وانغ تشن (مخترع)

كان الصينيون، خلال عهد أسرة هان (202  ق.م. -  220 م)، أول من استخدم الطاقة الهيدروليكية (أي دولاب الماء ) لتشغيل منفاخ الفرن العالي القابل للنفخ في صناعة الحديد الزهر . وقد سُجّل هذا الابتكار في عام  31 م، وهو من ابتكار المهندس دو شي ، حاكم نانيانغ . ^{[ 5 ]} بعد دو شي، واصل الصينيون في العصور اللاحقة استخدام الطاقة المائية لتشغيل منفاخ الفرن العالي. في نص وو تشانغ جي الذي يعود إلى القرن الخامس الميلادي ، كتب مؤلفه بي لينغ أنه تم إنشاء بحيرة اصطناعية مخططة في عهد أسرة يوان جيا (424-429) لغرض وحيد هو تشغيل دواليب الماء التي ساعدت في عمليات صهر وصب الحديد في صناعة الحديد الصينية. ^{[ 6 ]} يذكر نص شوي جينغ تشو الذي يعود إلى القرن الخامس استخدام مياه الأنهار المتدفقة لتشغيل دواليب المياه، كما يذكر نص الجغرافيا الذي يعود إلى عهد أسرة تانغ وهو يوان هي جون شيان تو تشي ، والذي كتب عام 814. ^{[ 7 ]}

على الرغم من أن دو شي كان أول من استخدم الطاقة المائية لتشغيل المنافيخ في علم المعادن، إلا أن أول رسم توضيحي مطبوع لعملية تشغيلها بالطاقة المائية ظهر في عام 1313، مع كتاب نونغ شو لوانغ تشن . ^{[ 8 ]} شرح وانغ الطرق المستخدمة في تشغيل الفرن العالي بالطاقة المائية في العصور السابقة وفي عصره في القرن الرابع عشر:

بحسب دراسة حديثة (+1313!)، استُخدمت منافيخ الأكياس الجلدية في العصور القديمة، أما الآن فتُستخدم منافيخ خشبية. ويتم تصميمها كالتالي: يُختار مكان بجوار مجرى مائي متدفق، ويُثبّت عمود رأسي في هيكل مزود بعجلتين أفقيتين، بحيث تدور العجلة السفلية بفعل قوة الماء. وترتبط العجلة العلوية بحزام ناقل إلى عجلة (أصغر) أمامها، تحمل نتوءًا لا مركزيًا (أي قضيبًا متأرجحًا). ثم، وبحركة واحدة، يتبع القضيب المتصل بالنتوء اللامركزي دوران العجلة الدافعة، فيدفع ويسحب البكرة المتأرجحة، التي تضمن أذرعها على جانبيها نقل الحركة إلى قضيب المكبس. وهكذا، يتحرك هذا الجزء ذهابًا وإيابًا، مُشغّلاً منفاخ الفرن بسرعة تفوق بكثير ما يُمكن تحقيقه يدويًا. ^{[ 9 ]}

تُستخدم طريقة أخرى أيضًا. في نهاية قضيب خشبي (مكبس)، يبلغ طوله حوالي 90 سم، يخرج من مقدمة المنفاخ، تُثبّت قطعة خشبية منحنية على شكل هلال، ويُعلّق كل ذلك من الأعلى بحبل كحبال الأرجوحة. ثم أمام المنفاخ، توجد نوابض خيزران قوية متصلة به بحبال؛ وهي التي تتحكم في حركة مروحة المنفاخ. بعد ذلك، ومع دوران دولاب الماء (الرأسي)، يضغط اللسان المثبت على عمود الدوران تلقائيًا على اللوح المنحني (المتصل بقضيب المكبس) ويدفعه، فيتحرك بدوره للخلف (للداخل). وعندما ينزل اللسان أخيرًا، تعمل نوابض الخيزران على المنفاخ وتعيده إلى وضعه الأصلي. وبالمثل، باستخدام محرك رئيسي واحد، يمكن تشغيل عدة منافيخ (عن طريق عروات على العمود)، على نفس مبدأ مطارق دفع الماء . وهذا أيضًا مريح وسريع للغاية... ^{[ 9 ]}

بحسب جوزيف نيدهام ، فإن محرك النفخ الذي ابتكره وانغ تشن هو أحد "آلتين من العصور الوسطى تقعان بشكل مباشر في سلسلة نسب المحرك البخاري والقاطرة " إلى جانب مضخة القوة ذات القضيب المشقوق التي ابتكرها الجزري قبل قرن من الزمان. ^{[ 10 ]}

في سياق تحسين الطباعة بالحروف المتحركة، ذكر وانغ طريقة بديلة لخبز حروف الطباعة الخزفية بإطار من الفخار لصنع قوالب كاملة. ^{[ 11 ]} اشتهر وانغ باستخدامه للحروف المتحركة الخشبية عندما كان قاضيًا في جينغده بمقاطعة آنهوي من عام 1290 إلى 1301. ^{[ 2 ]} تمثلت مساهمته الرئيسية في تحسين سرعة الطباعة باستخدام أجهزة ميكانيكية بسيطة، إلى جانب الترتيب المعقد والمنهجي للحروف المتحركة الخشبية. ^{[ 12 ]} لخص وانغ عملية صنع الحروف المتحركة الخشبية كما هو موضح في الفقرة التالية:

لكن ثمة الآن طريقة أخرى [تتجاوز استخدام الحروف الفخارية] أكثر دقةً وسهولة. تُصنع قوالب الطباعة من الخشب، وتُستخدم شرائح من الخيزران لتمييز الخطوط، ثم يُنقش قالب بالحروف. يُقطع القالب إلى مربعات بمنشار دقيق صغير حتى يُصبح كل حرف قطعة منفصلة. تُصقل هذه الحروف المنفصلة بسكين من جميع جوانبها الأربعة، وتُقارن وتُختبر حتى تتطابق تمامًا في الارتفاع والحجم. بعد ذلك، تُوضع الحروف في أعمدة [القالب]، وتُضغط شرائح الخيزران المُجهزة بينها. بعد تثبيت جميع الحروف في القالب، تُملأ الفراغات بسدادات خشبية، لضمان ثبات الحروف تمامًا وعدم تحركها. عندما تستقر الحروف تمامًا، يُدهن الحبر وتبدأ عملية الطباعة. ^{[ 13 ]}

استُخدمت الحروف الخشبية المتحركة وجُرِّبت في القرن الحادي عشر على يد بي شنغ ، ^{[ 14 ]} ولكن تم التخلي عنها لأن الخشب اعتُبر مادة غير مناسبة. ^{[ 14 ]} حسّن وانغ العملية التي جُرِّبت سابقًا بإضافة أساليب خاصة لقطع الحروف وتشطيبها، وصنع صندوق الحروف وطاولة دوارة جعلت العملية أكثر كفاءة. ^{[ 15 ]} في نظام وانغ، رُتِّبت جميع حروف الكتابة الصينية وفقًا لخمس نغمات مختلفة وحسب القافية، باستخدام كتاب رسمي قياسي للأناشيد الصينية. ^{[ 15 ]} استُخدمت طاولتان دوارتان في العملية؛ إحداهما تحتوي على الحروف الرسمية من كتاب الأناشيد، والأخرى تحتوي على حروف الكتابة الصينية الأكثر استخدامًا للاختيار السريع. ^{[ 12 ]} ولجعل العملية برمتها أكثر كفاءة، خُصِّص لكل حرف صيني رقم مختلف، بحيث عند استدعاء رقم، يُختار ذلك الحرف. ^{[ 12 ]} أما الأحرف النادرة وغير المألوفة التي لم يُحدد لها عدد معين، فكانت تُصنع ببساطة في الموقع من قبل قاطعي الأخشاب عند الحاجة. ^{[ 12 ]}

أثناء طباعة الكتب الجديدة، أوضح وانغ أنه كان لا بد من تحديد الأبعاد المستطيلة لكل كتاب لضمان الحصول على الحجم الصحيح للكتلة الخشبية رباعية الجوانب المستخدمة في الطباعة. ^{[ 12 ]} وكان يتم توفير كمية الحبر اللازمة بواسطة فرشاة تُحرك عموديًا في أعمدة، بينما كان يتم فرك الأعمدة بالفرشاة من أعلى إلى أسفل لطباعة الصورة على الورق. ^{[ 12 ]}

قبل قرنين من ابتكار هوا سوي للطباعة البرونزية في الصين عام 1490، كان وانغ قد جرب الطباعة باستخدام القصدير ، وهو معدن مفضل لانخفاض درجة انصهاره أثناء الصب. ^{[ 16 ]} كتب وانغ في كتاب نونغ شو :

في العصور الحديثة [أواخر القرن الثالث عشر]، صُنعت الحروف أيضًا من القصدير بالصب. تُعلّق على سلك حديدي، فتُثبّت في أعمدة القالب، لطباعة الكتب بها. لكن هذه الحروف لم تكن تمتص الحبر بسهولة، وكانت تُنتج طباعة غير مرتبة في معظم الحالات. لهذا السبب لم تُستخدم طويلًا. ^{[ 16 ]}

وهكذا، لم ينجح استخدام الحروف المعدنية الصينية المصنوعة من القصدير في القرن الثالث عشر لعدم توافقها مع عملية الطباعة بالحبر . وعلى الرغم من عدم نجاحها في عهد وانغ، فقد استُخدمت الحروف المعدنية البرونزية التي ابتكرها هوا سوي في أواخر القرن الخامس عشر لقرون في الصين، حتى أواخر القرن التاسع عشر. ^{[ 17 ]}

على الرغم من أن كتاب وانغ " نونغ شو" طُبع في معظمه باستخدام الطباعة الخشبية ، إلا أن ابتكاره للحروف الخشبية المتحركة سرعان ما انتشر على نطاق واسع في منطقة آنهوي. ^{[ 12 ]} استُخدمت حروف وانغ الخشبية المتحركة لطباعة دليل مدينة جينغده المحلي ، والذي تضمن استخدام 60,000 حرف مكتوب مُرتبة على طاولات دوارة. ^{[ 12 ]} خلال عام 1298، طُبع ما يقرب من مئة نسخة من هذا الدليل باستخدام الحروف الخشبية المتحركة في غضون شهر. ^{[ 12 ]} وعلى خطى وانغ، قام حاكم مدينة فينغهوا بمقاطعة تشجيانغ، ما تشنغده، في عام 1322 ، بطباعة النصوص الكونفوشيوسية الكلاسيكية باستخدام حروف متحركة تضم 100,000 حرف مكتوب على طاولات دوارة. ^{[ 12 ]} طُوِّرت عملية الطباعة بالحروف المعدنية المتحركة في كوريا خلال عهد مملكة جوسون بحلول القرن الثالث عشر، بينما لم تُستخدم في الصين إلا في عهد أسرة مينغ (1368-1644) عندما استخدم الطابع هوا سوي الحروف البرونزية المتحركة عام 1490. ورغم توفر الحروف المعدنية المتحركة في الصين خلال عهد أسرة مينغ، إلا أن الحروف الخشبية المتحركة ظلت شائعة الاستخدام حتى القرن التاسع عشر. ^{[ 18 ]} بعد ذلك، أصبحت آلة الطباعة الأوروبية ، التي ابتكرها يوهانس غوتنبرغ في القرن الخامس عشر، هي الأساس والمعيار في الصين، وفي معظم أنحاء العالم حتى ظهور الطباعة الرقمية وطابعات الحاسوب الحديثة .

مع ذلك، خلال عهد أسرة مينغ (القرنين الرابع عشر والسادس عشر)، شاع استخدام الطباعة بالحروف المتحركة في الأكاديميات المحلية ، والمكاتب الحكومية، وبين رعاة الطباعة الأثرياء، وفي دور الطباعة التجارية الصينية الكبرى في مدن نانجينغ ، وسوتشو ، وتشانغتشو ، وهانغتشو ، وونتشو ، وفوتشو . ^{[ 19 ]} ونُشرت العديد من الكتب في مختلف المجالات باستخدام الحروف الخشبية المتحركة خلال عهد مينغ، بما في ذلك الروايات، والفنون، والعلوم والتكنولوجيا، وسجلات العائلات، والصحف المحلية . وفي عام 1541، صدر عملان أدبيان هامان باستخدام الحروف الخشبية المتحركة برعاية أميرين مختلفين؛ حيث قام أمير شو بطباعة المجموعة الأدبية الضخمة للشاعر سو تشي من أسرة سونغ، بينما قام أمير يي بطباعة كتابٍ كُتب للرد على الخرافات من قِبل مؤلف من عهد أسرة يوان. ^{[ 18 ]}

خلال عهد أسرة تشينغ (1644-1911)، استُخدمت الطباعة بالحروف الخشبية المتحركة على نطاق أوسع بكثير مما كان عليه الحال حتى في عهد أسرة مينغ السابقة. ^{[ 19 ]} ورغم أن البلاط الإمبراطوري في بكين كان يرعاها رسميًا، إلا أنها كانت منتشرة على نطاق واسع بين شركات الطباعة الخاصة. ^{[ 19 ]} وقد أصبح ابتكار خطوط الطباعة بالحروف المتحركة مشروعًا استثماريًا ناجحًا، نظرًا لشيوع رهنها وبيعها وتقديمها كهدايا خلال عهد أسرة تشينغ. ^{[ 19 ]} وفي البلاط الإمبراطوري، عُيّن المسؤول جين جيان (توفي عام 1794) مسؤولًا عن الطباعة في قصر وويينغ، حيث أمر الإمبراطور يونغ تشنغ بصنع 253,000 حرف خشبي متحرك في عام 1733. ^{[ 19 ]} وقدّم جين جيان، المسؤول عن هذا المشروع، شرحًا مفصلًا لعملية الطباعة في كتابه " دليل الطباعة بالحروف المتحركة" ( Wu Ying Tian Ju Zhen Ban Cheng Shi ). ^{[ 19 ]} في تسعة عشر قسماً مختلفاً، قدم وصفاً تفصيلياً لما يلي:

• نوع الجسم
• قص الحروف
• صناديق من النوع المصنّع
• صواني التشكيل
• شرائح بسماكات متفاوتة
• فراغات
• الأعمدة المركزية
• صواني الفرز
• نماذج قواعد الصفحة والعمود
• ضبط النص
• التدقيق اللغوي
• طباعة
• توزيع النوع
• وجدول زمني للتناوب ^{[ 19 ]}

توجد اختلافات ملحوظة بين عملية الطباعة بالحروف المتحركة التي ابتكرها وانغ وعملية جين جيان. فقد كان وانغ ينقش الأحرف المكتوبة على قوالب خشبية ثم ينشرها، بينما كان جين يبدأ العملية بتحضير أجسام الحروف قبل تقطيع الأحرف بشكل فردي. ^{[ 20 ]} ولترتيب الحروف، استخدم وانغ طريقة الطاولات الدوارة حيث تصل الحروف إلى العمال، بينما طور جين نظامًا يذهب فيه العمال إلى الحروف المنظمة. ^{[ 20 ]} كما أضاف وانغ إطار الطباعة بعد ترتيب الحروف، بينما طبع جين الأوراق المسطرة والنص بشكل منفصل على نفس الورقة. ^{[ 20 ]}

كان التركيز الرئيسي لكتاب "نونغ شو" ( بالصينية :王禎農書؛ بينيين : Wángzhēnnóng Shū ) الذي ألفه وانغ على مجال الزراعة الصينية. وقد سرد كتابه ووصف قائمة ضخمة من الأدوات والمعدات الزراعية المستخدمة في الماضي وفي عصره. ^{[ 21 ]} علاوة على ذلك، استخدم وانغ الصور التوضيحية بشكل منهجي في كتابه لمرافقة كل قطعة من المعدات الزراعية الموصوفة. ^{[ 22 ]} كما ابتكر وانغ مخططًا تقويميًا زراعيًا على شكل دائرة، يتضمن الجذوع السماوية ، والفروع الأرضية ، والفصول الأربعة، والأشهر الاثني عشر، والفصول الشمسية الأربعة والعشرين، واثنين وسبعين فترة مدة كل منها خمسة أيام، مع كل تسلسل من المهام الزراعية والظواهر الطبيعية التي تشير إلى ضرورتها، والتكوينات النجمية، وعلم الظواهر، وتسلسل الإنتاج الزراعي. ^{[ 23 ]}

من بين الممارسات الزراعية المعاصرة المتنوعة المذكورة في كتاب نونغ شو، سرد وانغ ووصف استخدام الحراثة والبذر والري وزراعة التوت ، وغيرها. ^{[ 3 ]} كما سرد ووصف العديد من المواد الغذائية والمنتجات المختلفة في مناطق الصين المتعددة. ^{[ 3 ]} وأوضح الكتاب استخدام الأدوات الزراعية، بالإضافة إلى معدات معالجة الأغذية والري، وأنواع الحقول المختلفة، والأواني الاحتفالية، وأنواع تخزين الحبوب المختلفة، والعربات، والقوارب، والأجهزة الميكانيكية، وآلات النسيج المستخدمة في العديد من التطبيقات. ^{[ 3 ]} فعلى سبيل المثال، من بين الأجهزة العديدة الموصوفة والموضحة بالرسومات، مطحنة ميكانيكية ضخمة تعمل بقوة الثيران ، مزودة بعجلة تروس دوارة هائلة تتعشق مع تروس ثماني مطاحن مختلفة تحيط بها. ^{[ 24 ]} ومما يثير اهتمام المؤرخين الصينيين ، أن وانغ أوضح أيضًا الفرق بين التكنولوجيا الزراعية في شمال الصين وجنوبها. ^{[ 25 ]} تميزت التكنولوجيا الزراعية في الشمال بتطبيقات تقنية ملائمة للزراعة البعلية في الغالب، بينما كانت الزراعة المروية المكثفة أكثر ملاءمة لجنوب الصين. ^{[ 25 ]} علاوة على ذلك، استخدم وانغ أطروحته كوسيلة لنشر المعرفة الداعمة لبعض الممارسات أو التقنيات الزراعية الموجودة حصريًا في الجنوب أو الشمال، والتي يمكن أن تفيد الآخر لو كانت معروفة على نطاق أوسع، مثل المحراث اليدوي الجنوبي المستخدم لإزالة الأعشاب الضارة في الجنوب، ولكنه غير معروف تقريبًا في الشمال. ^{[ 26 ]}

• نيدهام، جوزيف (1986). العلم والحضارة في الصين: المجلد 4، الجزء 2. تايبيه: دار نشر كيفز بوكس ​​المحدودة.
• نيدهام، جوزيف (1986). العلم والحضارة في الصين: المجلد 5، الجزء 1. تايبيه: دار نشر كيفز بوكس ​​المحدودة.
• نيدهام، جوزيف (1986). العلم والحضارة في الصين: المجلد 6، الجزء 2. تايبيه: دار نشر كيفز بوكس ​​المحدودة.