Fizik

İbn-i Heysem: Optik Biliminin Kurucusu İlk Modern Bilim İnsanı

İbn-i Heysem, tarihte bilimin kurallarını oluşturan ilk kişiydi.

Bundan yaklaşık bin yıl önce İran’ın Basra kentinde (günümüz Irak’ta) doğayı anlamak için güçlü bir arzu duyan, ilerici, araştırmacı ve sorgulayıcı bir alim yaşadı. İslam dünyasının altın çağını yaşadığı yıllarda, tarihi değiştiren bu kişi İbn-i Heysem idi. Batı onu Ibn al-Haytham ya da Alhazen adı ile tanıdı. Devamında da ilk bilim insanı unvanı ile ödüllendirdi.

Daha önceki düşünürler doğayı çeşitli biçimlerde açıklarken, vardıkları sonuçlara fiziksel deneylerle değil soyut akıl yürütmeyle ulaşmışlardı. Heysem, şimdi bilimsel dediğimiz yöntemi kullanan ilk kişiydi. O diğerlerinin aksine hipotezler öne sürdü. Sonrasında da bunları sistemli bir biçimde deneylerle test etti. Onun bilim anlayışında hurafelerin, inançların ya da temelsiz önyargıların yeri yoktu. Bilim ispat, deney ve gözlemle yapılırdı. Bu nedenle Heysem, modern bilimsel yöntemin babası olarak kabul edilir. Ancak Heysem’in bilime katkıları bu kadarla kalmadı.

Isaac Newton, çoğu kişinin hemfikir olacağı gibi, tüm zamanların en büyük fizikçisidir. Aynı zamanda kendisini mercekler ve prizmalarla yaptığı ünlü deneyler nedeniyle modern optiğin kurucusu olarak biliriz. Bu bilgiler doğrudur ancak optik alanındaki çalışmalarının, kendisinden 700 yıl önce yaşamış bir devin omuzlarında yükseldiğini hatırlamak gerekir. Şüphesiz bu kişi, Heysem’dir. Batı kendisini çok geç tanısa da günümüzde optik biliminin kurucusu olarak İbn-i Heysem bilinir.

Kısaca İbn-i Heysem

Ebu Ali el-Hasan bin el-Heysem (965-1038) özellikle; matematik, fizik, mühendislik, astronomi, metalurji gibi pozitif bilimlerde kendini geliştirdi. Öğrendiklerini uygulama safhasına koymak için çok gayret gösterdi. Zaman içinde başarıları diğer memleketlerde duyulunca, Mısır’da hüküm süren Fatimi Devleti hükümdarlarından El-Hakim kendisini Mısır’a davet etti.

Bir sanatçının Heysem tasviri

Heysem henüz Basra’dayken, Nil’in sel sularının bir set ve kanal sistemi tarafından tutulabileceğini ve böylece yazın kuraklıklarına kadar rezervuar olarak korunabileceğini iddia etmişti. Bu davetin nedeni bu projenin hayata geçirilmesi idi. Ne var ki Heysem, Mısır’a gidip ırmağın büyüklüğünü görünce (Asvan’da genişliği 1,6 kilometre) eldeki teknolojiyle bunun imkansız olduğunu anladı. Heysem, El-Hakim’in öfkesinden korkarak uzun süre saklanmayı seçti. Bu esnada da en önemli eserlerini yazdı.

Heysem, evrenin gizemli bileşenleri üzerine düşünen farklı bir âlimdi. Temel fizik sorularına yoğunlaştı ama aklını en çok kurcalayan şey, ışık ve görme ilişkisiydi. Bu ilişkiyi matematik ve geometri kullanarak açıklayabilme ihtimali zihnini sürekli meşgul ediyordu. Sonunda modern optik bilimine açılacak bir dizi deneye girişti.

İlk filozoflar ışığın gözde doğduğunu düşünüyorlardı. MÖ 5. yüzyılda yaşamış olan Empedokles, ışığın bu kadar olmadığını, gece karanlığının dünyanın güneşten gelen ışığın önüne geçmesinden kaynaklandığını fark etmişti. MÖ 3. yüzyılda yaşamış olan Epikuros’un da benzer görüşleri vardı. Ancak görmenin gözden dışarıya doğru giden bir şeyle bağdaştırılması yüzyıllarca sürmüştür. Heysem ışık ve görme ilişkisini doğru bir şekilde tanımlamayı başararak modern bilime yön verdi. Şöyle diyordu; Işık, geometrik yasalara uyarak düz çizgiler halinde yol alır. Fakat bunlar gözden çıkmaz; gözün içine seyahat ederler.

En büyük eseri optik üzerine yazdığı yedi kitaplık bir dizidir. Bu eser 12. yüzyılın sonunda Latinceye çevrildi. 1572’de Opticae thesaurus (Optik Hâzinesi) adıyla basıldı. Kitap ışık ile merceklerin etkileşimini araştırır. Işığın atmosferde kırılmasını da inceler ve gölgeleri, gökkuşağını ve tutulmaları tasvir eder. Bu kitap Avrupa’ da Rönesans döneminde Batılı bilim insanlarını büyük ölçüde etkilemiştir.

Heysem

Camera Obscura Nedir?

Işığın davranışına dair bilimsel bir anlayışın geliştirilmesine en büyük etkiyi, resimlerin “camera obscura içinde oluşması meselesini ele alış tarzı yapmıştır. Kelime anlamı “karanlık oda” olan bu fenomen ona ait değildir. Kökeni antik Çin’den gelmekteydi. Heysem bu unutulmuş fikri kendi görüşleri ile birleştirdi. Sonra da yaygınlaşmasını sağlayarak yeni bir çağın kapılarını araladı.

Güneşli bir gün karanlık bir odada ayakta durun. Pencereyi kalın bir kumaşla örtün. Kumaşta minik bir delik açın ve odaya buradan ışık girmesini sağlayın. Göreceğiniz şey dışarıdaki dünyanın pencerenin karşısındaki duvara ters olarak düşmüş yansımasıdır. Aynı fenomen iğne deliği fotoğraf makinesinde de olur. Burada karanlık “oda” bir ayakkabı kutusu ya da o büyüklükte bir şeydir. Camera obscura daha sonraları fotoğraf makinesine dönüşmüştür.

Heysem
Heysem, ters bir görüntüyü bir perdeye yansıtan optik bir aygıt olan karanlık odanın ilk bilimsel tarifini verdi.

Heysem’in fark ettiği gibi kilit nokta ışığın doğrusal hareket etmesidir. Bahçede camera obscura’nın gördüğü belli uzaklıktaki bir ağacı düşünün. Ağacın tepesinden gelip perdedeki delikten geçen düz bir çizgi, karşıdaki duvarın yere yakın bir noktasına doğru devam edecektir. Fakat ağacın dibinden gelen düz bir çizgi delikten yukarı doğru geçecek ve duvarın tavana yakın bir noktasına çarpacaktır. Ağaçtaki diğer bütün noktalardan gelen doğrular delikten geçip benzer şekilde tam yerlerine çarpacaklardır. Sonuç ağacın ters bir resmi olacaktır.

İbn-i Heysem’in Ardından

Heysem’in uzattığı bayrağı ilk alan kişi Johannes Kepler (1571-1630) oldu. 17. yüzyılın başlarında Kepler Heysem’in açıklamalarından yola çıkıp insan gözünü iğne deliği fotoğraf makinesi gibi tanımladı. Işığın gözbebeğinden girdiğini ve gözün arkasındaki bölge olan retinada dış dünyanın bir resmini oluşturduğunu söyledi. Ancak retinada ters olarak oluşan resmin nasıl bizim dünyayı algılayışımızda düzeldiğine dair muammaya yüzyıllar boyunca cevap bulunamadı. Bugün, tıpkı televizyonun kendisi ters dursa bile ekrandaki resmin elektronik olarak ters çevrilebildiği gibi, beynin baş aşağı duran resmi otomatik olarak düzelttiğini biliyoruz.

Heysem’in anısına Ay’ın bize bakan yüzünde bulunan bir kratere ismi verilmiştir (bkz. Alhazan Crater).  2014 de yayınlanan Neil de Grasse Tyson’un sunduğu ünlü Cosmos belgeselinin Aydınlıkta Saklanmak isimli bölümünde Heysem’in başarılarına detaylıca değinilmiştir. Onun da gözlemlediği gibi: “Hakikati arayan kişi, eskilerin yazdıkların okuyan ve onlara itimat eden kişi değil, aksine onlara olan inancından şüphe duyan ve onlardan aldıklarını sorgulayan kişidir, muhakemeye ve ispata teslim olan kişidir.”

Kaynaklar ve İleri Okumalar:

Matematiksel

Sibel Çağlar

Merhabalar. Matematik öğretmeni olarak başladığım hayatıma 2016 yılında kurduğum matematiksel.org web sitesinde içerikler üreterek devam ediyorum. Matematiğin aydınlık yüzünü paylaşıyorum. Amacım matematiğin hayattan kopuk olmadığını kanıtlamaktı. Devamında ekip arkadaşlarımın da dahil olması ile kocaman bir aile olduk. Amacımıza da kısmen ulaştık. Yolumuz daha uzun ama kesinlikle çok keyifli.
Başa dön tuşu