← Return to Corpus Canvas

File 32

علم الآلات الحربيةGeometry Surveying Mechanics and Engineering

Introduction

علم الآلات الحربية

هو علم يتعرف منه كيفية اتخاذ الآلات الحربية كالمنجنيق وغيرها.

وهو من فروع علم الهندسة.

ومنفعته ظاهرة لأنه شديد العناء في دفع الأعداء وحماية المدن.

وهذا العلم: أحد أركان الدين لتوقف أمر الجهاد عليه ولبني موسى بن شاكر كتاب مفيد في هذا العلم كذا في: مفتاح السعادة و: مدينة العلوم.

وينبغي أن يضاف علم رمي القوس والبنادق إلى هذا العلم وأن ينبه على أن أمثال ذلك العلم قسمان:

علم وضعها وصنعتها.

وعلم استعمالها وفيه كتب.

علم الآلات الروحانية

وهو علم تتبين منه: كيفية إيجاد الآلات المرتبة المبنية على ضرورة عدم الخلاء ونحوها كقدح العدل وقدح الحور.

أما الأول: فهو إناء إذا امتلأ منها قدر معين يستقر فيها الشراب وإن زيد عليها ولو بشيء يسير ينصب الماء ويتفرغ الإناء عنه بحيث لا يبقى منه قطرة.

وأما الثاني: فله مقدار معين إن صب فيه الماء بذلك القدر القليل يثبت وإن ملئ يثبت أيضا وإن كان بين المقدارين يتفرغ الإناء كل ذلك لعدم إمكان الخلاء.

وهذا العلم من حيث تعلقه بمقدار معين من الإناء من فروع علم الهندسة ومن حيث كونه مبنيا على عدم الخلاء من فروع علم الطبيعي ومن هذا القبيل دوران الساعات ويسمى علم آلات روحانية: لارتياح النفس وارتياضها بغرائب هذه الآلات.

وأشهر كتب هذا الفن: حيل بني موسى بن شاكر وفيه كتاب: مختصر لغيلن وكتاب: مبسوط للبديع الجزري كذا قال أبو الخير.

علم أنباط المياه

هو علم يتعرف منه كيفية استخراج المياه الكامنة في الأرض وإظهارها ومنفعته ظاهرة وهي إحياء الأرضين وإفلاحها ونقل عن بعض العلماء أنه قال: لو علم عباد الله تعالى رضاء الله تعالى في إحياء أرضه لم يبق في وجه الأرض موضع خراب.

وللكرخي فيه كتاب مختصر وفي خلال كتاب الفلاحة النبطية مهمات هذا العلم. انتهى ما في: مدينة العلوم و: مفتاح السعادة وأورده العلامة أبو الخير رحمه الله في فروع علم الهندسة.

علم تسطيح الكرة

هو: علم يتعرف منه كيفية إيجاد الآلات الشعاعية كذا في: كشاف اصطلاحات الفنون.

وقال في: كشف الظنون: كيفية نقل الكرة إلى السطح مع حفظ الخطوط والدوائر المرسومة على الكرة وكيفية نقل تلك الدوائر عن الدائرة إلى الخط وتصور هذا العلم عسير جدا يقرب من خرق العادة لكن عملها باليد كثيرا ما يتولاه الناس ولا عسر فيه مثل عسر التصور. انتهى ما ذكره أبو الخير.

وقد جعله من فروع علم الهيئة وهو: من فروع علم الهندسة ودعوى عسر التصور ليست على اطلاقها بل هو بالنسبة إلى من لم يمارس في علم الهندسة. انتهى.

ومنفعته: الإرتياض بعلم هذه الآلات وعملها وكيفية انتزاعها من أمور ذهنية مطابقة للأوضاع الخارجية والتوصل بها إلى استخراج المطالب الفلكية.

ومن الكتب المصنفة فيه: كتاب: تسطيح الكرة لبطليموس و: الكامل للفرغاني و: الاستيعاب للبيروتي و: الدستور والرجيح في قواعد التسطيح لتقي الدين و: آلات التقويم للمراكشي - رحمهما الله تعالى.

علم جر الأثقال

هو: علم يبحث فيه عن كيفية اتخاذ آلات تجر الأشياء الثقيلة بالقوة اليسيرة.

ومنفعته: ظاهرة حتى للعوام وقد برهن إيدن في كتابه: في هذا العلم على نقل مائة ألف رطل بقوة خمسمائة وهذا أمر يستبعده العقول القاصرة.

وهو: من فروع علم الهندسة وبرهن الإمام في آخر: جامع العلوم على بعض مسائله ولم يذكر صاحب: مفتاح السعادة كتابا في هذا الفن وكذا صاحب: مدينة العلوم ولكن حدثت في هذا الزمان كتب كثيرة في هذا العلم بلسان الفرنج ولهم يد طولى في ذلك وقد أوجدوا في زماننا هذا أشياء تجر الأثقال والأحمال الكثيرة إلى مسافات شاسعة عسيرة في أزمنة قليلة يسيرة تحار منها الأفهام وتأبى عن ضبطها الأقلام منها: العجلة الدخانية تقطع مسيرة شهر في يوم وليلة.

علم الرياضة

الرياضي من أقسام الحكمة النظرية.

وهو: علم باحث عن أمور مادية يمكن تجريدها عن المادة في البحث سمي به لأن من عادة الحكماء أن يرتاضوا به في مبدأ تعليمهم إلى صبيانهم ولذا يسمى: علما تعليميا أيضا. وبالعلم الأوسط المتوسطة بين ما لا يحتاج إلى المادة وبين ما يحتاج إليها مطلقا لافتقاره من وجه وعدم افتقاره من وجه آخر.

وله أصول ولكل منها فروع فأصوله أربعة: الهندسة والهيئة والحساب والموسيقى وذلك لأن

موضوعه الكم. وهو إما متصل أو منفصل.

والأول متحرك أو ساكن فالمتحرك هو: الهيئة والساكن هو: الهندسة.

والثاني: إما أن يكون له نسبة تأليفة أو لا.

فالأول هو: الموسيقى.

والثاني هو: الحساب وفروعه ستة:

الأول: علم الجمع والتفريق.

الثاني: علم الجبر والمقابلة.

الثالث: علم المساحة.

الرابع: علم جر الأثقال.

الخامس: علم الزيجات والتقاويم.

السادس: علم الأرغنوة وهو اتخاذ الآلات الغريبة.

قال صاحب كشاف اصطلاحات الفنون الرياضي علم بأحوال ما يفتقر في الوجود الخارجي دون التعقل إلى المادة كالتربيع والثتليث والتدوير والكروية والمخروطية والعدد وخواصه فإنها أمور تفتقر إلى المادة في وجودها لا حدودها ويسمى: بالحكمة الوسطى.

وقد اختلف قدماء الفلاسفة في ترجيح أحد من الرياضي والطبعي على الآخر في الشرف والفضل وكل قد مال إلى طرف بحجج مذكورة فيما بينهم والحق أن الحكم بجزم فضيلة أحدهما على الآخر غير سديد بل كل واحد أفضل من الآخر من وجه.

فالطبعي أفضل من الرياضي من جهة أن موضوعه جسم طبعي وهو جوهر والرياضي موضوعه كم وهو عرض والجواهر أشرف من العرض وأيضا الطبعي في الأغلب معطي اللم والرياضي الآن ومعطي اللم أفضل وأيضا هو يشتمل على علم النفس وهو أم الحكمة وأصل الفضائل.

والرياضي أفضل من الطبعي من جهة أن الأحوال الوهمية والخيالية غير متناهية القسمة فهناك لا تقف عند حد فهو أفضل مما هو محصور بين الحواصر. وأيضا الأمور الرياضية أصفى وألطف وألذ وأتم عن الأمور المكدرة الجسمانية وأيضا يقل التشويش والغلط في براهينه العددية والهندسية بخلاف الطبعي بل الإلهي ومن أجل ذلك قيل: إدراك الإلهي والطبعي من جهة ما هو أشبه وأحرى لا باليقين كذا في الصدر انتهى حاصله.

علم عقود الأبنية

علم يتعرف منه أحوال أوضاع الأبنية وكيفية أحكامها وطرق حسنها كبناء الحصون المحكمة وتنضيد المنازل البهية والقناطر المشيدة وأمثالها وأحوال كيفية شق الأنهار وتقنية القنئي وسد البثوق1 وإنباط المياه ونقلها من الأغوار إلى النجود وغير ذلك ومنفعته في عمارة المدن والمنازل والقلاع وفي الفلاحة ظاهرة عظيمة. وفيه كتاب لابن الهيثم وكتاب آخر للكرخي وللنصارى حكام الهند وهم البرطانية يد طولى في هذا العلم.

1 يثق النهر بثاً وبثقاء تبثاقاً كسر نشطه لينبثق الماء كبثقة واسم ذلك الموضع البثق ويكسر جمعه بثوق، قاموسس.

علم مراكز الأثقال

قال أبو الخير في مفتاح السعادة: هو علم يتعرف منه كيفية استخراج مركز ثقل الجسم المحمول والمراد بمركز الثقل حد في الجسم عنده يتعادل بالنسبة إلى الحامل.

ومنفعته معرفة كيفية معادلة الأجسام العظيمة بما دونها لتوسط المسافة. انتهى.

وفيه كتاب لأبي سهيل الكوهي تساهل في مقدمات براهينه ولابن الهيثم في كتاب مفيد.

علم المرايا المحرقة

قال أبو الخير: هو علم يتعرف منه أحوال الخطوط الشعاعية المنعطفة والمنعكسة والمنكسرة ومواقعها وزواياها ومراجعها وكيفية عمل المرايا المحرقة بانعكاس أشعة الشمس عنها ونصبها وحاذاتها ومنفعته بليغة في محاصرات المدن والقلاع انتهى.

ومثله في كشاف اصطلاحات الفنون وقد كانت القدماء تعمل المرايا من أسطحة مستوية بعضهم من مقعر كرة إلى أن ظهر ونوقلس وبرهن على أنها: إذا كانت أسطحتها مقعرة بحسب القطع المكاني فإنها تكون في غاية القوة والإحراق وكتاب ابن الهيثم في المرايا المحرقة على هذا الرأي قاله في مدينة العلوم.

علم المساحة

هكذا في الكشف وأقول: هو من فروع علم الهندسة وهو فن يحتاج إليه في مسح الأرض.

ومعناه استخراج مقدار الأرض المعلومة بنسبة شبر أو ذراع أو غيرهما أو نسبة أرض من أرض إذا

قويست بمثل ذلك ويحتاج إلى ذلك في توظيف الخراج على المزارع والفدن1 وبساتين الغراسة وفي قسمة الحوائط والأراضي بين الشركاء أو الورثة وأمثال ذلك وللناس فيها موضوعات حسنة كثيرة والله الموفق للصواب بمنه وكرمه انتهى ما في ابن خلدون.

وعبارة مدينة العلوم هكذا هو علم يتعرف منه مقادير الخطوط والسطوح والأجسام بما يقدرها من الخط والمربع والمكعب.

ومنفعته جليلة في أمر الخراج وقسمة الأرضيين وتقدير المساكن وغيرها.

ومن الكتب المختصرة فيه: كتاب لابن محلي الموصلي.

ومن المتوسطة: كتاب لابن المختار وكتاب شميدس انتهى.

وهذا العلم متداول اليوم في الناس وأكثرهم علما به النصارى حكام الهند والله تعالى أعلم بالصواب.

1 آله الحرث.

علم المناظر

من فروع الهندسة وهو علم يتبين به أسباب الغلط في الإدراك البصري بمعرفة كيفية وقوعها بناء على أن إدراك البصر يكون بمخروط شعاعي رأسه يقطعه الباصر وقاعدته المرئي ثم يقع الغلط كثيرا في رؤية القريب كبيرا والبعيد صغيرا أو كذا رؤية الأشباح الصغيرة تحت الماء ووراء الأجسام الشفافة كبيرة ورؤية النقطة النازلة من المطر خطا مستقيما والشعلة دائرة وأمثال ذلك فيتبين في هذا العلم أسباب ذلك وكيفياته بالبراهين الهندسية ويتبين به أيضا اختلاف المنظر في القمر باختلاف العروض الذي يبتنى عليه معرفة رؤية الأهلة وحصول الكسوفات وكثير من أمثال هذا.

وقد ألف في هذا الفن كثير من اليونانيين.

واشهر من ألف فيه من الإسلاميين ابن الهيثم ولغيره فيه أيضا تأليف وهو من هذه الرياضة وتفاريعها ذكره ابن خلدون.

وعبارة مدينة العلوم في بيان علم المناظر: هكذا هو علم يتعرف منه أحوال المبصران في كميتها وكيفيتها باعتبار قربها وبعدها عن الناظر واختلاف أشكالها وأوضاعها وما يتوسط بين الناظر والمبصرات وغلظته ورقته علل تلك الأمور ومنفعته معرفة أحوال الأبصار وتفاوت المبصرات والوقوف على سبب الأغاليط الحسية الواقعة فيها ويستعان بهذا العلم على مساحة الأجرام البعيدة والمرايا المحرقة.

ومن الكتب المختصرة فيه كتاب إقليدس ومن المتوسط كتاب علي ابن عيسى الوزير ومن المبسوطة كتاب لابن الهيثم انتهى. ونحوه في كشاف اصطلاحات الفنون على وجه الاختصار

علم الهندسة

هو: علم بقوانين تعرف منه الأصول العارضة للكم من حيث هو كم وقال في مدينة العلوم:

هو: علم يعرف منه أحوال المقادير ولواحقها وأوضاع بعضها عند بعض ونسبتها وخواص أشكالها والطرق إلى عمل ما سبيله أن يعمل بها واستخراج ما يحتاج إلى استخراجه بالبراهين اليقينية.

وموضوعه المقادير المطلقة أعني: الخط والسطح والجسم التعليمي ولواحق هذه من الزاوية والنقطة والشكل.

ومنفعته: الاطلاع على الأحوال المذكورة من الموجودات وأن يكسب الذهن حدة ونفاذا ويروض بها الفكر رياضة قوية لما اتفقوا على أن أقوى العلوم برهانا هي العلوم الهندسية.

ومن جملة منافعها العلاج عن الجهل المركب لما أنها علوم يقينية لا مدخل فيها للوهم فيعتاد الذهن على تسخير الوهم والجهل المركب ليس إلا من غلبة الوهم على العقل.

والمصنفات فيه كثيرة أشهرها وأصحها: تحرير الطوسي لكتاب إقليدس وأخصرها وأحسنها: شرح أشكال التأسيس للأبهري وشرحه لقاضي زادة الرومي وقد ذكر ابن سينا في كتاب الشفاء جملة كافية منها ثم إن للهندسة عدة فروع وكذا ذكر العلامة في كتبه من حقائق هذا الفن ما فيه كفاية انتهى.

والهندسة معرب أندازه ووجه التسمية ظاهر.

وأما العلوم المتفرعة عليه فهي عشرة.

وذلك لأنه إما يبحث عن إيجاد ما يتبرهن عليه في الأصول الكلية بالفعل أولاً.

والثاني: إما يبحث عما ينظر إليه أولاً.

الثاني: علم عقود الأبنية والباحث عن المنظور إليه إن اختص بانعكاس الأشعة فهو علم المرايا المحرقة وإلا فهو علم المناظر.

وأما الأول: وهو ما يبحث عن إيجاد المطلوب من الأصول الكلية بالفعل فإما من جهة تقديرها أو لا.

والأول: منهما إن اختص بالنقل فهو علم مراكز الأثقال وإلا فهو علم المساحة.

والثاني: منهما فإما إيجاد الآلات أو لا.

الثاني: علم أنباط المياه والآلات إما تقديرية أو لا.

والتقديرية: إما ثقيلة وهو جر الأثقال.

أو زمانية: وهو علم البنكامات.

والتي ليست تقديرية فإما خربية أولا.

الثاني: علم الآلات الروحانية.

الأول: علم الآلات الحربية وقد ذكرنا هذه العلوم في هذا الكتاب على الترتيب الهجائي فارجع إليها.

قال ابن خلدون رحمه الله: هذا العلم هو النظر في المقادير إما المتصلة: كالخط والسطح والجسم وإما المنفصلة: كالأعداد وفيما يعرض لها من العوارض الذاتية.

مثل: أن كل مثلث فزواياه مثل قائمتين.

ومثل: أن كل خطين متوازيين لا يلتقيان في وجه ولو خرجا إلى غير نهاية.

ومثل: أن كل خطين متقاطعين فالزاويتان المتقابلتان منهما متساويتان.

ومثل: أن الأربعة المقادير المتناسبة ضرب الأول منها في الثالث كضرب الثاني في الرابع وأمثال ذلك.

والكتاب المترجم لليونانيين في هذه الصناعة كتاب إقليدس ويسمى كتاب: الأصول وكتاب: الأركان وهو أبسط ما وضع فيها للمتعلمين.

وأول ما ترجم من كتاب اليونانيين في الملة أيام أبي جعفر المنصور ونسخه مختلفة باختلاف المترجمين فمنها لحنين بن إسحاق ولثابت بن قرة وليوسف بن الحجاج ويشتمل على خمس عشرة مقالة: أربعة في السطوح وواحدة في الأقدار المتناسبة وأخرى في نسب السطوح بعضها إلى بعض وثلث في العدد والعاشرة في المنطقات والقوى على المنطقات ومعناه الحذور وخمس في المجمسات.

وقد اختصره الناس اختصارات كثيرة كما فعله ابن سينا في تعاليم الشفاء أفرد له جزء منها اختصه به وكذلك ابن الصلت في كتاب الاقتصاد وغيرهم.

وشرحه آخرون شروحا كثيرة وهو مبدأ العلوم الهندسية بإطلاق.

واعلم: أن الهندسة تفيد صاحبها إضاءة في عقله واستقامة في فكره لأن براهينها كلها بينة الانتظام جلية الترتيب لا يكاد الغلط يدخل أقيسها لترتيبها وانتظامها فيبعد الفكر بممارستها عن الخطأ وينشأ لصاحبها عقل على ذلك المهيع وقد زعموا أنه كان مكتوبا على باب أفلاطون من لم يكن مهندسا فلا يدخلن منزلنا.

وكان شيوخنا رحمهم الله تعالى يقولون: ممارسة علم الهندسة للفكر بمثابة الصابون للثوب الذي يغسل منه الأقذار وينقيه من الأوضار والأدران وإنما ذلك لما أشرنا إليه من ترتيبه وانتظامه ومن فروع هذا الفن الهندسة المخصوصة بالأشكال الكرية والمخروطات.

أما الأشكال الكرية: ففيها كتابان من كتب اليونانيين لثاوذوسيوس ميلاوش في سطوحها وقطوعها وكتاب ثاوذوسيوس مقدم في التعليم على كتاب ميلاوش لتوقف كثير من براهينه عليه ولا بد منهما لمن يريد الخوض في علم الهيئة لأن براهينها متوقفة عليهما فالكلام في الهيئة كله كلام في الكرات السماوية وما يعرض فيها من القطوع والدوائر بأسباب الحركات كما نذكره فقد يتوقف على معرفة أحكام الأشكال الكرية سطوحها وقطوعها.

وأما المخروطات: فهو من فروع الهندسة أيضا وهو علم ينظر في ما يقع في الأجسام المخروطة من الأشكال والقطوع ويبرهن على ما يعرض لذلك من العوارض ببراهين هندسية متوقفة على التعليم الأول.

وفائدتها: تظهر في الصنائع العملية التي موادها الأجسام مثل: النجارة والبناء وكيف تصنع التماثيل الغريبة والهياكل النادرة وكيف يتحيل على جر الأثقال ونقل الهياكل بالهندام والمنجال وأمثال ذلك.

وقد أفرد بعض المؤلفين في هذا الفن كتابا في الحيل العملية يتضمن من الصناعات الغريبة والحيل المستطرفة كل عجيبة وربما استغلق على الفهوم لصعوبة براهينه الهندسية وهو موجود بأيدي الناس ينسبونه إلى بني شاكر والله تعالى أعلم.

The Science of Military Machines

It is the science by which one learns how to construct military machines, such as the catapult and the like.

It is a branch of geometry.

Its benefit is evident, for it is of great importance in repelling enemies and protecting cities.

This science is one of the pillars of religion, since the conduct of jihaad depends upon it. The two sons of Moosaa ibn Shaakir wrote a useful book on this science; so it is stated in the Key to Happiness and the City of the Sciences.

The science of archery and firearms should be added to this science, with the reminder that sciences of this kind are of two sorts:

The science of designing and manufacturing them.

And the science of using them; books have been written on it.

The Science of Pneumatic Machines

It is the science by which one learns how to construct machines based on the impossibility of a vacuum and related principles, such as the justice cup and the lover's cup.

The first is a vessel which, when filled to a certain measure, retains the drink; if even a little more is added, the water pours out and the vessel empties itself so that not a drop remains.

The second has a certain capacity: if water is poured into it in the smaller specified amount, it remains; if it is filled, it also remains; but if the amount lies between the two measures, the vessel empties itself. All this is due to the impossibility of a vacuum.

This science, insofar as it concerns a specified measure of a vessel, is a branch of geometry; insofar as it is based on the impossibility of a vacuum, it is a branch of natural philosophy. The rotation of clocks belongs to the same category. It is called the science of pneumatic machines because the soul finds relief and exercise in the marvels of these machines.

The best-known books in this field are the Tricks of the Sons of Moosaa ibn Shaakir, a concise book by Qaylan, and an extensive book by Badee' al-Jazaree. So said Aboo al-Khayr.

The Science of Water-Sourcing

It is the science by which one learns how to extract hidden waters from the earth and bring them to the surface. Its benefit is evident: the revival and cultivation of lands. It is related from some scholars that he said: “If God's servants knew that God is pleased when His land is revived, no uninhabited place would remain upon the face of the earth.”

Al-Karkhee wrote a concise book on it, and the Nabaean Agriculture contains important material on this science. This concludes what is found in the City of the Sciences and the Key to Happiness; the distinguished Aboo al-Khayr also listed it among the branches of geometry.

The Science of Planar Projection of the Sphere

It is the science by which one learns how to produce radial instruments; so it is stated in the Glossary of Technical Terms of the Sciences.

The Disclosure of Hidden Doctrines says: “It is the manner of transferring the sphere to a plane while preserving the lines and circles drawn on the sphere, and the manner of transferring those circles from a circle to a line. Conceiving this science is extremely difficult, almost like violating the customary order of nature; but carrying it out by hand is often undertaken by people and is not as difficult as conceiving it.” This is what Aboo al-Khayr mentioned.

He made it a branch of astronomy, which is itself a branch of geometry. The claim that it is difficult to conceive is not unrestricted; it is difficult only for one who has not practiced geometry.

Its benefit lies in exercising oneself through knowledge and construction of these instruments, extracting them from mental principles corresponding to external configurations, and using them to derive astronomical conclusions.

Books composed on it include Ptolemy's Planar Projection of the Sphere; al-Farghaanee's Complete Work; al-Beerootee's Comprehensive Treatment; Taqee al-Deen's Constitution and Preference in the Principles of Projection; and al-Marraakushee's Instruments of Calendar Computation—may God have mercy on them both.

The Science of Moving Heavy Loads

It is the science that investigates how to construct machines that move heavy objects with slight force.

Its benefit is evident even to ordinary people. Ideen demonstrated in his book on this science how one hundred thousand pounds could be moved with a force of five hundred, a feat that limited minds find hard to accept.

It is a branch of geometry. The Imaam demonstrated some of its problems at the end of the جامع العلوم. The author of the Key to Happiness, and likewise the author of the City of the Sciences, mentioned no book on this art; but in our time many books on it have appeared in the language of the Franks, who have great expertise in it. In our own age they have produced devices that move enormous weights and loads over very great and difficult distances in short and easy periods, leaving minds bewildered and pens unable to record them. Among them is the steam carriage, which travels the distance of a month in a day and a night.

The Science of Mathematics

The mathematical sciences are among the divisions of theoretical wisdom.

It is a science that investigates material things which can be abstracted from matter in thought. It is called this because it was customary for philosophers to exercise themselves in it at the beginning of their instruction of children; hence it is also called an educational science. It is the intermediate science, standing between what does not require matter and what absolutely does require it, since it requires matter in one respect and does not require it in another.

It has principles, each of which has branches. Its four principles are geometry, astronomy, arithmetic, and music, because its subject is quantity. Quantity is either continuous or discrete.

The continuous is either moving or stationary: the moving is astronomy, and the stationary is geometry.

The discrete is either possessed of a compositional ratio or not. The former is music; the latter is arithmetic, whose branches are six:

First: addition and subtraction.

Second: algebra and restoration.

Third: mensuration.

Fourth: the moving of heavy loads.

Fifth: astronomical tables and calendars.

Sixth: the science of organ-making, namely, the construction of unusual instruments.

The author of the Glossary of Technical Terms of the Sciences says: “Mathematics is the science of the states of things that, in external existence but not in intellection, require matter, such as squaring, cubing, circular construction, spherical and conical forms, number, and its properties. These are things that require matter for their existence, but not for their definitions. It is also called intermediate wisdom.”

The ancient philosophers differed over whether natural philosophy or mathematics deserved greater honor and excellence. Each inclined toward one side with arguments recorded among them. The truth is that judging one categorically superior to the other is unsound; each is superior to the other in one respect.

Natural philosophy is superior to mathematics because its subject is a natural body, which is a substance, whereas the subject of mathematics is quantity, which is an accident; substances are nobler than accidents. Natural philosophy also, for the most part, gives the “why,” while mathematics gives the “that”; and giving the why is superior. It also includes the science of the soul, which is the mother of wisdom and the source of the virtues.

Mathematics is superior to natural philosophy because imaginary and imaginative states are infinitely divisible and therefore have no stopping point, whereas mathematics is bounded by limits. Mathematical things are also purer, subtler, more pleasurable, and more complete than bodily things that cloud the mind. Confusion and error are less frequent in its numerical and geometrical demonstrations than in natural philosophy—and even in divine philosophy. For this reason it was said that apprehending divine and natural matters is, in their likeness and probability, not a matter of certainty. This is stated in al-Sadr; here is the substance of his discussion.

The Science of Building Structures

It is a science by which one learns the states of building arrangements, how to make them sound, and the means of making them beautiful: constructing secure fortresses, arranging splendid houses, erecting strong bridges, and the like. It also treats the manner of digging rivers, straightening channels, sealing breaches,[Edition footnote 1] bringing forth water, conveying it from lowlands to highlands, and other such matters. Its benefit for building cities, houses, and citadels, and for agriculture, is plainly immense. Ibn al-Haytham wrote a book on it, as did al-Karkhee. The Christian rulers of India—the British—also have great expertise in this science.

[Edition footnote 1] The verb means “to burst forth”: a river bursts open and water gushes out, as from a spring. The place where this occurs is called a breach, and its plural is breaches. (Qaamoos.)

The Science of Centers of Gravity

Aboo al-Khayr says in the Key to Happiness: “It is the science by which one learns how to determine the center of gravity of a carried body. The center of gravity means a point in the body at which it balances with respect to its support.”

Its benefit is knowing how to balance large bodies with smaller ones by means of the intervening distance. This concludes the passage.

Aboo Sahl al-Koohee wrote a book on it, though he was lax in the premises of his demonstrations; Ibn al-Haytham also wrote a useful book on it.

The Science of Burning Mirrors

Aboo al-Khayr says: “It is the science by which one learns the states of bent, reflected, and refracted rays; their locations, angles, and points of return; and how to make burning mirrors by reflecting the sun's rays from them, and how to set and align them. Its benefit is considerable in the besieging of cities and fortresses.” This is likewise stated in the Glossary of Technical Terms of the Sciences.

The ancients used to make mirrors from flat surfaces; some made them from the concave surface of a sphere, until Anthemius appeared and demonstrated that if their surfaces were concave according to the appropriate section, they would be extraordinarily powerful and incendiary. Ibn al-Haytham's book on burning mirrors follows this view, as stated in the City of the Sciences.

The Science of Surveying

This is how it is given in the Disclosure of Hidden Doctrines. I say: it is a branch of geometry, and it is an art needed for surveying land.

It means determining the measure of a known tract of land in relation to a span, cubit, or other unit, or determining the ratio of one tract to another when measured by such a unit. It is needed for assessing the land tax on farms and cultivated fields,[Edition footnote 2] for orchards, and for dividing walls and lands among partners or heirs, and similar matters. People have written many excellent works on it. God grants success in what is correct. This concludes what is found in Ibn Khaldoon.

[Edition footnote 2] Arable plots.

The City of the Sciences defines it as follows: “It is the science by which one learns the measures of lines, surfaces, and bodies, using the line, square, and cube as measures.”

Its benefit is great in matters of taxation, the division of lands, the estimation of dwellings, and other matters.

Among its concise books is a book by Ibn Mahallee al-Mawsilee. Among the intermediate works are a book by Ibn al-Mukhtaar and a book by Schmid. This concludes the passage.

This science is widespread among people today, and the Christians who rule India have the greatest knowledge of it. God Most High knows best what is correct.

The Science of Optics

It is a branch of geometry. It explains the causes of error in visual perception by showing how they occur, on the premise that sight perceives by means of a cone of rays whose apex is at the observer and whose base is the visible object. Thus one often sees what is near as large and what is far as small; small images beneath water and behind transparent bodies as large; a falling raindrop as a straight line; and a flame as a circle, along with similar phenomena. This science explains the causes and modes of these errors through geometrical demonstrations. It also explains the changing apparent position of the moon according to differences in latitude, upon which knowledge of crescent visibility and the occurrence of eclipses depends, and many similar matters.

Many Greeks composed works in this field. Among Muslims, the most famous author was Ibn al-Haytham, though others also wrote on it. It belongs to mathematics and its branches, as Ibn Khaldoon stated.

The City of the Sciences explains optics as follows: “It is the science by which one learns the states of visible things in their quantity and quality, with respect to their nearness to or distance from the observer, the differences in their forms and positions, and the thickness and thinness of what lies between the observer and the visible objects. It investigates the causes of these matters. Its benefit is knowledge of the states of vision, the variation among visible objects, and the causes of sensory errors occurring in them. This science is also used in surveying distant bodies and in burning mirrors.”

Among its concise books is Euclid's work; among the intermediate books is the book by 'Alee ibn 'Eesaa the vizier; and among the extensive books is Ibn al-Haytham's work. The Glossary of Technical Terms of the Sciences gives a similar account in abbreviated form.

The Science of Geometry

It is the science of laws by which one learns the properties that attach to quantity insofar as it is quantity. The City of the Sciences says:

“It is the science by which one learns the states of magnitudes, their concomitants, the arrangements of some in relation to others, the ratios among them, the properties of their shapes, the methods for producing what can be produced through them, and the extraction of what needs to be extracted by certain demonstrations.

“Its subject is absolute magnitudes—namely, the line, plane, and mathematical solid—and their concomitants, such as the angle, point, and figure.

“Its benefit is acquaintance with these states as they occur in existing things, and the acquisition of sharpness and penetration of mind. It gives thought rigorous exercise, since it is agreed that the sciences with the strongest demonstrations are the geometrical sciences.

“Among its benefits is treatment for compounded ignorance, because these are certain sciences in which imagination has no entry. The mind thereby becomes accustomed to bringing imagination under control; compounded ignorance is nothing other than imagination's domination over the intellect.

“Its books are numerous. The most famous and soundest is al-Toosee's revision of Euclid's Elements. The shortest and best is al-Abharee's commentary on the Forms of the Foundations, together with the commentary of Qaadheezaada al-Roomee. Ibn Seenaa included an adequate account of it in the Book of Healing, and the distinguished author also recorded in his books enough of the truths of this art.” This concludes the passage.

The word geometry is an Arabized form of andaazah, and the reason for the name is clear.

The sciences branching from it are ten. This is because one either investigates the actual production of what is demonstrated in the universal principles, or one does not.

The latter is either concerned first with what is observed or not. The second is the science of building structures. If the science concerned with what is observed is restricted to the reflection of rays, it is the science of burning mirrors; otherwise it is the science of optics.

As for the former—the investigation of actually producing the sought object from universal principles—it is either concerned with estimating it or not. If the former is restricted to transfer, it is the science of centers of gravity; otherwise it is surveying.

The latter is either concerned with producing instruments or not. The second is the science of water-sourcing. Instruments are either measuring instruments or not.

Measuring instruments are either heavy—this is the science of moving heavy loads—or temporal—this is the science of water clocks.

Those that are not measuring instruments are either military or not. The second is the science of pneumatic machines.

The first is the science of military machines. We have mentioned these sciences in this book in alphabetical order; consult their entries.

Ibn Khaldoon, may God have mercy on him, said: “This science investigates magnitudes, whether continuous—such as line, plane, and solid—or discrete—such as numbers—and the essential accidents that occur to them.

“For example: every triangle has angles equal to two right angles.

“Every two parallel lines do not meet, even if extended without limit.

“When two lines intersect, their vertically opposite angles are equal.

“The product of the first and third of four proportionate magnitudes equals the product of the second and fourth, and similar propositions.”

The book translated from the Greeks in this art is Euclid's book, called the Elements and also the Book of the Principles. It is the simplest work composed for students in this field.

The first translation of a Greek book in this discipline among Muslims was made in the days of Aboo Ja'far al-Mansoor. Its copies differ according to the translators: some were by Hunayn ibn Ishaaq, Thaabit ibn Qurrah, and Yoosuf ibn al-Hajjaaj. It contains fifteen books: four on planes; one on proportional magnitudes; another on the ratios of planes to one another; three on number; the tenth on rational quantities and powers of rational quantities—meaning roots; and five on solid figures.

Many abridgements were made of it, as Ibn Seenaa did in the mathematical section of the Healing, to which he devoted a separate volume, and as Ibn al-Salt did in the Book of Economy, among others.

Others wrote many commentaries on it. It is the foundation of the geometrical sciences in the broadest sense.

Know that geometry gives its practitioner illumination of mind and soundness of thought, because all its demonstrations are plainly ordered and clearly arranged. Error scarcely enters its syllogisms because of their order and regularity. By practicing it, thought is distanced from error, and its practitioner develops an intellect along that path. They say that it was written over Plato's door: “Let no one who is not a geometer enter our house.”

Our teachers, may God Most High have mercy on them, used to say: “Practicing geometry for the mind is like soap for a garment: it washes away its dirt and purifies it of filth and stains.” This is due to the order and regularity we have mentioned.

Among the branches of this art is the geometry devoted to spherical and conical figures.

As for spherical figures, the Greeks have two books by Theodosius and Menelaus on their surfaces and sections. Theodosius's book precedes Menelaus's in instruction, since many of its demonstrations depend upon it. Both are indispensable to anyone who wishes to enter astronomy, because its demonstrations depend upon them. Discussion of astronomy is entirely discussion of the celestial spheres and the sections and circles that occur in them through the causes of motion, as we shall mention. Knowledge of the laws governing spherical figures, their surfaces, and their sections may therefore be necessary.

As for conics, they are also a branch of geometry. It investigates the figures and sections that occur in conical bodies and demonstrates, through geometrical proofs dependent on the first instruction, the properties that occur in them.

Their benefit appears in practical crafts whose materials are bodies, such as carpentry and building; in making unusual statues and rare structures; and in devising means of moving heavy loads and transporting structures by means of frames, winches, and similar devices.

Some authors devoted a book to practical contrivances in this field. It contains every marvel of unusual crafts and ingenious devices, though its demonstrations may be difficult for minds to grasp because of their geometrical complexity. It is in people's hands and is attributed to the Sons of Shaakir. God Most High knows best.