İnsan: Alet Yapan

Yeryüzünün bedensel olarak en zayıf canlılarıydık, kuşlar gibi uçamıyorduk, yunus gibi yüzemiyorduk, aslan gibi güçlü pençelerimiz yoktu, ceylan gibi koşamıyorduk, maymunlar gibi tırmanamıyorduk. Yeryüzünün sayısız meydan okumalarına karşı savunmasız bir yabancıydık. Bu yüzden kendi yuvamızı yani dünyayı inşa ettik. Kendi ellerimizle, kendi aletlerimizle.

İnsanoğlunun en büyük vasıflarından birisi onun alet yapabilme kabiliyeti. Bu kabiliyetimizi ilk olarak kendimizi savunmak, avlanmak ve barınmak için kullandık. Mekanik tarihin ilk dönemlerinde insanoğlunun yaşam kalım çabasının bir ürünü olarak doğdu.

Ateşin keşfi, ilk taş aletler ve tekerleğin icadı ile başlayan mekaniğin hikayesi antik medeniyetlerde bilim ile birleşerek gündelik hayatın önemli bir parçası oldu. Mısır ve Çin medeniyetleriyle birlikte, Antik Yunan, Roma ve Erken İslam medeniyetinin büyük mekanikçileri Cezeri’nin bulunduğu dönemi ve kendisini etkilemişti.

Medeniyetin Güç Kaynağı: Ateş

Yaklaşık dört yüz milyon yıldır varlığını hissettiren, doğal bir unsur olarak canlılar dünyasının şekillenmesinde önemli rol oynayan bir güçtür ateş. Ne acımasızdır ne de merhametli. Doğal devinimin bir parçasıdır. Ta ki insan sahneye çıkana kadar…

İnsanın ateşle tanışıklığı on binlerce yıl öncesine dayanıyor. Pek tabii insan, ateşin ısı ve ışık yayan karakterini çok geçmeden kavrar. Fakat insan için önemli olan, bu gücü nasıl kontrol edeceğidir. Bu da ahşabın sürtünmeyle alev alabildiğinin ya da çakmak taşının keşfedilmesiyle olmuştur.

Ateşin kullanımı insanın hayatını derinden etkiler. Gece avlanan hayvanlardan koruyan da yirmi bin yıl önceki son buzul çağının zirvesinde insan neslini hayatta tutan da ateştir. Çiğ etin yenmesi için harcanan saatleri pişirme işlemiyle dakikalara düşüren yine ateştir. İnsan yerleşik hayata geçtiğinde, ateşin kullanımı bu temel ihtiyaçların ötesine taşmıştır. Mesela on bin yıl önce yüksek ısıya ulaşıldığında, toprağın ısıtılarak dayanıklı hale geldiğinin anlaşılmasıyla çömlekçilik ortaya çıkar. İnsanın doğaya hükmetme çabasının en önemli adımı ise, olağanüstü yüksek ısılarda ateş yakabilmesi sonucu bakır ve demir gibi cevherlerin eridiğini öğrenmesidir.

Metallerin eritilerek ya da ısıtılarak şekillendirilebilmesi, insanın daha önce hayal edemeyeceği alet yapım potansiyellerin önünü açar. Öyle ki medeniyet, gündelik hayattan savaşlara, ateşle gelen yenilikler zemininde yükselmiştir. Yaklaşık bin yıl önce barutun keşfi ve ateşli silahların yaygınlaşmasıyla dünya düzeni nasıl değiştiyse, ateş yardımıyla maden kullanımı da insanlığın tarihini aynı şekilde değiştirmiştir.

İnsanın ateşle ilişkisi yalnızca fiziksel olmamıştır. Nitekim tarih boyunca birçok din, inanış ve felsefe, ateşin görünmez bir gücünün olduğu kabulüne dayanır. Mesela 4000 yıldan beri varlığını sürdüren Zerdüştlük, ateşle özdeşleşmiş bir tek tanrı inancıdır. Diğer yandan çok tanrılı bir inanç olan Hinduizm’deki en önemli tanrılardan biri ateş tanrısıdır. Mistisizmde ateş hem yakıcı hem de aydınlatıcı nitelikleri nedeniyle yıkımın ve yenilenmenin sembolüdür. Bu iki özelliği içinde barındırmasıyla da düzendeki dengeyi ifade eder. 2500 yıl önce şekillenmeye başlayan Yunan felsefesinde de ateşe büyük önem atfedilmiştir. Buna göre o, varlığın yapıtaşları olarak kabul edilen dört elementten biridir (ateş, su, hava, toprak). Bu inanış, İslam felsefesinde de Orta Çağ ve Rönesans Avrupa’sında da rakipsiz bir şekilde etkisini sürdürmüştür. Ateşin tasavvuftaki ve edebi sanatlardaki yeri ve aşk ile ateş arasındaki kurulan ilişki de bin yıldan uzun süredir İslam düşüncesinde kendisine hâlâ yer buluyor.

Yeryüzünü dünya yapan icat: Tekerlek

Yeryüzü ormanları, denizleri, dağları, gölleri ve ovalarıyla canlılara ev sahipliği yapar. Ama insan kendi evini kendisi inşa etmelidir. Dünya yeryüzüne yaptığımız sayısız müdahaleler sonucu kurulan bizim evimizdir. Yeryüzünü dünya yapan en önemli unsur yollardır. Yollar bir ağdır, bu ağ sayesinde tanışırız, ticaret yaparız, bilgi ve kültür taşırız; güvenliğimiz de bu ağa bağlıdır, bu ağla korunur, bu ağla savaşırız. Yollar dünyayı kurar, yolları ise milattan 3500 yıl önce basit bir icat ortaya çıkarmıştır: Tekerlek.

Tekerlek fikrinin nüvelerini, yaklaşık 7000 yıl önce çömlek yapımını kolaylaştırmak amacıyla geliştirilen döndürülebilir kil kalıplarda görürüz. Bu aksamın tekerleğe dönüşmesi, MÖ 3500’lü yıllarda Mezopotamya’daki Sümerlerin Ur şehrinde gerçekleşir. Kil ya da taştan imal edilen bu tekerler, sadece birkaç yüzyılda yolculuklarda kullanılacak ahşap tekerlek fikrini ve buna paralel olarak arabanın icadını mümkün kılmıştır. En ilkel haliyle arabalar, iki ya da dört tekerlek ile bir dingilden oluşur ve at ya da öküz gibi büyük ve güçlü hayvanlara çektirilirdi.

Arabanın icadıyla çok ağır yükleri taşımak mümkün hale gelmiş ve insanın uzun mesafelere ulaşması kolaylaşmıştır. Bu durum öncelikle ticaretin gelişimini sağlamış ve MÖ 3000’lerden itibaren binlerce kilometrelik ticaret ağları oluşturulmuştur. Büyük coğrafyaları merkezi yönetimle idare eden Asur, Pers, Mısır, Çin ve Roma gibi devletler, arabaların zarar görmeden ilerleyebileceği yollar inşa etmişlerdir. Geniş bir coğrafyaya hâkim olan İslam medeniyetinde de yollara büyük önem verilmiştir. Örneğin Bağdat şehrinin güzergahındaki bir çeşit asfalt sayılabilecek katran döşeli yollar dikkate değerdir.

Tekerleğin icadı, çömlekçilik ve araba kullanımından daha sonraki tarihlerde çark fikrinin de çıkış kaynağı olarak kabul edilir. Cezeri’nin imal ettiği araçlar gibi değirmenli veya çarklı düzeneklerin prensibi, milattan önce 5. yüzyılda tekerleğin su değirmenine dönüştürülmesine dayandırılır. Suyu yükseklere kaldırma, suyun hareket gücünü manipüle etme ve çarklarla saat gibi düzenekler yapma fikri, İslam medeniyetindeki bilginlerin ilgi odağı olmuştur ki Benu Musa’yla başlayıp Cezeri ile devam eden hiyel geleneğinin temelinde bu prensipler bulunur.

Hayvanların Neden Tekerlekleri Yok?

Çünkü tekerlek yeryüzüne değil dünyaya aittir.

Hayvanlar tekerlek sahibi olsalardı habitatlarına uyum sağlayamayacaklardı. Tekerlek, havada, ağaçta, kayalık alanlarda, dağlarda, çölde işe yaramaz. Doğada bir anlamı yoktur, insanoğlunun kendi elleriyle doğanın üstüne kurduğu üst katmanda yani dünyada anlamlıdır. Tekerlekle birlikte yol ağları ortaya çıkmış ve yeryüzünde dünya yükselmiştir. Dünyamızı kuran en önemli aletlerden birisi tekerlektir.

Antik Çin Mekaniği: Değişen Dünyanın Uzak Kökleri

Çinliler Antik dünyanın zanaat ustalarıdır ve günümüzde kullandığımız birçok tekniğin mucitleridir. Medeniyetin dört büyük icadı matbaa, pusula, barut ve kağıt tarihte ilk kez Çinliler tarafından icat edildi. İpek, mekanik saat, demir ve çelik dökümü, porselen ve daha nice alet ve teknik ilk kez Çinliler tarafından kullanıldı. MÖ 3. yüzyıl gibi erken bir dönemde su gücü ile çalışan otomatik çekiç mekanizmaları yapıldı. Gelişmiş ip eğirme ve dokuma tezgâhları sayesinde kumaş dokumacılığının en ince örnekleri sergilendi. Askerî alanda arbalet (tatar yayı), alev püskürtücü, mancınık gibi karmaşık silahlar yapıldı; tüfek ve roketlerin ilk örnekleri geliştirildi. Sıcak hava balonundan pedallı kayıklara, zırhlı gemilerden rüzgar değirmenlerine, sismograflardan su saatlerine kadar gibi birçok alet ve makine ilk kez Çinliler tarafından icat edildi.

Antik Mısır Mekaniği

Mısırlılar, Antik çağların en büyük binaları olan piramitleri ve tapınakları yaparken mekanik ilkelerini etkin bir şekilde kullanıyorlardı. Kaldıraç, eğik düzlem ve çark en çok kullandıkları basit makinelerdi. Piramitlerde kullanılan ve ağırlıkları 2,5 ton ile 80 ton arasında değişen taş blokları inşaat yerlerine kadar taşıyabiliyor ve yüksek seviyelere çıkarabiliyorlardı. Sert metallerden imâl edilen keserler ve külünkler kullanılarak granit veya kireç taşı ocaklarından bloklar halinde kesilen taşlar, silindirler üzerinde kaydırılarak kızaklara alınıyor, ardından yine silindirler üzerinde taşınarak uzun mesafeler boyunca piramitlerin yapıldığı yerlere götürülüyordu.

Mısırlılar dev heykelleri ve dikilitaşları imal edildikleri yerlerden dikilecekleri yere kadar götürebiliyorlardı. Meşhur bir hiyeroglifte, Yukarı Mısır’ın valisi Djehutihotep’in (MÖ 1900) 7 metre yüksekliğinde ve 60 ton ağırlığındaki oturan heykeli, 170 işçi tarafından çekilirken görünür. Heykelin çekildiği kızağın önünde görülen bir figür yola yağ dökmektedir. Bunun yanı sıra ortalama 25 metre uzunluğunda ve 200 ton ağırlığındaki dikilitaşları yerlerine taşıyarak dikme işlemini yapabiliyorlardı.

Mısır inancına göre piramitler ve mezar odaları, firavunların ve rahiplerin öldükten sonra tekrar hayata geri dönecekleri mekânlardı. Bu kutsal mezar odalarını yağmacılardan korumak için karmaşık mekanik tuzak düzenekleri kuran Mısırlılar, tanrı heykellerinin ulvî bir ses tonu ile konuşmasını sağlayabiliyorlardı: Heykelin ağız kısmından yere kadar uzanan ve yerdeki bir delikten gizli bir konuşmacının sesini yükselterek ve değiştirerek aktaran bir trompet sistemi sayesinde bu heykeller konuşabiliyordu.

Antik Yunan-Roma Mekaniği

Antik Yunan mitolojisinde demirci tanrı Hephaestos zanaatkârların tanrısıdır ve çeşitli otomatik makineler yapar: Hareketli kazanlar, kendi kendine çalışan demirci körükleri, altından yapılmış mekanik uşaklar... Yunan kültürünün en ünlü mucidi Daidalos’un hareketli heykeller yaptığı ve mekanik bir kanatla hapsedildiği yerden kurtulduğu anlatılır.

Antik dönemin en önemli mühendislerinden biri, İskenderiye Mekanik Okulu’nun kurucusu Ktesibios’tur. Otomatik mekanizmalar, müzik aletleri, su saatleri, su pompaları ve savaş makineleri üzerine çalışan Ktesibios’un en önemli katkısı, basınçlı hava tekniğini (pnömatik) bulması ve basınçlı havayı mekanik sistemlerde kullanmasıdır.

Bizanslı Philon, başta askerî mühendislik konuları olmak üzere mekanik, pnömatik, otomatlar, inşaat gibi konularda birçok eser yazan, antik dönemin en önemli mühendislerinden biridir. Matematiksel ilkeleri kullanarak makine tasarlayan ilk mühendis Philon’dur.

İskenderiyeli Heron, Roma İmparatorluğu hakimiyeti altındaki İskenderiye’de yaşamış bir matematikçi ve mühendistir. İskenderiye Müzesi’nde dersler vermiş ve mekanik, optik, pnömatik, yüzey ölçümü gibi birçok alanda eserler kaleme almıştır. Aeolipile isimli buhar ile çalışan ilk makineyi yapmış, mekanik tiyatrolar, dinî ve dekoratif amaçlı otomatik nesneler ve savaş makineleri imal etmiştir. Heron, basit bir dil ile yazdığı eserleri ile mekanik biliminin yaygınlaşmasını sağlamıştır.

Erken İslam Mekaniği

İslam mekanikçileri, Arşimet, Philon ve Heron gibi Yunan mekanikçilerini her zaman saygı ile anmışlar ve eserlerinin hemen hepsini Arapçaya çevirmişlerdir. Bu bilgi birikimi sayesinde Cezeri’den önce birçok önemli Müslüman mekanikçi ortaya çıkmıştır.

Muhammed, Ahmed ve Hasan; kısaca Benû Musa (Musaoğulları) olarak bilinen üç âlim kardeş, İslam medeniyetinin bilinen ilk mekanik kitabını yazdılar. Kitâbu’l-hiyel (Mekanik Kitabı) isimli bu eserde ince teknoloji denilen hayranlık uyandırıcı mekanizmalar, hareketli figürler, sihirli kaplar, saatler, otomatlar gibi birçok mekanik düzenek anlatılır. Benû Musa kardeşler, geri-beslemeli otomatik kontrol sistemi tasarlayan ilk Müslüman mühendislerdir.

İslam mekaniğinin bir diğer önemli ismi Endülüslü Ali bin Halef Ebu Cafer el-Murâdî, 11. yüzyılda dönemin en önemli mekanik kitaplarından birini yazdı: Kitâb el-esrâr fî netâyic el-efkâr (Fikirlerin Sonucunda Sırlar Kitabı). Savaş aletlerinden su ve astronomi saatlerine, otomatlardan su çarklarına kadar birçok farklı mekanik düzeneği anlatan El-Murâdî, çapı 72 cm’ye varan büyük dişliler kullanmış ve ilk kez hareket ile birlikte kuvveti de dişliler ile aktarabilmiştir. Bunun yanı sıra kam milleri, sonsuz dişliler, paralel ve dik açılı aktarım mekanizmaları gibi birçok mekanik uygulama ilk kez bütüncül bir şekilde El-Muradî’de görülür.

Fahreddin Rıdvan bin Rüstem El-Horasanî El-Saatî, Cezerî ile aynı dönemlerde (13. yüzyıl başları) Şam’da yaşamış bir mekanikçidir. El-Saatî, babası Muhammed El-Saatî’den öğrendiği saat yapımcılığı konusunda ün kazanmıştır. Bir mühendis olan babasının Halep Atabeyi Nureddin Zengi adına yaptığı ve Emevî Camii’nin kapısı üzerine yerleştirdiği meşhur su saatinin tamiratını yaptı. Bu tamiratı, 1206 yılında yazdığı Kitâb el-‘ilm el-sâ’ât ve el-’amel bihâ (Saat İlmi ve Saatler ile Çalışma) isimli kitapta anlattı.

Güneyi Gösteren Araba

Çinliler tarafından yapılan en ilginç icatlardan biri Güneyi Gösteren Araba’dır. Efsaneye göre Sarı İmparator’un (MÖ 2697-2599) liderlik ettiği bir savaş sırasında savaş meydanını sis basar. Günlerce kalkmayan sis, orduyu zor durumda bırakmıştır. Bunun üzerine İmparator, Güneyi Gösteren Araba’yı icat ederek yönleri belirler ve düşman ordusunu alt eder. Kayıtlara göre bu tür bir arabayı yaptığı bilinen ilk kişi MÖ 200-265 yıllarında yaşayan Çinli mühendis Ma Jun’dur. Bu araba, sanıldığının aksine manyetizma ilkesi ile çalışmaz ve bir pusula değildir. Diferansiyel dişli sistemine sahip bir arabaya, başlangıçta güney yönünü gösteren bir figür yerleştirilir. Bu dişli sistemi sayesinde araba hangi yöne dönerse dönsün, figür her zaman güney yönünü gösterecektir.

Mısır Su Saati Replikası

Su saatleri, insanın zamanı ölçmede kullandığı en eski saatlerdendir. Çanak (kâse) şeklinde olan ve klepsidra olarak adlandırılan bu ilk saatlerin Mısır’da ortaya çıktığı ve Akdeniz bölgesi uygarlıkları tarafından MÖ 16. yüzyıldan beri kullanıldığı düşünülüyor. Akdeniz dışında, Hint ve Çin medeniyetlerinde de çanak şeklinde su saatlerinin yine erken dönemlerden itibaren kullanıldığına dair arkeolojik kayıtlar mevcut. Klepsidra kelimesi Yunanca “çalmak” ve “su” kelimelerinin birleşiminden türetilmiş olup “suyu çalmak” anlamına gelmektedir. Kelimenin etimolojik kökeni ile saatin işlevi birbiriyle oldukça uyumlu görünüyor, çünkü klepsidranın yere en yakın noktasındaki bir delikten, kabın içine doldurulmuş su yavaş yavaş akarak geçen süreyi önceden işaretlenmiş noktaları ortaya çıkararak göstermektedir.

Arşimet Burgusu

Yunan mekanikçilerinin en ünlüsü Arşimet’tir. Hakkında anlatılan en ünlü hikayeye göre, hamamda yıkanırken suya batırdığı cismin hacminin taşan suyun ağırlığına eşit olduğunu keşfetmiş ve ardından çıplak bir şekilde sokağa koşarak “Buldum!” diye bağırmıştır. Büyük bir ağırlığın küçük bir kuvvetle taşınması problemini çözmüş, Arşimet Vidası olarak da bilinen bir su çıkarma makinesi yapmış, ayrıca düzgün küre yapımı için yöntemler keşfetmiştir.

Ktesibios Su Saati Kadranı

Ktesibios’un yalnızca çizimleri bize ulaşan su saati, zamanlamayı dolan kap tekniği ile yapmaktadır. Bir kaba sabit bir debiyle su doldurmakta ve bu sayede yükselen şamandıra ile zamanı ölçmektedir. Saat gün doğumunda başlatıldığında dikey ibresi bu silindirik kadranın en alt çizgisindedir ve yaklaşık 14,5 saatlik bir süre sonunda en üst çizgiye ulaşır. İbre eşit (sabit) saat sistemine göre yürür ancak güneşin konumunu takip edebilmek için kadran üzerinde çizgiler vardır. Silindir yıl içinde doğru Zodyak gününü gösterecek açıda olduğunda ibre güneşin konumunu gösterebilir. Bu açıdan, kadran üzerinde yazın en uzun gününde çizgi aralıklarının en geniş, en kısa günde ise en dar olduğunu ve yıl boyunca daralıp genişleyen sinüzoidal aralıkları görmekteyiz. Bu yolla eşit saat sistemine göre çalışan bir su saati, kadran üzerinde uyarlama yapılarak güneş saatine benzetilmiştir.

Cezeri, Ktesibios’un debi sabitleme tekniğini Tavus Kuşlu Su Saati’nde, kadran uyarlama tekniğini Bardak Su Saati’nde kullanmıştır. Ancak Cezeri’yi daha büyük bir mühendis yapan katkısı, güneş saatini kadran uyarlamasıyla değil doğrudan ibre hızının ayarlanarak takip edildiği Anıt Su Saati’ndeki mekaniğidir.

Biruni Ay Takvimi

Biruni’nin “Ay Kutusu” adını verdiği bu takvim sekizli çark sistemi üzerine inşa edilmiş bir takvimdir. Bu çarklar, 7:10:19:24:40:48:59:59 oranında güç aktarımı yapmaktadır. Ay Kutusu’nun üzerinde ay takvimine göre ayın evrelerinin geçişini gösteren bir bölüm, ayın hangi gününde olunduğunu gösteren rakamlı bir kutucuk, mevsimlerin (burçların) ve ayların ilerleyişinin gözlemlenebileceği iki müstakil de dönel mekanizma bulunmaktadır. Ay Kutusu ayrıca, Güneş ve Ay’ın birbirlerine yakınlaşıp uzaklaştıkları konumu da göstermektedir.

İlm-i Hiyel Nedir?

İlm-i Hiyel : Hilelerin bilgisi

Geçmişte mekanikçilerin yaptığı işe ilm-hiyel denirdi. Yani hilelerin bilgisi. Çünkü yaptıkları gerçeği ortaya çıkarabilmek için bir tür düzenek yani tuzak kurmaktı. Yunanlılar bu tekhne derdi, Müslümanlar ilm-i hiyel. Ama her ikisinde da esas olan bilimsel teorik bilgiydi ve bugün mekanik dediğimiz bu sanat sayesinde teorik bilginin kendini somut olarak gösterdikleri bir sahne kurarlardı. Zihindeki soyut şemalar, cisimlerle birleşip kurardı bu sahneyi.

“İlm-i Hiyel, varlıklarına deliller verilen her şey ile tabii cisimler hakkındaki söz, bahis ve delillerin birbirine uyduklarını göstermek için alınacak tedbirin nasıl olduğunu gösteren ilimdir. Çünkü̈ bu ilimlerin hepsi çizgilere, yüzeylere, hacimlere ve baktıkları başka şeylere, onları yalnız makul ve tabii cisimlerden alınmış̧ telakki ederek bakarlar. Bu delillerin tabii cisimler ile duyulur cisimlerde var edilmesi ve irade ile meydana çıkarılması istendiği zaman, bunun meydana getirilmesini ve birbirleri ile uygunluklarını tertip ve nizama sokacak bir kuvvete muhtaç̧ olunur. Tabii cisimlerin üzerlerinde meydana getirilmek istenen şeyi kabul edecek bir hâle getirilmesine, engel olan şeyleri ortadan kaldırmak için, bir muameleye tabi tutulmasına ihtiyaç̧ hasıl olur. İşte İlm-i Hiyel, bunların tabii ve duyulur cisimlerde sun’i olarak ve bilfiil meydana getirilmesinin bilgisini veren ilimdir.“

Farabi, İlimlerin Sayımı