Transcript lecture 1 - open with Microsoft Office PowerPoint 2007 Program

‫المحاضرة األولى‬
‫مقدمة فى التاريخ الهندسى •‬
‫‪Introduction :‬مقدمة‬
‫قبل الحديث عن مراحل وأشكال تطور الهندسة والتكنولوجيا •‬
‫عبر العصور فإنه ينبغى تعريف ما هو المقصود بكل هذه‬
‫المصطلحات والتى طالما ذكرناها فى أحاديثنا وكتاباتنا عن‬
‫الهندسة مثل العلم والفن والتكنولوجيا‪ ،‬ودراسة العالقة بينهم‬
‫وإيضاح مدى الترابط بينهم وبين الهندسة‪.‬‬
‫لم يكن هناك تعريف محدد ومفصل للهندسة حتى القرن الثامن •‬
‫عشر‪ ،‬فقد كانت التفرقة بين المهندس والعالم والمخترع وحتى‬
‫التكنيكى صعبة وغير واضحة المعالم‪ ،‬بل أن تاريخ كل من‬
‫الهندسة والعلم والفن والتكنولوجيا تداخل لعدة قرون‪.‬‬
‫‪Engineering And The Term Engineer:‬الهندسة ولقب المهندس‬
‫•‬
‫لفظ هندسة فى اللغة العربية هو لفظ معرب عن اللفظ الفارسى " إندازه"‬
‫وهو لفظ يختص بالقياس والنظام‪.‬‬
‫ويصف لفظ "الهندسة" نفس المعنى الذى تقصده الكلمة اإلغريقية " •‬
‫والتى تتركب من مقطعين هما "جيو" بمعنى ‪Geometry‬جيومترى"‬
‫األرض و "مترى" بمعنى القياس ‪ ،‬أى قياس األرض ‪ ،‬وهو علم يبحث فى‬
‫قياسات الخطوط والزوايا والسطوح والمساحات والمنحنيات والمجسمات‪.‬‬
‫وباتساع أساليب اإلنشاء ووسائل الصنع واإلنتاج شملت مجاالت أخرى •‬
‫بخالف القياس فقد امتدت تسمية "الهندسة" لتشمل جميع أساليب اإلنشاء‬
‫والصنع واإلنتاج‪ .‬ومن كلمة الهندسة اشتقت كلمة " مهندس" لتصف من‬
‫يمتهن الهندسة‪.‬‬
‫الهندسة منــــــذ فجر التاريخ‬
‫تعريف الهندسة ‪Definition of Engineering‬‬
‫‪:‬‬
‫بأنها المهنة التى تطبق فيها المعرفة بالعلوم الطبيعية مثل الرياضة‬
‫والفيزياء والكيمياء المكتسبة بالدراسة والتجربة لالستفادة من مواد‬
‫وقوى الطبيعة‪ .‬أو بأسلوب آخر هى المهنة التى تختص بتصميم‬
‫وإنشاء اآلالت والماكينات والمبانى وجميع وسائل اإلنتاج‬
‫األخرى‪ .‬ويمكن تعريف الهندسة كذلك بأنها "علم وفن السيطرة‬
‫على القوى الطبيعية واستغالل طاقاتها فى بناء األشياء وتنظيمها"‬
‫من هذا التعريف يتضح أن الهندسة تعتمد اعتمادا وثيقا على كل‬
‫من العلم والفن‪.‬‬
‫‪Definition of Science:‬تعريف العلم‬
‫يمكن تعريف العلم بأنه " المعرفة اإليجابية المنظمة عن فيزياء وكيمياء •‬
‫الكون بهدف الكشف عن الحقائق المختلفة" ‪ ،‬أى أن رسالة العلم هى‬
‫التعرف ودراسة قوانين الطبيعة والمجتمع بصورة منظمة وإيجابية‪.‬‬
‫وبصياغة أخرى يمكن التعبير عن العلم بأنه " بحث وتفتيش منسق وإيجابى‬
‫عن أحكام ونظريات الكون”‪.‬‬
‫علية فيمكن تعريف العلم بأنه " إدراك الشئ بحقيقته"‪ .‬وعليه فإن العلم •‬
‫يشتمل على اإلدراك الكامل بطبيعة الكون‪ ،‬بل ويشمل الفن والفلسفة‬
‫والتاريخ فى نفس الوقت‪ ،‬وخصوصا وأن تاريخ العلم بطبيعته هو نشاط‬
‫شامل ومتطور دائما‪.‬‬
‫ريف الفن‬
‫والتى تعنى ‪Ars‬كلمة فن هى كلمة مشتقة من الكلمة الالتينية‬
‫المهارة‪ ،‬وقد تغير معنى كلمة فن على مر العصور فقد كانت تعنى‬
‫خالل العصور الوسطى فى أوروبا الفن التحررى ثم أصبحت مع‬
‫مثل ‪Visual art‬بدايات القرن التاسع عشر تعنى الفن المرئى‬
‫‪ ،‬النحت ‪ ،Drawing ،‬الرسم التقنى ‪Painting‬الرسم باأللوان‬
‫التصوير‪ ،‬العمارة ‪ ،........ ،‬باإلضافة إلى فنون الموسيقى والشعر‪.‬‬
‫ويمكننا أن نعرف الفن بإيجاز بأنه " مهارة وموهبة يحكمها الذوق‬
‫وتختص بإدراك الجمال واإلحساس واالنفعال به "‪.‬‬
‫‪Relation Between Science and Engineering‬العالقة بين العلم والهندسة‬
‫•‬
‫التشابه بينهما كبير حيث ان الهندسة تعني امكانية تطبيق العلم خصوصا العلوم‬
‫الطبيعية وغيرها‪.‬‬
‫ويمكن تمثيل العالقة بين العلم والهندسة بالطريق الذي يظل طريق واحد لفترة •‬
‫زمنية ثم يتفرع الي طريقين مختلفين عندما نتطرق الي امكانية التطبيق‪.‬‬
‫فالهندسة تشمل صفات العلم البحت ومظاهره ولكنها تزيد عليه ببعض اإلحساس‬
‫بالواقع وبإمكانية تطبيق هذا العلم‪ ،‬أما العلم فيعتمد أساسا على الحقيقة‬
‫المجردة‬
‫•‬
‫‪ .‬ونظرا لكمية التشابه الحادث بينهما فيمكن تمثيل ذلك بوجود اتصاالت عرضية‬
‫بين الطريقين إال أن الحقيقة تبقى بجالء أنهما يؤديان إلى جهتين مختلفتين‪ .‬فإذا‬
‫واجه عالم ومهندس مشكلة فإن منهج العالم للحل يقدمه من خالل المحاولة‬
‫والتطوير المجرد بعيدا عن أى إحساس أو تطبيق ممكن بينما المهندس يقدمه‬
‫من خالل واقع المشكلة ويقبل الحلول التقديرية والمقربة بينما العالم يصر على‬
‫الحلول المدققة المجردة‪.‬‬
‫•‬
‫‪:‬‬
‫‪ Relation Between Art and Engineering‬العالقة بين الفن والهندسة‬
‫يجب على األعمال الهندسية أن تكون فنا بجانب أنها إنتاجا يؤدى •‬
‫دورة فى الحياة‪ ،‬فيجب أن يكون المنتج الهندسى على قدر من الجمال‬
‫إلثارة إحساس من يتعامل معه منذ النظرة األولى فيسعى القتنائه‬
‫والمحافظة عليه‪.‬‬
‫إن تطوير المنظر الجمالى المعبر للمنتج هو من أهم مهام المهندس •‬
‫القائم بأعمال التصميم‪ ،‬فيتأثر قرار اختيار بيت جديد للسكن أو اختيار‬
‫سيارة جديدة بدرجة كبيرة على ما يبثه فينا البيت أو السيارة من‬
‫مشاعر جمالية وتأثير وجدانى‪ .‬ال يمكن بالطبع للهندسة أن تصور‬
‫الجمال إن لم تعتبر هى بذاتها فنا‪ ،‬وال يمكن للمهندس أن يبث‬
‫اإلحساس الجمالى فى المنتج إن لم يعتبر هو نفسه فنانا‪.‬‬
‫‪Defination of Technology‬تعريف التكنولوجيا‬
‫هي التطبيق العملى للعلوم المختلفة" فهى الوسيلة العملية •‬
‫التى تحول االكتشافات العلمية النظرية إلى مخترعات‬
‫شتى نستفيد منها فى جميع نواحى الحياة‪.‬‬
‫تبحث التكنولوجيا عادة فى كيفية تنفيذ إنتاج سلعة أو أدوات •‬
‫أو معدات جديدة أو تشييد مبنى أو منشأة يحتاج إليها‬
‫المجتمع‪ ،‬وكذلك استحداث أشكال جديدة متطورة من‬
‫الطاقة‪.‬‬
‫‪ :‬العالقة بين العلم و التكنولوجيا والهندسة‬
‫‪Relation between Science, Technology and Engineering‬‬
‫يمكن اآلن وبإيجاز شديد تلخيص العالقة بين العلم •‬
‫والتكنولوجيا في القول بأن العلم يهتم ويدور حول اإلجابة‬
‫على كلمة " لماذا " أما التكنولوجيا فتختص باإلجابة علي‬
‫كلمة " كيف " ‪.‬‬
‫لدراسة العالقة بين العلم والتكنولوجيا بالتفصيل فإن ذلك •‬
‫يتطلب أن تكون هذه الدراسة على مر العصور نظرا لتأثر كل‬
‫من العلم والتكنولوجيا الشديد وتباين دور كل منهما خالل‬
‫الفترات الزمنية المتعاقبة منذ بدء الخليقة حتى عصر‬
‫المعلومات ‪.‬‬
‫تابع العالقة بين العلم والتكنولوجيا والهندسة‬
‫أما الفصل بين الهندسة والتكنولوجيا فهو أشد صعوبة والتباسا ‪• ،‬‬
‫فإن معظم التكنولوجيين هم أساسا من المهندسين أو ذوات أصول‬
‫هندسية وأنهم استطاعوا تنمية مداركهم تنمية حقيقية وأحدثوا‬
‫تطورا جوهريا في اآلالت الموجودة لديهم أو اخترعوا آالت حديثة‬
‫بناء على خبراتهم السابقة ‪.‬‬
‫أمكن فيما سبق توضيح أن الهندسة تختص بتطبيق العلوم لالستفادة •‬
‫منها في صورة مخترعات وتصميمات ‪ ،‬أما التكنولوجيا فهى تختص‬
‫بكيفية تنفيذ وتصنيع هذه المخترعات للحصول علي المنتج النهائي ‪.‬‬
‫يتضح من كل ما سبق تداخل مفهوم كل من العلم ‪ ،‬الهندسة و •‬
‫التكنولوجيا وكذلك دور العالم ‪ ،‬المهندس و التكنولوجي ‪ ،‬وعليه‬
‫يجب أن يكون المهندس ملما بجانب الهندسة بقدر كبير من العلم‬
‫وبمعلومات واسعة عن التكنولوجيا ‪.‬‬
‫الهندسة في عصر الحضارات القديمة‬
‫الفترات التاريخية للحضارات والعضور المختلفة‬
‫فجر التاريخ‬
‫الحضارة البابلية‬
‫الحضارة الفرعونية‬
‫الحضارة اليونانية‬
‫الحضارة الرومانية‬
‫العصور الوسطي‬
‫عصر النهضة‬
‫العصر الحديث‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫منذ حوالي ‪ 5000‬عام‬
‫‪ 6000‬ق م ‪ 539 -‬ق م‬
‫‪5000‬ق م – ‪ 2000‬ق م‬
‫‪ 600‬ق م – ‪ 50‬ق م‬
‫‪ 31‬ق م ‪ 400 -‬ق م‬
‫‪ 460‬ق م – بدايات القرن ‪14‬‬
‫القرن ‪ -14‬نهايات القرن ‪16‬‬
‫من القرن ال ‪17‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫الهندسة منذ فجر التاريخ‬
‫بدء االنسان حياته علي االرض يصارع قوي الطبيعة من زالزل •‬
‫وبراكين وحيوانات مفترسة وأول مشكلة واجهته هو‬
‫كيــــــف يقي نفسه من هذه االخطار؟‬
‫‪ -1‬اتجه الي تهيئة مسكن يأويه بخصائص مختلفة حسب ظروف البيئة‬
‫المحيطة فكان المسكن من‪-:‬‬
‫أكواخ من جذوع الشجر في الغابات ‪– .‬‬
‫كهوف صخريه في الجبال ‪– .‬‬
‫‪ -2‬تعلم االنسان تشكيل ادوات من الحجر تساعده في اعماله‪.‬‬
‫‪-3‬بدء يفكر في الزراعة وصيد االسماك والحيوانات لغذائه‪.‬‬
‫الهندسة في العصر البابلي‬
‫تقع مدينة بابل علي بعد ‪ 90‬كم جنوب مدينة بغداد الحالية في الوادي الخصيب‬
‫بين نهري دجلة والفرات‪.‬‬
‫‪ -1‬شجعت طبيعة األرض الخصبة علي هجرة السكان اليها وبدء‬
‫البابليون في االهتمام بالزراعة‪.‬وسمي هذا العصر بالعصر البابلي نسبة‬
‫الي مدينة بابل‪.‬‬
‫•‬
‫اتجهوا الي الطمي لندة األحجار والخشب كما اتجهوا الي طوب الطمي‬
‫واستخدموه في تشييد المنشات واستخدموا الطوب األجر وهو طوب‬
‫الطمي بعد حرقه والطوب اللبن وهذا الطوب يناسب طبيعة المناخ‬
‫المعتدل وندرة األمطار‪.‬‬
‫•‬
‫تابع العصر البابلي‬
‫الطوب ألجر كان يستخدم في تدعيم القطاعات الثقيلة •‬
‫والمواضع الحرجة اما الطوب اللبن فكان مقصورا علي بناء‬
‫األسوار‪.‬‬
‫استخدم البابليون األسفلت في لصق قوالب الطوب األجر •‬
‫عرف المهندس البابلي العلوم الرياضية والحساب وبعض •‬
‫مبادئ الجبر واستخدموها في بناء حدائقهم ومنشأتهم‬
‫حدائق بابل المعلقة من المشروعات الفذة التي شيدها البابليون •‬
‫علي شاطئ نهر هيال أحد روافد نهر الفرات علي مساحة ‪6‬‬
‫وتم احاطتها بسور لحمايتها من الغزاة‪ .‬أميال مربعة‬
‫الهندسة في مصر‬
‫الفرعونية‬
‫زاملت الحضارة الفرعونية الحضارة البابلية في ذات الفترة الزمنية‬
‫وما بعدها وتشابهت الحضارتين بأن عاش الشعبين في دلتا األنهار‪.‬‬
‫كان النيل هو اهتمام المهندس المصري فأنشأ العديد من مشروعات الري مثل‬
‫اقامة القنوات وشق المصارف والترع وبناء السدود والخزانات‪.‬‬
‫قام الملك مينا بتحويل مجري النيل شرق مدينة منف •‬
‫أقام الفراعنة أول مقياس لقياس منسوب النهر‪• .‬‬
‫أقاموا أول سد علي النهر عند مدخل مدينة موريس بالفيوم‪• .‬‬
‫تابع الهندسة في العصر الفرعوني‬
‫برع المصريون في بناء األهرامات الحجرية والمسالت الشامخة •‬
‫وكذلك المعابد والقصور‬
‫تخطيط العديد من المدن مثل منف وطيبة وتل العمارنة •‬
‫برعوا في النحت والنقش والزخرفة •‬
‫استخدم الفراعنة الطوب المصنوع من الطمي المخلوط بالقش أو •‬
‫الرمل بعد جفافه واستخدم المونة المصنوعة من الجير أو الجبس في‬
‫ربط قوالب الطوب‪.‬‬
‫لم يستخدموا الطوب المحروق إال نادرا وفي نهاية عصرهم‪• .‬‬
‫تابع الهندسة في مصر الفرعونية‬
‫استخدم المصريون الحجارة الجيرية والحجارة الرملية الضخمة •‬
‫والجرانيت في انشاء المعابد والمسالت ولم يستخدموا مواد رابطة‬
‫لكبر وزنها وضخامتها‪.‬‬
‫قام امحتب بإقامة هرم زوسر المدرج وهو أقدم هرم في التاريخ •‬
‫ارتفاعه ‪ 61‬م‪.‬‬
‫تعتبر اهرامات الجيزة احدى عجائب الدنيا السبع فبنى خوفو الهرم •‬
‫االكبر من الحجر الجيرى ارتفاعه ‪147‬م وطول قاعدته ‪230‬م‬
‫اعتمد على الجهد اليدوى واستخدم المطرقة واألزميل فى تشكيل •‬
‫ونقل االحجار الكبيرة‪.‬‬
‫تابع العصر الفرعوني‬
‫برع فى علوم الفلك وحساب المثلثات وقياس الزوايا ومكنته •‬
‫درايته بعلوم الفلك من تخطيط قاعدة الهرم لتواجه االتجاهات‬
‫االربعة بدقة ودرايته بحساب المثلثات مكنته من بناء معبد‬
‫رمسيس الثانى بحيث تدخل الشمس الى ساحة قدس االقداس‬
‫لتقع على وجه التمثال يوم مولده‪.‬‬
‫اشتهر المصرى بإعمال التعدين وتمكن من استغالل مناجم •‬
‫الذهب فى الصحراء الشرقية واستخراج الفضة والنحاس‬
‫وخزف االحجار الكريمة والثمينة‬
‫استخدم المصريون السيوف واألقواس والدروع كما عرفوا •‬
‫العربات الحربية التى تجرها الخيول‬
‫الهندسة فى العصر اليونانى‬
‫بدا العصر اليونانى منذ حوالى ‪ 600‬عام قبل الميالد على جزر ايجة •‬
‫باليونان مستمدة من الحضارة المصرية الفرعونية‪.‬‬
‫تفوق اليونانيون فى انشاء المعابد والقصور والجسور وتمهيد الطرق •‬
‫وتنظيم نقل المياه واستأثرت المعابد باالهتمام االكبر‪.‬‬
‫اهتموا بالمنظر الجمالى فابدعوا فى نحت ونقش الرخام بالصور •‬
‫والرموز‪.‬‬
‫اخترع اليونانيون االدوات الميكانيكية مثل االزميل البرونزى •‬
‫والمنشار والمطرقة الخشبية والروافع‪.‬‬
‫فسر الفيلسوف اليونانى ارسطو التطبيقات المختلفة للرافعة والبكرة •‬
‫والونش‪.‬‬
‫تابع العصر اليوناني‬
‫كان عصر االسكندر االكبر رائد عصور اليونان فى مشروعات •‬
‫تخطيط المدن فقد شيد مدينة االسكندرية‪.‬‬
‫احتضنت االسكندرية المهندس سوسترا توس الذى صمم فنار •‬
‫االسكندرية‪.‬‬
‫بعد االسكندر اسس بطليموس دولة البطالمة وانشأ بطليموس •‬
‫االول مكتبة االسكندرية‪.‬‬
‫تميز العصر اليونانى بوجود العديد من العلماء والمخترعين مثل‪• :‬‬
‫هيرو عالم الرياضيات من اللذين صنفوا انواع الوى الميكانيكية ‪1.‬‬
‫واخترع الروافع والطائرات‪.‬‬
‫ارشميدس مكتشف قوانين الطفو ومراكز الثقل وابتكر الة رفع ‪2.‬‬
‫المياه ودراسته المتعلقة بالحيل الميكانيكية كاستخدام العتلة وقام‬
‫ة فى العصر الرومانى‬
‫لم يكن المهندس الرومانى مبتكرا مثل اليونانى بل قام باستخدام‬
‫وتطوير المخترعات اليونانية ‪.‬‬
‫ازدهرت صناعة البناء والتشييد وأجادو استخدام الطوب والحجارة ‪2.‬‬
‫واالسمنت‪.‬‬
‫استخدموا فى القرن الثانى قبل الميالد خليطا من الحجر الجيرى ‪3.‬‬
‫المطحون والرمل وبعض الرماد البركانى والماء كمادة الصقة فكان‬
‫بداية استخدام االسمنت فى البناء وامتاز هذا المخلوط بقوة الجفاف‬
‫والصالبة تحت الماء فكان لهم السبق فى اعمال البناء تحت الماء‬
‫وتفوقو فى شق القنوات وتشييد قواعد الكباري‪.‬‬
‫اقامو العديد من القباب وبرعوا فى تشييد القوس فى القنوات المائية ‪4.‬‬
‫والتى شيدت بالحجارة والطوب‪.‬‬
‫‪1.‬‬
‫تابع العصر الروماني‬
‫‪ -5‬برعوا فى استخدام انواع عديدة من الرخام فى عماراتهم‪.‬‬
‫‪ -6‬اتسعت االمبراطورية الرومانية مما دفعهم الى االهتمام‬
‫بالطرق التى تربط اطراف االمبراطورية والكبارى ‪.‬‬
‫‪ -7‬عملت شبكات الطرق على تشجيع التجارة بين المدن‬
‫والتنمية بين روما والمدن االخرى وعلى سرعة انتقال‬
‫القوات العسكرية الى ارجاء االمبراطورية ‪.‬‬
‫تابع الهندسة فى العصر الرومانى‬
‫‪ -8‬استفادوا مما خلفه اليونانيون من اساليب القياس واألجهزة‬
‫المساحية واستخدموا اجهزة مساحية اخرى مثل القضبان‬
‫الخشبية واألطوال الحبلية‪.‬‬
‫‪ -9‬اشتهروا بإعمال التعدين وعرفوا سبيكة النحاس االصفر‬
‫بتسخين قضبان النحاس وهى مدفونة فى الفحم النباتى مع‬
‫خامات الزنك المسحوق‪.‬‬
‫‪ -10‬استخدم الرومان الزئبق الستخالص الذهب والفضة‪.‬‬
‫‪ -11‬استطاعوا الحصول على خام القصدير فى شكل حجر القصدير‬
‫مما مكنهم من انتاج سبيكة البرونز من النحاس والقصدير‬
‫وهى ذات صالبة اكبر من النحاس وادى ذلك الى تحسين انتاج‬
‫االوانى واألدوات الزراعية والحلى واألسلحة وسمى هذا‬
‫العصر بالعصر البرونزى‪.‬‬
‫تابع العصر الروماني‬
‫‪ -12‬عرفوا الرصاص واستخدموه فى منع تسرب‬
‫الماء وصنع انابيب المياه والصرف لمقاومتها للتآكل‬
‫الكيميائى‬
‫‪ -13‬حرص الغزاة الرومان على اصطحاب مجموعة‬
‫من امهر المهندسين بغرض تشييد الطرق والكبارى‬
‫وصيانة وتطوير االالت الحربية والمنشات العسكرية‬
‫مما جعل العصر الرومانى هو عصر نهضة الهندسة‬
‫العسكرية‬