خفیف و ثقیل
ذخیره مقاله با فرمت پی دی اف
خفیف و ثقیل، اصطلاحاتی کمابیش به معنای سبکی و سنگینی که هم
فلاسفه و متکلمان و هم دانشمندان
علوم طبیعی و دقیق (و در علوم مختلف) به کار برده‌اند.
در
نظام فکری اندیشمندان
مسلمان ، خفیف و ثقیل (یا خفت/ خفة و ثقل) از اجزای میل طبیعی، در زمره ملموسات، از اقسام
کیف محسوس ، یکی از اعراض نه‌گانه، است
دانشی که در آن موضوع
وزن اجسام و همچنین چگونگی بلند کردن اجسام ثقیل بررسی می‌شده از فروع هندسه به شمار می‌آمده است.
ابن سینا
و غزالی
این
علم را جرّالاثقال نامیده‌اند، اما فارابی
آن را علم‌الاثقال نامیده که مشتمل است بر دو موضوع بررسی وزن اجسام و جستجو درباره اصول ساخت ابزاری که با آن بتوان جسمی را از جایی به جای دیگر منتقل کرد. با این حال بعدها این دو موضوع در دو
دانش مختلف بررسی شده است، چنانکه ابن اکفانی متوفی۷۴۹
از دو علم یاد می‌کند: جرّالاثقال که موضوع آن ایجاد ابزاری برای جابه‌جا کردن اجسام سنگین است، مراکزالاثقال که موضوع آن بررسی وزن جسم و شناخت مرکز ثقل آن است
دانشمندان
تمدن اسلامی رسائل مختلفی نیز درباره دانش‌های جرّالاثقال و مرکزالاثقال ترجمه و تألیف کردند. ابن اکفانی
از کتاب‌های ابوسهل کوهی، ابن هیثم و ایرن (هرون اسکندرانی، زندگی در
قرن اول میلادی) در این علوم یاد کرده است.
واژگان خفیف و ثقیل عمومآ متناظر باهم به کار رفته اند، چنانکه کاربردِ باهم این دو واژه در
قرآن نیز دیده می‌شود. ضمنآ در متون متقدم فارسی (شامل متون کلامی، فلسفی، علمی و غیره) هم از واژگان سبک و گران
و هم از واژگان خفیف و ثقیل
و در ترجمه‌های متقدم و معاصر متون قدیمی از دو واژه سبک و سنگین استفاده شده است
در یونانی برای اصطلاح خفة/سبکی و برای ثقل/ سنگینی واژه به کار رفته است.
در ترجمه‌های عربی از آثار دانشمندان یونانی همواره از واژگان خفیف و ثقیل یا خفة و ثقل استفاده شده است
بحث درباره مفاهیم خفیف و ثقیل در میان فلاسفه و مهندسان یونانی و پس از آن‌ها در بین بسیاری از فلاسفه و متکلمان و دانشمندان جهان اسلام، همراه مفاهیم دیگر از همه مهم‌تر مفهوم
حرکت و نیز، وزن، جزء لایتجزا و خلأ رواج داشته است و هر کدام از فلاسفه و متکلمان بسته به مشرب فکری خود خفیف و ثقیل را تعریف کرده و مقدمات بررسی این پدیده‌ها را برشمرده‌اند. اگرچه، بیشترین توجه این نویسندگان به آرای ارسطو و پس از وی ارشمیدس بوده است. تحت تأثیر مشرب‌های دیگر از جمله آرای افلاطونی و نوافلاطونی نیز بحث‌های مختلفی درباره مفاهیم خفیف و ثقیل انجام داده‌اند.
براساس نگرش لوقیبوس (لئوکیپوس) و ذی‌مقراطیس (دموکریتوس) مبنی بر وجود خلأ و جزءلایتجزّا، اجسام بسته به میزان و مقدار وجود خلأ در میان اجزای تشکیل‌دهنده آن‌ها خفیف یا ثقیل ارزیابی می‌شوند، هرچه میزان خلأ در اجسام بیش‌تر باشد جسم خفیف‌تر (سبکتر) است و این وابستگی به تکاثف (چگالش) یا تخلخل (عدم چگالش) یکی از مؤلفه‌های اساسی برای تعریف سبکی یا سنگینی اجسام محسوب می‌شود.
اما افلاطون هرچند در تیمائوس از اجزای سازنده اشیا سخن می‌گوید، کیهان‌شناسی متفاوتی بدون نظریه اتم‌ها و خلأ مطرح می‌کند. تبیین افلاطون از سبکی و سنگینی براساس مفهوم همگنی یا تجانس اجزای جسم است. به عقیده او مادّه سازنده همه اجسام، حتی عناصر چهارگانه (
آتش و
هوا و
آب و
خاک ) یکی است. تفاوت
وزن اجسام فقط براساس تفاوت در وجود اجزای همگن آن‌هاست. هر جسمی که تعداد بیشتری اجزای همگن داشته باشد سنگین‌تر است و هر جسمی که تعداد اجزای همگن آن کم‌تر باشد سبکتر است. بعلاوه، افلاطون برخلاف ارسطو اعتقادی به بالا و پایین حقیقی نداشته و جهات را در سراسر کیهان یکی می‌دانسته است. ازاین‌رو وی با وجود ذکر عناصر چهارگانه، جای قرارگرفتن آن‌ها را در تعیین سبکی و سنگینی اشیا مدخلیت نمی‌دهد.
افلاطون
همچنین طبیعت افلاک را از جنس عناصر
اولیه می‌داند و تفاوتی میان عناصر سازنده در به اصطلاح قسمت‌های بالا و پایین عالم، یعنی
آسمان و
زمین ، نمی‌بیند.
ارسطو دست‌کم در دو موضع و به تفصیل به موضوع سبکی و سنگینی پرداخته است. او در
کتاب طبیعیات حرکت و ارتباط آن با سبکی و سنگینی و نیز این موضوع را بررسی می‌کند که کره زمین به سبب سنگینی در مرکز
عالم جای دارد. او
همچنین وجود خلأ و نقش آن در حرکت و ارتباط آن با سبکی و سنگینی را رد می‌کند. ارسطو در یکی از آثار خود با عنوان در آسمان مباحث جزئی‌تر سبکی و سنگینی را شرح داده است. وی در این گفتار ضمن نقل آرای پیشینیان و نقد آن، از جمله آرای افلاطون و آناکساگوراس و امپدوکلس و بررسی آرای آنان، در نهایت به این تلقی می‌رسد که هریک از عناصر چهارگانه (آب،
باد ، خاک و آتش) می‌کوشد به سوی جایگاه اصلی خود حرکت کند. وی بر این اساس به تعریف سبک مطلق (جسمی که به مقتضای طبیعت خاص خود همواره رو به بالا حرکت می‌کند) و سنگین مطلق (که رو به پایین می‌رود) پرداخته است، خاک و همه اجسامی که عنصر تشکیل‌دهنده اصلی آن‌ها خاک است همواره سنگین و آتش همواره سبک است. در مقابلِ این دو عنصر سنگین و سبک مطلق، دو عنصر دیگر یعنی هوا و آب، سنگینی و سبکی نسبی دارند، هر دو سبکتر از خاک‌اند، اما آب همواره از هوا سنگین‌تر است. حرکت برآمده از سبکی و سنگینی اجسام (به سمت مرکز عالم برای سنگین‌ها و از مرکز عالم برای سبک‌ها) حرکتی مستقیم است، اما در
طبیعت ، حرکت مستدیری نیز وجود دارد که
افلاک براساس آن به دور زمین می‌چرخند. لذا عنصر دیگری نیز باید وجود داشته باشد تا این حرکت مستدیر را رقم بزند و آن اثیر است و بر همین اساس طبیعت فلک با طبیعت عناصر چهارگانه (یعنی همان سبکی و سنگینی) مخالف است. بسیاری از فلاسفه و متکلمان به تفاوت طبیعت عناصر با طبیعت افلاک توجه کرده‌اند.
از دیگر دانشمندان یونانی که آرای او در زمینه سبکی و سنگینی مورد توجه دانشمندان دوره اسلامی قرار گرفت، آپولونیوس تیانایی (بلینوس، متوفی ۹۷ میلادی) است. نوشته‌های او درباره سبکی و سنگینی کمابیش آمیزه‌ای از اندیشه‌های افلاطونی و ارسطویی است به ویژه
حرارت را برای حرکت ضروری دانسته است.
آرای فلاسفه و متکلمان مسلمان درباره خفت و ثقل، بسته به پیروی آنان از آرای ارسطو یا افلاطون به دو دسته تقسیم می‌شود. در این میان، به ابتکار بعضی از فلاسفه بحث‌های جدیدی نیز درباره مفاهیم خفیف و ثقیل یا مبادی وابسته به آن‌ها پدید آمد. ابویعقوب کندی (متوفی ۲۶۰) از نخستین دانشمندان
مسلمان بود که رساله‌ای درباره تبیین علت اختلاف طبیعت فلک با طبایع عناصر چهارگانه نوشت.
کندی در این رساله
ضمن بحث درباره
کیفیات اولیه عناصر (شامل حرارت، برودت، رطوبت و یبوست) و تقسیم حرکت مستقیم‌الخط به حرکت از وسط عالم و به وسط آن و مفاهیم سبکی و سنگینی، حرکت مستدیر افلاک را باتوجه به اختلاف طبیعت آنان با عناصر چهارگانه تبیین کرد.
کندی در رساله دیگری
هنگام بحث درباره حرکت مکانی (به عنوان یکی از انواع حرکت) به بررسی نقش جرم و حرکت این جرم به سمت مرکز عالم پرداخته است.
بحث درباره تبیین اختلاف طبیعت فلک با عناصر چهارگانه در آثار دانشمندان بعدی نیز ادامه یافت، از جمله، فصل دوم از فن دوم از طبیعیاتِ شفای ابن سینا،
فصل سوم از قسم
اول از باب دوم از فن
اول از کتاب المباحث المشرقیة فخر رازی
و مسئله هشتم از فصل نهم از شرح عیون‌الحکمه فخر رازی.
محمد بن زکریای رازی (متوفی ۳۱۳) نیز به خفیف و ثقیل پرداخته است که البته نوشته‌های او در این زمینه باقی نمانده و به اتکای نقل قول‌های ناصرخسرو (متوفی۴۸۱)
از بخشی از این آرا اطلاع داریم. به نظر رازی، اشیا بسته به میزان آمیختگی اجزای هیولا با اجزای خلأ در آن‌ها سبک یا سنگین‌اند.
نظر خود ناصرخسرو درباره علت سبکی و سنگینی اجسام، نظری است انتقادی بر آرای مشائیان. به اعتقاد ناصرخسرو
برخلاف نظر ارسطو، همه عناصر روبه مرکز عالم دارند و به این معنا همه سنگین‌اند. حرکت آتش و هوا براثر سبکی نیز حرکتی طبعی نیست بلکه قهری و قسری است. آنچه دهریان طبعِ جسمِ طبیعی می‌نامند قوه قاهری است مقهور
قدرت الهی که جسم را حرکت می‌دهد. بر این اساس، جسم به ذات خویش حرکت ندارد، بلکه مادّه‌ای است فعل‌پذیر و البته پذیرنده حرکت. او
موضوع میل اجسام سنگین به سوی مرکز عالم و اجسام سبک به سوی محیط را تعلیمی عامیانه تلقی می‌کند (در حالی که میل یکی از نکات اصلی در بحث خفیف و ثقیل از منظر ارسطوییان است). گزارش کوتاهی که در رسائل اخوان‌الصفا
درباره خفت و ثقل داده شده، همچنان نوعی نگرش نوافلاطونی است، از جمله این‌که قرار گرفتن طبقات خاک، آب، هوا و آتش به سبب جای گرفتن آن‌ها در موضع خاص خود دانسته شده است نه به علت سنگینی و سبکی آن‌ها.
به نظر می‌رسد نقطه جدایی آرای فلاسفه و متکلمان در موضوع خفیف و ثقیل از آرای افلاطون و گرایش آنان به آرای ارسطو، نوشته‌های ابن سینا باشد. در حالیکه تا قبل از ابن سینا مهم‌ترین نوشته‌های دانشمندان دوره اسلامی در این‌باره تحت سیطره آرای افلاطون و اندیشه‌های نوافلاطونی بوده، پس از ابن سینا اندیشه ارسطویی به رویکرد غالب در این بحث بدل شده است.
ابن سینا دست‌کم در سه اثر خود به موضوع خفیف و ثقیل بودن اجسام و به ویژه ارتباط آن با مفهوم حرکت و حالت‌های مختلف حرکت پرداخته است. او در کتاب الحدود
سبکی و سنگینی را نیروهایی تعریف کرده که جسم را به طبع (در برابر قسر) به سوی محیط (در مورد اجسام سبک) و به سوی مرکز (در مورد اجسام سنگین) حرکت می‌دهند. بحث‌های تفصیلی در این زمینه نیز در بخش طبیعیات شفا
آمده است. نخستین بحث در این زمینه در شفا، مفهوم سبک مطلق و سنگین مطلق است، چرا که این دو مفهوم از اساسی‌ترین مفاهیم برای تعریف خفت و ثقل به شمار می‌آیند. براین اساس، خاک و آتش به ترتیب سنگین و سبک مطلق به حساب می‌آیند و هوا و آب سبک و سنگین نسبی. ابن سینا همچنین سه حالت را برای سنگینی و سبکی برمی‌شمارد: رسیدن جسم به مکانی که قصد آن را دارد، چگونگی حرکتی که جسم پذیرای آن است، و وضع ایستایی جسم در مرحله نهایی. موضوع اصلی در این حالت‌های سه گانه قصد کردن برای رسیدن به مکان طبیعی (در اصطلاح ابن سینا، حیّز) است. یکی از ویژگی‌های دیگر در این میان نقش میل به تعبیر فلاسفه (یا «اعتماد» به تعبیر متکلمان) است.
به نوشته ابن سینا
میل یا اعتماد،
کیفیتی است که براساس آن جسم آنچه را که مانع حرکتش باشد دفع می‌کند. این میل مفهومی به جز حرکت است و مبدأ آن در خود جسم قرار دارد. بنابراین، میل و حرکت به سوی حیّز، جریان‌های اصلی برای خفت و ثقل به شمار می‌آیند. این میل در پشت جسم قرار می‌گیرد تا آن را به بالا (در اجسام خفیف) یا به پایین (در اجسام ثقیل) براند. در کتاب النجاة ابن سینا گزارش‌های مختصرتری درباره حیّز اجسام
و خفت و ثقل
دیده می‌شود.
به نظر می‌رسد مهم‌ترین نقادان آرای ابن سینا به مقوله خفت و ثقل، ابوریحان بیرونی و ابوالبرکات بغدادی باشند. ابوریحان بیرونی در پرسش از ابن سینا اگرچه به‌طور ضمنی امتناع خلأ را پذیرفته، با بحث درباره این‌که در بالای
فلک قمر و در قلمرو فلک‌الافلاک ممکن است نوعی حرکت مستقیم‌الخط وجود داشته باشد نظریه نفی خفت و ثقل در افلاک را به چالش کشیده است. ابن سینا نیز با طرح این مقدمه که هر چیز در موضع طبیعی خود، بالفعل نه ثقیل است و نه خفیف، به این پرسش پاسخ داده است.
ابوالبرکات بغدادی
نیز با قبول کلیات نظر ابن سینا موضوع حرکت مستدیر و مستقیم را پذیرفته اما اختلاف او با ابن سینا به ویژه در مقدار تخلخل و تکاثف اجسام و ارتباط آن با سبکی و سنگینی آن‌هاست.
بهمنیاربن مرزبان
و شهاب‌الدین سهروردی (متوفی۵۸۷)
از دیگر کسانی محسوب می‌شوند که به تبع ابن سینا موضوع سبکی و سنگینی اجسام را بررسی کرده‌اند. اما فخررازی (متوفی ۶۰۶) در چند اثر و بیش از همه در المباحث المشرقیة
به این موضوع پرداخته است، علاوه بر آنکه خفت و ثقل را ذاتی جسم نمی‌داند، در موضوع میل طبیعی نیز رأی ابن سینا را فاقد هرگونه جهت
برهانی و حتی اقناعی می‌شمرد
باباافضل کاشانی (متوفی ۶۶۴)
نیز ضمن بررسی پدیده حرکت و نقش اجسام سبک و سنگین در فرایند حرکت،
زمان را
معیار امتداد حرکت به حساب آورده است.
نوشته‌های صدرالدین شیرازی (متوفی ۱۰۵۰) در این‌باره جدا از بعضی تفاوت‌های روشی و استنتاجی، عملا دنباله سنّت ابن سینا محسوب می‌شود.
از جمله او
در پاسخ به ایراد فخررازی بر ابن سینا در موضوع میل، رأی او را از امور واضح و بی‌نیاز از برهان دانسته است.
ملاصدرا نیز موضوع خفیف و ثقل را از
کیفیات ملموس معرفی کرده و در عین حال
میل یا
اعتماد را غیر از حرکت دانسته است. او ضمن شرحی مفصّل، خفت و ثقل را میل طبیعی دانسته است.
در
قرن سیزدهم، گزارش کوتاه حسینی (متوفی پس از ۱۲۴۲)
همچنان ادامه نگرش پیروان ابن سینا درخصوص خفت و ثقل اجسام است.
بخشی از بحث درباره سبکی و سنگینی اجسام در میان دانشمندان دوره اسلامی، کمابیش در عرصه فنّاوری و به ویژه مکانیک است.
مهم‌ترین منابع یونانی این عرصه چند رساله است، از جمله مقالة لارشمیدس فی الثقل و الخفة و
کتاب ایرن (هرون) فی رفع الاشیاء الثقیلة و مقالة لاقلیدس فی‌المیزان، اما نوع استفاده عبدالرحمان خازنی، از این منابع، به ویژه کتاب ارشمیدس، سبب راه یافتن مفاهیم نسبتآ جدید درباره اجسام خفیف و ثقیل به کتاب او شده است.
نگرش مهندسان یونانی به این موضوع، در مقایسه با نوشته‌های دیگر هموطنان‌شان (از جمله ارسطو)، باعث شده تا نگرش افرادی مانند خازنی با نگرش دیگر دانشمندان دوره اسلامی، از جمله ستاره‌شناسان، متفاوت باشد.
در حالی که اقلیدس
و ارشمیدس
به نقش وزن اجسام در تبیین سبکی و سنگینی آن‌ها می‌پردازند، نگرش ارسطویی در این خصوص نقش اساسی را به تبیین جایگاه حرکت می‌دهد که هنگام بحث درباره اصول حاکم بر سبکی و سنگینی اجسام از
معدود مواردی که به وزن آن‌ها می‌پردازد هنگامی است که آرای افلاطون در تیمائوس را
نقد می‌کند. همچنین، در ترجمه عربی کتاب ارشمیدس
و نقل قول خازنی
از او و نیز نقل قول‌های خازنی
از منلائوس (دانشمند یونانی، زندگی در
قرن اول میلادی) واژه جرم هم معنی اجسام آمده است. در حالیکه در نقل قول‌های خازنی
از دانشمندان دوره
اسلامی واژه جسم به کار رفته است. این از مواردی است که اختلاف نگرش دانشمندان یونانی و اسلامی را به مفهوم سبکی و سنگینی (در حیطه دانش مکانیک) نشان می‌دهد. براین اساس، دستاوردهای خازنی درباره خفت و ثقل را می‌توان آمیزه‌ای از دیدگاه ارشمیدس و ارسطو به شمار آورد.
خازنی
ثقل را قوه ذاتی جسم می‌داند و بیان می‌کند که برای بررسی وزن‌های مساوی اجسام باید آن‌ها را حرکت داد و حرکت اجسام در مایعات به شکل آن‌ها نیز بستگی دارد، و اگر دو جسم که شکل واحدی دارند، در مایعی رها شوند، آنکه ثقیل‌تر است سنگین‌تر حرکت خواهد کرد. اما در مقابل، بسیاری از نکات مورد توجه خازنی در این خصوص ارشمیدسی است. خازنی
از جمله به حرکت جسم در مایعات براساس چگالی مایعات می‌پردازد. توضیح خازنی
از تفاوت سنگینی اجسام در هوا و مایعات براساس اندازه (حجم، به تعبیر او و سایر مؤلفان: مساحت) واحدی از اجسام، نشان می‌دهد که خازنی عملا قصد بیان مفهوم جرم حجمی (یا جرم مخصوص، در اصطلاح فعلی آن) را داشته است. علاوه بر این، خازنی
در بحث درباره نسبت وزن اجسام با فاصله آن‌ها از مرکز عالم، معتقد است که سنگینی هر جسم به حسب فاصله آن از مرکز عالم تغییر می‌کند. به نوشته خازنی
جسم سنگین از هر مادّه‌ای که باشد، در نزدیکی زمین وزن کمتری دارد، چرا که هوا وزن دارد و هر چه از زمین دور شویم از وزن هوا کاسته می‌شود. به نظر خازنی،
اجسام در مرکز عالم وزنی نخواهند داشت.
یکی دیگر از مفاهیم فیزیکی که به نظر می‌رسد از طریق آرای خازنی گسترش یافته باشد، مفهوم مرکز ثقل است. به نوشته خازنی
مرکز ثقل هر جسمِ سنگین نقطه‌ای است که هرگاه آن جسم روی مرکز عالم قرار گیرد، آن نقطه بر مرکز عالم منطبق می‌شود.
خازنی
اجسام ثقیل را به اجسامی که با سرعت بیشتری حرکت می‌کنند و بر این اساس
قوه ثقل در آن‌ها بیش‌تر است (اجسام کثیف) و اجسامی که با
سرعت کمتری حرکت می‌کنند (اجسام سخیف) تقسیم می‌کند. در عین این‌که او در سراسر کتاب هیچ‌گاه از اجسام خفیف یا خفیف مطلق سخنی به میان نمی‌آورد.
نظر ابن سینا
درباره ثقل کمابیش مشابه خازنی است. همچنین ابزاری که ابن سینا
برای بلند کردن اشیای سنگین شرح داده همانندی‌های بسیار با وسایلی دارد که هرون اسکندرانی
وصف کرده است.
اگرچه نوشته‌های خازنی درباره سبکی و سنگینی اجسام مورد توجه دست‌کم یکی از دانشمندان و نویسندگان پس از او قرار گرفت و فخر رازی عملا یکی از باب‌های کتاب خود
را به گزارشی از نوشته‌های او اختصاص داد، اما هیچ‌کدام از مهم‌ترین مهندسان دوره اسلامی که آثار مستقلی درباره ماشین‌ها و ادوات مختلف تألیف کردند از جمله، اسماعیل جزری، تقی‌الدین راصد و ابن ساعاتی، کمترین التفاتی به بحث‌های نظری درباره وزن اجسام و مایعات نداشته‌اند.
به سبب شباهت بین رسیدن اجسام ثقیل به زمین و جذب
آهن به
مغناطیس ، دو تن از جغرافی‌دانان اسلامی، مقدسی
و ادریسی،
زمین را «جذب» کننده اجسام ثقیل دانسته‌اند.
میراث اسلامی در حوزه
دانش ستاره شناسی و ارتباط آن با مفهوم سنگینی و سبکی اجسام، تحت تأثیر نوشته‌های بطلمیوس و مهم‌ترین نوشته‌اش، مجسطی، بوده است.
در فصل‌های نخستین این کتاب، بطلمیوس درباره این‌که زمین مرکز جهان است و هیچ‌گونه حرکت انتقالی ندارد سخن گفته است.
یکی از مقدمات اثبات این اصول، موضوع حرکت اجسام ثقیل و خفیف است، که کمابیش در متون مختلف نجومی دوره اسلامی، به ویژه آن‌هایی که قصدشان پرداختن به اصول کلی دانش نجوم یا ارائه جداول محاسباتی و داده‌های نجومی محض بوده، نیز تکرار شده است. در این کتاب‌ها، بحث درباره موضوع سبکی و سنگینی بیش از هر چیز مشتمل بر کلیاتی در باب طبیعت، از جمله حرکت اجسام ثقیل به مرکز عالم و اجسام خفیف به محیط آن
موضوع حرکت و انواع آن، اختصاص حرکت مستقیم‌الخط به اجسام ثقیل و خفیف
و نوشته‌هایی از این دست است.
اما در آن گروه از کتب نجومی که وظیفه آن‌ها تبیین کلی جهان هستی، شناسایی افلاک و پرداختن به جنبه‌های نظری ستاره شناسی است، گه‌گاه در این‌باره به تفصیل بحث شده است. چرا که شرح بعضی ارکان اصلی دانش ستاره‌شناسی به ارائه شکل دقیق از مفاهیم اجسام ثقیل و خفیف وابسته بوده، از جمله این‌که چرا زمین در مرکز جهان قرار گرفته است و چرا حرکت انتقالی ندارد.
از آن‌جا که میل اثقال جملگی به سوی مرکز عالم است، زمین خود ثقیل است و مرکز آن، مرکز کل عالم. بر این اساس، این جسم نمی‌تواند حرکت داشته باشد چرا که در این صورت باید مرکز دیگری وجود داشته باشد تا زمین به سوی آن حرکت کند.
اصول اساسی این مفاهیم را به کرّات ستاره شناسان و دانشمندان این عرصه مورد بحث قرار داده‌اند، از جمله ابن هیثم
که بیان می‌کند خلأ وجود ندارد، اجسام یا ثقیل‌اند، یا خفیف و نوع سوم که نه خفیف است و نه ثقیل، ثقیل حرکت می‌کند به مرکز عالم و خفیف به محیط عالم، مکان اصلی اجسام ثقیل مرکز عالم است که نزدیک‌ترین جا به مرکز
جهان است، هر جسم ثقیلی که از مرکز عالم دور شود، برای بازگشت به مرکز می‌کوشد، مگر این‌که چیزی جلوی آن را بگیرد، جسمی که نه خفیف است و نه ثقیل، یعنی فلک محیط مشتمل است بر جمیع کواکب و شکل آن نیز به صورت کلی، کره است.
در حالی که بعضی ستاره شناسان دوره اسلامی به‌طور کلی تعرضی زودگذر بر این اصول و مفاهیم طبیعی ـ ستاره شناختی کرده‌اند به نظر می‌رسد، مفصّل‌ترین بحث در این خصوص در کتاب منتهی‌الادراک شمس‌الدین خفری (متوفی ۹۵۷) آمده باشد. خفری مسائل کلی در این باب را به هفت مسئله تقسیم کرده و به تفصیل بدان‌ها پرداخته است. او همچنین ضمن برشمردن اصول کلی شکل سیارات و نظام حرکت آن‌ها، به استقرار زمین بر مرکز جهان، حرکت نداشتن آن و انطباق مرکز ثقل آن بر مرکز عالم پرداخته است.
همچون دیگر دانشمندان دوره اسلامی
مؤیدالدین عرضی دمشقی
نیز هریک از اجسام ثقیل و خفیف را به مطلق و مضاف (غیرمطلق) تقسیم کرده است به نوشته عرضی دمشقی ثقیل مطلق خاک و ثقیل مضاف، جسم کُری بارد رطب سیال (آب) است.
در مقام شناسایی فلک زیر قمر، بالاتر از همه و زیر آن فلک آتش قرار دارد. در زیر آن طبقه ممزوج از آتش و هواست که در آن
ستارگان دنباله‌دار قرار دارند. سپس به ترتیب طبقه هوا، طبقه زمهریر، طبقه آب و در نهایت طبقه خاک قرار دارد. قرار گرفتن اجسام براساس ثقل یا خفت آن‌ها در این طبقات موجب پیدایی پدیده‌های مختلف جوی می‌گردد چرا که فقط این اجسام فلکی هستند که تخلخل، تکاثف و تنمو (ازدیاد طبیعی حجم) نمی‌پذیرند و بروز هریک از این عوارض بر اجسام سبب تغییر در ثقل و خفت آن‌ها شده و پدیده‌های متفاوتی را به وجود خواهد آورد.
بحث دیگری که در این دسته از کتب صورت گرفته، شکل قرار گرفتن کره‌های زیر فلک قمر است. به نوشته قطب‌الدین شیرازی،
شکل کلی همه این افلاک کره است. کمااینکه اگر مقداری آب را در ظرفی بر بالای یک مناره ببریم همچنان به شکل قوسی از کره استقرار خواهد یافت.
موضوع خفیف یا ثقیل بودن اجسام کمابیش به بخشی از دانش بررسی پدیده‌های جوّی نیز وارد می‌شود. باتوجه به تبدیل عناصر چهارگانه به یکدیگر و باتوجه به ثقیل بودن یا خفیف بودن ذاتی این اجسام و نیز تخلخل یا تکاثفی که در طبقات مختلف زیر فلک قمر رخ می‌دهد، سبک یا سنگین شدن اجسام روی می‌دهد و طبقات مختلف موجب پدیده‌های گوناگونی (چون
باران ،
برف ، تگرگ یا
صاعقه و ستاره دنباله‌دار) می‌شوند.
در
آثاری مربوط به دیگر دانش‌های دوره اسلامی، موضوع خفیف یا ثقیل بودن اجسام مورد توجه قرار گرفته و به اختصار توضیح داده شده است. ذکر این موارد از جمله در آثار جغرافیایی
و نیز پزشکی
ناظر به الزام مؤلفان این‌گونه آثار به توضیح مبادی طبیعیات در آثار و دانش‌های مختلف است.
در نهایت، باید گفت این موضوع که واژه
مثقال از
ریشه ثَقَل و هم‌خانواده واژه ثِقْل است
از گونه ریشه‌شناسی عامیانه و فاقد اعتبار است.
(۱) ابن اکفانی، کتاب ارشاد القاصد الی اسنی المقاصد، چاپ یوست ویتکام، لیدن ۱۹۸۹.
(۲) ابن سیده، المحکم و المحیط الاعظم، چاپ عبدالحمید هنداوی، بیروت ۱۴۲۱/۲۰۰۰.
(۳) ابن سینا، تسع رسایل فی الحکمة و الطبیعیات، قاهره ۱۹۸۹الف.
(۴) ابن سینا، الحدود، در المصطلح الفلسفی عندالعرب: نصوص من التراث الفلسفی فی حدود الاشیاء و رسومها، چاپ عبدالامیر اعسم، قاهره: الهیئة المصریة العامة للکتاب، ۱۹۸۹ب.
(۵) ابن سینا، حدود، یا، تعریفات، ترجمه محمدمهدی فولادوند، همراه متن عربی، تهران ۱۳۶۶ش الف.
(۶) ابن سینا، الشفاء، الطبیعیات، ج۲، الفن الثانی: السماء و العالم، چاپ ابراهیم مدکور و محمود قاسم، قاهره ۱۳۸۵/ ۱۹۶۵، چاپ افست قم ۱۴۰۴.
(۷) ابن سینا، طبیعیات دانشنامه علائی، چاپ محمد مشکوة، تهران ۱۳۵۳ش.
(۸) ابن سینا، فنون سماع طبیعی، آسمان و جهان، کون و فساد از کتاب شفا، ترجمه محمدعلی فروغی، تهران ۱۳۶۶ش.
(۹) ابن سینا، معیار العقول، چاپ جلال‌الدین همائی، تهران ۱۳۳۱ش.
(۱۰) ابن سینا، النجاة من الغرق فی بحر الضلالات، چاپ محمدتقی دانش‌پژوه، تهران ۱۳۶۴ش.
(۱۱) ابن منظور، لسان العرب.
(۱۲) ابن هیثم، المقالة فی هیئة العالم، چاپ تسفی یتسحاق لانگرمان، نیویورک ۱۹۹۰.
(۱۳) ابوالبرکات بغدادی، الکتاب المعتبر فی الحکمة الالهیة، چاپ حیدرآباد، دکن۱۳۵۷ـ۱۳۵۸، چاپ افست جبیل، لبنان ۲۰۰۵.
(۱۴) ابوریحان بیرونی، کتاب التفهیم لاوائل صناعة التنجیم، چاپ جلال‌الدین همائی، تهران ۱۳۶۲ش.
(۱۵) ابوریحان بیرونی، کتاب القانون المسعودی، حیدرآباد، دکن ۱۳۷۳ـ۱۳۷۵/ ۱۹۵۴ـ۱۹۵۶.
(۱۶) ابوریحان بیرونی و ابن سینا، ابوریحان بیرونی و ابن سینا: الاسئلة و الاجوبة، چاپ حسین نصر و مهدی محقق، تهران ۱۳۵۲ش.
(۱۷) اخوان‌الصفا، رسائل اخوان‌الصفاء و خلان‌الوفاء، قم ۱۴۰۵.
(۱۸) محمد بن محمد ادریسی، کتاب نزهةالمشتاق فی اختراق الآفاق، قاهره: مکتبة الثقافة الدینیة.
(۱۹) ارسطو، در آسمان، ترجمه اسماعیل سعادت، تهران ۱۳۷۹ش.
(۲۰) ارسطو، الطبیعة، ترجمه اسحاق بن حنین، مع شروح ابن سمح و دیگران، چاپ عبدالرحمان بدوی، ج۱، قاهره ۱۴۰۴/۱۹۸۴.
(۲۱) ارسطو، فی السماء و الآثار العلویة، چاپ عبدالرحمان بدوی، قاهره ۱۹۶۱.
(۲۲) ارشمیدس، مقالة لارشمیدس فی الثقل و الخفّة.
(۲۳) اصطلاح نامه فلسفه اسلامی، به کوشش محمدهادی یعقوب‌نژاد، قم: دفتر تبلیغات اسلامی، ۱۳۷۶ش.
(۲۴) افلاطون، الطیماوس و اکریتیس، ترجمه فؤاد جرجی برباره، چاپ آلبر ریوو، دمشق ۱۹۶۸.
(۲۵) اقلیدس، مقالة لاقلیدس فی المیزان.
(۲۶) محمد بن حسین باباافضل کاشانی، مصنّفات، چاپ مجتبی مینوی و یحیی مهدوی، تهران ۱۳۶۶ش.
(۲۷) بلینوس، سرّالخلیقة و صنعة الطبیعة: کتاب العلل، چاپ اورسولا وایسر، حلب ۱۹۷۹.
(۲۸) بهمنیاربن مرزبان، جام جهان نمای، ترجمه کتاب التحصیل، چاپ عبدالله نورانی و محمدتقی دانش‌پژوه، تهران ۱۳۶۲ش.
(۲۹) اسماعیل بن حسین (حسن) جرجانی، ذخیره خوارزمشاهی، ج۱، چاپ محمدتقی دانش‌پژوه و ایرج افشار، تهران ۱۳۴۴ش.
(۳۰) غلامحسین بن ملا فتح‌الله جونپوری، جامع بهادرخانی، چاپ سنگی کلکته ۱۲۵۰، چاپ افست تهران ۱۳۸۶ش.
(۳۱) احمد بن محمد حسینی، مرآت الاکوان: تحریر شرح هدایه ملاصدرا شیرازی، چاپ عبدالله نورانی، تهران ۱۳۷۵ش.
(۳۲) عبدالرحمان خازنی، کتاب میزان‌الحکمة، حیدرآباد، دکن ۱۳۵۹.
(۳۳) محمد بن احمد خفری، التکملة فی شرح التذکرة، نسخه خطی کتابخانه آستان قدس رضوی، ش ۱۲۰۲۶.
(۳۴) محمد بن احمد خفری، منتهی الادراک فی مدرک الافلاک، نسخه خطی کتابخانه آیت الله مرعشی نجفی، ش ۱۲۶۰.
(۳۵) خلیل بن احمد، کتاب العین، چاپ مهدی مخزومی و ابراهیم سامرائی، قم ۱۴۰۵.
(۳۶) محمد بن محمد زَبیدی، تاج‌العروس من جواهر القاموس، ج۲۳، چاپ عبدالفتاح حلو، کویت ۱۴۰۶/۱۹۸۶، ج۲۸، چاپ محمود محمد طناحی، کویت ۱۴۱۳/ ۱۹۹۳.
(۳۷) جعفر سجادی، فرهنگ معارف اسلامی، تهران ۱۳۶۲ـ ۱۳۶۳ش.
(۳۸) یحیی بن حبش سهروردی، مجموعه مصنفات شیخ اشراق، ج۳، چاپ حسین نصر، تهران ۱۳۷۳ش.
(۳۹) محمد بن ابراهیم صدرالدین شیرازی (ملاصدرا)، الحکمة المتعالیة فی الاسفار العقلیة الاربعة، بیروت ۱۹۸۱.
(۴۰) صدیق حسن‌خان، ابجدالعلوم، ج۱، دمشق ۱۹۷۸، ج۲، بیروت ۱۳۹۵.
(۴۱) احمد بن مصطفی طاشکوپری‌زاده، مفتاح‌السعادة و مصباح‌السیادة، بیروت ۱۴۰۵/۱۹۸۵.
(۴۲) علی بن سهل طبری، فردوس‌الحکمة فی الطب، چاپ محمد زبیر صدیقی، برلین ۱۹۲۸.
(۴۳) مؤیدالدین عُرضی دمشقی، تاریخ علم الفلک العربی (کتاب الهیئة)، چاپ جورج صلیبا، بیروت ۱۹۹۰.
(۴۴) محمد بن محمد غزالی، مقاصدالفلاسفة، قاهره ۱۳۳۱.
(۴۵) محمد بن محمد فارابی، احصاءالعلوم، چاپ علی بوملحم، بیروت ۱۹۹۶.
(۴۶) محمد بن عمر فخر رازی، جامع العلوم (ستیّنی)، چاپ علی آلداود، تهران ۱۳۸۲ش.
(۴۷) محمد بن عمر فخر رازی، شرح عیون الحکمة، چاپ احمد حجازی احمد سقا، تهران ۱۳۷۳ش.
(۴۸) محمد بن عمر فخر رازی، کتاب المباحث المشرقیة فی علم الالهیات و الطبیعیات، تهران ۱۹۶۶.
(۴۹) محمود بن مسعود قطب‌الدین شیرازی، التحفة الشاهیة، نسخه خطی کتابخانه (ش۱) مجلس شورای اسلامی، ش ۶۶۸۶.
(۵۰) محمود بن مسعود قطب‌الدین شیرازی، درةالتاج، بخش۱، چاپ محمد مشکوة، تهران ۱۳۶۹ش.
(۵۱) یعقوب بن اسحاق کندی، رسالة الکندی فی الإبانة عن ان طبیعة الفلک مخالفة لطبائع العناصر الاربعة، در مقالات فی الریاضیات و الفلسفة و الآثار العلویة و الفلک، چاپ عکسی از نسخه خطی کتابخانه سلیمانیه استانبول، ش ۴۸۳۲، چاپ فؤاد سزگین، فرانکفورت ۱۴۳۱/۲۰۱۰.
(۵۲) یعقوب بن اسحاق کندی، فی الصِناعة العظمی، چاپ عزمی طه سیداحمد، قبرس ۱۹۸۷.
(۵۳)یعقوب بن اسحاق کندی، کتاب الکندی الی المعتصم بالله فی الفلسفة الاولی، ۱۹۹۸.
(۵۴) محمدجواد مشکور، فرهنگ تطبیقی عربی با زبان‌های سامی و ایرانی، تهران ۱۳۵۷ش.
(۵۵) مقدسی، احسن التقاسیم فی معرفة الاقالیم.
(۵۶) ناصرخسرو، زادالمسافرین ناصرخسرو علوی، تهران ۱۳۴۱.
(۵۷) محمد بن محمد نصیرالدین طوسی، رساله معینیه، نسخه خطی کتابخانه (ش۱) مجلس شورای اسلامی، ش ۱/۶۳۴۶.
(۵۸) محمد بن محمد نصیرالدین طوسی، مجموعه رسائل ریاضی و نجومی خواجه نصیرالدین طوسی، چاپ فرید قاسملو، تهران ۱۳۸۹ش.
(۵۹) هرون اسکندرانی، کتاب ایرن فی رفع الاشیاء الثقیلة.
(۶۰) محمد شریف هروی، انواریه، ترجمه و شرح حکمةالاشراق سهروردی، چاپ حسین ضیائی و آستیم، تهران ۱۳۵۸ش.
دانشنامه جهان اسلام، موسسه دائرة المعارف اسلامی، برگرفته از مقاله «خفیف و ثقیل»،ج۱، ص۷۱۶۰.
