Fizikçi, matematikçi ve astronom olan İbn Heysem (965-1040), optik biliminin (ilm-i menazır) kurucusu olarak kabul edilmiştir. Doğduğu şehir olan Basra’da vezirlik yapan İbn Heysem bilimsel çalışmalarını engellediği için bu görevini bırakarak ömrünün geri kalanını sadece bilimsel faaliyetlere adamıştır. Başta Kitab el-Menazır (optik kitabı) olmak üzere matematik, fizik ve metafizik alanlarında 200’e yakın eser ortaya koymuştur. Tüm hayatını ilme adayan İbn Heysem, ilimle uğraşacak araştırmacılarda üç temel özelliğin gerekliliğini savunmuştur. Bilimin amacını hakkın elde edilmesi olarak gören İbn Heysem haktan kastının gerçek ve doğru bilgi olduğunu ve hakkı, haktan başka bir amaçla elde etmeyi arzulayan kişinin ona ulaşamayacağını söylemiştir. Araştırmacılarda olması gereken ikinci özellik olarak hakim bilgiye güvenilmemesini söyleyen İbn Heysem, araştırmacının okuduğu metni bütün yönleriyle sorgulaması gerektiğinin önemini vurgular. Üçüncü özellik olarak da araştırmacının kendisinden de sakınması gerektiğini, kendi görüşünün kesin doğru olduğu düşüncesine kapılmaması gerektiğini söyler.
İbn Heysem’in en bilinen ve geniş muhtevalı eseri Kitab el-Menazır’dır. Yedi bölümden oluşan eserin ilk üç bölümü doğrudan görme; 4, 5 ve 6. bölümleri yansıma; 7. bölümü ise kırılma konusuna ayrılmıştır. Kitabın Batı’da ilk kez kim tarafından çevrildiği bilinmemekle birlikte XII. yüzyılın sonlarında veya XIII. yüzyılın başlarında çevrildiği ve çok etkili olduğu bilinmektedir. “Optik Hazinesi” adıyla tanınan bu kitap başta Witelo, Roger Bacon (Racır Beykın), Kepler ve Descartes (Decart) olmak üzere pek çok Batılı optikçinin kuramlarının oluşumunda ve biçimlenmesinde etkili olmuştur. Fizikçiler İbn Heysem’e kadar görme olayının, görülen nesnenin formunun gözün içine girmesi ile gerçekleştiğini düşünmekteydi. İbn Heysem, Kitab el-Menazır adlı eserinde yaptığı deneyler ve teorik çalışmalar neticesinde nesneden göze bütüncül bir formun gelmediğini, gözün nesneleri nokta bazında gördüğünü keşfetmiştir. Böylelikle fizikçilerin iddia ettiği gibi nesneden göze giren bütüncül yapıda bir formun olmadığını göstermiştir. İbn Heysem’e kadar ışık ve görme duyusu üzerindeki optik çalışmalara en çok rağbet gösterenler matematikçiler olmuştur. İbn Heysem, yaptığı terkip ile fizik bilimlerini matematik bilimleriyle birleştirmiştir. Çeşitli aletler kullanarak yaptığı deneyler optik tarihinde bir ilk olmuştur. İbn Heysem ışık ve görme üzerine yaptığı deneylerini, el-beyt el-muzlim (karanlık oda) adını verdiği bir odada yapmıştır.
İbn Heysem bu deneyi şöyle anlatır: “Oda iki kanatlı bir kapıya sahip olmalıdır. Gözlemci birçok şamdan sağlamalı ve onları kapının karşısına ve ayrı hâlde takmalıdır. Gözlemci daha sonra odanın içine girerek kapıyı biraz aralık bırakmalı ve kapının karşısında bulunan duvarı gözlemlemelidir. Bu sayede gözlemci duvarda şamdanların sayısı kadar birbirlerinden ayrılmış ışık görüntülerini bulacaktır.Bu da ancak ışık görüntülerinin aralıktan içeri girmesiyle olur. Işık görüntülerinin her biri şamdanlardan belirli bir tanesinin karşısında bulunur. Eğer daha sonra gözlemci şamdanlardan her birinin söndürülmesi emrini verirse her şamdanın karşısında bulunan ışık yok olur. Diyafram tekrar kaldırılırsa o ışık geri gelir. Gözlemci, kapının açık bulunan aralığını daraltabilir ve ondan geriye sadece küçük bir delik bırakabilir. Bu durumda gözlemci, şamdanların karşısında bulunan delik sayesinde odanın duvarında o şamdanların sayısı kadar birbirinden ayrı ışık görüntülerini tekrar bulur. Bu esnada onlardan her biri deliğin boyutuna bağlı olacaktır.” (Kuleli, Z. Kitâp el-Menâzir’in Temel Prensiplerinin Bilim Felsefesi Açısından İncelenmesi, s. 40)
Bu deneyde bir mumun gönderdiği ışığın önü kapatıldığında delikten geçerek duvara yansıyan bir mum görüntüsünün de kaybolduğunu fark eden İbn Heysem, ışıkların ve renklerin birbirine karışmadığı kaidesine ulaşır. Buna ek olarak yansıyan görüntünün ters olması ışığın düz çizgiler üzerinde uzandığını kanıtlar. Nitekim yanan mumların alt kısmından gelen ışık, alabileceği en kısa yani en düz yolu takip ettiği için duvarda yukarıya yansırken üst kısımdan gelen ışık da aynı sebepten dolayı aşağı yansıyarak ters bir görüntü ortaya çıkarır.
Batı bilim tarihinde Camera Obscura (karanlık oda) olarak bilinen bu deney, XX. yüzyılın başlarına E. Wiedemann’ın (Waydımın) bilimsel çalışmalarına kadar Roger Bacon (Racır Beykın), Leonardo da Vinci gibi bilim adamlarına atfedilmiştir. E. Wiedemann’ın bilimsel çalışmaları neticesinde karanlık oda deneyinin ilk olarak İbn Heysem tarafından yapıldığı ortaya konmuştur.
XI. yüzyıl İslam bilim insanlarından Bîrûnî (973-1061) “Ben her kişinin kendi çalışmasında yapması gerekeni yaptım. Bunlar öncekilerin başarılarını minnettarlıkla karşılamak, onların yanlışlarını ürkmeden doğrultmak, kendisine gerçek olarak görüneni gelecek kuşağa ve sonrakilere emanet etmektir.”[Sezgin, F. İslam’da Bilim ve Teknik, s. 22] diyerek bilimsel çalışma anlayışını ortaya koymuştur. Bîrûnî gerek bilimsel tutum ve araştırma tutkusu gerekse kaleme aldığı çalışmalarının hacim ve içerik açısından taşıdığı yenilik yönünden bütün zamanların en büyük bilginlerinden biridir.
Tahdîd Nihâyât el-Emâkin li-Tashîh Mesâfât el-Mesâkin (Mekânların Sınırlarının Belirlenmesi ve Meskûn Yerler Arasındaki Mesafelerin Düzeltilmesi) adlı eseriyle matematiksel coğrafyanın bağımsız bir disiplin hâline gelmesini sağlayan Bîrûnî, kitabının başında yeni bir bilim dalı geliştirdiğini belirtmiştir. Bu bilim dalı günümüzde jeodezi (yeryüzü düzlemini ölçme bilgisi) denilen bilim dalıdır.
Bîrûnî bu eserinde enlem boylam hesaplamaları, şehirlerarası uzaklıkları belirleme ve kıble bulma metotları ile; coğrafya, astronomi ve jeoloji hakkında bilgiler de vermektedir. Bîrûnî astronomi ve gök cisimleri ile ilgilenme nedenini Kur’an-ı kerim ayetlerinde bunun emredilmesi olduğunu belirtir (bkz. Yunus-5, Bakara-164). Namazın öneminden bahseden Bîrûnî, Müslümanların yöneldiği yer olan kıble ve kıble konusundaki yanlışlıkları ortadan kaldıracak bilgiler vermiştir. Ayrıca şehirlerin enlem ve boylamları, enlem ve boylamlar arasındaki farklılıklara da değinir. Mekânlara ya da genel olarak coğrafyaya ilgi duymasının sebebini Allah’ın insanlara yeryüzünde gezmeyi ve geçmiş milletlerden ders almayı emretmesi olarak açıklar.
1030 yılında Gazneli Sultanı Mesud’a sunulan Kanûnu’l-Mes’udî, astronomi, trigonometri, astroloji, jeodezi, meteoroloji, coğrafya, peygamberler tarihi ve bir ölçüde hükümdarlar tarihi muhtevalı bir ansiklopedi niteliğindedir. On bir ana bölüm ve bunun içerisinde yer alan 142 alt bölümden oluşmuştur. Bîrûnî bu eserinde tanjant ve kotanjant fonksiyonlarıyla uğraşmış ve kitaba bir tanjant çizelgesi eklemiştir. Bunun hemen ardından mekânlar arasındaki boylam farklılıkları ve mesafelerin araştırmasında da bu yeni metodu kullanmıştır. Bu metoda göre Gazne ile Bağdat arasında bulunan birçok mekânın boylam farklılıklarına ilişkin elde edilen değerler 6 dereceden 45 dereceye kadarlık bir yanlışlıkla bugünkü değerlerle örtüşmektedir. Onun metodunu ve bu metodun Gazne ile Bağdat arasında yürüttüğü çalışmasının uzun mesafelere pratik olarak uygulanışını, verdiği bilgiler ve canlı anlatımlar yoluyla öğrenmekteyiz. Ayrıca Bîrûnî bu çalışmasında Dünya ile Güneş arasındaki yörüngede her yıl ilerleyen en uzak noktanın bahar noktasından uzaklığını hesaplamıştır. Bunu en çok yükselen hız artışı ve en kısa mesafe noktasındaki azalmasında çizelgelerde ortaya çıkan farklara dayanarak hesaplamıştır. Böylelikle sonsuz küçükler hesabının çığır açıcılarından biri olmuştur.
Bîrûnî, astronominin temel eseri el-Kânûn’da açının üç eşit parçaya bölünmesi konusunda kendi öncülerinden ve çağdaşlarından gelen 12 yöntemi anlatmaktadır. Çözümlerine ancak kübik denklemlerle ulaşılan bu problemler, matematikçileri denklemleri sayısal olarak çözümleme girişimine sevk etmiştir. Bu tür girişimin ilginç bir örneği Bîrûnî’nin dokuzgenin kenarlarını belirleme problemidir. Bununla birlikte Bîrûnî bir iç ve dış dokuzgenin kenarları yardımıyla daire hesaplamasını da yapmıştır. Bu, aslında trigonometrik bir problemdir ve Bîrûnî bu problemi kübik bir denkleme çevirmiştir.
Kitâbu’l-Cemâhir fi Ma’rifeti’l Cevâhir (Kıymetli Taşlar ve Metaller Kitabı); psikoloji, fizyoloji, sosyoloji, tıp, tarih, ahlak ve fıkıh ile ilgili bilgiler verir. Eserde mineraloji, madencilik, fizik, kimya, etnolojik konuları da işlemiştir. Bîrûnî, bu eserde maddelerin özgül ağırlığını ölçmüş, bunu yaparken kendisinin icat ettiği ve “cihaz-ı mahruti” dediği bir aleti kullanmıştır. Bîrûnî önce maddenin ağırlığını ölçmüş, sonra onu içinde su bulunan cihaz-ı mahrutiye atmış, dışarı taşan suyu ölçerek maddenin hacmini ve özgül ağırlığını bulmuştur. Bîrûnî’nin bu tespitleri günümüz ölçülerine çok yakındır. O, sıcak su ile soğuk su arasındaki yoğunluk farkını da tespit etmiştir.
Kitâbu’s-Saydala (Şifalı bitkiler ve ilaç yapımı hakkında), Bîrûnî’nin kaleme aldığı bir eserdir. Bu kitap tıp ve eczacılıkla ilgilidir. Bîrûnî bu eserde otların isimlerini çeşitli dillere göre alfabetik olarak verir. Kelimelerin anlamlarını verirken şiirleri de kullanır. Bîrûnî, hangi otun hangi derde deva olduğunu çok iyi bildiğinden eczacılıkla doktorluğun sınırlarını çizmiş, ilaçların yan etkilerinden bahsetmiştir. O, hayatının büyük bir kısmını bitkiler ve onların tıbbi kullanımları üzerine harcamıştır. Bazı uyuşturucuların isimlerini açıkça verse de bazılarını sembollerle göstermiştir. Küresel bir üçgenin kenarlarının açılardan hareketle hesaplanması Bîrûnî’yi küresel trigonometrinin problemlerini bir monografide ele alıp işlemeye yöneltmiştir. Bu çalışma bize kadar ulaşan Kitâb Makâlîd’İlm el-Hey (Astronominin Anahtarları)isimli eserdir ve eserde bu disiplin hâlâ astronominin hizmetindedir.
Bîrûnî,Tahdîd Nihâyât el-Emâkin li-Tashîh Mesâfât el Mesâkin isimli eserinde enlem ve boylam ölçümü için geliştirdiği bir aletten bahsetmektedir. Bîrûnî geliştirdiği bu aletle iki farklı şekilde enlem ölçümü yapmıştır. İşlemin birinci versiyonunda yeterli büyüklükte, özenle inşa edilmiş, boylam ve enlem daireleriyle donatılmış bir yarım küre alınır ve üzerine zenit işaretlenir. Yarım kürenin büyük dairesi bir şakul yardımıyla tam olarak tesviye edilmiş yatay bir zemine yerleştirilir. Yardımcı araç olarak temel yüzeyi bir karış çapında bir koni imal edilir. Koninin bir tarafında temel yüzeyin yukarısına bir elin sokulabileceği ve temel yüzeyin merkezinde oyulan deliğe dokunabileceği büyüklükte bir pencere açılır. Koninin ucuna küçük diğer bir delik açılır. Koni yarım küre üzerine yerleştirilir. Gün içinde herhangi bir zamanda güneşe doğrultulur ve güneş ışığı koninin ucundaki delikten temel yüzeyde bulunan deliğe düşene kadar ileri geri oynatılır. Koni yarım küre üzerinde işaretlenir.
İşlemin ikinci versiyonunda koni yerine yukarıda kullanılan yarım küreden bir veya iki milim daha büyük çaplı metal ya da ahşap bir kürenin üst yüzeyinin daire şeklindeki parçası kullanılır. Küreye yapışık olan bu takkenin dış yüzünün ortasına bir gnomon (güneş saati mili) sabitlenir. Takke küre üzerinde, gnomonun gölgesi kaybolana dek güneş yönünde ileri geri hareket ettirilir. Bu pozisyon küre üzerinde daha önce takke civarında işaretlenmiş olan dairenin orta noktası olarak bulunur. Diğer iki pozisyon aynı günde yapılan müteakip gözlemlere eklenir. Böylelikle, birinci versiyonda olduğu gibi gök ekvatorunun küre üzerindeki kutbu ve peşinden gözlemleme yerinin enlem derecesi bulunabilmektedir.
XI. yüzyılın önemli bilim insanlarından İbn Sina’nın (980/1037) başlıca tıp eseri olan Kânûn fi’t-tibb (Tıp Kanunu) beş ciltten oluşmuştur. İbn Sina, eserinin ilk cildinde tıbbın genel prensiplerini ortaya koymuş, konusunu tanımlamış, sınıflandırmış ve özellikle organları, iskeleti ve kasları açıkça tasvir etmiştir. İkinci ciltte basit ilaçları anlatmış, ilaçların özelliklerini ve diğer organlarla ilintisini açıklamış ve o döneme kadar bilinmeyen ilaçları eserine ilave ederek alfabetik düzene göre sınıflandırmıştır.
Eserin üçüncü cildinde insanın baş bölgesinden başlayan vücudun farklı kısımlarıyla ilişkili olan hastalıkları açıklamıştır. Dördüncü ciltte belli organlara has olmayan hastalıkları ele almış ve tümörleri, çıbanları (apseleri), uyuzu ve kırıkları açıklamıştır. Beşinci ciltte terkip ilaçları ve onların hazırlanmasını incelemiştir. Tarihte ilk defa tıp ve cerrahiyi iki ayrı disiplin olarak değerlendiren İbn Sina, cerrahi tedavinin sağlıklı olarak yürütülebilmesi için anatominin önemini özellikle vurgulamıştır. Hayati tehlikenin çok yüksek olmasından ötürü pek gözde olmayan cerrahi tedavi ile ilgili örnekler vermiş ve ameliyatlarda kullanılmak üzere bazı aletler önermiştir.
İbn Sina’nın Kânûn fi’t-tibb adlı eseri Müslüman kültür çevresinin en önemli bilimsel çalışmaları arasında yer almaktadır. Kendisi de bir bilim adamı olan Julius Hirschberg (Julis Hörsbek) bu eserin önemini şu sözleriyle vurgulamaktadır: “Bu eser düzeni, doğruluğu nedeniyle oldukça hacimli ve cerrahlık dâhil bütün tıp alanlarını kapsayan eksiksiz bir öğretiler toplamıdır. Dünya literatüründe hemen hemen bir benzeri yoktur. Yunanlardan bize miras kalanlar derleme türü çalışmalar, belirli konulara ait özetler ve komplikasyonlardır. Kânûn fi’t-tibb ise tam bir bütünlüğe sahip bir yapıttır. Günümüzde buna benzer bir kitabı oluşturmak için birçok hekimin katılacağı ortak bir çalışma gerekmektedir. Kânûn fi’t-tibb 500 yıl boyunca geçerliliğini korurken Batıda ”avicenna” olarak bilinen İbn Sina da Aristoteles ve Galen gibi hâkim bir pozisyonda bulundu (Sezgin, F. İslam’da Bilim ve Teknik, s. 32). Bu kitap XII. yüzyılda Latinceye çevrildi ve XVII. yüzyıla kadar Avrupa tıp bilimini etkiledi. İbn Sina aynı zamanda bir ruh hekimi olarak da şöhret yapmıştır. İbn Sina’ya kadar hastalıkların psikolojik yönü, hekimlerden çok din adamları tarafından yürütülmüştür. Melankoli hastalığını tanımlayan İbn Sina’ya göre ruh ve beden olarak iki cevher bulunmaktadır. Bunların her birinin kendine özgü hastalıkları vardır.
Eleştirel yaklaşımı ve bu alana getirdiği yeni açılımlarla İbn Sina’yı Orta Çağ İslam kimyasının önemli bir siması olarak zikretmek gerekir. İbn Sina Risâletü’l-iksîr adlı eserinde bakır, kurşun ve kalay gibi metallerin eritildikten sonra çeşitli işlemler sonucu sarı ya da beyaz renk kazanmalarının altın veya gümüşe dönüştükleri anlamına gelmeyeceğini ifade etmiştir. Çünkü yalnızca renk değişiminin maddenin özünü etkilemediğini dolayısıyla elde edilecek maddelerin gerçek altın veya gümüşle ilgisi bulunmayan birer taklit olacağını belirtmiş ve transmütasyonun (tahavvül, cismin değişmesi) imkânsızlığını ortaya koymuştur. Metalin rengini altın ve gümüş rengine çevirmede kullanılacak maddeleri “iksir” adıyla ifade eden İbn Sina beyaza çevirmede cıvanın kullanılabileceğini çünkü sıvı hâlde olan bu metalin maddenin iç kısımlarına girebilme yetisinin fazla olduğunu ayrıca miktarı artırıldığında beyazlatma etkisinin artmadığını deneylerle saptamıştır. Ayrıca cıva, kükürt ve kirecin birlikte ısıtılmasıyla elde edilen kırmızı renkli maddenin metalleri sarılaştırmada kullanılabileceğini yine deneylerle belirlemiş; bu amaçla saç ve yumurta, kan gibi organik maddelerden de yararlanılabileceğini söylemiştir. İbn Sina dinamik, optik ve fizyolojik optik gibi fizik konularıyla da ilgilenmiş, bu konularda yeni görüşler teklif etmiştir. Hareket konusunda kasr-i meyl (hareket etme isteği) kavramını ortaya atmış ve bu kavram latinceye “impetus” olarak geçmiştir. Bu kavrama göre bir cisim hareket hâlindeyken herhangi bir engelle karşılaşmazsa hareketi sürekli olur.
İbn Sina, İslam bilim ve düşünce tarihinde ilk defa felsefe ve ilimlerin ansiklopedisini oluşturduğu gibi aynı zamanda nesir, nazım ve hikâye tarzında felsefi eserler kaleme alan sanatkâr-filozoftur. Eş-Şifâ adlı eserinde felsefenin bütün disiplinleri ile ilgili yazmakla birlikte daha çok mantık, tabiat bilimi ve ilahiyat konularında felsefeye katkıda bulunmuştur.
