છાંગ હેંગ (Chang Heng or Zhang Heng)

છાંગ હેંગ (Chang Heng or Zhang Heng) (જ. 78, નાનયાંગ, હેનાન, ચીન; અ. 139) : દુનિયાનું સૌપ્રથમ ભૂકંપ આલેખ-યંત્ર (સિસ્મોગ્રાફ) તેમજ અન્ય વૈજ્ઞાનિક ઉપકરણો બનાવનાર ચીની સંશોધક, ખગોળજ્ઞ અને ગણિતજ્ઞ.

ચીનમાં હાન વંશના સામ્રાજ્યને 3 તબક્કામાં વહેંચવામાં આવે છે. આ પૈકી સન 25 થી 220ના કાળને આવરી લેતા સૌથી છેલ્લા તબક્કાને ઉત્તરકાલીન કે પરવર્તી હાન વંશ (Later Han Dynasty) તો ક્યારેક પૂર્વી (Eastern) હાન વંશ પણ કહે છે. છાંગ હેંગ ઉત્તરકાલીન હાન વંશના રાજદરબારમાં મહત્વનો હોદ્દો ધરાવતા હતા.

તેમનું અવસાન 139માં કે 142માં થયું તે અંગે વિદ્વાનોમાં મતભેદ પ્રવર્તે છે; પરંતુ મોટા ભાગના સંશોધકો 139ને તેમનું અવસાન વર્ષ ગણે છે. તેમના મૃત્યુ સમયે હાન વંશની રાજધાની, લોયાન્ગ નગરમાં હતી. છાંગ હેંગે જ્ઞાન પ્રાપ્ત કરવા 16 વર્ષની વયે ગૃહત્યાગ કર્યો અને 20 વર્ષની વયે લેખક અને કવિ તરીકે પ્રસિદ્ધિ મેળવી. 31 વર્ષની ઉંમરે સાહિત્ય છોડી તત્વજ્ઞાનનો અને એ પછી ગણિતનો અને ખગોળનો અભ્યાસ કર્યો. ભૂગોળમાં પણ એમને રસ હતો. આ 3 વિદ્યાઓ ઉપરાંત એ કાળે ઉપલબ્ધ એવી અનેક વિદ્યાઓમાં તેઓ પારંગત હતા. એમની ગણના ઈસુની પહેલી ત્રણ સદીઓમાં થઈ ગયેલા પ્રતિભાવંત ચીની કલાકારો પૈકીના એક તરીકે થાય છે.

115ની આસપાસ, 47ની ઉંમરે છાંગ હેંગની વરણી રાજદરબારમાં રાજજ્યોતિષી અને રાજલેખાધ્યક્ષ (record keeper) તરીકે થઈ. મૃત્યુપર્યંત આ પદ ઉપર રહીને અનેક નાનીમોટી શોધ કરી.

અન્ય પ્રાચીન સંસ્કૃતિઓની જેમ ચીનમાં પણ ‘પાઈ’ (π)ની વિચારણા ઘણી જૂની છે અને આ સંદર્ભમાં છાંગ હેંગનું સ્થાન ચીની ગણિતશાસ્ત્રીઓમાં મોખરાનું છે. એમણે પાઈની કિંમત 730/232 અર્થાત્, 3.1465 અથવા 10ના વર્ગમૂળ તુલ્ય એટલે કે 3.1622 જેટલી આપી.

એમનો પ્રસિદ્ધ ગ્રંથ ‘Ling xian’ છે, જેનો અર્થ છે ‘વિશ્વની આધ્યાત્મિક સંરચના’ કે ‘વિશ્વનું દિવ્ય બંધારણ’. 118ની આસપાસ લખાયેલા આ ગ્રંથમાં એમણે ‘નિહારિકાભ અવકાશ’(Nebulous heavens)નો વાદ વિકસાવ્યો છે. એમણે આકાશની સરખામણી એક વિરાટ ચોરસ તકતી સાથે અને પૃથ્વીને આશરો આપતી વિશાળ થાળી જેવા અર્ધગોળ ઘુંમટ સાથે કરી છે. આ ગ્રંથમાં જ એમણે લખ્યું છે કે ચંદ્ર પોતે સૂર્યના પ્રકાશથી ચમકે છે અને ચંદ્ર જ્યારે પૃથ્વીની છાયામાં આવે છે, ત્યારે ચંદ્રગ્રહણ થાય છે. આ ગ્રંથમાં એમણે 320 તારા-જૂથોનાં નામ આપવા ઉપરાંત કુલ 2,500 તારાઓ સમાવી લીધા છે. એમણે લખ્યું છે કે ખારવાઓ દ્વારા અવલોકાતા તારાઓને બાદ કરતાં આકાશમાં કુલ 2,500 મોટા તારાઓ છે. છાંગ હેંગનું આ લખાણ એવું સૂચવે છે કે પ્રાચીન ચીની નાવિકો તારાઓથી સારી રીતે પરિચિત હોવા જોઈએ. આ ગ્રંથમાં એમણે વિશ્વ (અંતરિક્ષ) અનંત હોવાની વાતનું સમર્થન કર્યું છે. વાસ્તવમાં અંતરિક્ષ અનંત છે એવું કહેનાર છાંગ હેંગ પ્રાચીન ચીનના પહેલા વૈજ્ઞાનિક છે.

છાંગ હેંગ અને ગ્રીક વૈજ્ઞાનિક ક્લૉડિયસ ટૉલેમી સમકાલીન હતા અને બંનેએ એકમેકથી સ્વતંત્રપણે પાઈ(p)નું મૂલ્ય શોધવા ઉપરાંત વલયાંભ ગોલ (armillary sphere) જેવાં યંત્ર પણ બનાવ્યાં હતાં. આ વલયાંભ યંત્રનો ઉપયોગ આરંભમાં અવકાશી પિંડોના નિરીક્ષણમાં તથા એમના સ્થાનનિર્ધારણમાં થતો હતો અને પાછળથી

ખગોળવિદ્યા શીખવવામાં પણ થતો હતો. છાંગ હેંગે અનેક વલયાંભો (armillaries) બનાવ્યાં. આ બધાં વલયાંભો અગાઉનાં એ જ પ્રકારનાં ઉપકરણો કરતાં અનેક બાબતોમાં ચડિયાતાં હતાં. અગાઉનાં વલયાંભોમાં માત્ર બે જ વલયો હતાં, જ્યારે 125માં છાંગ હેંગે એમાં ત્રીજા વલયનો ઉમેરો કરીને એને વધુ ઉપયોગી બનાવ્યું. 117 અને 132ની વચ્ચેના ગાળામાં એમણે એક એવું અદભુત વલયાંભ વિકસાવ્યું કે જેની સાથે કાંસાનો એક વિશાળ ગોળો જોડેલો હતો. આ ગોળા પર આકાશમાં દેખાતાં તારામંડળોની પ્રતિકૃતિ અંકિત કરેલી હતી. વાસ્તવમાં એ ગોળો આકાશના તારાઓ દર્શાવતો એક વિશાળ ગોલક અર્થાત્ ખગોલક કે ખગોળ(celestial sphere)ની નકલ જેવો હતો. આ ગોળો એટલો મોટો હતો કે જિજ્ઞાસુ વ્યક્તિ એમાં બેસીને આકાશી જ્યોતિની ગતિ અને સ્થિતિનું અધ્યયન કરી શકે. તેની વિશિષ્ટતા એ હતી કે તે પાણીની શક્તિથી ચાલતો હતો અને એની ઘૂમવાની ગતિ આકાશમાં ઉદય અને અસ્ત પામતા તારાઓની સાથે હૂબહૂ તાલ મેળવતી હતી. તેને કારણે ગોળાની અંદર બેઠેલી વ્યક્તિ કૃત્રિમ તારાઓના ઉદય અને અસ્ત તથા અન્ય બાબતો જોઈ શકતી હતી. આમ, છાંગ હેંગનું આ યંત્ર આજના તારાગૃહ (planetarium) જેવી કામગીરી કરતું હતું. તેને તારાગૃહનું પૂર્વજ કહી શકાય.

આકાશી પિંડોની આવી પૂર્વથી પશ્ચિમ તરફની ર્દશ્ય ગતિ, દૈનિક-ગતિ (diurnal motion) સાથે યંત્રની ગતિને સમકાલિક (synchronised) કરવા માટે છાંગ હેંગે પોતાના યંત્રમાં એકથી વધુ દાંતાચક્રો (ગિયરો) તથા અન્ય જરૂરી ઉપકરણો મૂકવા ઉપરાંત, એક જળ-ઘડિયાળ પણ જોડ્યું હતું. આ જળ-ઘડિયાળ દ્વારા નિયંત્રિત પાણીના પ્રવાહથી જ આ યંત્ર ઘૂમતું રહેતું હતું. આ પ્રકારની યુક્તિ ગતિ-નિયામક-કળ(escapement) તરીકે ઓળખાય છે અને તેનો ઉપયોગ યાંત્રિક ઘડિયાળોમાં કરવામાં આવે છે. આમ આજના સમયમાપનનાં ઉપકરણમાં પ્રયોજાતી ગતિ-નિયામક-કળ જેવી અત્યંત આવશ્યક પ્રયુક્તિનો ઉપયોગ સૌપ્રથમ છાંગ હેંગે કર્યો હોવાનું માનવામાં આવે છે.

પાછળથી ચીનમાં છાંગ હેંગની આ શોધને આધારે જળ-ઘડિયાળોનો આધાર લઈને એક-એકથી ચડિયાતા ઘણા ખગોલક કે આકાશી ગોળાઓ બન્યા, જેમાં અગિયારમી સદીમાં થઈ ગયેલા પ્રખ્યાત ચીની ખગોળશાસ્ત્રી સુ સોંગ (1020–1101) દ્વારા બનાવેલા જળ-પ્રવાહ વડે ચાલતા વિરાટકાય ખગોલીય ઘડિયાળનો પણ સમાવેશ થાય છે.

છાંગ હેંગે વલયાંભ ઉપરાંત એક એવું ખગોલીય ઉપકરણ પણ બનાવેલું જે ચંદ્રની કલાઓમાં થતા આવર્તી ફેરફારને પ્રત્યક્ષ કરતું હતું.

સામ્રાજ્યના રાજલેખાધ્યક્ષ તરીકેની કેટલીક ફરજો પૈકી છાંગ હેંગની એક કામગીરી ધરતીકંપની વ્યવસ્થિત નોંધ રાખવાની પણ હતી. આ કારણે એમણે ધરતીકંપના આંચકા અને તેની દિશા નોંધતું એક વિશિષ્ટ ઉપકરણ બનાવ્યું. 132માં બનાવવામાં આવેલું દુનિયાનું એ સૌપ્રથમ ભૂકંપ–આલેખક હતું, અને તેને હાન વંશની રાજધાની લોયાન્ગમાં ગોઠવવામાં આવેલું. પોતાના જીવનકાળમાં જ છાંગ હેંગે આ યંત્રની સહાયથી કેટલાક ધરતીકંપ નોંધ્યા હતા. આ યંત્રને મળતું આવતું યંત્ર પશ્ચિમમાં તો છેક 1,600 વર્ષ બાદ અસ્તિત્વમાં આવ્યું હતું.

કાંસાના મોટા પાત્રના બનેલા આ ભૂકંપ-આલેખક યંત્રની અંદર એક વજનદાર લોલક અથવા લોલક જેવી એક યાંત્રિક વ્યવસ્થા હતી. આ લોલક માત્ર ધરતીના ધ્રુજારાથી જ પ્રભાવિત થતું હતું. આધુનિક ભૂકંપ–આલેખકમાં પણ આવી જ વ્યવસ્થા જોવા મળે છે. કાંસાના આ પાત્રમાં 8 દિશાઓમાં 8 લીવર ગોઠવીને એમના મથાળે 8 ડ્રેગન જોડવામાં આવ્યા હતા. આ ડ્રૅગનોના મુખમાં કાંસાના નાના ગોળા રાખવામાં આવતા હતા. એમની બરાબર નીચે મોંની ફાટ ખુલ્લી હોય એવા 8 દેડકા મૂકવામાં આવતા હતા. જો કોઈ દિશાથી ભૂકંપનો ધક્કો આવતો, તો આ યંત્રના એ દિશા તરફના ડ્રૅગનનું જડબું ખૂલી જતું હતું અને એના મોંમાં મૂકેલો કાંસાનો ગોળો નીચે રહેલા દેડકાની ખુલ્લી મોંની ફાડમાં આવી પડતો હતો. આ રીતે ભૂકંપ કઈ દિશામાંથી આવ્યો તેની પણ જાણ થઈ જતી હતી.

છાંગ હેંગે 120ની આસપાસ એક એવું ગાડું બનાવ્યું કે જેના ચાલકનો એક હાથ ગાડું ગમે તેમ ફેરવવામાં આવે તોપણ, હંમેશાં દક્ષિણાભિમુખ જ રહે. આ રમકડું ‘દિશા અન્વેષી યંત્ર’(direction finder)ની ગરજ સારતું હતું. પાછળથી ચીનના અન્ય સંશોધકોએ પણ આવી યુક્તિ પ્રયોજીને વિવિધ રમકડાં બનાવ્યાં જેમને ‘દક્ષિણદિશા ચીંધનાર વાહન’ (south-pointing carriage) કહેવાય છે. આવા દક્ષિણાભિમુખ યંત્રનો વધુમાં વધુ વિકાસ ચીનમાં ઈસુની ત્રીજી સદીમાં થયેલો જોવા મળે છે. છાંગ હેંગના આ રમકડામાં કોઈ ચુંબકીય હોકાયંત્રનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો ન હતો; પરંતુ વિશિષ્ટ એવાં સંખ્યાબંધ દાંતાચક્રોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. આજની મોટરકારોમાં અંતરીય ત્રિપટ કે વિભેદક ગિયર (differential gear) પ્રયોજાય છે કાંઈક એવી જ આ વ્યવસ્થા છાંગ હેંગે છેક ઈસુની બીજી સદીમાં પ્રયોજી હતી. જોકે આ ‘ડિફરેન્શિયલ ગિયર’ની શોધનો યશ પ્રાચીન ચીનના વૈજ્ઞાનિકોને નહિ; પરંતુ ગ્રીકોને જ આપવામાં આવે છે કારણ કે છાંગ હેંગથી પણ પહેલાં ઈ. પૂ. 80માં ગ્રીક લોકોએ આવી યુક્તિ સૌપ્રથમ પ્રયોજી હોવાનું કેટલાંક નવાં સંશોધનો કહે છે. છાંગ હેંગે ગ્રીકથી સ્વતંત્રપણે આ શોધ કરી હોવાનું મનાય છે.

ઢોલ વગાડીને તેનો અવાજ કેટલા અંતર સુધી સંભળાય છે એ પરથી વાહને કેટલું અંતર કાપ્યું તે શોધી આપનાર એક યંત્ર પણ છાંગ હેંગે બનાવેલું. આ યંત્ર આજના પથ-માપક યંત્ર (odometer) જેવું કહી શકાય. વળી, આ ઉપરાંત છાંગ હેંગે બનાવેલાં સંખ્યાબંધ ઉપકરણોમાં પવન દિગ્દર્શી કે પવન-દર્શક યંત્ર (enemoscope) તથા વિવિધ છાયાયંત્રોનો પણ સમાવેશ થાય છે. ભૂગોળમાં પણ એમણે નકશા સંબંધી કેટલાંક સંશોધનો કરેલાં. ભૂગોળના નકશા ઉપર કોઈ એક ચોક્કસ સ્થળને દર્શાવવા માટે આજે આપણે ઊભી ને આડી રેખાઓ વડે બનતા ચોરસની મદદ લઈએ છીએ તેવી એક પદ્ધતિ પણ તેમણે પ્રયોજેલી.

સુશ્રુત પટેલ