Sumbangsih Islam untuk Kemajuan Teknik Mesin

Oleh : Muhamad R. Al Harun

Sejak lama, umat Islam ikut memberikan andil yang besar dalam pengembangan teknologi. Hal ini bisa diketahui melalui berbagai temuan dan pembuatan peralatan mekanik oleh cendekiawan Muslim. Karya paling menonjol dihasilkan oleh Badi al-Zaman al-Jazari dan Taqi al-Din.

Sebagian teknologi peralatan yang berhasil dikembangkan itu diyakini turut membantu dimulainya revolusi industri di Barat. Beragam peralatan itu tak hanya bernilai estetik, tetapi juga memiliki fungsi membantu pengembangan perta nian, baik industri maupun keperluan sehari-hari.

Melalui al-Jazari dan Taqi al-Din, yang tercatat sebagai insinyur yang berpenga ruh pada bidang teknologi permesinan, generasi ilmuwan berikutnya dapat menemukan rujukan mengenai poros engkol, misalnya. Juga, katup yang kini mewujud pada mesin pembakaran internal.

Profesor Salim al-Hassani dari Universitas Manchester, Inggris, memuji kejeniusan mereka. Menurut dia, al-Jazari dan Taqi al-Din adalah penemu dan perancang peralatan permesinan awal di dunia Islam. Ia telah melakukan penelitian dan kajian terhadap rancangan mesin al-Jazari dan Taqi al-Din.

Selain mengandalkan analisis matema tika, Hassani melakukan pengukuran perinci memakai simulasi komputer gra fis. Hasilnya, unjuk kerja peralatan kuno memiliki karakteristik serupa dengan peralatan modern yang ada. Tak heran jika sejumlah kalangan menyematkan Bapak Teknik Modern pada al-Jazari.

Sejarah mencatat al-Jazari sebagai tokoh besar di bidang mekanik abad ke-12. Ia lahir sekitar 1136 Masehi di al-Jazira, sebuah kawasan antara Sungai Tigris dan Eufrat. Sebagian besar masa hidupnya dihabiskan di Diyar Bakir, Turki. Di sana, dia menuangkan pemikiran dan berkarya.

Ini merupakan masa ketika orang-orang berbahasa Turki mulai menguasai bagian dunia tersebut. Pada tahun 1174, al-Jazari bekerja sebagai ahli teknik untuk Dinasti Bani Artuq, penguasa Mesopotamia (Irak). Karena keahliannya, ia memperoleh sejumlah gelar prestisius, seperti Rais al-A’mal.

Gelar tersebut menunjukkan dirinya adalah pemimpin para insinyur pada masa itu. Sementara itu, gelar Badi al-Zaman dan al-Shaykh memberikan pengakuan sebagai ilmuwan tak tertandingi serta bermartabat. Ehsan Masood dalam Ilmuwan Muslim Pelopor Hebat di Bidang Sains Modern mengatakan bahwa alJazari juga seorang ahli komunikasi andal.

Al-Jazari mampu menulis dan menggambar. Temuan-temuannya menginspirasi rancangan mesin-mesin modern saat ini. Karya fenomenalnya adalah al Jami Bain al-Ilm Wal ‘Aml al-Nafi Fi Sinat ‘at al-Hiyal atau The Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices yang dirampungkan pada 1198 Masehi.

Buku ini seluruhnya mencakup teori dan praktik mekanik sekaligus mendokumentasikan sekitar 50 temuan yang dilengkapi rancangan gambar secara teperinci. Berkat kepeloporan yang gemilang pada bidang teknik, al-Jazari turut mengangkat sejarah peradaban Islam pada abad pertengahan.

Di antara desain mekaniknya yang mengundang decak kagum para ilmuwan adalah pembuatan jam gajah. Alat tersebut tepatnya berupa jam air berbentuk gajah. Jam gajah mengombinasikan prinsip air Archimedes dengan gajah India dan pengukur waktu yang menggunakan air, naga Cina, phoenix Mesir, karpet Persia, serta angka Arab.

Jam tersebut dipandang sebagai pencapaian luar biasa yang memanfaatkan tekanan air untuk otomatisasi. Adanya kebutuhan untuk mengetahui waktu shalat menjadi titik penting pengembang an jam air semacam itu. Alat ini mampu menunjukkan waktu secara tepat, baik siang maupun malam, melalui simbal dan burung berkicau.

Kondisi geografis di dunia Islam memicu pula sejumlah penemuan. Air menjadi masalah krusial di wilayah kekuasaan Islam yang beriklim kering dan tanah tandus. Warga harus mencari sumber mata air bawah tanah untuk keperluan minum, rumah tangga, irigasi pertanian, industri, dan sebagainya.

Untuk itulah, diperlukan alat pemompa air yang efektif. Masyarakat kuno sejatinya sudah memanfaatkan semacam peralatan pompa air, yakni shaduf dan saqiya. Shaduf digunakan secara luas oleh peradaban Assiria dan Mesir kuno. Alat itu terdiri atas balok panjang yang ditopang dua pilar dengan balok kayu horizontal.

Adapun shaqiya berupa mesin bertenaga hewan dengan mekanisme gerak yang terdiri atas dua roda gigi.Al-Jazari lalu mengembangkan kedua alat ini menjadi sebuah mesin yang mampu memasok air dalam jumlah cukup banyak. Ia juga menciptakan mesin yang menggunakan balok dan tenaga binatang.

Mekanisme yang melibatkan roda gigi dan engkol menggerakkan secara naik turun balok tadi. Ini adalah mesin pertama yang menggunakan engkol sebagai unsur penting sebuah mesin. Sebuah mesin kontrol mekanik merupakan karyanya yang lain. Alat itu diterapkan pada pintu besi besar yang memakai kombinasi kunci dengan baut.

Dia pun merancang sejumlah peralatan automata, seperti mesin otomatis, peralatan rumah tangga, dan automata musik yang digerakkan air. Prestasi mengagumkan di bidang teknik mesin turut ditorehkan Taqi al-Din. Ilmuwan ini lahir di Damaskus, Suriah, pada 1525 Masehi.

Nama lengkapnya adalah Taqi al Din Muhammad bin Ma’ruf bin Ahmad bin Muhammad bin Muhammad bin Ahmad bin Yusuf bin Muhammad al-Shami. Ia merupakan ahli teknik terbesar di dunia Islam. Ia juga penulis produktif. Hal ini terbukti dengan 19 buku teknik yang berhasil ia tulis.

Salah satunya berjudul Al-Toruq alSaniyah fi al-Alat al-Rohanyah, yang berisi deskripsi beberapa peralatan mesin kreasinya. Dalam manuskripnya, Taqi alDin menjelaskan mekanisme kerja mesin pompa. Mesin yang digerakkan oleh air ini menunjukkan kemajuan hebat yang dicapai umat Islam.

Roda air yang ada di dalam mesin menggerakkan piston yang saling berhubungan. Silinder piston terhubung dengan pipa penyedot. Pipa penyedot selanjutnya menyedot air dari sumbernya dan membagikannya ke sistem pasokan air. Para ahli permesinan meyakini bahwa pompa ini merupakan contoh awal dari sistem double-acting principle.

Menurut Ehsan Masood, periode kedua tokoh besar ini berkiprah merupakan puncak teknologi mekanik Islam. Yang mereka ciptakan telah membawa penga ruh luar biasa di berbagai bidang kehidupan pada zamannya. Al-Jazari dan Taqi al-Din berhasil menunjukkan betapa penting teknologi kuno dalam membentuk dunia modern.

Teknologi dalam Peradaban Islam

Oleh :Muhamad R. Al Harun

Peradaban Islam sangat berbeda dengan Yunani, Romawi dan Bizantium dalam memandang teknologi.  Para cendekiawan Muslim di era kekhalifahan menganggap teknologi sebagai sebuah cabang ilmu pengetahuan yang sah.  Fakta itu terungkap berdasarkan pengamatan para sejarawan sains Barat di era modern terhadap sejarah sains di Abad Pertengahan.

''Para ilmuwan Muslim memberi perhatian pada semua jenis pengetahuan praktis, mengklasifikasi ilmu-ilmu terapan dan subyek-subyek teknologis berdampingan dengan telaah-telaah teoritis,''  ungkap Ahmad Y al-Hassan dan Donald R Hill   dalam Islamic Technology: An Illustrated History.

Sejumlah kitab dan risalah yang ditulis para ilmuwan Muslim tercatat telah mengklasifikasi ilmu-ilmu terapan dan teknologis. Menurut al-Hassan, hal itu dapat dilihat dalam sederet buku atau kitab karya cendikiawan Muslim, seperti;  Mafatih al-Ulum, karya al-Khuwarizmi; Ihsa al-Ulum  (Penghitungan Ilmu-ilmu) karya al-Farabi, Kitab al-Najat, (Buku Penyelamatan) karya Ibnu Sina dan buku-buku lainnya.

Simaklah penjelasan al-Amiri tentang mekanika dalam kitabnya yang bertajuk al-Ilam bimaqib al-Islam (Pengantar tentang  Keunggulan-keunggulan Islam). Menurut al-Amiri, mekanika merupakan disiplin ilmu yang menerapkan matematika dan ilmu alam.

''Mekanika memungkinkan seseorang menaikkan air yang terpendam di bawah kulit bumi dan juga mengangkat air dengan kincir atau air mancur, mengakut barang-barang berat dengan sedikit tenaga, membangun lengkungan jembatan di atas sungai yang dalam dan melakukan berbagai hal lainnya,'' papar al-Amiri seperti dikutip al-Hassan dan Hill.

Al-Amiri berpendapat bahwa ilmu mekanika sebagai cabang matematika. Tak heran, jika ia memasukannya dalam sebuah kelompok bersama aritmatika, geometri, dan musik. ''Dari penyelidikan yang kami lakukan terhadap ilmu-ilmu matematika, dapat dikatakan bahwa sama sekali tak terdapat kontradiksi antara ilmu-ilmu tersebut dengan ilmu-ilmu keagamaan,''  tutur al-Amiri yang wafat pada 381 H/ 991 M.

Di era keemasan Islam, para cendekiawan Muslim telah mengelompokkan ilmu-ilmu yang bersifat teknologis sebagai berikut; ilmu jenis-jenis bangunan, ilmu optik, ilmu pembakaran cermin, ilmu tentang pusat gravitasi, ilmu pengukuran dan pemetaan, ilmu tentang sungai dan kanal,  ilmu jembatan, ilmu tentang mesin kerek, ilmu tentang mesin-mesin militer serta ilmu pencarian sumber air tersembunyi.

Selain itu, peradaban Islam juga telah mengenal ilmu navigasi, ilmu tentang jam, ilmu tentang timbangan dan pengkuran serta ilmu tentang alat-alat genial. Menurut al-Hassan, teknik mesin dan teknik sipil yang digolongkan sebagai ilmu matematika, bukan satu-satunya subyek teknologis yang dikelompokkan sebagai sains.

''Teknologi-teknologi non-matematis seperti kimia, produksi industri dan pertanian juga telah dianggap sebagai sains,'' papar al-Hassan dan Hill. Pada era kejayaan peradaban Islam, ada pula topik-topik teknologis  yang ditemukan pada subyek-subyek saintifik murni.  Al-Hassan mencontohkan, hal itu terdapat pada ilmu obat-obatan. Buku-buku  farmasi, di zaman itu, memuat informasi yang amat bermanfaat tentang sifat-sifat dan cara pembuatan berbagai produk  organik dan anorganik.

''Aritmatika juga memuat kalkulasi teknik untuk para kekayasawan, sedangkan astronomi memiliki risalah-risalah tentang konstruksi alat ukur dan lainnya,'' ujar al-Hassan yang juga mantan direktur The Institute for the History of the Arabic Science, Universitas Aleppo itu. Begitulah cendekiawan Muslim di zaman kejayaan Islam menempatkan teknologi.

Rekayasawan di Era Kekhalifahan

Para penguasa dan masyarakat di zaman kekhalifahan Islam menempatkan para rekayasawan (engineer) dalam posisi yang tinggi dan terhormat.  Mereka diberi gelar muhandis.  Banyak di antara ilmuwan Muslim, pada masa itu, yang juga merangkap sebagai rekayasawan.

Al-Kindi, misalnya, selain dikenal sebagai fisikawan  dan ahli metalurgi adalah seorang rekayasawan.  Selain itu, al-Razi juga yang populer sebagai seorang ahli kimia juga berperan sebagai rekayasawan. Al-Biruni yang masyhur sebagai seorang astronom dan fisikawan juga seorang rekayasawan.

''Namun, beberapa tokoh seperti al-jazari mengkhususkan dirinya hanya sebagai rekayasawan,'' papar Ahmad Y al-Hassan dan Donald R Hill   dalam Islamic Technology: An Illustrated History.  Sebagian besar rekayasawan praktisi di era kejayaan Islam tak menulis buku, sehingga namanya kurang dikenal.

Salah satu cara yang mereka lakukan untuk mengabadikan namanya agar dikenal adalah dengan cara  memahatkan namanya pada bangunan-bangunan yang mereka  dirikan. Al-Hassan mencontohkan, pada gerbang kota Mardin di Diyar Bakr tergores sebuah tulisan bertarikh 197 H/910 M atas nama Khalifah al-Muqtadir bersama dua rekayasawan yang mendirikan bangunan itu.

''Salah satunya adalah Ahmad bin Jamil al-Muhandiz,'' tutur al-Hassan. Selain itu, para rekayasawan juga menulis istilah al-mi'mar untuk menyebut seorang arsitek.  Sedangkan bagi matematikus-teknik, dikenal istilah al-hasib yang berarti ''orang yang menghitung''. Sedangkan rekayasawannya mendapat gelar hasib.

'

'Seorang hasib dan rekayasawan atau arsitek kadangkala bertemu untuk melakukan konsultasi bersama,'' ujar al-Hassan. Pada masa itu,  sebagian rekayasawan berasal dari golongan pekerja.   Mereka memulai  sebagai pekerja bangunan, tukang kayu, atau pekerja mekanik. Setelah itu, mereka mempelajari rekayasa dan ilmu-ilmu lain untuk menjadi rekayasawan dan arsitek.

''Ada pula rekayasawan yang berasal dari ilmuwan yang mahir dalam  berbagai bidang pertukangan, yang kadang kala mereka praktikkan,'' ungkap al-Hassan. Para rekayasawan Muslim tak hanya dihormati dalam masyarakat, tetapi juga menempati kedudukan tinggi dalam pemerintahan.

Rekayasawan yang mendapat posisi penting di pemerintahan antara lain Banu Musa bersaudara. Mereka sangat dihormati dan disukai Khalifah al-Ma'mun. Tak hanya itu, mereka juga memegang peranan penting dalam kehidupan budaya dan politik di Baghdad, pada zaman itu.

Kadang kala, para rekayasawan dibuatkan kantor-kantor penting. Mereka juga diberi gaji serta penghargaan yang tinggi.  Al-Hassan mengungkapkan, di istana  Sultan Kerajaan Mamluk, terdapat kantor Muhandis Al Amair atau 'Arsitek Bangunan'. Dia bertanggung jawab atas semua bangunan dan penilaian bangunan, perencanaan kota.

Para rekayasawan di  Kerajaan Mamluk  diberi gelar oleh pejabat tinggi adtara lain dengan sebutan ''Yang Mulia, Yang Terhormat, Yang Terpercaya''.  Pada saat-saat tertentu gelar itu bisa bertambah tinggi lagi.

Untuk mengerjakan sebuah proyek atau pekerjaan yang sangat penting  dibentuk komite rekayasawan. Komite ini bertugas untuk merancang dan mengawasi keseluruhan proyek. Hal itu terjadi saat Khalifah al-Mansur memutuskan untuk membangun kota Baghdad. Sebelum pembangunan dilakukan, Khalifah mengirimkan para rekayasawannya untuk melakukan studi banding ke berbagai negara Islam.

''Para rekayasawan juga bertindak pula sebagai kontraktor,'' ungkap al-Hassan. Contohnya, pemerintah meminta mereka untuk menggali sebuah kanal dalam waktu tertentu, dengan biaya yang ditentukan sebelumnya. ''Mereka akan mengalokasikan bagian-bagian pekerjaan itu pada subkontraktor.'' Sistem kerja ini telah dikenal masyarakat Islam di kota Baghdad sejak abad ke-9 M.


Sumbangan Para Rekayasawan dalam Teknik Sipil

Para  rekayasawan Muslim telah berhasil membangun sederet karya besar dalam bidang teknik sipil berupa; bendungan, jembatan, penerangan jalan umum, irigasi, hingga gedung pencakar langit.  Sejarah membuktikan, di era keemasannya peradaban Islam telah mampu membangun bendungan jembatan (bridge dam). Bendung jembatan itu digunakan untuk menggerakkan roda air yang bekerja dengan mekanisme peningkatan air. Bendungan jembatan pertama dibangun di Dezful, Iran.

Bendung jembatan itu mampu menggelontorkan 50 kubik air untuk menyuplai kebutuhan masyarakat Muslim di kota itu. Setelah muncul di Dezful, Iran bendung jembatan juga muncul di kota-kota lainnya di dunia Islam. Sehingga, masyarakat Muslim pada masa itu tak mengalami kesulitan untuk memenuhi kebutuhan air bersih.

Selain itu, di era kekhalifahan para insinyur Muslim juga sudah mampu membangun bendungan pengatur air diversion dam. Bendungan ini digunakan untuk mengatur atau mengalihkan arus air. Bendungan pengatur air itu pertama kali dibangun insinyur Muslim di Sungai Uzaym yang terletak di Jabal Hamrin, Irak. Setelah itu, bendungan semacam itu pun banyak dibangun di kota dan negeri lain di dunia Islam.

Pencapaian lainnya yang berhasil ditorehkan insinyur Islam dalam bidang teknik sipil adalah pembangunan penerangan jalan umum. Lampu penerangan jalan umum pertama kali dibangun oleh kekhalifahan Islam, khususnya di Cordoba. Pada masa kejayaannya, pada malam hari jalan-jalan yang mulus di kota peradaban Muslim yang berada di benua Eropa itu bertaburkan cahaya.

Selain dikenal bertabur cahaya di waktu malam, kota-kota peradaban Islam pun dikenal sangat bersih. Ternyata, pada masa itu para insinyur Muslim sudah mampu menciptakan sarana pengumpul sampah, berupa kontainer. Sesuatu yang belum pernah ada dalam peradaban manusia sebelumnya.