دستگاه اندازه گیری وزن – ترازو
برخی از مهندسان و دانشمندان قدیم ایران در مورد کیفیت وزن (ثقل) و وزن انواع مواد و جواهرات مطالعات ارزنده ای انجام دادند و در این ره تا بدین جا پیش رفتند که خود وسایلی دقیق برای اندازه گیری وزن مواد گوناگون ابداع نموده ، آن وسایل را ساخته و به آزمایش در این زمینه پرداختنه اند. این ابزارها که ترازو خوانده می شوند انواع گوناگونی داشتند که هر یک از ویژگی خاص خویش برخوردار بوده است.
یکی از مآخذ مهمی که در زمینه ی ترازو و مخترعان آنها نوشته شده ، متعلق به ابوالفتح عبدالرحمن خازنی است ، وی که اهل مرو در خراسان بزرگ بود کتابی راجع به اصول هندسی و مکانیکی ترازو نوشته است. در این کتاب که میزان الحکمه نام دارد به شرح کارهای دانشمندانی که در این زمینه کارکرده اند پرداخته و اندیشه های خود را نیز در آن آورده است. از دانشمندانی که خازنی نامشان را در دفتر خویش برده ارشمیدس یونانی ، ابوریحان بیرونی ، زکریای رازی و عمر خیام بوده اند. خازنی ضمنا شرحی از ترازوهای ابداعی هر یک از آن دانشمندان را در کتاب خویش آورده است که در ذیل قسمت هایی از آن نقل می شود..
او در شرح مربوط به ترازوی ابوریحان می نویسد :
ابوریحان می گوید : “که آلتی ساختم مخروط ، یعنی زیر فراخ و پهن ، و سر تنگ بر شکل طبرز و چنان کردم که گردنی کشیده داشت ، و میان تن آلت و گردنش هیچ شکن و زاویه ای نبود و بر شکل پشت قوسی از دایره بود و در گردنش سوراخی ، لوله ای خمیده در آن سوراخ نشانده ، و آن جانب که بر بالا بود از او لوله ای شکافته بود به شکافی باریک بر شکل ناودانی ، تا چون آلت را پر از آب بکنند و مقدار معلوم فلزی یا جوهری به میان آب فروگذارند آنقدر که جای آب بگیرد آب به بالا آید و از ناودان بیرون آید در پله ی ترازو رود و آن آب را بر کشند و مناسبت میان آبها را و هر فلزی و هر جوهری بدانند و چون وزن آب ها معلوم گردد به مقدار مساحت حجم هر یک معلوم شود و در صورت آلت این است.”
خازنی آنگاه گفته ی ابوریحان را در مورد چگونگی انجام آزمایش مربوط به تعیین وزن انواع مواد نقل می کند ، از جمله می گوید :
(… زر خالص را بسندم و آن را به داروهای تیز ، صافی گردانیدم تا چنان شد که به دشواری می گداخت ، و زود می فسرد و در محک می آویخت. بعد از آن پاره های آن را به وزن های مختلف امتحان کردم ، تا آخر بدان باز آمد که بعد از احتیاط بسیار به مقدار بسیار ، به مقدار صد مثقال زر صافی خالص ، پنج مثقال و دانگی و نیم آب از آلت بیرون آمده بود… ) .
( بعد از آن خواستیم ، که درستی این عمل ها بر عکس اعتبار کنیم و معلوم بود که بصد مثقال زر چه قدر آب بیرون می آمد. و زر ناکشیده را اندک اندک در آلت می افکندم ، و آب را به وزن اعتبار می کردم ، تا آنگاه که وزن این آب ، برابر وزن آن آب شد به صد مثقال زر بیرون آمده بود. پس زر را برون کردم و خشک گردانیده وزن کردم و دو فقره همین امتحان کردم ، چون علم موافق عمل اول آمده ، صحت اعمال معلوم گشت… )
خازنی سپس به بیان صفت ترازویی که مبتکر آن محمد زکریای رازی بود می پردازد و در آن باره چنین می نویسد :
محمد زکریا می گوید :” باید که در ساختن ترازو استقصا و احتیاط به غایت کرده شود ، و ساختن ترازو چنان است که نخست دو کفه از یک جوهر بسازند و چنان کنند که هر کفه را چندان آب درش گنجد که در کفه ی دیگر. بعد از آن پشت هر دو کفه به سوهان می سایند تا هر دو به وزن برابر یکدیگر شوند و آنگاه عمودی بسازند به شکل عمود قپان ، و در راستی و همواری آن هر مبالغت که ممکن بود بجای آوردن و یک کفه را از یک کفه از یک طرف عمود فرو آویزند ، و محکم کنند. این کفه ی دیگر را حلقه بسازند که همچون ناره ی قپان بر عمود روان بوده و این کفه را از آن حلقه فرو آویزند و حلقه را بدین طرف دیگر نهند. ببینند که حلقه بر کدام موضع بود که عمد راست بایستد ، و هیچ جانب میل نکند. آن موضع را جای حلقه سازد و آن طرف دیگر بود از عمود ، پس یک مثقال زر خالص را در کفه باید نهادن که از او فرو آویخته بود و یک مثقال نقره خالص در این کفه دیگر نهادن ، که بی شک عمود همچنان راست ایستاده بماند و به هیچ جانب میل نکند و چون هر دو کفه را با زر و نقره به میان آب فرو گذاریم تا هر دو کفه از آب پر گردند و هم چنان پرگشته از میان آب به آریم ، لابد که عمود میل به سوی آن کفه می کند که زر درش باشد ، زیرا که زر به حجم کم از جرم نقره باشد ، و آب در آن کفه که زر در آنجا باشد بیش بود پس حلقه را فرا پیش می آوریم ، و به علاقه نزدیک می گردانیم ، تا عمود راست بنشیند و به هیچ جانب میل نکند و بر آن موضع نشان ب برش بنویسیم و الف بر طرف عمود بنویسیم ، بر میان جای راست الف و با حرف ج بنویسم و این موضع زبانه ترازو باشد بدین صورت : (چون در جرمی شک افتد که زر خالص است یا نقره ، یا از هر دو آمیخته است ، به وزن آن جرم ، نقره ی خالص را در آن کفه نهیم که ثابت و محکم بود ، و حلقه را به کفه ی دیگر نهیم ، اگر عمود به نقطه ی الف راست بایستد جمله نقره خالص است و اگر به نقطه ب بایستد جمله زر خالص است ، و اگر به نقطه ج راست بایستد میان الف و ج باشد نقره بیشتر و اگر آن موضع که حلقه بر آنجا نهد ، و عمود راست بایستد میان 1 و ج باشد نقره بیشتر بود و اگر آن موضع که میان ج و ب باشد زر بیشتر بود.
خازنی در ادامه ی گفتار خویش پیرامون انواع ترازوها سپس به شرح ترازوی ابداعی عمر بن ابراهیم خیامی (خیام) می پردازد و تحت عنوان قسطاس المستقیم جزئیات آن را توصیف می کند. ترازوی اختراعی خیام مطابق شرح خازنی نوعی قپان بوده که از اصل اهرم در آن استفاده شده و دارای یک کفه و تعدادی وزنه بوده است.
عبدالرحمن خازنی در انتها کتاب الحکمه جزئیات ترازوی حکمت خود را تشریح می کند. (ترازوی حکمت) خازنی همانند دیگر ترازوها دارای یک شاخص و یک میله افقی بوده ولی به عوض یک یا دو چندین کفه داشته است. توصیف ترازوی حکمت از زبان خازنی :
“عمودی است املس تساوی الاجزا ماهی پشت چون عمود قپان ، و هر چه دراز تر بود بهتر باشد ، و معلوم است که زر گراینده تر است سوی زیر از سیم. پس بر میان آن عمود زبانه ای سازیم چون زبانه ترازو ، چنان که به اندک مایه تفاوت بگردد ، و کفه ای بر یک طرف وی بیاویزیم چون کفه ترازو و زیر آن کفه کفه ی زیر در آویزیم ، و این کفه دوم را جائی سازیم که همیشه بر آب باشد ، و کفه ای در دیگر طرف عمود آویزیم. او را کفه دو نام کنیم ، دو کفه دیگر بسازیم یکی از آن زر و دیگری از آن سیم و این هر سه کفه را در آویزیم بعد از آن که بر این جانب از عمود نشانه ها کرده باشیم ، هر کفه را معلاقی از وی در آویزیم ، چون معلاق ناره قپان ، که هر سوی که خواهیم بتوانیم بردن…”