראן על אובייקטים פיגורטיביים. המבנים הגיאומטריים הם מופשטים, והאלמנטים החוזרים מבטאים את האין סופיות של אללה והיקום. ההסבר הזה לא מספק אותי משום שהדיברה השניה " לֹא יִהְיֶה לְךָ אֱלֹהִים אֲחֵרִים עַל פָּנָי. לֹא-תַעֲשֶׂה לְךָ פֶסֶל, וְכָל-תְּמוּנָה" לא הפיקה מסורת מקבילה באומנות היהודית. אני אינני רואה משהו שיצדיק התלהבות מיוחדת דוקא מן המבנים הגיאומטרים של אל ג'אזרי. אבל אם משהו מן הקוראים כן מזהה יופי מיוחד, או מסר נשגב סמוי אשמח להשכיל.

את התבנית הגיאומטרית מקיפה כתובת ברונזה, "המלוכה לאללה, היחיד, הכובש"

"המלוכה לאללה, היחיד, הכובש" קליגרפיה בכתב כופי

היא כתובה בקליגרפיה ערבית עתיקה, כתב כופי (كوفي ). הכתב הכופי מאופיין בקווים ובזוויות ישרות, ולעתים בקווים מאורכים. במקור לא כלל הכתב הכופי את הסימנים הדיאקריטיים המבחינים בין אותיות הכתב הערבי. כתב כופי היה נפוץ בכתבי יד מן המאות השביעית ועד העשירית. בשלהי מאה ה-12, בזמן בו נעשתה הדלת, הוא היה פחות בשימוש ואינני יודע אם לבחירה הזו יש משמעות?

 את הקליגרפיה מקיפות לוחיות ברונזה אשר קושטו בעלי נחשת יצוקים.

עלי נחשות יצוקים (באדום) בתוך פלטות ברונזה (צהבהבה)

התהליך היא יחסית מורכב, ראשית הוא יצק לוחות ברונזה. בעזרת אזמל הוא חרט בברונזה את תבנית העלים ומלא את העלים בנחושת מותכת.

בשרטוט לא מופיעות כלל כיפות ברונזה, יש בספר הסבר מילולי נפרד וגם שרטוט של הכיפה. הרשיתי לעצמי  לנסות להוסיף את זה לציור המקורי של אל ג'זארי:

כיפות ברונזה, מופיעות במקור בשרטוט נפרד

אני מדלג על מקצת הפרטים. לסיום מקושי הדלת עוצבו כמו שני דרקונים מכונפים העומדים אחד מול השני, הציר נראה כמו לשונות הדרקונים, הנוגסים ואולי מלקקים ראש אריה.

הדלת אמנם לא שרדה (אני משוכנע שנבנתה בגלל התיאורים המפורטים של העשיה) אבל מקושים דומים מאד מן המסגד הגדול בג'זיירה בדרום-מזרח אנטוליה שרדו והיום שוכנים במוזיאון לאמנות מוסלמית באיסטנבול, במפתיע יש גרסאות די דומות שמצאו את דרכן לקופנהגן וברלין.

מקושי הדלת, בצד שמאל שרטוט מן הספר בצד ימין מקושים מן המסגד בג'זיירה

לעולם לא נדע מה גרם להתלהבותו של אל ג'אזרי ממלאכתו. יתכן שאל ג'זארי נהנה מן הפתרון הגיאומטרי שלו וחשב שהוא יפה במיוחד, יתכן שנהנה מהצלחתו ביציקות מורכבות, בעבודה עם מתכות מגוונות, ברונזה, נחושת וכסף, אולי שמח בעושר הפרטים הגדול ואולי מן השילוב של כולם.

מהנדסים צבאיים והיסטוריה של ההנדסה

הנדסה קיימת מימי קדם, המצאת הגלגלת, בניית הפירמדות או תהליך יצור הנחושת הם כולם "הנדסה" על פי כל הגדרה מודרנית אבל  רק במאה ה-14 נעשה לראשונה שימוש במונח " "engine'er, מילולית מפעיל מנוע ולמעשה "מהנדס". במאה ה-14 לא היו עדיין מנועים, והכוונה למפעיל כלים צבאים כמו הקטפולטה. במשך שנים רבות כל המהנדסים היו מהנדסים צבאיים. ארכימדס, מתמטיקאי מחונן, מדען ומהנדס היה שותף משמעותי במלחמה הפונית השניה. הוא שיפר את העוצמה והדיוק של הקטפולטה, המציא מנוף ענק שכונה "טלף ארכימדס" להרים ולשמוט לים את האוניות הרומיות. ושיא השיאים, שריפת הצי הרומי באמצעות מראות. בהנדסה של  ליאונרדו דה וינצי היו פרקים צבאיים. במכתב לשליט מילנו, לודוביקו ספורצה, פורש לאונרדו את יכולותיו לבנות גשרים קלים לניוד בעת מרדף, לרוקן חפירות ממים בעת מצור, להרוס מבצרים, לבנות תותחים קלים, לבנות כלי רכב משוריינים ועוד. לפקולטה להנדסה בטכניון קוראים עדיין הנדסה אזרחית, באנגלית civil engineering, על מנת להפרידה מן ההנדסה הצבאית למרות שהאחרונה הפכה להיות שולית בעולם ההנדסה.  בהמשך לכך קצת מפתיע שאין אצל אל ג'זארי שום פרק צבאי ואפילו כשהוא בונה את שער הכניסה לארמון, שיקולי חוזק ויכולת הגנה הם כמעט מתבקשים, אין על זה אפילו מילה יחידה.

בדעתי עולים שני הסברים אפשרים:

  • הממלכה בדיארבקיר היתה כל כך שלווה שלא היה צורך במהנדס צבאי
  • הצרכים והציפיות של החצר בדיארבקיר ממהנדס החצר היו אחרים

שינוי בחצר בדיאבקיר ואל ג'זארי כ"קוסם הנדסה"

השושלת נוסדה על ידי ארתוק ביי שהיה גנרל מוסלמי תחת האמיר הסלג'וקי בדמשק. בשנת 1086 הוא מונה למושל ירושלים, תפנית מפתיעה לסיפור על שושלת מוסלמית ששלטה בדיארבקיר שבאנטוליה. צריך לזכר שמפת המזרח התיכון במאות ה-11 וה-12 שונה מאד מן המפה שאנו מכירים היום.  אחרי מותו של ארתוק ב-1091 בניו סוקומן ואל-גאזי גורשו מירושלים ב- 1098 והתיישבו בדיארבקיר ובמרדין שבאנטוליה. השער הזה הותקן בארמון הארתוקי בדיארבאקיר. המקום  בו אל ג'אזרי היה מהנדס החצר. הארמון נבנה בתוך חומות דיארבקיר בתקופת שלטונו של  סאלח נאסרדין מחמוד (1200-1222) המלך הארתוקי אשר העסיק את אל ג'אזרי כמו אביו ואחיו לפניו. הארמון נחפר חלקית בשנות השישים אבל מרביתו עדיין קבורה תחת תלולית ויש לי פנטזיה שהאתר יחפר פעם שניה ונמצא שרידים של עבודתו של אל ג'אזרי. במאה ה-12 יש לא מעט קרבות עם הצלבנים, עם גיאורגיה והתכתשויות תוך מוסלמיות. אני לא חושב שתקופה שלוה נטולת עימותים היא הסבר להעדר הפן הצבאי באל ג'אזרי כמהנדס. 

הארתוקים הם שושלת טורקמנים אשר שראשיתה כשבט לוחם וכוחה המקורי היה צבאי. במאה ה-12 הם במהלך של התחברות למרכזים העירונים בהם התישבו. גם דיארבקיר, בשמה הקודם אמידה וגם מרדין הם מרכזים עירונים עתיקים מאד עם היסטוריה של תרבות עירונית מאז ימי האשורים. האוכלוסיה היא מגוונת וכוללת אוכלוסיה נוצרית ותיקה, טורקמנים זה מקרוב באו, וכנראה הגירה מאירן ומקומות נוספים שהמשיכה לתוך המאה ה-13. מעבר לספרו המונומנטלי של אל ג'אזרי היתה ככל הנראה סדנה להעתקה ולאיור של כתבי יד. Rachel Ward מזהה לפחות שני כתבי יד נוספים שאוירו שם. יש פריחה ארכיטקטונית, שרון טלמור שחקרה במסגרת התואר השני שלה באוניברסיטת ת"א שלושה מסגדים ארתוקים מצאה שהם מסמנים רצף סגנוני חדש והם ראשית של תקופה חדשה בארכיטקטורה המוסלמית. בתהליך ההטמעות של שבט לוחם בסביבה עירונית ככל הנראה השתנו הצרכים והיה צמא לפעילות תרבותית ואמנותית, החצר בדיארבקיר היתה בתהליך שינוי ממקום של אנשי חרב, לחצר שמכילה ומעודדת, אנשי עט, אומנים, בנאים.  אשמח לשמע גם הצעות אחרות אבל זה הסבר אפשרי בעיני למחיקה של הפן הצבאי בעבודת המהנדס.

אם כך המעגל נסגר. שאלת היופי של הדלת חוזרת ומתחברת לשאלה מה "תפקידו" של אל ג'אזרי. ככל שנפסע יותר לתוך הספר אני חושב שנשתכנע שהוא מן  "קוסם הנדסה" האיש שרותם את המדע והטכנולוגיה בשביל ליצר הפתעה ויופי.