ما هو LaTeX؟

التنضيد

كل نص مطبوع أو مقروء على الشاشة قد نُضِّد: فقد قرّر أحدٌ أو شيءٌ الموضعَ الدقيق الذي يقع فيه كل حرف. والتنضيد هو مجموع هذه القرارات: أيّ خط وأيّ حجم يُستعملان، وأين ينتهي كل سطر وكيف تُوزَّع المسافة بين كلماته لضبطه على العرض، وأيّ الكلمات تُقسَم في آخر السطر وعند أيّ موضع، ومتى يندمج حرفان في حرفٍ مركّب، وكيف تُضبط المسافة بين أزواج معيّنة من الحروف، وأين تُقطع كل صفحة، وعلى أيّ ارتفاع توضع الحواشي، وكيف تُرتَّب العناوين. ظلّ ذلك قرونًا صنعةَ المنضِّد الذي كان يصفّ السطور بحروف من المعدن؛ واليوم ينفّذه برنامج، لكن القرارات بقيت هي هي.

الفقرة الجيدة لا تُلحَظ: تجري العين على السطور دون أن تتعثّر بفراغات متفاوتة أو بتقسيمات عبثية. غير أن بلوغ ذلك ليس بالأمر الهيّن، لأن كل قرار يقيّد ما بعده: فالموضع الذي ينتهي فيه السطر الأول يحدّد الكلمة التي يبدأ بها الثاني، وهكذا إلى آخر الفقرة.

والنصوص الأكاديمية تتطلّب هذه العناية أكثر من غيرها. فهي تحوي صيغًا يخضع تنضيدها لقواعد خاصة (فالمسافة حول علامة المساواة ليست المسافة التي تحيط بالفاصلة، والدليل السفلي يصغُر بنسبة محدّدة)؛ وتحيل إلى نفسها بلا انقطاع، بأقسام ومبرهنات وأشكال ومعادلات مرقّمة يُستشهد بها بأرقامها؛ وتتراكم فيها الحواشي والمراجع التي يجب أن تتّبع أسلوبًا موحّدًا؛ وكثيرًا ما تمزج لغات عدّة وأنظمة كتابة عدّة؛ وهي في الغالب طويلة، فلا يُصلَح باليد سهوٌ تكرّر في مئة صفحة. وإذا كان الأمر كذلك، فالأجدر أن يُعهَد بالتنضيد إلى نظام يحلّه بقواعد صريحة ويدع المؤلف يشتغل بما يقوله.

الترميز ومعالج النصوص

ثمّة طريقتان لنطلب من برنامج أن ينضّد نصًّا. ففي معالج النصوص، مثل Microsoft Word أو LibreOffice Writer، يرى المؤلف على الشاشة الصفحةَ كما ستُطبع، ويعدّلها مباشرة: يحدّد كلمة فيجعلها مائلة، ويسحب هامشًا، ويختار حجمًا أكبر لعنوان. ويوصف هذا الأسلوب عادةً بالعبارة الإنجليزية what you see is what you get، أي: ما تراه هو ما تحصل عليه.

أما في لغة الترميز فيكتب المؤلف ملفًّا نصيًّا خالصًا يُدرج فيه علامات تقول ما كلُّ شيء أو كيف ينبغي أن يُعامَل: أن هذه الكلمة مبرَزة، وأن هذا السطر عنوان قسم، وأن هذا المقطع اقتباس. ثم يقرأ برنامجٌ ذلك الملف وينتج المستند المنضَّد. وهكذا تُكتب صفحات الويب، بلغة HTML؛ وLaTeX لغة ترميز صُمّمت لإنتاج مستندات مطبوعة عالية الجودة.

والموازنة، لكي تكون عادلة، ينبغي أن تعترف بما يُحسنه كل أسلوب. فمعالج النصوص يقدّم استجابة فورية، ولا يكاد يتطلّب تعلّمًا مسبقًا، وهو الأداة التي يعرفها أكثر من نتعاون معهم، وخاصيّة تتبّع التغييرات فيه هي الوسيلة المعتادة للمراجعة في كثير من دور النشر والإدارات. أما لغة الترميز فتقدّم من جهتها ملفات نصية خالصة سيقدر أيّ برنامج على فتحها بعد أربعين عامًا، وتشغل حيّزًا صغيرًا، وتُقارَن نُسَخها سطرًا بسطر؛ وبنيةً صريحة تنشأ عنها تلقائيًّا الفهارس والترقيم والإحالات المتبادلة؛ وتجانسًا لا يتوقّف على انضباط المؤلف؛ وتنضيدًا للصيغ والفقرات لا تبلغه معالجات النصوص. وكلفتها واضحة كذلك: لا بدّ من تعلّم العلامات، ولا تُرى النتيجة قبل الترجمة، وقد يوقف خطأٌ في الكتابة الترجمة.

TeX وLaTeX

دونالد كنوث وTeX

كان دونالد كنوث، أستاذ علوم الحاسوب في جامعة ستانفورد، ينشر منذ عام 1968 مجلّدات كتابه The Art of Computer Programming (فنّ البرمجة). ونحو عام 1977، حين تسلّم بروفات طبعة جديدة من المجلّد الثاني، منضَّدة بالتقنية الفوتوغرافية التي حلّت محلّ الحروف المعدنية، وجدها أدنى بكثير من بروفات الطبعة الأولى، ولا سيّما في الصيغ. وبدلًا من أن يستسلم، قرّر أن يكتب بنفسه برنامج تنضيد يعيد إلى كتب الرياضيات جودة أفضل الطباعة التقليدية، ويكون ناتجه واحدًا على أيّ حاسوب. ظهرت أول نسخة من TeX عام 1978؛ ثم أعاد كنوث كتابتها كاملةً في مطلع العقد التالي، وصمّم أيضًا برنامج METAFONT الذي رسم به خطوط Computer Modern.

والاسم مأخوذ من اليونانية: فحروفه هي الحروف الكبيرة تاو وإبسيلون وخي، أول كلمة τέχνη التي تعني الفنّ والصنعة معًا، ولذلك لا يُنطق الحرف الأخير كحرف x بل قريبًا من الخاء: «تِخ». وقد أعلن كنوث اكتمال TeX ولا يقبل فيه إلا تصحيح الأخطاء: فمنذ الإصدار 3 يقترب رقم الإصدار من π، ويضيف إليه كل تصحيح رقمًا. وهذا الثبات من فضائله، لأن مستندًا كُتب قبل عقود يُترجَم اليوم بالنتيجة نفسها.

غير أن TeX لغة منخفضة المستوى: فأوامره الأولية تتحدّث عن صناديق ومسافات مرنة وعقوبات على قطع السطر في هذا الموضع أو ذاك. ولو اضطُرّ مؤلفٌ لا يريد إلا كتابة مقالة إلى برمجة كل عنوان وكل حاشية بهذه المصطلحات، لكان ذلك عبئًا غير متناسب. ولهذا يتيح TeX تعريف الماكروهات، وهي أوامر جديدة تتوسّع إلى أوامر أبسط، ويمرّ كل استعماله الفعلي تقريبًا عبر مجموعات من الماكروهات.

ليزلي لامبورت وLaTeX: المضمون منفصلًا عن الشكل

في مطلع ثمانينيات القرن العشرين كتب ليزلي لامبورت، عالم الحاسوب المعروف خاصةً بأعماله في الأنظمة الموزَّعة، مجموعةَ ماكروهات فوق TeX سمّاها LaTeX، وتداول الناس نسختها الأولى عام 1984؛ وفي عام 1986 نشر الدليل LaTeX: A Document Preparation System. ومنذ عام 1994 يتعهّد النسخةَ النافذة، المسمّاة LaTeX2e، فريقٌ من المتطوعين هو LaTeX Project.

والفكرة المحورية في LaTeX أن يرمّز المؤلف المضمون لا الشكل. فهو لا يكتب «هذا السطر بخط عريض وحجم أكبر»، بل «هذا عنوان قسم»، بالأمر \section{النتائج}؛ ولا يكتب «هذه الكلمة مائلة»، بل «هذه الكلمة مبرَزة»، بالأمر \emph{الفرضية}. أما هيئة عنوان القسم، وهل يحمل رقمًا، وعلى أيّ بُعد يقف من النص، فيقرّرها صنف المستند المعلَن في أوله، مع الأوامر التي يضيفها المؤلف في الديباجة. ويلزم عن ذلك أن هيئة المستند كلّه تتغيّر من موضع واحد، وأن النص نفسه يمكن تنضيده وفق قواعد مجلّتين مختلفتين دون المساس بسطر واحد من المتن.

مثالالبنية تُعلَن والشكل يُستنتَج

لا يوجد في الملف المصدري التالي أيّ إشارة إلى حجم أو خط أو رقم: لا يُقال فيه إلا ما كلُّ سطر. أما ترقيم القسم والقسم الفرعي، وحجم عنوانيهما وثخانتهما، وإبراز الكلمة المبرَزة، فيقرّرها صنف المستند.

شيفرة LaTeX

\section{النتائج}تؤكّد البيانات \emph{الفرضية} الأولى.​\subsection{العيّنة}تضمّ العيّنة اثني عشر نصًّا لثلاثة مؤلفين.

النتيجة

فإذا أُدرج لاحقًا قسمٌ قبل هذا، انتقل رقمه من تلقاء نفسه من واحد إلى اثنين، وكذلك يحدث للقسم الفرعي ولكل إحالة تشير إليهما.

المحرّكات: pdfLaTeX وXeLaTeX وLuaLaTeX

LaTeX مجموعة من الماكروهات لا برنامج: فهو يحتاج إلى محرّك، أي برنامج من عائلة TeX ينفّذها وينتج المستند. وتُستعمل اليوم ثلاثة محرّكات، تفهم كلها LaTeX نفسه؛ وتختلف في طريقة قراءتها للنص وفي الخطوط التي تستطيع استعمالها.

• pdfLaTeX يستعمل المحرّك pdfTeX، الذي طوّره هان ثي ثانه (Hàn Thế Thành) لإنتاج ملف PDF مباشرة. وهو سريع وواسع الانتشار، وهو المحرّك الافتراضي في Overleaf. غير أن خطوطه هي خطوط صيغة TeX الكلاسيكية، لا يتجاوز كلٌّ منها 256 محرفًا، فلا يحمّل مباشرةً الخطوط المثبّتة في النظام، وتتطلّب كتابة اليونانية أو السيريلية أو العربية أو غيرها ترميزات وحزمًا خاصة؛ ومن دونها يوقف حرفٌ يوناني الترجمةَ بخطأ.
• XeLaTeX يستعمل المحرّك XeTeX، الذي أنشأه جوناثان كيو (Jonathan Kew)، وهو يقرأ النص بترميز Unicode، المعيار الذي يمنح رقمًا لكل محرف في جميع أنظمة الكتابة، ويحمّل أيّ خط OpenType من النظام بواسطة الحزمة fontspec.
• LuaLaTeX يستعمل المحرّك LuaTeX، الذي يقدّم ما يقدّمه XeTeX من حيث Unicode والخطوط، ويضمّ فوق ذلك لغة البرمجة Lua، التي تستطيع بها الحزم أن تتدخّل في التنضيد. وتشغّله التوزيعات الحالية مع مكتبة HarfBuzz، التي تشكّل الكتابات التي تتّصل حروفها أو تتركّب، كالعربية والديفاناغارية.

يستعمل هذا المقرّر LuaLaTeX. والأسباب تلزم عمّا سبق: فهو يكتب مباشرةً بترميز Unicode، فيُكتب اقتباسٌ من أفلاطون باليونانية متعدّدة النبرات، بنبراته وعلامات نَفَسه، كما هو؛ ويستعمل خطوط النظام، ومنها ما تشترطه جامعة أو مجلة؛ وينضّد العربية واليونانية القديمة واللاتينية في مستند واحد، كلًّا بقواعده؛ ويقبل، مع الحزم المناسبة، الكتابات التي تجري من اليمين إلى اليسار كالعربية، أو التي لا تفصل كلماتها بمسافات كالصينية واليابانية. ومن ثَمّ يكفي محرّكٌ واحد لجميع مستندات مقرّر موجّه إلى العلوم والإنسانيات معًا. وكلفته الوحيدة مقارنةً بـ pdfLaTeX ترجمةٌ أبطأ قليلًا، لا تكاد تُحَسّ في المستندات ذات الحجم المعتاد.

مثالاليونانية واللاتينية في مستند عربي يُترجَم بـ LuaLaTeX

يحمّل الملف المصدري التالي الحزمة fontspec، ويعلن بواسطة babel العربيةَ لغةً رئيسية مكتوبةً بخط Amiri، ثم اليونانية القديمة واللاتينية لغتين ثانويتين يُسند إليهما خطٌّ يحوي الحروف اليونانية، لأن خط Amiri لا يحويها. وتُكتب الكلمات اليونانية مباشرةً بمحارفها، ويتولّى الخيار bidi=basic تجاور الكتابة من اليمين إلى اليسار والكتابة من اليسار إلى اليمين.

شيفرة LaTeX

\documentclass{article}\usepackage{fontspec}\usepackage[bidi=basic]{babel}\babelprovide[import,main]{arabic}\babelprovide[import]{ancientgreek}\babelprovide[import]{latin}\babelfont{rm}[Script=Arabic]{Amiri}\babelfont[ancientgreek,latin]{rm}{Linux Libertine O}​\begin{document}يفتتح أرسطو كتاب «ما بعد الطبيعة» بهذه العبارة:\foreignlanguage{ancientgreek}{πάντες ἄνθρωποι τοῦ εἰδέναι ὀρέγονται φύσει.}ونقلها التراث اللاتيني هكذا:\foreignlanguage{latin}{omnes homines natura scire desiderant.}\end{document}

النتيجة

وتمييز مقطع بالأمر \foreignlanguage يدلّ على اللغة التي كُتب بها المقطع، فتُطبَّق عليه قواعد تقسيم كلماته وأعرافه واتجاه كتابته؛ وهنا يختار أيضًا خطّه، لأن الأمر \babelfont أسند إلى كل لغة خطها. ولو تُرجم هذا الملف المصدري نفسه بـ pdfLaTeX لما تُرجم: فالحزمة fontspec تتطلّب XeLaTeX أو LuaLaTeX.

الملف المصدري والترجمة وملف PDF

مستند LaTeX ملفٌّ نصي خالص امتداده .tex. ويتألّف من جزأين. الديباجة تمتدّ من السطر الأول، \documentclass{article}، الذي يعلن صنف المستند، إلى \begin{document}؛ وفيها تُحمَّل الحزم بالأمر \usepackage، وتُتّخذ قرارات الشكل. والمتن يمتدّ من \begin{document} إلى \end{document} ويحوي النص. وتبدأ الأوامر بشرطة مائلة عكسية، وما تتلقّاه يُكتب بين قوسين معقوفين.

مثالمستند كامل في أدنى صورة

هذا الملف المصدري مستند كامل: يُترجَم دون أن يُضاف إليه شيء، وسيكون نقطة الانطلاق لمستندات المقرّر.

شيفرة LaTeX

\documentclass{article}\usepackage{fontspec}\usepackage[bidi=basic]{babel}\babelprovide[import,main]{arabic}\babelfont{rm}[Script=Arabic]{Amiri}​\begin{document}\section{مقدمة}التنضيد يقرّر أين يقع كل حرف.\end{document}

النتيجة

ينال القسم الرقم واحدًا دون أن يكتبه أحد، ويستعمل عنوانه الخط والحجم اللذين يحدّدهما الصنف article. والأسطر من الثالث إلى الخامس خاصة بالعربية: فالخيار bidi=basic يدير اتجاه الكتابة، و\babelprovide يحمّل وصف اللغة العربية ويجعلها اللغة الرئيسية، و\babelfont يختار خطًّا يحوي الحروف العربية، لأن الخط الافتراضي (Latin Modern) لا يحويها.

لدورة العمل ثلاث مراحل: يُكتب الملف المصدري، ثم يُترجَم، ثم تُقرأ النتيجة. والترجمة هي تشغيل المحرّك على الملف، وفي هذا المقرّر بالأمر lualatex، الذي يقرأ الملف المصدري ويكتب ملف PDF بالاسم نفسه. وتبقى إلى جانبه ملفات مساعدة، منها ملف امتداده .log، وهو ملف السجل، يدوّن فيه المحرّك الأخطاء والتحذيرات، وآخر امتداده .aux، يحفظ فيه أرقام الأقسام والصفحات. ولذلك لا يظهر فهرس المحتويات أو الإحالة المتبادلة على الوجه الصحيح إلا بعد ترجمة ثانية: ففي الأولى يدوّن المحرّك أين استقرّ كل شيء، وفي الثانية يستعمل ذلك. وفي الممارسة لا يُكتب الأمر باليد: إذ ينفّذه المحرِّر بزرّ. وفي هذا المقرّر نعمل بـ Texmaker على حاسوبنا، أو بـ Overleaf في المتصفّح؛ والدرس التالي يُعدّ هذه البيئة.

لا يُنضَّد الملف المصدري كما كُتب، وثلاث قواعد تفسّر جلّ المفاجآت الأولى. أولًا، المسافات المتتالية تساوي مسافة واحدة، ونهاية السطر تُحسب مسافة: فالمحرّك يوزّع المسافة بنفسه، والمسافة التي يكتبها المؤلف لا تدلّ إلا على أن كلمةً تنتهي هناك. ثانيًا، سطرٌ فارغ أو أكثر يُنهي الفقرة ويبدأ أخرى. ثالثًا، العلامة % تبدأ تعليقًا: فيُهمل المحرّك كل ما يليها إلى آخر السطر، بما في ذلك نهاية السطر نفسها.

مثالالمسافات والفقرات والتعليقات

كُتب الملف المصدري التالي بإهمال متعمَّد. وللنتيجة فقرتان بمسافات منتظمة، ولا تظهر الملاحظة التي تلي علامة التعليق.

شيفرة LaTeX

المسافات      المتكرّرة     تُختزَل إلى واحدة، ونهاية السطر هذهمسافةٌ أيضًا.​السطر الفارغ يفتح فقرة جديدة. % هذه الملاحظة لا تُطبع.

النتيجة

وإذا كان الأمر كذلك، فلا يكفي لطباعة علامة النسبة المئوية أن تُكتب: بل يجب أن تسبقها شرطة مائلة عكسية، هكذا: \%. وكذلك الشأن في سائر المحارف التي يحجزها LaTeX لوظائفه الخاصة، كالأقواس المعقوفة أو علامة الدولار.

LaTeX في التخصصات الأكاديمية

في الرياضيات والفيزياء وفي جزء كبير من علوم الحاسوب، LaTeX هو القاعدة: فالمجلّات تقدّم أصناف مستندات خاصة بها ليسلّم المؤلفون مقالاتهم بتنسيقها، وarXiv، المستودع الذي تُتداوَل فيه مقالات هذه التخصصات قبل نشرها، يتلقّى الملفات المصدرية لـ LaTeX ويترجمها بنفسه. والسبب هو تنضيد الصيغ، الذي لا يضاهيه نظام آخر بمثل هذا الجهد اليسير، والترقيم الآلي للمبرهنات والمعادلات. ويستعمله كذلك الاقتصاد والإحصاء والهندسة والكيمياء على نطاق واسع.

غير أنه من الخطأ الظنّ بأن LaTeX شأنٌ خاص بالعلوم الدقيقة. ففي الفلسفة وفقه اللغة الكلاسيكي والتاريخ، فضائله مختلفة، وليست أقلّ. فالتحقيقات النقدية، التي تُرفق نصًّا قديمًا بجهاز يسجّل اختلافات المخطوطات في حواشٍ مُحالة إلى أرقام السطور، لها في LaTeX حزم متخصّصة، مثل reledmac، ترقّم السطور وترتّب مستويات عدّة من الحواشي وتحفظ إحالاتها حين يتغيّر النص. وتُكتب اليونانية متعدّدة النبرات واللاتينية وتُقسَّم كلماتهما على الوجه الصحيح، كما رأينا. والحواشي السفلية، التي قد تُعدّ بالمئات في بحث إنساني، تُرقَّم وتوضع في صفحتها من تلقاء نفسها. أما قائمة المراجع، فتُكتب مع BibLaTeX مرةً واحدة قاعدةَ بيانات، ويُستشهد بها وفق الأسلوب المطلوب، سواء أكان أسلوب المؤلف والسنة في العلوم الاجتماعية، أم الأسلوب الرقمي في العلوم، أم أسلوب الحواشي في الإنسانيات، بتغيير خيار واحد.

حدود LaTeX

غير أن لـ LaTeX كلفةً حقيقية، والأجدر معرفتها قبل اعتماده. فمنحنى تعلّمه شديد الانحدار: إذ تقتضي الأسابيع الأولى البحث كثيرًا عن كيفية فعل ما يُفعل في معالج النصوص بنقرة. ورسائل الخطأ فيه، الموروثة من TeX، غامضة في الغالب، وقد تشير أحيانًا إلى سطر لاحق للسطر الذي فيه الخطأ؛ وسيعلّم أحد الدروس القادمة في هذه الوحدة قراءتها. وتنضيد الصفحات ذات التصميم الحرّ، كالملصق أو المجلّة المصوَّرة، حيث يوضع كل عنصر باليد، أشقّ منه في برنامج إخراج الصفحات. وليس كل المتلقّين يقبلونه: فعدد غير قليل من مجلّات الإنسانيات ودور النشر والإدارات يشترط ملفًّا من معالج نصوص، ويراجع بخاصيّة تتبّع التغييرات فيه.

ومن ثَمّ يلزم معيار بسيط. فالرسالة القصيرة، أو المحضر، أو الاستمارة، أو النص الذي سيراجعه شخص آخر في معالج نصوص، يُكتب على نحو أفضل في معالج نصوص. أما المستند الطويل، ذو البنية والصيغ والاقتباسات والحواشي واللغات المتعدّدة أو العمر الطويل أمامه، الذي سيُصحَّح ويُعاد نشره سنوات، فيُكتب على نحو أفضل في LaTeX.

مسائل محلولة

لا تطلب المسائل التالية تذكّر ما قيل، بل تطبيقه: فالأولى تقتضي التنبّؤ الدقيق بما ينتجه ملف مصدري، والثانية تقرير المحرّك والخطوط التي يحتاجها مستند، والثالثة فصل المضمون عن الشكل في ملف مصدري كُتب دون هذه العناية.

التنضيد   يقرّر    أين   يقع كل حرف.الفقرة الجيدة لا تُلحَظ.​​نحو 50 % من القرّاءلا يلاحظون الفرق. هذه الكل%مة تبقى سليمة.

{\Large\bfseries 2. النتائج}\\[6pt]كما يقول أرسطو في \textit{ما بعد الطبيعة}، فإن الرغبةفي المعرفة \textit{فطرية}؛ والمصطلح اليوناني هو \textit{φύσει}.\\\vspace{12pt}{\large\bfseries 2.1. العيّنة}\\

تمارين على الشبكة

في هذه التمارين تُكتب الشيفرة في المربّع ويراجعها المتصفّح فورًا: يتحقّق من الأقواس المعقوفة والبيئات ومما يطلبه كل تمرين، دون أن يترجمها. فإذا اجتازت المراجعة يحسن نسخ الشيفرة إلى Texmaker وترجمتها، لأن النتيجة المترجَمة وحدها تُظهر ما يُطبع حقًّا.

\documentclass{article}\usepackage{fontspec}\usepackage[spanish]{babel}​\begin{document}\section{Introducción}La composición tipográfica decide dónde cae cada letra.\end{document}

\section{Marcado y procesador de textos}En un lenguaje de marcado, el autor dice \emph{qué es} cada cosa.​\subsection{El procesador de textos}El autor ve la página tal como se imprimirá.

مسائل مقترحة

لكل مسألة تلميح يحسن ألا يُفتح إلا بعد المحاولة، وجواب يظهر بعد فتح التلميح.

أكتب بـ \LaTeX منذ عام.أستعمل \LaTeX{} و\TeX\ كل يوم.