Ilmuwan Islam dalam Fisika

Di bidang fisika, para ilmuwan Muslim telah memberikan kontribusi luar biasa untuk kehidupan umat manusia. Karya-karya mereka, khususnya fisikawan Muslim di zaman keemasan (golden ages) Islam, banyak memberi inspirasi dan mewarnai karya para ilmuwan Barat. Berikut akan dijelaskan secara singkat tentang ilmuwan Islam penyumbang penting perkembangan ilmu pengetahuan dibidang. Diantaranya :

1. Al-Kindi

 

Dalam dunia barat dia dikenal dengan nama Al-Kindus. Memang sudah menjadi semacam adat kebiasaan orang barat pada masa lalu dengan melatinkan nama-nama orang terkemuka, sehingga kadang-kadang orang tidak mengetahui apakah orang tersebut muslim atau bukan. Tetapi para sejarawan kita sendiri maupun barat mengetahui dari buku-buku yang ditinggalkan bahwa mereka adalah orang Islam, karena karya orisinil mereka dapat diketahui dalam bentuk tulisan ilmiah mereka sendiri. Ilmuwan Muslim pertama yang mencurahkan pikirannya untuk mengkaji ilmu optik adalah Abu Yusuf Yacub Ibnu Ishak Al-Kindi (801 M – 873 M). Hasil kerja kerasnya mampu menghasilkan pemahaman baru tentang refleksi cahaya serta prinsip-prinsip persepsi visual. Buah pikir Al-Kindi tentang optik terekam dalam kitab berjudul De Radiis Stellarum. Buku yang ditulisnya itu sangat berpengaruh bagi sarjana Barat seperti Robert Grosseteste dan Roger Bacon.

Teori-teori yang dicetuskan Al-Kindi tentang ilmu optik telah menjadi hukum-hukum perspektif di era Renaisans Eropa. Secara lugas, Al-Kindi menolak konsep tentang penglihatan yang dilontarkan Aristoteles. Dalam pandangan ilmuwan Yunani itu, penglihatan merupakan bentuk yang diterima mata dari obyek yang sedang dilihat. Namun, menurut Al-Kindi penglihatan justru ditimbulkan daya pencahayaan yang berjalan dari mata ke obyek dalam bentuk kerucut radiasi yang padat.

2. Al-Biruni

 

 Bernama lengkap Abu Raihan Muhammad ibn Ahmad Al Biruni, ilmuwan  besar ini dilahirkan pada 362 H (15 September 973 – 13 Desember 1048), di desa Khath yang merupakan ibukota kerajaan Khawarizm, Turkmenistan (kini kota Kiva, wilayah Uzbekistan). Ia lebih dikenal dengan nama Al Biruni. Nama “Al Biruni” sendiri berarti ‘asing’, yang dinisbahkan kepada wilayah tempat tanah kelahirannya, yakni Turkmenistan. Kala itu, wilayah ini memang dikhususkan menjadi pemukiman bagi orang-orang asing.

Dalam bukunya, Al-Jamahir, Al-Biruni juga menegaskan, “penglihatan menghubungkan apa yang kita lihat dengan tanda-tanda kebijaksanaan Allah dalam ciptaan-Nya. Dari penciptaan alam tersebut kita menyimpulkan eksistensi Allah.” Prinsip ini dipegang teguh dalam setiap penyelidikannya. Ia tetap kritis dan tidak memutlakkan metodologi dan hasil penelitiannya.

Prestasi paling menonjol di bidang fisika ilmuwan Muslim yang pertama kali memperkenalkan permainan catur ke negeri-negeri Islam ini adalah tentang penghitungan akurat mengenai timbangan 18 batu. Selain itu, ia juga menemukan konsep bahwa cahaya lebih cepat dari suara. Dalam kaitan ini, Al-Biruni membantah beberapa prinsip fisika Aristotelian seperti tentang gerak gravitasi langit, gerak edar langit, tempat alamiah benda serta masalah kontinuitas dan diskontinuitas materi dan ruang.

Dalam membantah dalil kontinuitas materi yang menyatakan, benda dapat terus-menerus dibagi secara tak terhingga, Al-Biruni menjelaskan bahwa jika dalil itu benar tentu benda yang bergerak cepat tidak akan pernah menyusul benda yang mendahuluinya, namun bergerak lambat.

Kenyataannya, urai Al-Biruni, dalam pengamatan kita, benda yang bergerak cepat dapat menyusul benda yang mendahuluinya seperti bulan yang mendahului matahari karena gerak bulan jauh lebih cepat daripada matahari. Lalu Al-Biruni menjelaskan bahwa alangkah hinanya jika kita menafikan pengamatan atas kenyataan itu.

Sebagai seorang fisikawan, Al-Biruni memberikan sumbangan penting bagi pengukuran jenis berat (specific gravity) berbagai zat dengan hasil perhitungan yang cermat dan akurat. Konsep ini sesuai dengan prinsip dasar yang ia yakini bahwa seluruh benda tertarik oleh gaya gravitasi bumi.

Teori ini merupakan pintu gerbang menuju hukum-hukum Newton 500 tahun kemudian. Al Biruni juga mengajukan hipotesa tentang rotasi bumi di sekeliling sumbunya. Konsep ini lalu dimatangkan dan diformulasikan oleh Galileo Galilei 600 tahun setelah wafatnya Al Biruni.

3. Al-Haitham

 

Fisikawan ternama ini bernama lengkap Abu Ali Al-Hasan Ibn Al-Hasan (atau al-Husain) Ibn Al-Haitham. Ia lahir tahun 965 di Basrah (Irak). Namun namanya mulai masyhur di Mesir, saat pemerintahan Islam dipimpin oleh Khalifah Al-Hakim (996-1020). Fisikawan Muslim terbesar dan salah satu pakar optik terbesar sepanjang masa, itu wafat di Kairo sekitar tahun 1039.

Sepanjang hidupnya, Al-Haitham telah menulis sekitar 70 kitab. Salah satu kitabnya, Al-Manazir, telah diterjemahkan ke dalam bahasa Latin dengan tajuk Opticae Thesaurus. Dalam kitabnya Al-Haitham mengatakan, proses melihat adalah jatuhnya cahaya ke mata. Bukan karena sorot mata sebagaimana diyakini orang sejak zaman Aristoteles.  Dalam kitab itu ia juga menjelaskan berbagai cara untuk membuat teropong dan kamera sederhana (kamera obscura).

Kitab tentang optika ini telah menginspirasi para ilmuwan Barat seperti Roger Bacon dan Johann Kepler. Tak heran jika Al-Hazen, demikian Barat menyebut nama Al-Haitham, mendapat gelar ”Bapak Optika Modern”.

Al-Haitham juga dinilai telah memberikan sumbangan besar bagi kemajuan metode penelitian. Ia telah memulai suatu tradisi metode ilmiah untuk menguji sebuah hipotesis, 600 tahun mendahului Rene Descartes yang dianggap Bapak Metode Ilmiah Eropa di zaman Rennaisance. Metode ilmiah Al-Haitham diawali dari pengamatan empiris, perumusan masalah, formulasi hipotesis, uji hipotesis dengan melakukan penelitian, analisis hasil penelitian, interpretasi data dan formulasi kesimpulan, serta diakhiri dengan publikasi. Selain fisikawan, Al-Haitham juga dikenal sebagai astronom dan matematikawan. Ia telah menulis komentar tentang Aristoteles dan Galen.

4. Ibnu Bajjah

 

Namanya Abu-Bakr Muhammad Ibnu Yahya Ibnu Al-Sayigh. Tapi ia biasa dipanggil Ibnu Bajjah yang berarti “anak emas”. Ibnu Bajjah lahir di Saragoza, Spanyol, pada tahun 1082 dan wafat pada 1138 M. Ia mengembangkan berbagai ilmu pengetahuan di zaman kekuasaan Dinasti Murabbitun. ”Avempace” sebutan Barat untuk Ibnu Bajjah–antara lain mengembangkan ilmu fisika, matematika, astronomi, musik, ilmu kedokteran, psikologi, sastra, dan filsafat.

Sebagaimana Al-Haitham, karya Ibnu Bajjah dalam bidang fisika banyak mempengaruhi fisikawan Barat abad pertengahan seperti Galileo Galilei. Ibnu Bajjah menjelaskan tentang hukum gerakan. Menurutnya, kecepatan sama dengan gaya gerak dikurangi resistensi materi. Prinsip-prinsip yang dikemukakannya ini menjadi dasar bagi pengembangan ilmu mekanika modern. Karena itu tidak mengherankan jika hukum kecepatan yang dikemukakan Galilei sangat mirip dengan yang dipaparkan Ibnu Bajjah. Karya-karya Ibnu Bajjah mengenai analisis gerakan juga sangat mempengaruhi pemikiran Thomas Aquinas.

5. Al-Khazini

 

Abdurrahman al-Khazini hidup pada abad ke-12 M. Ia adalah ilmuwan yang  menemukan berbagai teori penting dalam sains. Temuan ilmuwan kelahiran Bizantium ini antara lain: metode ilmiah eksperimental dalam mekanik; perbedaan daya, masa dan berat; jarak gravitasi; serta energi potensial gravitasi.

Sumbangan penting Al-Khazini dalam bidang fisika terangkum dalam kitab Mizan al-Hikmah yang ditulisnya pada tahun 1121. Dalam buku ini ia menjelaskan tentang teori keseimbangan hidrostatika.Teori ini telah mendorong penciptaan peralatan ilmiah. Tak mengherankan jika Robert E. Hall dalam tulisan bertajuk ”Al-Khazini” yang dimuat dalam A Dictionary of Scientific Biography Volume VII (1973) menyebutkan, ”Al-Khazini adalah salah seorang saintis terbesar sepanjang masa.” Sedangkan editor  Dictionary of Scientific Bibliography, Charles C. Jilispe, menjuluki Al-Khazini sebagai ”Fisikawan terbesar sepanjang sejarah.”

Dalam bukunya, Al-Khazini menerangkan prinsip keseimbangan hidrostatika dengan tingkat ketelitian obyek sampai ukuran mikrogram (10?6 gr). Tingkat ketelitian seperti ini, menurut K. Ajram dalam The Miracle of Islamic Science, baru dapat tercapai pada abad ke-20 M.

Al-Khazini juga menjelaskan definisi ”berat”. Menurutnya, berat merupakan gaya yang inheren dalam benda-benda padat yang menyebabkan mereka bergerak dalam satu garis lurus terhadap pusat bumi (gravitasi) dan terhadap pusat benda itu sendiri.  Besaran gaya ini tergantung dari kerapatan benda.

Ia juga menerangkan pengaruh suhu (temperatur) terhadap kerapatan benda. Hal ini ia lakukan sebelum Roger Bacon menemukan dan membuktikan suatu hipotesis tentang kerapatan air saat ia berada dekat pusat bumi.

Sebagaimana para ilmuwan Muslim lainnya yang hidup di era keemasan Islam, Al-Khazini merupakan ilmuwan multidisiplin. Selain pakar fisika, ia juga ahli di bidang biologi, kimia, matematika, astronomi, dan filsafat.

Al-Khazini, dan para ilmuwan Muslim lainnya, telah melahirkan ilmu gravitasi yang kemudian berkembang di Eropa. Al-Khazini juga telah berjasa meletakkan fondasi bagi pengembangan mekanika klasik di era Renaisans Eropa. Inilah salah satu bukti betapa para ilmuwan Muslim telah memberi kontribusi yang luar biasa bagi peradaban dunia.

6. Al-Farisi

 

Kamal al-Din Abu’l-Hasan Muhammad Al-Farisi lahir di Tabriz, Persia  (sekarang Iran) pada tahun 1267 dan wafat pada  1319 M.  Al-Farisi terkenal dengan kontribusinya tentang optik. Dalam bidang optik, ia berhasil merevisi teori pembiasan cahaya yang dicetuskan para ahli fisika sebelumnya. Al-Farisi membedah dan merevisi teori pembiasan cahaya yang telah ditulis oleh Al-Haitham. Hasil revisi itu ia tulis dalam kitab Tanqih al-Manazir (Revisi tentang Optik).

Menurut Al-Farisi, tidak semua teori optik yang dikemukakan Al-Haitham benar. Karena itulah ia berusaha memperbaiki kelemahan dan menyempurnakan teori Al-Haitham. Tak cuma itu, teori Al-Haitham soal pelangi juga ia perbaiki. Bahkan Al-Farisi mampu menggabungkan teori Al-Haitham ini dengan teori pelangi dari Ibnu Sina. Para ahli sebelum al-Farisi berpendapat bahwa warna merupakan hasil sebuah pencampuran antara gelap dengan terang. Secara khusus, ia pun melakukan penelitian yang mendalam soal warna. Ia melakukan penelitian dengan lapisan/bola transparan. Hasilnya, al-Farisi mencetuskan  bahwa warna-warna terjadi karena superimposition perbedaan bentuk gambar dalam latar belakang gelap.

“Jika gambar kemudian menembus di dalam, cahaya diperkuat lagi dan memproduksi sebuah warna kuning bercahaya. Selanjutnya mencampur gambar yang dikurangi dan kemudian sebuah warna gelap dan merah gelap sampai hilang ketika matahari berada di luar kerucut pembiasan sinar setelh satu kali pemantulan,” ungkap al-Farisi.

Penelitiannya itu juga berkaitan dengan dasar investigasi teori dalam dioptika yang disebut al-Kura al-muhriqa yang sebelumnya juga telah dilakukan oleh ahli optik Muslim terdahulu yakni, Ibnu Sahl (1000 M) dan Ibnu al-Haytham (1041 M). Dalam Kitab Tanqih al-Manazir , al-Farisi menggunakan bejana kaca besar yang bersih dalam bentuk sebuah bola, yang  diisi dengan air, untuk mendapatkan percobaan model skala besar tentang tetes air hujan.

Dia kemudian menempatkan model ini dengan sebuah kamera obscura yang berfungsi untuk mengontrol lubang bidik kamera untuk pengenalan cahaya. Dia memproyeksikan cahaya ke dalam bentuk bola dan akhirnya dikurangi dengan beberapa percobaan dan penelitian yang mendetail untuk pemantulan dan pembiasan cahaya bahwa warna pelangi adalah sebuah fenomena dekomposisi cahaya.

Hasil penelitiannya itu hampir sama dengan Theodoric of Freiberg. Keduanya berpijak pada teori yang diwariskan Ibnu Haytham serta penelitian Descartes dan Newton dalam dioptika (contohnya, Newton melakukan sebuah penelitian serupa di Trinity College, dengan menggunakan sebuah prisma agak sedikit berbentuk bola).

Al-Farisi mampu menjelaskan fenomena alam ini dengan menggunakan matematika. Inilah salah satu karya fenomenalnya.

7. Taqi al-Din

 

Selain dikenal sebagai pakar fisika, Taqi al-Din Muhammad ibnu Ma’ruf al- Shami al-Asadi (1526-1585 M) adalah pakar matematika, pakar botani, astronom, astrolog, dan ahli teknik. Taqi al-Din juga teolog, filsuf, ahli hewan, ahli obat-obatan, hakim, guru, dan imam masjid. Sebagai ahli teknik, ia misalnya membuat jam dinding dan jam tangan.

Taqi al-Din menulis sekitar 90 kitab. Salah satunya bertajuk Al-Turuq al-Samiyya fi al-Alat al-Ruhaniyya. Kitab yang ditulis pada 1551 ini menjelaskan kerja mesin dan turbin uap air. Karya ini mendahului penemuan Giovanni Branca (1629) tentang mesin uap air. Kitab-kitab lainnya antara lain menerangkan tentang optik, matematika, mekanika, astronomi, dan astrologi.