İslam dünyasında, yoğunlukla çalışılan iki fizik dalı mekanik (hareketli ve durgun cisimler fiziği) ve optik (ışık bilgisi) olmuştur. Mekaniğin öncü bilim adamı İbn Sina, optiğin öncü bilim adamı ise, İbn el Heysem’dir. Kemalüddin el Farisi ise İbn el Heysem’in izleyicisi olmuştur.
Mekanik biliminin Antik çağdaki kurucusu Aristoteles olmakla birlikte, İskenderiyeli Mühendisler grubunun üyesi olan Heron’un mekanikle ilgili çalışmaları dikkate değerdir.
Aristoteles’e göre, Doğal ve Zorunlu olmak üzere iki hareket türü vardır. Aristoteles’in zorunlu hareket açıklaması akla yatkın olmakla birlikte, “kuvvet yoksa, hareket yoktur”
ilkesiyle konunun irdelenmesinin yanısıra, “kuvveti uygulayan ve uygulanan arasında bir fiziksel bağ olmalıdır.” ilkesi eklenmişti. Fırlatılan nesnelerin hareketini açıklamakta ye-tersizlik söz konusudur. Fırlatılan nesne, fırlatıldıktan sonra neden hareketini sürdürmek-tedir, oysa, kuvvet olmadığı için durması gerekirdi. Aristoteles, bu açmazı şöyle açıklama-ya çalışmıştı: Fırlatılan cisme uygulanan kuvvet, cismin etrafındaki ortama iletilmekte ve bu şekilde varlığını sürdüren kuvvet, hareketin devamlılığını sağlamaktadır. İlk adımda, Şekil 4.15
Nasıruddin Tusi (5 riyallik İranPulu)
Şekil 4.16 Dairesel Hareketi Doğrusal
Harekete Dönüştüren Tusi Çifti Adı Verilen Model
Aristoteles’in hatırına inandırıcı bulunan bu düşünce, sonraları kabul edilmemiştir. İslam Dünyası’nda da bu konular tartışılmaya devam etmiştir.
Bunun yanısıra, ışıkla ve bir nesnenin gözümüz tarafından nasıl algılandığıyla ilgili düşünceler İskenderiyeli Mühendisler grubunun üyesi olan Heron’un ileri sürdüğü dü-şünceyle başlamıştı. Heron’a göre, gözden çıkan ışık ışınları cisme çarpıp onu aydınlat-tıktan sonra, cisimden yayılan ışık ışınlarının tekrar göze dönmesiyle, görme algısı oluşu-yordu. Bu düşünceyle başlayan ışıkla ilgili tartışmalar, İbn el Heysem ve onu izleyen bilim adamları tarafından İslam Dünyası’nda da sürmüştür.
İbn-i Sina
İbn-i Sina (D.980-Ö.1037), Aristoteles’in ileri sür-düğü, bir cisim fırlatıldığında, fiziksel ilişki ortadan kalktığında, bir süre yol almasının nedeni ortama aktarılan kuvvettir” düşüncesine karşı çıkarak, bu olgunun nedeninin cisme kazandırılan hareket etme isteği olduğunu ileri sürmüştür. Hareket ettirici kuv-vetin cisme kazandırıldığı veya depolandığı şeklin-de yeni bir yorum getiren İbn-i Sina’ya göre “kasri meyil” (hareket etme isteği) cismin özelliğine göre farklılık gösterir. İbn-i Sina’nın yaptığı gözlemlerden çıkardığı sonuçlara göre, ağır nesnelerin kasri meyil-leri daha çoktur. Mantar ve taş aynı anda fırlatılırsa, taş daha uzağa düşmektedir, gözlem sonucu bunu göstermektedir. İbn-i Sina, kazanılan kasri meyilin
süreklilik taşıdığını ve ortam dirençsizse, hareketin durmayacağını ve sonsuza kadar süre-ceğini ifade etmiştir. XI. yüzyılda yaşamış bir bilim adamının, ancak XVIII. yüzyılda New-ton tarafından ifade edilecek olan “eylemsizlik ilkesi”nin temelini atmış olması ilginçtir.
Mademki kasri meyil ağırlıkla ilişkilidir ve ağır cisimler daha uzağa düşebilmektedirler, o halde, kasri meyil, (ağırlık)x(hız) olarak tanımlanabilir.
Modern fizikte ağırlık yerine kütle konulursa, kasri meyilin (kütle)x(hız) olduğu ortaya çıkmaktadır. Bu durum, kasr i meyil kavramının aynı formülle ifade edilen “momentum”
dan başka bir şey olmadığı demektir. Kasri meyil kavramı Batı Dünyası’nda Aristoteles’in hareket kuramının yeniden tartışılmasına yol açmıştır. Arapça olarak “el meyl el kasri” deyi-mi, Peter Olivi tarafından Latince’ye “impetus impresus” (etkileyici itme gücü) şeklinde çev-rilmiştir. Buridan isimli bilim adamı, impetusun atılan cismin kütlesi ve hızı ile orantılı ol-duğunu savunmuştur. O halde, bir cisim, harekete başlayınca, engellenene kadar hareketini sürdürecektir. Bu yorum, Buridan’ın İbn-i Sina’nın etkisinde kaldığını ortaya koymaktadır.
İbn El Heysem
Işık ve ışıkla ilgili olguların incelendiği optik veya o zamanki adıy-la, görme bilimi, tüm zamanlar içindeki en büyük gelişimini İslam Dünyası’nda gerçekleştirmiştir.”Tüm zamanların en büyük optik-çisi” kabul edilen İbn el Heysem (D.965-Ö.1040), bu bilim dalını gerçek kimliğine kavuşturmuştur. Kitab el Menazir (Görüntüler Kitabı) isimli eserinde, doğrudan görme, yansımayla görme ve kırılmayla görme gibi geleneksel olarak yapılandırılmış konuları, modern bilim çağına kadar aşılamayacak şekilde ayrıntılı biçimde irdelemekle birlikte, renk, gökkuşağı oluşumu, karanlık oda gibi konuları da bilim dünyasının gündemine taşımıştır.
Şekil 4.17 Duşanbe’deki İbn-I Sina Heykeli
Şekil 4.18 İbn El Heysem
Doğrudan görme kavramının temel tar-tışma konusu, “ışık kaynağı göz müdür, yoksa cisim midir?” İbn el Heysem öncesi dönem-de, ışık kaynağıyla ilgili iki görüş egemendir.
Birinci görüş, daha ziyade Euclides, gibi ma-tematikçilerin ve Platon gibi düşünürlerin be-nimsediği “gözün ışık kaynağı, cismin ise ışığın hedefi olduğu” şeklindeki Gözışın Teorisi’dir (Şekil 4.19). Modern bilim çağındaki araştır-macıların “extramission” adını verdikleri bu teoriye göre, gözden çıkan ışık ışınları, tepesi gözdeki çıkış noktası olan bir koni şeklinde ya-yılırlar ve koni cisme ulaştığında görme gerçekleşmiş olur, göz cismi algılar. İkinci görüş ise, başta Atomcular olmak üzere Aristoteles ve onu izleyenlerin savundukları Nesneışın Teorisi’dir. Modern Bilim Çağı’ndaki bilim adamlarının “intramission” adını verdikleri bu teoriye göre, ışık ışınları cisimden çıkarak göze ulaşınca, göz cismi algılar.
İbn-i Sina’nın yoğun eleştirleriyle karşılaşan Gözışın Teorisi, İslam Dünyası’nda be-nimsenmemiş ve İbn el Heysem’in fiziksel gözlemleri ve matematiksel ispatıyla çürütül-müştür. İbn el Heysem’in Gözışın Teorisi’ni çürüten ve Nesneışın Teorisi’ni geçerli kılan, kanıtları üç deney ve gözleme dayanmaktadır:
• Birinci gözlem, algı öncesi evreyle ilgilidir. Eğer ışık gözden çıkmış olsaydı, yıl-dızlar gibi çok uzaktaki cisimleri görebilmemiz için epey uzun bir zaman geç-mesi gerekirdi.Oysa, gözümüzü açıp baktığımız anda, hangi uzaklıkta olursa olsun görme algısı gerçekleşmektedir. Öyleyse ışınlar gözden değil cisimlerden çıkmaktadır.
• İkinci gözlem, algı sırasındaki evreyi kapsamaktadır. Örneğin, karanlık bir odanın tavanında bulunan küçük bir delikten ışık girmiş olsun. Eğer ışık gözden çıkmış olsaydı, sadece tavandan sızan ışın demetini değil, odanın tamamını görmemiz gerekirdi.O halde ışık ışınları gözden çıkmamaktadır.
• Üçüncü gözlem, algı sonrası evreyi kapsamaktadır. Bir ışık kaynağına veya bir ren-ge uzun süre bakmış olsak, daha sonra bakışımızı başka bir yöne çevirsek, bir süre daha aynı rengi algılamış gibi oluruz. Işık gözden çıkmış olsaydı, gözümüzün ışık kaynağına baktığından dolayı kamaşmaması ve renkten etkilenmemesi gerekirdi.
Böyle olmadığı, yani kamaştığı ve etkilendiğine göre ışıklar gözden çıkmamakta-dır. Çünkü, etkilenme dış bir nedenden ileri gelmektedir.
İbn el Heysem, bu şekilde Gözışın teorisini çü-rütmüş ve Nesneışın teorsinin geçerli olduğunu orta-ya koymuştur. Bunun orta-yanısıra, İbn el Heysem, ışığın yansıması kavramını deneysel ve matematiksel ola-rak ele almış ve fiziğe büyük katkı sağlamıştır. Eucli-des, Batlamyus ve Heron tarafından da incelenen bu kavrama ait yansımanın ikinci yasasına göre, ayna yüzeyine dik olan “normal”adı verilen doğrultuyla α gelme açısıyla eşit bir β yansıma açısıyla yansıma gerçekleşir (Şekil 4.20).
Şekil 4.19 Gözışın Teorisi’ne Göre “Görme”
Şekil 4.20 Işığın Yansıması
Gelen Işın
Normal
Yansıyan Işın
İbn el Heysem’in optiğe olan diğer bir katkısı da karanlık oda kuralını bulmasıdır. İbn ül Hey-sem bir gün odadayken pencere perdesindeki küçük bir delikten ışığın geçtiğinin farkına varmış ve karşıdaki duvar üzerinde gü-neşin bir yarım ay biçiminde gö-rüntüsünü izlemiştir. Daha son-ra aynı deneyi Şekil 4.21’deki gibi üç yanan mumla tekrarladığında karşıdaki duvar üzerinde
mum-ların ters görüntüsünü elde etmiştir. Aynı deneyi daha küçük deliklerle tekrarladığında, delik küçüldükçe görüntülerin giderek daha netleştiğini görmüştür. İbn el Heysem’in bu önemli keşfi daha sonra fotoğraf makinesindeki karanlık odanın temelini oluşturacaktır.
İbn el Heysem’in Arapça Beyt el Mazlum adını verdiği olgu, Latince’ye Camera Obscura yani karanlık oda olarak çevrilmiştir.