Teknologi Jam Warisan Peradaban Islam

“Demi waktu (masa). Sesungguhnya manusia itu benar-benar berada dalam kerugian. Kecuali orang-orang yang beriman dan mengerjakan amal saleh dan nasihat menasihati supaya menaati kebenaran dan nasihat-menasihati supaya menetapi kesabaran.” [QS Al-‘Ashr 103:1-3]

S

ebagaimana agama dan ajaran Islam mengajarkan penting menghargai dan menggunakan waktu secara optimal untuk berbuat kebaikan. Tersebut sebuah syair Arab yang mengibaratkan waktu seperti pedang. “Al-Waqt ka al-saif, Fa in lam taqtha’hu qath’aka.” - Waktu laksana pedang. Makna syair itu sangat dalam dan tegas yaitu, “Jika kamu tidak memanfaatkannya dengan baik, ia akan menebasmu”. Subhanalah! Luar biasa syairnya. Sepertinya syair yang pendek ini menjelaskan makna surat Al-‘Ashr ayat 1 dan 2, “demi waktu atau masa”, “sesungguhnya manusia benar-benar dalam kerugian” – jika manusia tidak (beriman dan) memanfaatkan waktu yang ada padanya dengan sebaik-baiknya, dalam kehidupan mereka.

Ajaran Islam sebagaimana yang disebutkan firman Allah swt dalam surat Al-‘Ashr mengajarkan kepada manusia bagaimana memanfaatkan waktu, telah melecut para sarjana Muslim untuk menciptakan alat pengukur waktu, yakni jam. Selain didesak untuk tuntutan kehidupan, seperti jam kerja, jam belajar di sekolah atau perguruan tinggi, jam beribadah, dan seterusnya. Pembuatan jam di dunia Islam juga didorong kebutuhan keagamaan. Dengan menguasai teknologi pembuatan jam, umat Islam bisa mengetahui secara pasti waktu shalat.

Apalagi, Rasulullah saw mengajarkan umatnya agar menunaikan shalat tepat pada waktunya. Sebelum jam diciptakan, peradaban manusia menggunakan pancaran sinar dari matahari sebagai patokan waktu yang disebut “sundial”, lihat Gambar-2. Ketika matahari tepat berada di atas kepala, menunjukkan waktu sudah tengah hari atau sore. Dan ketika matahari dekat dengan kaki langit, berarti waktu sudah mendekati pagi atau malam.

Jam Matahari

Menurut catatan sejarah, sundial atau jam matahari ini merupakan jam tertua dalam peradaban manusia sebagai alat penunjuk waktu. Jam matahari, sudah ada sejak lima sampai enam ribu tahun yang lalu digunakan oleh penduduk yang mendiami Timur Tengah dan Afrika Utara. Orang Mesir pada tahun 3500 SM mempunyai cara menunjukkan waktu yang disebut obelisk, lihat Gambar-1. Obelisk adalah berbentuk tugu monumen ramping seperti tugu Monemen Nasional, Indonesia di Jakarta atau tugu Washington Monument, Amerika di Washington D. C. Obelisk mempunyai empat sisi, meruncing tegak keatas yang bayang-bayangnya jatuh ke tanah gurun pasir untuk menunjukkan waktu yang berlalu. Pada waktu yang kira-kira besamaan (3500 SM) jam matahari juga dipergunakan. Jam matahari terdiri dari lingkaran bulat susunan lempengan batu-batu dengan tonjolan miring dari pusatnya, lihat Gambar-1. Ketika matahari bergerak, bayangan yang jatuh dilempengan itu akan menunjukkan waktu. Jam matahari, tentu saja masih dipakai. Pada tahun 1500 SM orang Mesir menciptakan jam matahari pertama yang mudah dibawa, terbuat dari lempengan logam berbentu bulat, lihat Gambar-2. Jam matahari ini disebut sebagai nenek moyang dari jam dinding atau jam tangan pada masa sekarang.

Pembuatan jam matahari di dunia Islam dilakukan Ibnu al-Shatir, seorang ahli astronomi Muslim (1304-1375 M). “Ibnu al-Shatir merakit jam matahari yang bagus sekali untuk menara Masjid Umayyah, lihat Gambar 2, di Damaskus,” ujar David A King dalam karyanya bertajuk The Astronomy of the Mamluks.

Jam air

Sejarah mencatat peradaban manusia telah mengenal jam air sejak 200 SM. Meski begitu, jam air paling mutakhir pertama kali ditemukan di zaman kejayaan Islam. “Kita tak perlu menekankan asal-usul jam air di dunia Islam. Dari sisi jangkauan dan daya cipta, jam al-Jazari (1136-1206 M) jauh melampaui pencapaian peradaban pra-Islam”, tutur Ahmad Y al-Hassan dan Donald R Hill dalam bukunya Islamic Technology: An Illustrated History.

Di dunia Islam, al-Jazari memang bukan satu-satunya ilmuwan yang menciptakan jam. Pada puncak kejayaannya, utusan Khalifah Harun al-Rasyid—penguasa Dinasti Abbasiyah pernah menghadiahkan sebuah jam air kepada Charles yang Agung (Charlemagne), Raja bangsa Frank. Menurut al-Hassan dan Hill, jam seperti itu juga pernah dibangun seorang insinyur Muslim bernama Ibnu al-Haitham (wafat 1039 M).

Deskripsi paling awal mengenai jam air dalam bahasa Arab, papar al-Hassan dan Hill, terdapat dalam risalah mesin karya al-Muradi yang bekerja di Spanyol Muslim (Al-Andalus) pada abad ke-11 M. Selain itu, pada abad yang sama, al-Zarqali juga telah membangun dua jam air besar di tepi Sungai Tagus di Toledo, Spanyol. Meski begitu, penciptaan jam air yang paling monumental dilakukan al-Jazari.

 
Berkat kemampuan mekaniknya, al-Jazari tercatat mampu merakit beberapa jenis jam air. “Salah satunya, sebuah jam dengan tenaga air tingginya satu meter dan lebarnya satu setengah meter. Jam itu berhasil direkonstruksi di Museum Ilmu Pengetahuan tahun 1976,” ungkap Donald Routledge Hill dalam karyanya, A History of Engineering in Classical and Medieval Times.

 Al-Jazari juga mampu membuat jam air berbentuk gajah, lihat Gambar-4. Bahkan, jam buatan al-Jazari sudah mampu menghasilkan suara. Dalam manuskrip al-Jazari, jam itu merupakan jam terawal yang menggunakan flow regulator, sebuah sistem tutup lubang dan sebuah otomaton seperti sebuah jam burung.

“Jam ini merupakan jam pertama dengan reaksi otomatis dalam interval waktu. Jam ini menggunakan sebuah robot manusia (humanoid) yang membentur gembreng dan sebuah robot burung mekanik secara otomatis bersiul. Jam air ini juga dikenal sebagai jam pertama yang bisa merekam waktu secara akurat untuk menyesuaikan lamanya hari yang tidak sama sepanjang tahun,” imbuh al-Hassan dan Hill.

Rancangan jam air buatan al-Jazari juga diakui sangat bagus. “Jam al-Jazari penuh dengan ide-ide dan teknik-teknik yang penting bagi sejarah perancangan mesin,” kata al-Hassan dan Hill.

Berkat penemuannya itu, ia kemudian dikenal sebagai Muwaqqit (pengatur waktu ibadah). Jam yang dibuat Ibnu al-Shatir itu masih tergolong jam matahari kuno yang didasarkan pada garis jam lurus. Ibnu al-Shatir membagi waktu dalam sehari dengan 12 jam, pada musim dingin waktu pendek, sedangkan pada musim panas waktu lebih panjang. Jam mataharinya itu merupakan polar-axis sundial paling tua yang masih tetap eksis hingga kini.

Jam astronomi

Ahli astronomi Islam di era kekhalifahan, juga telah berhasil menciptakan jam dengan berpatokan pada astronomi. “Misalnya, jam “astrolabe”. Sekitar abad ke-10, al-Sufi menjelaskan seribu kegunaan astrolab, termasuk pengatur waktu, terutama untuk waktu-waktu shalat dan Ramadhan,” jelas Dr Emily Winterburn dalam karyanya, Using an Astrolabe.

David A King dalam bukunya bertajuk The Astronomy of the Mamluks, menjelaskan bahwa Ibnu al-Shatir menemukan jam astrolab pertama di awal abad ke-14 M, lihat Gambar-1. Al-Jazari pun menciptakan jam astronomi. Jam astronomi terbesar yang dibuat al-Jazari disebut Castle Clock, lihat Gambar-3, yang dianggap menjadi analog komputer terprogram pertama.

Howard R Turner dalam karyanya bertajuk Science in Medieval Islam: An Illustrated Introduction menjelaskan bahwa jam itu merupakan sebuah alat yang lengkap dengan ketinggian 11 kaki dan memiliki fungsi ganda di samping sebagai alat pengatur waktu. Alat ini bisa digunakan untuk menunjukkan zodiak (ramalan bintang) serta orbit matahari dan bulan.

Sarjana Muslim lainnya yang menciptakan jam astronomi adalah Abu Raihan al-Biruni pada abad ke-11 M, yakni jam mekanik komputer kalender lunisolar. Jam itu berupa sebuah kereta dan rodanya. Selanjutnya, muncul jam mekanik astronomi yang hampir sejenis dengan karya Abu Raihan al-Biruni.

“Jam itu dibuat Abu Bakar dari Isfahan pada 1235 M,” tutur Silvio A Bedini dalam bukunya Mechanical Universe: The Astrarium of Giovanni de’ Dondi” Transactions of the American Philosophical Society.

Insinyur Muslim Pencipta Jam

Al-Jazari

Ilmuwan yang bergelar pemimpin para insinyur Muslim itu telah berjasa membuat jam air. Sejatinya, ia bernama Abu al-‘Iz Ibn Isma’il ibn al-Razaz al-Jazari (1136 M -1206 M). Ia biasa dipanggil al-Jazari. Dunia mengenalnya sebagai salah seorang sarjana, penemu, insinyur mekanik, pemahat, seniman, dan seorang astronom. Karyanya yang paling terkenal Kitab FÌ Ma’rifat al-Hiyal al-Handasiyya (Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices) tahun 1206 M. Dalam kitab itu, al-Jazari menjelaskan sekitar 50 alat mekanik ciptaannya.

Ibnu al-Shatir

Sejatinya, dia bernama Ala al-Din Abu’l-Hasan Ali Ibn Ibrahim Ibnu al-Shatir (1304 M-1375 M). Al-Shatir begitu ia biasa disebut. Al-Shatir merupakan astronom Muslim yang juga seorang ahli matematika. Karyanya yang paling terkenal dalam astronomi adalah Kitab Nihayat al-Sul Fi Tashih al-Usul. Dalam buku itu, ia merombak habis Teori Geosentris yang dicetuskan Ptolemeus. Secara matematis, al-Shatir memperkenalkan adanya epicycle yang rumit (sistem lingkaran dalam lingkaran). Al-Shatir mencoba menjelaskan bagaimana gerak merkurius jika bumi menjadi pusat alam semestanya dan merkurius bergerak mengitari bumi.

Jam Mekanikal dari Dunia Islam

Jam dengan alat berat pertama kali diciptakan Ibnu Khalaf al-Muradi dari Spanyol Islam (Al-Andalus). Ahmad Y Hassan dan Donald R Hill dalam bukunya Islamic Technology: An Illustrated History mengungkapkan, ilmuwan Muslim yang menciptakan jam mekanik lainnya adalah Taqi al-Din. Jam mekanik ciptaannya itu dituliskan dalam The Brightest Stars for the Construction of Mechanical Clocks.

Dalam bukunya itu, Taqi al-Din menguraikan konstruksi jam yang dikendalikan pemberat dengan mekanisme gerak berupa verge an foliot, suatu rangkaian roda gigi yang berdetak, sebuah alarm, dan pemodelan fase-fase bulan. “Dia juga menjabarkan tentang pembuatan jam yang dijalankan pegas dengan penggerak silinderkonis”, tutur al-Hassan.

Jam dengan menggunakan alat berat serupa kemudian muncul dalam sebuah karya bahasa Spanyol yang disusun dari sumber-sumber berbahasa Arab. Al-Jazari juga menemukan jam air dengan pengatur air dan beban. Ini meliputi jam dengan roda gigi dan sebuah jam tenaga air yang praktis, dengan tinggi satu meter dan lebar satu setengah meter.

Masyarakat Eropa baru mengenal jam yang dikendalikan pemberat pada 1300 M. Sedangkan jam yang dikendalikan pegas baru dikuasai peradaban Barat tahun 1430 M. Masyarakat Inggris mulai membuat arloji pada 1580 M. Sedangkan orang Jerman sudah menciptakan arloji tahun 1525 M.

Meski begitu, menurut al-Hassan dan Hill, dibandingkan orang Eropa, Taqi al-Din lebih awal menguasai seni horologi (seni pembuatan jam). Sayangnya, penguasaan teknologi jam itu tak dibarengi dengan munculnya industri arloji di Turki. Justru negara-negara Eropalah yang memasok jam-jam murah bagi Turki. Umat Islam belum mampu ketika itu (dan sekarang) menjadikan temuannya menjadi sebuah industri.

Perkembangan Jam di Era Modern

Selanjutnya penemuan teknik-teknik pembuatan jam dari kalangan Sarjana Muslim pada era kejayaan Islam seperti yang diuraikan diatas, dipelajari dan dikembangkan lagi oleh Eropa (Barat) di era modern. Jam mekanik pertama dengan “escapement” (mekanisme pengatur daya yang menggerakkan) baru muncul pada tahun 1285 M. Escapement adalah mekanisme yang berdetik dengan irama tetap dan menggerakkan roda bergigi kedepan dalam serangkaian lompatan yang sama panjang. Jam umum pertama yang memperdengarkan dentangan jam dipasang di Milan sekitar tahun 1335 M, jam pada masa itu hanya memiliki satu jarum, jarum yang menunjukkan jam tidak menunjukkan waktu yang akurat.

Baru setelah melewati 175 tahun sekitar tahun 1510 M ciptaan ini diperbaiki oleh Peter Henlien dari Nuremberg asal Jerman, dengan ciptaanya berupa jam yang digerakkan dengan pegas, pada masa itu jam dengan pegas merupakan jam yang paling akurat.

Setelah itu model jam pegas diperbaiki oleh Jacob Zech dari Praha pada tahun 1525 M, beliau melakukan ini dengan menggunakan “katrol spiral”, yang akan menyertakan tarikan per satuan waktu, alat ini ternyata memberikan pengaruh yang diinginkan berupa meningkatnya akurasi dari alat sebelumnya, walaupun masih beroperasi dengan satu jarum jam.

Jost Burgi menciptakan jam pertama dengan dua jarum jam dan menit pada tahun 1577 M, akan tetapi baru setelah penciptaan bandul yang mengatur jam pada tahun 1656 M, jarum menit menjadi alat yang praktis ada saat itu.

Pada awal tahun 1580-an M, Ilmuwan Galileo dengan kemampuan pengamatan dan kecerdikannya, akhirnya memberikan inspirasi dengan membuat jam bandul pertama kalinya. beliau menemukan bahwa pukulan bandul berurutan selalu terjadi dalam jumlah waktu yang sama. Dalam hal ini dalam pikiran dia dan Vincenzo (putranya), mulai membuat gambar dan model untuk menemukan disain yang cocok. Sayangnya, sebelum mereka mampu membuat instrumen tersebut, Galileo terserang penyakit dan meninggal. Akan tetapi, putranya tidak membiarkan visi ayahnya berlalu tanpa tercapai. Kemudian model yang dirancang seperti sebelumnya, berhasil pada tahun 1649.

Konsep Galileo disempurnakan pada tahun 1656 M oleh Christian Huygens, yang menciptakan jam pertama yang digerakkan oleh berat menggunakan bandul. Ciptaan ini memungkinkan menunjukkan waktu secara akurat, walaupun masih menggunakan satu jarum jam saja. Pada tahun 1680 M, jarum menit akhirnya muncul (dua jarum, jam dan menit) dan hanya beberapa tahun kemudian jarum detik muncul (tiga jarum, jam dan menit serta detik) pada alat penunjuk waktu.

Pada tahun 1889 M, Siegmund Rieflier membuat jam bandul dengan ketepatan satu seratus detik, segera setelah itu diciptakan jam bandul ganda oleh W.H Shortt pada tahun 1921. Jam ini dioperasikan satu bandul utama dan satu bandul yang dibawah kendali bandul lain dan akurat sampai beberapa milidetik sehari.

Walaupun mulai diganti dengan jarum kuartz (quartz) pada tahun 1930-an M dan 1940-an M, jam bandul masih digunakan pada dewasa ini, sebenarnya jam bandul grandfather kuno dipandang sebagai barang antik yang pantas dikoleksi.

Operasi jarum kuartz didasarkan pada sifat dari piezoelectric dari kristal. Ketika medan listrik diterapkan pada kristal kuartz, bentuknya berubah. Sebaliknya jika kita menekan atau membengkokan kristal, benda ini akan menghasilkan medan listrik, kalau ditambah dengan sirkuit elektronik, interaksi ini menyebabkan kristal bergetar, menghasilkan sinyal dengan frekuensi konstan yang dapat menggerakkan jam. Perkembangan ini akurat dan tidak mahal sehingga membuatnya menjadi pilihan utama untuk alat penunjuk waktu.

Demikianlah kehendak Tuhan Yang Maha Kuasa Yang Kasih telah mempergilirkan [1] diantara bangsa-bangsa kesempatan memajukan peradaban masing-masing sejak dari Mesir Kuno, Mesopotamia Kuno, Yunani Kuno, Romawi Kuno, India, China, Timur Tengah, dan sekarang giliran Barat (bangsa-bangsa asal Eropa). Sebagaimana kata Ibnu Khaldun tokoh dan Bapak sosiolagi “Manusia bukanlah produk nenek moyangnya, tapi adalah produk kebiasaan-kebiasaan sosial”.

Baik kebiasaan-kebiasaannya, maka baik pula kesempatannya untuk maju. Ketika era kejayaan Islam di abad tengah (medieval ages) yang di wakili Arab, maju. Dalam masa yang sama Eropa (Barat) masih dalam keterpurukannya (dark ages). Selanjutnya karena “kebiasaan-kebiasaan positif” [2] Barat dalam bernegara, berpemerintahan, dan warganya masing-masing mendapat perlakuan dan pendidikan yang baik. Dengan itu buahnya dapat dikecap di era post modern ini. Jadilah seperti sekarang, di puncak abad keemasan Barat dari segi kehidupan sosial kemasyarakatannya dalam bernegara dan berpemerintahan. Ini terjadi karena didukung pula oleh kekuatan ekonomi, industri, perdagangan, dan sistim pendidikan, ilmu pengetahuan (research dan development) serta teknologi dan pertahanannya. □ AFM

Catatan Kaki:

[1] "Dan masa (kejayaan dan kejatuhan) itu, Kami pergilirkan diantara manusia (agar mereka mendapat pelajaran-iktibar). [QS Āli ‘Imrān 3:140]

”Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah keadaan (menjadi "baik dan maju") suatu kaum, sebelum mereka mengubah keadaan (kebiasaan-kebiasaan "buruk") diri mereka sendiri”. [QS Ar-Ra’d 13:11]

“Tiap-tiap umat mempunyai batas waktu (kejayaannya), maka apabila telah datang waktunya mereka tidak dapat mengundurkannya barang sesaat pun dan tidak dapat (pula) memajukannya (tergantung kebiasan-kebiasaanya)”. [QS Al-A’rāf 7:34]

[2] Kebiasaan-kebiasaan baik yang dimaksud adalah seperti: Kenegaraannya berjalan dalam sistim nasional, dan trias politika - saling kontrol mengontrol dalam tata hukum yang dijalankan sebagaimana mestinya. Sistim pemerintah dari rakyat, oleh rakyat dan untuk rakyat. Artinya, Pemerintah Eksekutif dengan segenap jajaran sebagai “pelayan masyarakat” dengan jalan memperhatikan tersedianya lapangan pekerjaan dan usaha dalam perekonomian (rumah tangga bangsa) dengan penetapan gaji atau upah minimum bagi pekerja yang cukup menutupi kehidupan individu dan keluarga warganya dalam hal “pangan, sandang, dan papan” termasuk pendidikan, kesehatan, dan pensiun. Dananya diambil dari penarikan pajak bagi setiap warga yang bekerja. Penarikan pajak dilakukan sangat efektif dan bersih dari kecurangan. Hukum dan penegak hukum berjalan efektif dan baik. Semua amanah dari warga ditegakkan dengan jujur, adil dan bertanggung jawab tanpa pilih kasih.

Juga pengembangan daerah (tingkat propinsi dengan jajaran kebawahnya seperti keresidenan (county) dan kota (city), pengelolaannya diserahkan sepenuhnya kepada propinsi yang bersangkutan (otonomi daerah). Pemerintah Pusat mengkonsentrasikan hal-hal yang menyangkut kebijakan strategis negara, pertahanan, kebijakan dan hubungan luar negeri, dan pengkoordinasian kemajuan bagi Pemerintahan Daerah masing-masing. Dan hal-hal strategis lainnya seperti, kebijakan perekonomian bangsa dalam hal menghadapi ekonomi dan keamanan global dan kerjasama ekonomi dan pertahanan antar bangsa.

Sumber:

Republika,The 100 Greates Inventions of All Tim, 1001 Invention and The Library of Secret   □□□