Apa yang terbayang dalam benak anda ketika melihat alat kamera? Tahukan anda siapa yang menginisiasi teori pembiasan cahaya Snell? Siapakah ilmuwan yang mencetuskan teori pelangi? Siapakah ilmuwan pertama yang mempelajari mata secara terstruktur? Siapakah perumus “Theory of Vision?”, dan tahukah anda bahwa ia dinobatkan oleh banyak kalangan sebagai “The Father of The Modern Optics” dan “The Father of Scientific Methods”[2]?
Ada satu nama yang muncul dari beberapa pertanyaan di atas. Ia adalah Abu ‘Ali al-Hasan Ibn al-Hasan Ibn Al-Haytham atau Ibn al-Haytham, dan di Barat dikenal sebagai Alhazen atau Alhacen. Ia lahir tahun 965 M dan mendapatkan pendidikan di Basrah Iraq, kemudian atas permintaan Khalifah al-Hakim bi Amrillah ia pergi ke Mesir untuk menangani permasalahan banjir sungai Nil, namun ia mengalami kegagalan. Sebuah sumber menyebutkan bahwa untuk menghindari hukuman berat dari al-Hakim ia kemudian berpura-pura sakit ingatan, dan hanya dihukum penjara. Konon, di dalam penjara gelap yang disinar seberkas sinar dari atas celah inilah ia mengamati berbagai fenomena optik. Terlepas dari kebenaran cerita tersebut, Ibn al-Haytham nyatanya menghasilkan berbagai karya dalam bidang sains alam yang sebagiannya masih bisa ditemukan hingga saat ini
Makalah singkat ini akan sedikit membahas beberapa karya Ibn al-Haythan dalam dunia sains alam, dan dampaknya pada perkembangan sains modern di Barat.
Meskipun Ibn al-Hatham ahli dalam berbagai bidang, ia dikenal sebagai ahli optik yang sangat menonjol. Sebelum al-Haytham beberapa ilmuwan sebelumnya seperti Aristoteles, Euclid, Heron, Archimedes, Ptolemy dan lain-lain telah mulai membahas ilmu optik. Ilmuan lain sebelum al-Haytham yang meneruskan karya ilmuwan Yunani dalam Optik adalah al-Kindi. Al-Kindi menulis karyanya tentang optik berdasarkan teori Euclid dan diterjemahkan barat melalui De Aspectus. Selain itu ada Ibn Sina dan Al-Biruni yang membahas tentang terbatasnya kecepatan cahaya, Hunayn ibn Ishaq dan Ar-Razi yang membahas anatomi dan fisiologi mata.
Bagaimanapu Ibn Al-Haytham merupakan tokoh besar dalam bidang Optik, sebab melalui al-Haythamlah ilmu Optik ditansformasikan menjadi sebuah disiplin ilmu yang lebih saintifik dan terstruktur dan merupakan cikal bakal ilmu Optika saat ini. Ibn al-Haytham mempelajari hampir seluruh aspek dalam optik. Tidak berlebihan jika dikatakan Ibn al-Haytham disebut sebagai salah satu Fisikawan Muslim terkemuka dalam sejarah dunia, ia adalah satu-satunya tokoh besar optik di antara masa Euclid dan Kepler.
Diantara karya-karya dan hasil penelitian al-Haytham adalah fenomena keberadaan atmosfer, risalahnya tentang cahaya senjakala, teorinya tentang pelangi, pembiasan cahaya, studi fisiologi mata, teori penglihatan, dan lain-lain. Namun karyanya yang merupakan magnum opusnya tidak lain adalah Kitab al-Manazhir (Book of Optics) yang berisi ensiklopedia Optik. Buku ini telah memberikan landasan ilmiah bagi peneliti-peneliti di dunia Barat seperti Witelo[3], Roger Bacon[4] dan Peckham[5], juga bagi dua saintis besar Barat dalam kajiannya tentang Optik yaitu Kepler dan Newton.
Dalam karyanya Kitab al-Manzhir, al-Haytham terlebih dahulu membahas studi anatomi dan fisiologi dari organ mata dan syarafnya yang terhubung dari otak pada bola mata yang ia bagi menjadi bagian-bagian mata: conjunctiva, iris, kornea, lensa, Vitrous Humour, Aqueous Humour dan lain-lain.
Gambar 1 Bagian-Bagian Mata Menurut Ibn al-Haytham (After Nasr)
Ia juga menjelaskan fungsi dari bagian-bagian organ mata tersebut dan hubungannya satu dengan yang lainnya. Di dalam buku tersebut ia menjelaskan teorinya tentang penglihatan yang mematahkan teori Ptolemy dan Euclid, bahwa mekanisme mata dapat melihat benda bukan karena cahaya dari mata menuju benda (teori emisi), melainkan karena cahaya yang dipantulkan benda menuju mata.[6] Ini adalah sebuah teori yang penting dan mengubah pandangan para saintis setelah berabad-abad lamanya.
Ibn al-Haytham juga berkontribusi besar pada studi pemantulan (reflection) dan pembiasan (refraction). Ibn al-Haytham memusatkan studinya pada hukum pemantulan pada cermin parabola dan bola termasuk fenomena aberasi optik
Gambar 2 Aberasi sferis pada bola mata dan dampaknya
Sebuah kasus dalam cermin bola yang kemudian dikenal sebagal Alhazen’s problem ia pecahkan secara geometris[7], beberapa abad kemudian saintis optik Huygens memecahkannya secara matematis. Dalam studi hukum pemantulan cahaya, al-Haytham telah memperkenalkan hukum ke-2 pemantulan, yaitu bahwa sinar datang, garis normal dan sinar pantul berada dalam satu bidang. Sebuah hukum pemantulan sinar yang sudah akrab di telinga kita.
Gambar 3 Hukum Pemantulan
Sebuah prinsip penting dari teori perambatan cahaya juga dicetuskan oleh al-Haytham, yaitu bahwa cahaya merambat pada lintasan termudah dan tercepat, bukan lintasan terpendek. Sebuah teori yang saat ini disematkan pada Fermat: prinsip Fermat.Ibn al-Haytham juga menggunakan kecepatan pada bidang-persegi untuk menentukan pembiasan cahaya jauh sebelum Newton yang tidak berhasil menemukannya. Hukum ini kemudian dikenal sebagai hukum Snell hingga saat ini.
Gambar 4 Hukum Pembiasan
Secara eksperimental ia juga melakukan beberapa eksperimen dengan silinder kaca yang dibenamkan ke dalam air untuk mempelajari pembiasan dan juga menentukan kekuatan pembesaran lensa-lensa. Ia menggunakan mesin bubut untuk membentuk lensa-lensa yang ia gunakan. Ia merancang camera obscura secara teoritis dan mendemonstrasikannya dengan membangun alatnya, inilah camera obscura pertama yang menjadi cikal bakal kamera yang kita kenal sekarang. Camera obscura juga membuktikan bahwa cahaya merambat dalam garis lurus secara eksperimen. Camera Obscura atau pinhole camera adalah sebuah bilik gelap (bayt al-Mudhlim) yang salah satu dindingnya dilubangi. Panorama dari luar bilik diproyeksikan melalui lubang tersebut ke salah satu dinding dalam bilik. Kemudian seseorang yang ada di dalam bilik akan menggambar hasil proyeksi tadi dengan proporsi yang tepat.
Gambar 5 Camera Obscura
Dengan perangkat Camera Obscura ini pulalah Ibn al-Haytham mengamati fenomenda gerhana matajari dengan sangat mudah. Murid dari Ibn al-Haytham, al-Farisi, memperinci mekanisme dan cara kerja dari Camera Obscura tersebut dalam karya Optik lainnya. Al-Farisimeneliti lebih lanjut bahwa semakin kecil lubang dalam dinding maka proyeksi yang dihasilkan semakin tajam, ia menunjukkan juga bahwa hasil proyeksi menjadi terbalik.
Gambar 6 Sketsa Al-Farisi dalam Menjelaskan Proyeksi Camera Obscura (After Turner)
Penggabungan antara pengamatan (observasi), hipotesis, eksperimen dan teori inilah yang menjadi landasan metoda saintifik di Barat. Atas dasar ini pulalah mengapa Ibn al-Haytham disebut sebagai salah satu peletak dasar yang penting dalam metoda saintifik. Ia menggabungkan studi matematis, teoritis dengan eksperimen untuk menguji teorinya.
Gambar 7 Skema Metoda Saintifik Barat
Metoda saintifik inilah yang menjadi landasan ilmiah sains Modern di Barat hingga saat ini, khususnya dalam Ilmu Pengetahuan Alam. Dalam tradisi keilmuan Islam sendiri, akal (sumber munculnya teorema-teorema) dan pancaindera (sumber diperolehnya data dari metoda empiris dan eksperimental) merupakan saluran ilmu (Thuruq al-‘ilm) yang diakui absah khususnya dalam ilmu-ilmu Alam (‘ilm ath-Thabi‘ah), selain sumber lainnya yaitu al-Khabar aÎ-Shadiq (al-Qur’an dan al-Hadith) dan intuisi. Hal ini yang membedakan tradisi keilmuan Islam dengan sains modern di Barat.
Tentang fenomena atmosfer, ia menuliskannya dalam bab astronomi, ia menghitung ketebalan dari atmosfer dan pengaruhnya dalam pengamatan benda langit, permulaan dan akhir senjakala (yaitu bahwa ia mulai dan berakhir ketika matahari di bawah 19o di bawah horizon), juga memberikan penjelasan mengapa matahari dan bulan nampak lebih besar ketika berada di horizon dibandingkan dengan “di atas”, juga efek-efek optik pada atmosfer lainnya termasuk fenomena pembiasan cahaya matahari yang menghasilkan efek pelangi. Ini berarti ibn al-Haytham telah memahami bahwa setiap warna pada cahaya tampak memiliki kecepatan berbeda-beda sehingga dibiaskan dengan sudut yang berbeda.
Murid dari al-Haytham, seperti Kamal al-Din al-Farisi meneruskan karya gurunya dan memberi koreksi dengan menulis karya yang berjudul Tanqih al-Manzhir, yang hingga saat ini masih dapat kita peroleh. Ibn al-Haytham sendiri meneruskan karya pendahulunya Ibn Sahl yang merupakan ahli optik lainnya dalam dunia sains Islam. Sebuah tradisi ilmiah yang menganggumkan dalam konteks abad ke-4 H/-10 M. Ibn al-Haytham menulis 200 buku, namun hanya sedikit yang masih bertahan hingga saat ini termasuk al-Manzhir. Tidak heran jika dikatakan bahwa ilmu Optik dalam dunia Islam adalah sebuah disiplin sains alam yang paling orisinil dan penting.[8] Buku-buku Ibn al-Haytham yang masih tersisa ditemukan di perpustakaan Istambul dan London.[9] Penelitian al-Haytham tentang Optik menjadikan dasar yang amat penting bagi sains di Barat, sehingga banyak ilmuwan Barat menggunakan teori dan hasil temuan al-Haytham dan menisbatkannya pada diri mereka.[10] Adalah sangat mengherankan bahwa dalam buku-buku pelajaran sains dan buku teks sains, sejarah ilmu Optik tidak menyebut sama sekali nama Ibn al-Haytham dan sederet nama penting lainnya. Namanya tetap asing di telinga para pelajar daan mahasiswa dan lingkungan akademik kendatipun jasannya yang luar biasa dalam bidang Optika. Sejarah ilmu Optik pada umumnya meloncat selama hampir seribu tahun dari masa Yunani ke sejarah sains di dunia Barat.
Gambar 8 Halaman Sampul Tanqih Al-Manazhir
Dalam pengamatannya tentang cahaya, Ibn al-Haytham senantiasa mengingat sebuah ayat al-Qur’an sebagai inspirasinya:
Allah cahaya langit dan bumi. Perumpamaan cahaya Allah, adalah seperti sebuah lubang yang tak tembus , yang di dalamnya ada pelita besar. Pelita itu di dalam kaca kaca itu seakan-akan bintang seperti mutiara, yang dinyalakan dengan minyak dari pohon yang berkahnya, pohon zaitun yang tumbuh tidak di sebelah timur dan tidak pula di sebelah barat , yang minyaknya amper-hampir menerangi, walaupun tidak disentuh api. Cahaya di atas cahaya , Allah membimbing kepada cahaya-Nya siapa yang dia kehendaki, dan Allah memperbuat perumpamaan-perumpamaan bagi manusia, dan Allah Maha Mengetahui segala sesuatu. (An-Nur 35)
Dalam bukunya al-Manzhir, ia tak sungkan memuji dan memohon pertolongan Allah Subhanahu wa Ta‘ala sebagai tanda kerendah-hatian dan ketawadhuan. Sebuah tradisi yang hilang dari para saintis muslim baik dalam diri mereka maupun dalam buku-buku sains!
Ibn al-Haytham; ia mempelajari cahaya; ia menjadi cahaya bagi sains Modern di Barat; ia dipandu oleh cahaya Qur’ani. Semoga kita mampu meneruskan cahaya ini.
Wa’Llahu a‘lam bi’sh-Shawab.
[2] Nasr, S.H. Islamic Science an Illustrated Study, World of Islam Festival Publishing Company Ltd, 1976.
[3] Erazmus Witelo, saintis berkebangsaan Polandia lahir sekitar tahun 1230, menulis buku tentang Optik Vitellonis Thuringopoloni opticae libri decem (Ten Books of Optics by the Thuringo-Pole Witelo).
[4] Roger Bacon (1214 – 1294), saintis dan biarawan Inggris yang juga tokoh optik modern, ia mengambil falsafah metoda saintifik dari ilmuwan seperti Ibn Rushd dan Ibn al-Haytham.
[5] John Peckham (Pecham) (1230 – 1292) banyak terpengaruh Bacon dalam bidang Optik, karyanya yang dkenal dalam bidang optik adalah Perspectiva communis.
[6] Nakosteen, Mehdi. History of Islamic Origin of Western Education A.D. 800-1350 with Introduction to Medieval Muslim Education. Terjemah bahasa Indonesia: Kontribusi Islam atas dunia Intelektual Barat: deskripsi analisis abad keemasan Islam. Risalah Gusti. 2003.
[7] Sabra, A.I. Ibn al-Haytham’s Lemmas for Solving “Alhazen’s Problem”. The Annual Meeting of The Histroy of Science Society. New York 1979.
[8] Turner, Howard R. Science in Medieval Islam. An Illustrated Introduction. University of Texas Press, Austin, 1997. Terjemah bahasa Indonesia: Sains Islam yang Mengaggumkan: Sebuah Catatan terhadap Abad Pertengahan.
[9] As-Sirjani, Al-Raghib. Madza Qaddamal Muslimuna lil ‘Alam Ishaamatu al-Muslimin fi al-Hadharah al_insaniyah. Terjemah Bahasa Indonesia: Sumbangan Peradaban Islam Pada Dunia. Pustaka Al-Kautsar. 2011.
[10] Ibid.
Mohamad Ishaq
Peneliti Institut Pemikiran Islam dan Pembangunan Insan[1]
ishaq@pimpinbandung.com
