ક્વો શઓજિંગ

ક્વો શઓજિંગ (Guo Shoujing) (જ. 1231, ઝીંગતાઈ, હુબઇ પ્રોવિન્સ; અ. 1316) : તેરમી સદીના ચીનના પ્રખર ખગોળશાસ્ત્રી, ગણિતજ્ઞ અને દ્રવ ઇજનેર. આ ખગોળશાસ્ત્રીએ અક્ષાંશોના ચોક્કસ માપન માટે દસ દસ ડિગ્રી અક્ષાંતરો પર સમગ્ર ચીનમાં કુલ 27 જેટલી વેધશાળાઓ સ્થાપી હોવાનું મનાય છે.

ક્વો શઓજિંગને ગણિતશાસ્ત્ર તથા જળવ્યવસ્થા-ઇજનેરીનું જ્ઞાન કદાચ એમના દાદા તરફથી વારસામાં મળ્યું હશે; કારણ કે કિશોર વયે જ અંદાજે 200 વર્ષ પુરાણી, પણ ઘણી અટપટી હોવાને કારણે વ્યવહારમાં લગભગ અપ્રયુક્ત બની ગયેલી એક જલઘડીમાં એમને રસ પડ્યો હતો. પાછળથી આવી જ એક પિત્તળની જલઘડી એમણે બનાવી અને મૉંગોલ સમ્રાટ કુબલાઈખાનને ભેટ આપી હતી. વાંસમાંથી વલય, યંત્ર અથવા વલયાભ-ગોલ (armillary sphere) જેવાં ખગોળીય ઉપકરણોના નમૂના પણ એમણે બનાવેલા. માત્ર 19 વર્ષની વયે પથ્થરના એક પુલનું બાંધકામ એમની દેખરેખ હેઠળ થયું હતું.

1260માં છાંગના હાથ નીચે સરકારી નોકરીમાં જોડાયા તે અગાઉ એમણે વાંગ નામના એક ચીની ખગોળશાસ્ત્રી સાથે પરિચય કેળવીને તેમની પાસેથી ખગોળ, ગણિત, ભૂગોળ અને સિંચાઈ ઇજનેરી જેવી વિદ્યાઓમાં પારંગતતા હાંસલ કરી. આ બંને મહાનુભાવો સાથેના સંબંધો એમને આગળ ઉપર બહુ ઉપયોગી થઈ પડ્યા. છાંગની ભલામણથી એમની પ્રથમ વરણી કુબલાઈખાનના જળસિંચાઈ ખાતામાં થઈ, જ્યાં 1262થી 1276 સુધી રહ્યા અને પાણીની અનેક નહેરોના નિર્માણમાં મુખ્ય ભાગ ભજવ્યો. ત્યારબાદ એમની નિમણૂક મૉંગોલ સમ્રાટે નવા સ્થાપેલા ખગોળીય કાર્યાલય(astronomical bureau)માં નિયામક તરીકે થઈ હતી. તેના ઉપનિયામક તરીકે વાંગની નિમણૂક થઈ. અહીં બનતાં નવાં ખગોળીય ઉપકરણો પર દેખરેખ રાખવાની તથા સમ્રાટ માટે તૈયાર થતા નવા પંચાંગની સઘળી જવાબદારી એમણે ઉપાડી લીધી.

એમની દેખરેખ હેઠળ તેરેક ખગોળીય ઉપકરણો તૈયાર કરવામાં આવ્યાં; જેમાં કેટલાંક પુરાણાં યંત્રોની નવેસર પુનર્રચના કરવામાં આવી. આ બધાંમાં સૂર્યના ઉન્નતાંશ માપવા માટે 12.187 મી. ઊંચા એક મિનારાનું નિર્માણ, ઘડી-ચાલિત વિશાળ અવકાશી ગોલક, ધ્રુવ-નિરીક્ષણ ઉપકરણ, સૂર્ય તથા ચંદ્રગ્રહણોનાં નિરીક્ષણ માટેનું સાધન, સમય નિર્ધારિત કરતાં વિવિધ સાધનો વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. ઉપકરણોનું નિર્માણકાર્ય 1279માં પૂરું થયું, એ જ વર્ષે મૉંગોલ સમ્રાટની રાજધાની બેઇજિંગમાં એક વેધશાળાની સ્થાપના કરવામાં આવી, જે આજે પણ જોવા મળે છે. પાછળથી અન્ય સ્થળોએ પણ આવી પાંચેક વેધશાળાઓ સ્થાપવામાં આવી હતી.

પંચાંગનું કાર્ય 1280માં પૂરું કર્યું, જેમાં વર્ષની લંબાઈ (વર્ષમાન) લગભગ 365 દિવસ લેવામાં આવેલી છે. આ પંચાંગ 364 વર્ષ સુધી સમગ્ર ચીનમાં પ્રચલિત રહ્યું, જે એક વિક્રમ હતો. અનેક વેધો લેવા ઉપરાંત એમણે ખગોળશાસ્ત્ર તથા પંચાંગ સંબંધી કેટલાક ગ્રંથો લખ્યા હતા; પરંતુ આજે તેમાંનું કશું જ ઉપલબ્ધ નથી. એમનું ગણિતક્ષેત્રનું પ્રદાન પણ મહત્વનું છે. ચીનમાં ‘ગોલીય ત્રિકોણમિતિ’(spherical trigonometry)નો પાયો એમને જ હાથે નંખાયો. આ ઉપરાંત દ્વિચતુર્ઘાત સમીકરણો(biquadratic equations)નો ઉપયોગ કરી સૂર્યની ર્દષ્ટિગતિની કોણીય ઝડપની ગણતરી કરવા માટેની પદ્ધતિની શોધ કરી; તેને આજની ‘પરિમિત અંતરની વિધિ’(method of finite difference)ની સમકક્ષ માનવામાં આવે છે.

ક્વો શઓજિંગે બનાવેલાં પરિશુદ્ધ ખગોળીય ઉપકરણોમાં એમના ઇજનેરી વિદ્યાના અનુભવોનો આડકતરો લાભ ખગોળને મળ્યો છે; પરંતુ એમનું સૌથી મોટું પ્રદાન તો ખગોળીય ઉપકરણોનું વિષુવવૃત્તીય પ્રસ્થાપન (equatorial mounting) કરવાની એમણે શોધેલી યુક્તિ છે. ખગોળીય પિંડોનાં લગભગ બધાં જ નિરીક્ષણોમાં તથા ખગોળ-ફોટોગ્રાફી માટે ઉપયોગી મોટા ભાગનાં ટેલિસ્કોપનું પ્રસ્થાપન આ જ યુક્તિ પર આધારિત છે. આવા પ્રસ્થાપનને લંબન યા લંબનિક સ્થાપન (parallactic mounting) પણ કહે છે. આ જ અરસામાં, પશ્ચિમના દેશોમાં પ્રયોજાતી ક્રાંતિવૃત્ત-સ્થાપન(ecliptic mounting)ની પદ્ધતિ કરતાં ક્વો શઓજિંગે શોધેલી આ નવતર પદ્ધતિ વધુ ચડિયાતી જણાઈ હતી. ચીનની આ શોધ પશ્ચિમમાં આશરે ત્રણસો વર્ષ પછી પહોંચી – સોળમી સદીના ઉત્તરાર્ધમાં. એનો યશ ટાયકો બ્રાહી(1546-1601)ને આપવો જોઈએ. ચીનની આ શોધથી પ્રેરાઈને કે પછી સ્વતંત્રપણે 1585માં ટાયકોએ ધૂમકેતુઓ અને તારાઓના નિરીક્ષણ માટે આ પદ્ધતિ અખત્યાર કરી હતી. ન્યૂટન પછીના કાળમાં બનેલા સઘળા મોટા ટેલિસ્કોપનું સ્થાપન ક્વો શઓજિંગની આ જ પદ્ધતિએ થયેલું જોવા મળે છે.

ક્વો શઓજિંગે આ યુક્તિ પર તૈયાર કરેલું એક નિલંબિત (suspended) યંત્ર હાલ નાનકિંગ શહેર નજદીક આવેલા પરપલ માઉન્ટન નામના પર્વત પર આવેલી એ જ નામની ચીનની એક જાણીતી વેધશાળા ખાતે જોવા મળે છે. પહેલાં આ યંત્ર બેઇજિંગની પુરાણી વેધશાળામાં ગોઠવેલું હતું. કહેવાય છે કે ક્વો શઓજિંગની દેખરેખ હેઠળ કાંસાનું આ યંત્ર આરનિકો નામના એક નેપાળી કારીગર દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું. ખગોળીય કાર્યાલયનો હવાલો સંભાળ્યા પછી ક્વો શઓજિંગે સૌથી પહેલું કામ પુરાણા વલય-યંત્રને સુધારીને નવેસરથી બનાવવાનું કર્યું. અગાઉનું વલય-તંત્ર પુરાણું હોવા ઉપરાંત, ઉચ્ચ અક્ષાંશો માટે બનાવેલું હતું. એટલે એમાં યોગ્ય ફેરફાર કરીને જે અદભુત નવું યંત્ર બનાવ્યું તેનું નામ તેમણે સરળ વલયયંત્ર (simplified armillary sphere or Jianyi) રાખ્યું. આ યંત્રનું બીજું નામ વિષુવવૃત્તીય વળ-ઘૂર્ણ-યંત્ર (equatorial torquetum) કદાચ એટલા માટે અપાયું છે કે ક્વો શઓજિંગને એ બનાવવાની પ્રેરણા અંશત: મુસ્લિમોના ‘તુર્કોનું સાધન’ (Turkish instrument) નામના એક યંત્ર પરથી મળી હોવાનું અમુક વિદ્વાનો માને છે. તેની શોધ જબીર ઇબ્ન અફલાહ નામના સ્પેનના એક મુસ્લિમ ખગોળશાસ્ત્રીએ 1170માં કરી હોવાનું માનવામાં આવે છે. બહુ પાછળથી આ સાધન યુરોપમાં પહોંચ્યું અને ‘ટૉર્કવેટમ’ તરીકે જાણીતું બન્યું. એક રીતે જોઈએ તો આ યંત્ર અને વલય-યંત્ર વચ્ચે ઝાઝો ફેર નથી, બલ્કે, ટૉર્કવેટમને વલય-યંત્રનું સુધારાવધારા સાથેનું જટિલ રૂપ કહી શકાય. તે સાધનમાં ખગોળના વિષુવવૃત્ત, ક્રાંતિવૃત્ત, ક્ષૈતિજ વૃત્ત, યામ્યોત્તર વૃત્ત જેવાં વૃત્તો માટે અલગ અલગ વલયો આવેલાં હતાં અને એમને ગોળાકારમાં એવી રીતે જોડવામાં આવેલાં હતાં કે દરેકને પોતાની ધરી પર સરળતાથી ઘુમાવી શકાય. અટપટી રચનાને કારણે તેને વાપરવું પણ અઘરું હતું.

કેટલાક વિદ્વાનોના મતે ‘ટૉર્કવેટમ’ યુરોપમાં પહોંચ્યું તે પહેલાં ચીનમાં પહોંચી ચૂક્યું હતું. આમ પણ, યુઆન વંશના શાસન દરમિયાન ચીનના વિજ્ઞાન અને યંત્રોદ્યોગશાસ્ત્ર પર આરબોની ઠીક ઠીક અસર જોવા મળે છે. એ કાળે પર્શિયા(આજના ઈરાન)માં મૉંગોલોના આશ્રય હેઠળ 1259માં સ્થપાયેલી મરાઘા ખાતેની, એ જ નામની વેધશાળા સાથે ચીની ખગોળને ગાઢ સંબંધો હતા. વળી તેરમી સદીમાં ચીનનો એક ખગોળશાસ્ત્રી પણ આ વેધશાળામાં નિયુક્ત થયો હતો. તે જ પ્રમાણે પર્શિયાનો જમાલુદ્દીન નામનો એક ખગોળશાસ્ત્રી પણ 1267માં ચીન ગયો હતો. કહેવાય છે કે આ વિદ્વાન પોતાની સાથે સાતેક જેટલાં મુસ્લિમ ઉપકરણો લઈ ગયો હતો. આનો અર્થ એ થયો કે ક્વો શઓજિંગે બનાવેલાં યંત્રો લગભગ 10થી 12 વર્ષ પૂર્વે ચીન પહોંચ્યાં હતાં; પરંતુ તેથી ક્વો શઓજિંગે બનાવેલાં યંત્રોનો મૂળ વિચાર એમણે મુસ્લિમો પાસેથી ઉછીનો લીધો એમ કહેવું યોગ્ય નથી. વળી, એક બીજી પણ વાત છે. મરાઘા વેધશાળાનાં ઉપકરણોની યાદીમાં કે પછી જમાલુદ્દીન દ્વારા ચીન લાવવામાં આવેલાં ઉપકરણોની યાદીમાં આ તુર્કી સાધન(ટૉર્કવેટમ)નો ક્યાંય ઉલ્લેખ જોવા મળતો નથી. એવું બને કે જમાલુદ્દીને પોતે જ ક્વો શઓજિંગને આ અંગે માહિતી આપી હોય. એ જે હોય તે; પરંતુ મુસ્લિમોનું આ સાધન ગૂંચવણિયું હતું; એટલું જ નહિ, પરંતુ તત્કાલીન ચીની પદ્ધતિને અનુરૂપ પણ ન હતું અને તેથી તેમાં સુધારાવધારા કરવાની આવશ્યકતા હતી. આનું મુખ્ય કારણ એ હતું કે ચીનાઓનું ખગોળ ખગોળીય યા અવકાશી વિષુવવૃત્ત (celestial equator) પર આધારિત હતું.

ચીની ખગોળશાસ્ત્રમાં પ્રાચીન કાળથી જ ખગોળીય વિષુવવૃત્તની જેમ જ અચલ જણાતા ધ્રુવ-તારાનું કે ખગોળીય ધ્રુવનું મહત્વ વિશેષ રહ્યું છે. સમગ્ર આકાશ, ધ્રુવના તારાની ચોપાસ – એને ખીલો ગણીને તેની આસપાસ પરિભ્રમણ કરે છે એવી ચીની પ્રાચીન માન્યતાને કારણે ધ્રુવતારાને પણ મહત્વ અપાયું. આમ, ચીનમાં ખગોળીય વિષુવવૃત્ત તથા ધ્રુવ-બિંદુને આધાર માનીને આકાશી પિંડોનાં સ્થાનો નિર્ધારિત કરવામાં આવતાં હતાં. આ પદ્ધતિ નજીવા ફેરફારોને બાદ કરતાં, આજની સર્વસ્વીકૃત વિષુવાંશ (right ascension) અને ક્રાન્તિ યા અપક્રમ યા વિષુવલંબ (declination) જેવી આકાશી-જ્યોતિઓના ચોક્કસ સ્થાન નિર્ધારિત કરતી પદ્ધતિ સાથે ઘણી જ મળતી આવતી હતી. તેથી ઊલટું, ગ્રીકોનું ખગોળ, ક્રાંતિવૃત્ત અને ક્રાંતિવૃત્તના ધ્રુવ (કદંબ) પર આધારિત હતું અને તારાનું સ્થાન નિર્ધારિત કરવા માટે ગ્રીક લોકો ખગોળીય શર (celestial latitude) અને ખગોળીય ભોગ(celestial longitude)નો ઉપયોગ કરતા હતા તો આરબો કે ઇસ્લામી ખગોળશાસ્ત્રીઓ, પાર્થિવ ક્ષિતિજ(terrestrial horizon)ને આધારે ઉન્નતાંશ (altitude) તથા દિગંશ(azimuth)નો ઉપયોગ તારાનું સ્થાન નક્કી કરવા માટે કરતા હતા.

ખગોળીય વિષુવવૃત્ત અને ખગોળીય ધ્રુવ જેવા ઘટકોને મહત્વ આપવાને કારણે ગ્રીક લોકોનાં કે મુસ્લિમોનાં યંત્રો ચીની ખગોળશાસ્ત્રીઓ માટે નિરુપયોગી બની ગયાં. જો એમને વાપરવાં હોય તો અમુક સુધારા આવશ્યક બની ગયા. આમ થવાથી કેટલાક ફાયદા પણ થયા.

પ્રથમ ફાયદો તો એ થયો કે ચીનનાં વલય-યંત્રોમાં અમુક વધારાનાં વલયો રાખવાની જરૂર ન રહી. આરબો કે ગ્રીકોનાં વલય-યંત્રોમાં જોવા મળતી ક્રાંતિવૃત્ત દર્શાવતી પટ્ટિકા ચીનનાં વલય-યંત્રોમાં જોવા મળતી નથી. આમ આવાં બિનજરૂરી વલયો નીકળી જતાં, ચીની વલય-યંત્રોની રચના અન્ય દેશોનાં યંત્રોની અપેક્ષાએ ઘણી સરળ બની ગઈ.

બીજો વધારે મહત્વનો ફાયદો એ થયો કે ખગોળીય ઉપકરણોને પ્રસ્થાપિત કરતી એક નવતર પદ્ધતિનો ઉદય થયો જેનો જશ, ક્વો શઓજિંગને ફાળે જાય છે. એમણે પરંપરાગત ચીની વલય-યંત્ર- (ટૉર્કવેટમ)માંથી ક્રાંતિવૃત્તના વલયને કાઢી નાખીને રચના સરળ કરી. તે પછી વિભિન્ન વલયોને પોતાનાં અલગ અલગ સમતલોમાં સ્થાપિત કરવા ઉપરાંત, સમગ્ર યંત્રના અક્ષ(axis)ને એવી રીતે ઝુકાવ આપ્યો જેથી આકાશમાંના ધ્રુવના તારા કે ખગોળીય ધ્રુવની સીધાણમાં એ આવી જાય. યંત્રના અક્ષનો ધ્રુવાક્ષ (polar axis) સાથે સંપાત કરતાં યંત્રનું વિષુવવૃત્ત દર્શાવતું વલય આપોઆપ જ આકાશી વિષુવવૃત્ત સાથે સમતલમાં આવી જાય છે. યંત્રના સ્થાપનની આવી વિશિષ્ટ ગોઠવણને વિષુવવૃત્તીય સ્થાપન કહે છે. તેની વપરાશ માટે ક્રાંતિવૃત્ત પર સ્થાપેલાં યંત્રોની જેમ બે નહિ પરંતુ એક જ ગતિ આપવાની રહે છે. આમ રચનાની ર્દષ્ટિએ તેમજ ઉપયોગની ર્દષ્ટિએ પણ ચીની ખગોળીય યંત્રો સરળ બન્યાં. વિશ્વવ્યાપી બનેલી વિષુવવૃત્તીય પ્રસ્થાપનની આ શોધ માટે આજે પણ ક્વો શઓજિંગને યાદ કરવામાં આવે છે.

સુશ્રુત પટેલ