Taqi al-Din

Liv og virke

Taqī al-Dīn ble født i Damaskus den 14. juni 1526 og døde i Konstantinopel i 1585. Hans etnisitet har blitt beskrevet som ottomansk-arabisk, ottomansk-tyrkisk og syrisk. Encyclopaedia of Islam gir ingen omtale av hans etnisitet, men omtaler ham som «[...] den viktigste astronom i det Ottomanske Tyrkia».
Taqi ad-Din fikk sin første utdanning i teologi noe som var vanlig på denne tiden. Hen fikk etter en tid interesse for de konkrete vitenskaper. Han bestemte seg derfor for å begynne og studere naturvitenskap i Damaskus og Kairo. I løpet av denne tiden studerte han sammen med sin far Maʿruf Efendi. Etter studiene fortsatte Al-Dīn å undervise på ulike madaris (skoler), samt at han fungerte som qadi, eller dommer, i Palestina, Damaskus og Kairo. Hans arbeid innenfor disse naturvitenskapene skulle vise seg å bli viktige for hans senere liv.
Taqī al-Dīn opprettholdt et sterkt bånd med representanter fra Ulamaen, altså de boklærde innenfor islam, samt også med embetsfolk. Han fortalte til Sultan Murad III om astronomi, noen han hadde interessere for. Sultanen ble fortalt at det fantes observasjonelle feil gjort av sultanene og astronomen Ulugh Beg. Taqī Al-Dīn foreslo at disse feilene kunne bli rettet opp hvis det ble utført nye observasjoner. Han foreslo et observatorium i Istanbul for å gjøre disse målingene. Murad III ville bli den høye beskytter av det første observatorium i Istanbul. Han responderte raskt på ideen, og fikk raskt satt i gang bygging av det nye observatoriet. Siden Murad III ble beskytter av observatoriet ville han også hjelpe til med finansieringen av prosjektet.
Grunnleggelsen av observatoriet i Istanbul begynte da Taqī al-Dīn kom tilbake til Istanbul i 1570, etter å ha tilbrakt 20 år i Egypt, der han fikk sine kunnskaper om astronomi og matematikk. Kort etter at han returnerte, utnevnte Sultan Selīm II Taqiī al-Dīn som sjefsastronom (Müneccimbasi), etter dødsfallet til den forrige sjefsastronomen Muṣṭafā ibn ҁAlī al-Muwaqqit i 1571.
Taqī al-Dīn fortsatte sine studier ved Galata-tårnet mens byggingen foregikk. Hans studier fortsatte inntil 1577, da det nye observatoriet var nesten komplett. Det ble ble kalt Dar al-Rasad al-Jadid, og hadde et bibliotek med bøker innenfor astronomi og matematikk. Observatoriet som ble oppført i den høyere delen av Tophane i Istanbul var satt sammen av to separate bygninger. Taqī Al-Dīn eide noen av  instrumentene som ble brukt i det gamle Islamske observatoriene. Han fikk disse gamle  instrumentene kopiert, samt at han også konstruerte noen nye. Der nye observatoriet hadde en besetning på 16 personer. Åtte av dem var observatører eller rasids, fire av dem var sekretærer og de fire siste var assistenter.
Taqī al-Dīn nærmet seg sine observasjoner på en kreativ måte. Han fant nye svar på astronomiske problemer på grunn av den strategier han tenkte ut, i tillegg til at det nye utstyret også var til hjelp. Han ville lage trigonometriske tabeller basert på desimalfraksjoner. Disse tabellene plasserte ekliptikken ved 23° 28' 40", mens den egentlig var 23° 27. Dette viser at al-Dīn's instrumenter og metoder var mer presise. Al-Dīn brukt en ny metode for å beregne solare parametere. Han  bestemme også størrelsen av den årlige bevegelse av solens maksimale avstand fra jorden (apogee) til 63 sekunder. Den verdien som brukes i dag er 61 sekunder. Til sammenligning fant Nikolaus Kopernikus denne verdien til å være 24 sekunder, mens Tycho Brahe hadde funnet bevegelsen til 45 sekunder, dermed var observasjonene til al-Dīn mer nøyaktig enn disse.
Hovedformålet bak observatoriet var å imøtekomme astronomenes behovene, i tillegg til å kunne tilby et bibliotek og et verksted for å utvikle nye instrumenter. Dette observatoriet skulle bli et av de største i den Islamske verden. Det var ferdig i 1579. Det var i drift frem til 22. januar 1580 da det ble ødelagt. Noen sier at religiøse argumenter var grunnen til at det ble ødelagt, men det var egentlig politiske forhold som lå bak. Et skriv fra storvesir Sinan Pasha til Sultan Murad III forteller  hvordan sultanen og storvesiren forsøkte å holde al-Dīn bort fra de lærde, kalt ulama, og ønsket å få ham stilt for retten for kjetteri. Storvesiren informerer sultanen om at Taqī al-Dīn ønsket å reise til Syria, uavhengig av sultanens ordre. Visieren advarte også sultanen at hvis Taqī al-Dīn reiste ditt, er det en mulighet for at han ville bli lagt merke til av ulamaen som ville  føre han for retten.
Til tross for Taqī al-Dīn's originalitet, syntes hans innflytelse å ha være begrenset. Det er bare et lite antall gjenlevende eksemplarer av hans verker slik at en ikke var i stand til å få et bredt spekter av hans bidrag. Imidlertid ble noen av hans verker kjent i Vest-Europa, samt at deler av hans boksamling også fant vegen til Europa. Hans arbeider ble kjent takket være manuskriptgransking utført av den nederlandske professoren i arabisk og matematikk, Jacob Golius ved Universitetet i Leiden på 1600-tallet.

Observatoriet i Istanbul

Taqī al-Dīn var grunnlegger og leder for observatoriet i Istanbul, også kjent som observatoriet i Konstantinopel. Dette observatoriet holdes for å være et av Taqī al-Dīns viktigste bidrag til 1500-tallets islamske og osmanniske astronomi. Det er kjent som et av de største observatoriene i islamsk historie. Det blir ofte sammenlignet med Tycho Brahes Uraniborg, som skal ha vært utstyrt med de beste instrumentene i datidens Europa. Brahe og Taqī al-Dīn blir ofte sammenlignet for sitt bidrag til 1500-tallets astronomi.
Taqī al-Dīn arbeidet både i Galata-tårnet, samt i en bygning med utsikt over Tophane i de tidlige årene av sin stilling som sjefsastronom. Mens han hadde sitt virke i disse bygningene, fikk han gradvis økt tillit og hjelp fra innflytelsesrike tyrkiske embetsmenn. Disse nye relasjonene førte til en keiserlig edikt i 1569 fra Sultan Murad III, som besluttet byggingen av observatoriet i Istanbul. I dette nye observatoriet hadde en mange viktige bøker og instrumenter, samt at mange anerkjente forskere hadde tilhold der. Selv om det ikke mye er kjent om bygningens arkitektur, finnes det flere beskrivelser av de som hadde sitt virke der og instrumentene som de hadde tilgang til.
Taqī al-Dīn brukt en rekke avanserte hjelpemidler i sitt observatorium. Noen var instrumenter som allerede var i bruk av europeiske astronomer, mens andre hadde han funnet opp selv. Mens han arbeider i observatoriet hadde Taqī al-Dīn ikke bare brukt gamle instrumenter og teknikker, men han utviklet også en rekke nye. En av disse er nye oppfinnelsene var en klokke som regnes som en av de viktigste oppfinnelsene ved Istanbul observatoriet. Andre instrumenter som han fant opp var: en parallell-linjal; en kvadrant-linjal som var et instrument med to hull for måling av tilsynelatende diameter og formørkelser; en mekanisk klokke med et tog av tannhjul til hjelp for å måle sann bevegelse for stjerner; Muşabbaha bi ' l-menatık, et instrument med strenger å bestemme høst- og vårjevndøgn, oppfunnet for å erstatte armillarsfæren; En Sunaydi-linjal som var et spesielt instrument forklart av Alaeddin el-Mansur
Veksten Taqī al-Dīn og hans observatorium hadde sammenheng med politiske forhold i hans samtid. På grunn av hans far som var professor i juss ved Universitetet i Damaskus, tilbrakte Taqī al-Dīn mye av sitt liv i Syria og Egypt. Under sine turer til Istanbul fikk han forbindelser med mange vitenskapsmenn. Han hadde også anledning til å bruke det private biblioteket til storvesiren på den tiden, Semiz Ali Pasha. Han begynte også et samarbeid med sultan Murad IIIs nye storvesirs private mentor Sa'deddin. Taqī al-Dīn fortsatte sine observasjoner av himmelen, og i Egypt hadde han tilgang til Galata-tårnet og Sa'deddins residens. Selv om Murad III var den som befalte at et observatorium som skulle bygges, var det faktisk Sa'deddin som brakte ideen til ham, fordi han vist om interessen til Murad III for vitenskap.
Sultan ville gi Taqī al-Dīn alt han trengte av økonomisk hjelp for bygninger og støtte i form av tilgang til mange typer bøker. Når Sultanen besluttet å opprette observatoriet så han på det som en måte å vise styrken til hans monarki, ikke bare at han hadde den finansielle muligheten. Murad III viste sin makt ved å bringe Taqī al-Dīn og noen av de mest suksessfulle forskere innen astronomi sammen for å arbeide mot et mål og øke kunnskapen på området. Murad III sørget for at det var bevis på hans prestasjoner ved at hans hans hoffhistoriker, Seyyid Lokman, gjorde svært detaljerte registreringer av arbeidet ved observatoriet. Seyyid Lokman skrev at sultanens monarki var mye sterkere, enn andre i Irak, Persia, og Anatolia. Han hevdet også at Murad III var over andre monarkene fordi resultatene fra observatoriet ga nye kunnskaper og erstattet gamle sannheter.
Observatoriet ble stengt 1579, og fullstendig revet av myndighetene den 22. januar 1580, bare 11 år etter at det var etablert. Årsaken var politiske forhold, samt at Taqī al-Dīn hadde kommet med uriktige astronomiske prognoser.

Taqī al-Dīn arbeid med klokker

Før det 1500-tallet hadde ikke europeiske klokker noe særlig høy etterspørsel. Mangel på nøyaktighet hadde sin årsak i svært høye kostnader, men samtidig hadde ikke menneskene særlig stort behov for nøyaktige klokker. Stort sett ble klokkene brukt for å holde oversikt over tiden for kirkens bønnetimer. Timeglass, vann klokker og solur var mer enn nok til å møte deres behov.
Det var ikke før rundt 1547 at det osmanene fikk behov for klokker fra Europa. Det hele startet med at klokker gitt i gaver fra Østerrikerne. Europeiske urmakere begynte å lage klokker som dekket behovene for osmanene. De nye klokkene viste månefasene og hadde ottomanske tall.
På grunn av denne høy etterspørselen etter mekaniske klokker ble Taqī al-Dīn ble spurt av storvesiren om å lage en klokke som viser nøyaktige bønnetimer. Dette føre til at han skrev sin første bok om konstruksjon av mekaniske klokker, som fikk tittelen "al-Kawakib al-Durriya fi Bengamat al-Dawriyya" i 1563. I sitt forfatterskap sies det at Taqī al-Dīn ble påvirket av den greske guden Hermes. Han mente at det ville være en fordel å ta med en "sann hermetiske og destillert oppfatning av bevegelse av de himmelske legemer". For å få en bedre forståelse av hvordan klokker fungerer brukte Taqī al-Dīn tid på å få kunnskap fra europeiske urmakere, så vel som å studere klokkene til Semiz Ali Pasha som eide mange klokker.
Av klokker i storvesirens skattkammer undersøkte Taqī al-Dīn klokker drevet av vekter og fjær, samt klokker med ankergang. I hans forfatterskap beskrives disse tre typene av klokker, men han kommenterte også lommeur og astronomiske klokker. Taqī al-Dīn konstruerte også en mekanisk astronomisk klokke. Denne klokken ble laget for at han skulle være i stand til å ta mer nøyaktige målinger ved observasjoner i Istanbul observatoriet. Denne klokken var en av de viktigste bidrat innenfor astronomien på 1500-tallet. I henhold til det han skriver i sin bok I nabk-treet av ytterste tanker, var klokke konstruert med tre ringer som viser timer, minutter og sekunder, med hvert minutt som består av fem sekunder. Etter konstruksjon av denne klokken er det ikke kjent om Taqī al-Dīn arbeid i mekaniske klokker noensinne ble videreført.

Dampmaskiner og pumper

I 1551 beskrev Taqī al-Dīn en selv-roterende spindel. Denne er et tidlig bidrag til utviklingen av  dampturbiner. I boken Al-Turuq al-samiyya fi al-alat al-ruhaniyya (De sublime metoder for åndelig maskiner) beskriver al-Dīn denne maskinen, samt noen praktiske anvendelser for den. Spindelen ble beskrevet til å rotere når det ledes damp inn på skovlene på et hjul montert på en aksel. 
Taqī Al-Dīn beskrevet også fire maskiner for å pumpe vann. De to første er vannpumper drevet av dyr. Den tredje og den fjerde er begge drevet av et skovlhjul. Den tredje er en pumpe utstyrt med veivstang, mens den fjerde var en pumpe med seks sylindrer. I den fjerde pumpe er det vertikale stempler tilknyttet kammer og stanghammere som drives av et skovlhjul.

Optikk

Som astronom var Taqī al-Dīn godt kjent med optikk og oppførselen til lys. Han skrev en bok kalt Takîyüddîn'in Optik Kitabi eller oversatt Taqī al-Dīn's bok om optikk. Boken har tre kapitler, der det første omhandler synet, det andre refleksjon og gjøres en  konklusjon angående lysbrytning. Han bemerket at boken var basert på eksperimentelle bevis snarere enn  konklusjoner trukket fra tidligere verker. Han bemerket også at lys kilden, noe som motstridende oppfatning til Ibn al-Haytham.

Syn

I henhold til oppfatningen i oldtidens Hellas var det to konkurrerende hypoteser om synet. En teori gikk ut på at stråler ble sendt ut fra øynene mot et objekt, mens en annen som oppfatning var at objekter sender ut lys og at menneskets øyne observert det. Begge sider hadde sine tilhengere, men Taqī al-Dīn var i stand til å vise eksperimentelt at lyset strømmer ut fra et objekt for deretter å bli samlet i menneskets øyne. Al-Dīn hevdet at lyset ville ta for lang tid å reise mellom oss og himmelen til å se den sfære som holdt stjerner. Siden vi kan se stjernene om natten uten noen forsinkelse, er det opplagt at lyset kommer fra stjernene og ikke fra noe observatøren produserer. Ut fra denne forklaringen hevdet han at også fargen på lyset er inkludert i lyset fra objektet. Han hevdet også at mens lyset fra et enkelt punkt stråler utover i en sfære som enkeltstråler av lys som går i rette linjer. Til slutt viste han at fargen på et objekt ble produsert av refleksjon og brytning egenskapene til et objekt.

Refleksjon

Refleksjon i seg selv var ikke noe nytt i den Islamske verden, og hadde vært funnet ut en tid før al-Dīn. Imidlertid, noen optikk bok som venstre ut en del av reflekterende flater vil bli ansett som mangler. Til denne effekten al-Dīn inkludert en del på det. Han bemerket som stråler av lys som reflekteres av speilet vil spire er en sfærisk form. Som sådan, er refleksjoner av stråler er et geometrisk problem. Han fant også at hendelsen ray, reflektert ray og normal som alle ligger i samme plan. Al-Dīn også gitt observasjon bevis til Loven av Refleksjon, som er vinkelen for insidens og vinkelen på refleksjon er de samme. Stråler av lys som slippes ut ble også funnet å ha samme farge som den reflekterende overflaten.

Lysrytning

På samme måte som refleksjon hadde lysbrytning hadde vært kjent før Taqī al-Dīn's tid. Det var imidlertid en mye mer komplisert problem. Det var kjent at lys som brytes forplanter seg i en sfærisk skall, mye på samme måte som også reflekterte lyset gjør. En hadde også sett at fargen på materialet som lyset forplanter seg gjennom tas opp av det. Hvis en stråle av lys går fra ett medium til et annet, vil vinkelen bli avbøyd på en måte som er relatert til tettheten av de to materialene. På samme måte som ved refleksjon, ligger den innkommende strålen, strålen som brytes, og normalen til disse, ligger alle i samme plan. Men en hadde observert at vinkelen til den brutte strålen alltid er mindre enn vinkelen for den innkommende strålen. Det eneste unntakene fra dette er at lysstråler som er vinkelrett på et transparent medium ikke brytes. Taqī al-Dīn oppdage at om «forskjellen mellom brytningsvinkelen til forskjellige infallstråler er mindre enn forskjellen mellom vinklene til strålene ut». Han bemerket også at forholdet mellom vinkel til den innkommende strålen og vinkelen til den brutte strålen, er større desto større den innkommende strålens vinkel er. Dette betyr at Taqī al-Dīn var i nærheten av å formulere Snell's lov, uten lykkes helt.

Viktige verker

Taqī al-Dīn var forfatter av mer enn nitti bøker innenfor et bredt utvalg av emner som astronomi, klokker, matematikk, mekanikk, optikk og naturfilosofi.