Fisika (Bahasa Yunani: physikos,
"alamiah", dan physis, "Alam") adalah sains atau
ilmu tentang alam dalam makna yang terluas. Fisika mempelajari gejala alam yang
tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan waktu. Fisikawan mempelajari
perilaku dan sifat materi dalam bidang yang sangat beragam, mulai dari partikel
submikroskopis yang membentuk segala materi (fisika partikel) hingga perilaku
materi alam semesta sebagai satu kesatuan kosmos.
Beberapa sifat yang dipelajari dalam
fisika merupakan sifat yang ada dalam semua sistem materi yang ada, seperti
hukum kekekalan energi. Sifat semacam ini sering disebut sebagai hukum fisika.
Fisika sering disebut sebagai "ilmu paling mendasar", karena setiap
ilmu alam lainnya (biologi, kimia, geologi, dan lain-lain) mempelajari jenis
sistem materi tertentu yang mematuhi hokum fisika. Misalnya, kimia adalah ilmu
tentang molekul dan zat kimia yang dibentuknya. Sifat suatu zat kimia
ditentukan oleh sifat molekul yang membentuknya, yang dapat dijelaskan oleh
ilmu fisika seperti mekanika kuantum, termodinamika, dan elektromagnetika.
Fisika juga berkaitan erat dengan
matematika. Teori fisika banyak dinyatakan dalam notasi matematis, dan
matematika yang digunakan biasanya lebih rumit daripada matematika yang
digunakan dalam bidang sains lainnya. Perbedaan antara fisika dan matematika
adalah: fisika berkaitan dengan pemerian dunia material, sedangkan matematika
berkaitan dengan pola-pola abstrak yang tak selalu berhubungan dengan dunia
material. Namun, perbedaan ini tidak selalu tampak jelas. Ada wilayah luas
penelitan yang beririsan antara fisika dan matematika, yakni fisika matematis,
yang mengembangkan struktur matematis bagi teori-teori fisika.
Sejak jaman purbakala, orang telah
mencoba untuk mengerti sifat dari benda: mengapa objek yang tidak ditopang
jatuh ke tanah, mengapa material yang berbeda memiliki properti yang berbeda,
dan seterusnya. Lainnya adalah sifat dari jagad raya, seperti bentuk Bumi dan
sifat dari objek celestial seperti Matahari dan Bulan. Sejarah fisika dimulai
pada tahun sekitar 2400 SM, ketika kebudayaan Harappan menggunakan suatu
benda untuk memperkirakan dan menghitung sudut bintang di angkasa. Sejak saat
itu fisika terus berkembang sampai ke level sekarang. Perkembangan ini tidak
hanya membawa perubahan di dalam bidang dunia benda, matematika dan filosofi
namun juga, melalui teknologi, membawa perubahan ke dunia sosial masyarakat.
Revolusi ilmu yang berlangsung terjadi pada sekitar tahun 1600 dapat
dikatakan menjadi batas antara pemikiran purba dan lahirnya fisika klasik. Dan
akhirnya berlanjut ke tahun 1900 yang menandakan mulai berlangsungnya
era baru yaitu era fisika modern. Di era ini ilmuwan tidak melihat adanya
penyempurnaan di bidang ilmu pengetahuan, pertanyaan demi pertanyaan terus
bermunculan tanpa henti, dari luasnya galaksi, sifat alami dari kondisi vakum
sampai lingkungan subatomik. Daftar persoalan dimana fisikawan harus pecahkan
terus bertambah dari waktu ke waktu.
Beberapa teori diusulkan dan banyak yang
salah. Teori tersebut banyak tergantung dari istilah filosofi, dan tidak pernah
dipastikan oleh eksperimen sistematik seperti yang populer sekarang ini. Ada
pengecualian dan anakronisme: contohnya, pemikir Yunani Archimedes menurunkan
banyak deskripsi kuantitatif yang benar dari mekanik dan hidrostatik.
Fisika klasik adalah fisika yang didasari prinsip-prinsip yang dikembangkan
sebelum bangkitnya teori kuantum, biasanya termasuk teori relativitas khusus
dan teori relativitas umum.
Cabang-cabang yang termasuk fisika klasik antara lain adalah:
a)
Mekanika klasik
· Hukum gerak Newton
· Lagrangian dan mekanika Hamiltonian
b)
Elektrodinamika klasik
(persamaan Maxwell)
c)
Termodinamika klasik
d) Teori relativitas khusus dan teori relativitas umum
e)
Teori chaos klasik
Dibandingkan dengan fisika klasik, fisika
modern adalah istilah yang lebih longgar, yang dapat merujuk hanya pada
fisika kuantum atau secara umum pada fisika abad ke-20 dan ke-21 dan karenanya
selalu mengikutsertakan teori kuantum dan juga dapat termasuk relativitas.
Pada awal abad 17, Galileo membuka penggunaan eksperimen untuk memastikan kebenaran
teori fisika, yang merupakan kunci dari metode sains. Galileo memformulasikan
dan berhasil mengetes beberapa hasil dari dinamika mekanik, terutama Hukum
Inert. Pada 1687, Isaac Newton menerbitkan Filosofi Natural Prinsip
Matematika, memberikan penjelasan yang jelas dan teori fisika yang sukses:
Hukum gerak Newton, yang merupakan sumber dari mekanika klasik; dan Hukum
Gravitasi Newton, yang menjelaskan gaya dasar gravitasi. Kedua teori ini cocok
dalam eksperimen. Prinsipia juga memasukan beberapa teori dalam dinamika fluid.
Mekanika klasik dikembangkan besar-besaran oleh Joseph-Louis de Lagrange,
William Rowan Hamilton, dan lainnya, yang menciptakan formula, prinsip, dan
hasil baru. Hukum Gravitas memulai bidang astrofisika, yang menggambarkan
fenomena astronomi menggunakan teori fisika.
Sejak abad 18 dan seterusnya, termodinamika dikembangkan oleh Robert Boyle,
Thomas Young, dan banyak lainnya. Pada 1733, Daniel Bernoulli
menggunakan argumen statistika dalam mekanika klasik untuk menurunkan hasil
termodinamika, memulai bidang mekanika statistik. Pada 1798, Benjamin
Thompson mempertunjukkan konversi kerja mekanika ke dalam panas, dan pada
1847 James Joule menyatakan hukum konservasi energi, dalam bentuk panas
dan juga dalam energi mekanika.
Sifat listrik dan magnetisme dipelajari
oleh Michael Faraday, George Ohm, dan lainnya. Pada 1855, James Clerk
Maxwell menyatukan kedua fenomena menjadi satu teori elektromagnetisme,
dijelaskan oleh persamaan Maxwell. Perkiraan dari teori ini adalah cahaya
adalah gelombang elektromagnetik.
Budaya penelitian fisika berbeda dengan
ilmu lainnya karena adanya pemisahan teori dan eksperimen. Sejak abad kedua
puluh, kebanyakan fisikawan perseorangan mengkhususkan diri meneliti dalam
fisika teoritis atau fisika eksperimental saja, dan pada abad kedua puluh,
sedikit saja yang berhasil dalam kedua bidang tersebut. Sebaliknya, hampir
semua teoris dalam biologi dan kimia juga merupakan eksperimentalis yang
sukses.
Teoris berusaha mengembangkan teori yang
dapat menjelaskan hasil eksperimen yang telah dicoba dan dapat memperkirakan
hasil eksperimen yang akan datang. Sementara itu, eksperimentalis menyusun dan
melaksanakan eksperimen untuk menguji perkiraan teoretis. Meskipun teori dan
eksperimen dikembangkan secara terpisah, mereka saling bergantung. Kemajuan
dalam fisika biasanya muncul ketika eksperimentalis membuat penemuan yang tak
dapat dijelaska teori yang ada, sehingga mengharuskan dirumuskannya teori-teori
baru. Tanpa eksperimen, penelitian teoretis sering berjalan ke arah yang salah;
salah satu contohnya adalah teori-M, teori populer dalam fisika energi-tinggi,
karena eksperimen untuk mengujinya belum pernah disusun.
Meskipun fisika membahas beraneka ragam
sistem, ada beberapa teori yang digunakan secara keseluruhan dalam fisika,
bukan di satu bidang saja. Setiap teori ini diyakini benar adanya, dalam
wilayah kesahihan tertentu. Contohnya, teori mekanika klasik dapat menjelaskan
pergerakan benda dengan tepat, asalkan benda ini lebih besar daripada atom dan
bergerak dengan kecepatan jauh lebih lambat daripada kecepatan cahaya.
Teori-teori ini masih terus diteliti; contohnya, aspek mengagumkan dari
mekanika klasik yang dikenal sebagai teori chaos ditemukan pada abad kedua
puluh, tiga abad setelah dirumuskan oleh Isaac Newton. Namun, hanya sedikit
fisikawan yang menganggap teori-teori dasar ini menyimpang. Oleh karena itu,
teori-teori tersebut digunakan sebagai dasar penelitian menuju topik yang lebih
khusus, dan semua pelaku fisika, apa pun spesialisasinya, diharapkan memahami
teori-teori tersebut.
Riset dalam fisika dibagi beberapa
bidang yang mempelajari aspek yang berbeda dari dunia materi. Fisika benda
kondensi, diperkirakan sebagai bidang fisika terbesar, mempelajari properti
benda besar, seperti benda padat dan cairan yang kita temui setiap hari, yang
berasal dari properti dan interaksi mutual dari atom. Bidang Fisika atomik,
molekul, dan optik berhadapan dengan individual atom dan molekul, dan cara
mereka menyerap dan mengeluarkan cahaya. Bidang Fisika partikel, juga dikenal
sebagai "Fisika energi-tinggi", mempelajari property partikel super
kecil yang jauh lebih kecil dari atom, termasuk partikel dasar yang membentuk
benda lainnya. Terakhir, bidang Astrofisika menerapkan hukum fisika untuk
menjelaskan fenomena astronomi, berkisar dari matahari dan objek lainnya dalam
tata surya ke jagad raya secara keseluruhan.
Riset fisika mengalami kemajuan konstan
dalam banyak bidang, dan masih akan tetap begitu jauh di masa depan.
Dalam fisika benda kondensi, masalah
teoritis tak terpecahkan terbesar adalah penjelasan superkonduktivitas
suhu-tinggi. Banyak usaha dilakukan untuk membuat spintronik dan komputer
kuantum bekerja.
Dalam fisika partikel, potongan pertama
dari bukti eksperimen untuk fisika di luar Model Standar telah mulai
menghasilkan. Yang paling terkenal adalah penunjukan bahwa neutrino memiliki
massa bukan-nol. Hasil eksperimen ini nampaknya telah menyelesaikan masalah
solar neutrino yang telah berdirilama dalam fisika matahari. Fisika neutrino
besar merupakan area riset eksperimen dan teori yang aktif. Dalam beberapa
tahun ke depan, pemercepat partikel akan mulai meneliti skala energi dalam
jangkauan TeV, yang di mana para eksperimentalis berharap untuk menemukan bukti
untuk Higgs boson dan partikel supersimetri.
Para teori juga mencoba untuk menyatukan
mekanika kuantum dan relativitas umum menjadi satu teori gravitasi kuantum,
sebuah program yang telah berjalan selama setengah abad, dan masih belum
menghasilkan buah. Kandidat atas berikutnya adalah Teori-M, teori superstring,
dan gravitasi kuantum loop.
Banyak fenomena astronomikal dan
kosmologikal belum dijelaskan secara memuaskan, termasuk keberadaan sinar kosmik
energi ultra-tinggi, asimetri baryon, pemercepatan alam semesta dan percepatan
putaran anomaly galaksi.
Meskipun banyak kemajuan telah dibuat
dalam energi-tinggi, kuantum, dan fisika astronomikal, banyak fenomena
sehari-hari lainnya, menyangkut system kompleks, chaos, atau turbulens masih
dimengerti sedikit saja. Masalah rumit yang sepertinya dapat dipecahkan oleh
aplikasi pandai dari dinamika dan mekanika, seperti pembentukan tumpukan pasir,
"node" dalam air "trickling", teori katastrof, atau pengurutan-sendiri
dalam koleksi heterogen yang bergetar masih tak terpecahkan. Fenomena rumit ini
telah menerima perhatian yang semakin banyak sejak 1970-an untuk beberapa
alasan, tidak lain dikarenakan kurangnya metode matematika modern dan komputer
yang dapat menghitung sistem kompleks untuk dapat dimodelin dengan cara baru.
Hubungan antar disiplin dari fisika kompleks juga telah meningkat, seperti
dalam pelajaran turbulens dalam aerodinamika atau pengamatan pola pembentukan
dalam system biologi. Pada 1932, Horrace Lamb meramalkan: Saya sudah tua
sekarang, dan ketika saya meninggal dan pergi ke surga ada dua hal yang
saya harap dapat diterangkan. Satu adalah elektrodinamika kuantum, dan
satu lagi adalah gerakan turbulens dari fluida. Dan saya lebih optimis terhadap
yang pertama.
KESIMPULAN
Fisika adalah sains atau ilmu tentang
alam. Perbedaan antara fisika dan matematika adalah: fisika berkaitan dengan
pemerian dunia material, sedangkan matematika berkaitan dengan pola-pola
abstrak yang tak selalu berhubungan dengan dunia material. Sejarah fisika
dimulai pada tahun sekitar 2400 SM, ketika kebudayaan Harappan menggunakan
suatu benda untuk memperkirakan dan menghitung sudut bintang di angkasa. Revolusi
ilmu yang berlangsung terjadi pada sekitar tahun 1600 dapat dikatakan
menjadi batas antara pemikiran purba dan lahirnya fisika klasik. Dan akhirnya
berlanjut ke tahun 1900 yang menandakan mulai berlangsungnya era baru
yaitu era fisika modern. Fisika klasik adalah fisika yang didasari
prinsip-prinsip yang dikembangkan sebelum bangkitnya teori kuantum. Cabang-cabang
yang termasuk fisika klasik antara lain adalah:
a.
Mekanika klasik
· Hukum gerak Newton
· Lagrangian dan mekanika Hamiltonian
b.
Elektrodinamika klasik
(persamaan Maxwell)
c.
Termodinamika klasik
d.
Teori relativitas khusus dan
teori relativitas umum
e.
Teori chaos klasik
Dibandingkan dengan fisika klasik, fisika
modern adalah istilah yang lebih longgar, yang dapat merujuk hanya pada
fisika kuantum atau secara umum pada fisika abad ke-20 dan ke-21 dan karenanya
selalu mengikutsertakan teori kuantum dan juga dapat termasuk relativitas.
Pada awal abad 17, Galileo memformulasikan dan berhasil mengetes beberapa hasil
dari dinamika mekanik, terutama Hukum Inert. Pada 1687, Isaac Newton
menerbitkan Filosofi Natural Prinsip Matematika, memberikan penjelasan yang
jelas dan teori fisika yang sukses: Hukum gerak Newton, yang merupakan sumber
dari mekanika klasik; dan Hukum Gravitasi Newton, yang menjelaskan gaya dasar
gravitasi. Prinsipia juga memasukan beberapa teori dalam dinamika fluid.
Mekanika klasik dikembangkan besar-besaran oleh Joseph-Louis de Lagrange,
William Rowan Hamilton, dan lainnya, yang menciptakan formula, prinsip, dan
hasil baru. Hukum Gravitas memulai bidang astrofisika, yang menggambarkan
fenomena astronomi menggunakan teori fisika.
Sejak abad 18 dan seterusnya, termodinamika dikembangkan oleh Robert Boyle,
Thomas Young, dan banyak lainnya. Pada 1733, Daniel Bernoulli
menggunakan argumen statistika dalam mekanika klasik untuk menurunkan hasil
termodinamika, memulai bidang mekanika statistik. Pada 1798, Benjamin
Thompson mempertunjukkan konversi kerja mekanika ke dalam panas, dan pada
1847 James Joule menyatakan hukum konservasi energi, dalam bentuk panas
dan juga dalam energi mekanika.
Sifat listrik dan magnetisme dipelajari
oleh Michael Faraday, George Ohm, dan lainnya. Pada 1855, James Clerk
Maxwell menyatukan kedua fenomena menjadi satu teori elektromagnetisme,
dijelaskan oleh persamaan Maxwell. Perkiraan dari teori ini adalah cahaya
adalah gelombang elektromagnetik.
Sejak abad kedua puluh,
kebanyakan fisikawan perseorangan mengkhususkan diri meneliti dalam fisika
teoritis atau fisika eksperimental saja, dan pada abad kedua puluh, sedikit
saja yang berhasil dalam kedua bidang tersebut. Sebaliknya, hampir semua teoris
dalam biologi dan kimia juga merupakan eksperimentalis yang sukses.
SEJARAH PERKEMBANGAN ILMU FISIKA
Nah para sahabat fisika ingin tahu bagaimana sejarah
perkembangan ilmu fisika itu? Kalau dicari asal-usulnya ternyata menarik juga
lho. Bahkan sistem kalender sampai mesin mobil yang kawan-kawan sering temui
dalam kehidupan sehari-hari ternyata para ilmuwan fisika yang menemukannya.
Menurut Richtmeyer, sejarah perkembangan ilmu fisika dibagi dalam empat
periode yaitu:
a.
Periode
Pertama,
Dimulai dari zaman prasejarah sampai
tahun 1550 an. Pada periode pertama ini dikumpulkan berbagai fakta fisis yang
dipakai untuk membuat perumusan empirik. Dalam periode pertama ini belum ada
penelitian yang sistematis. Beberapa penemuan pada periode ini diantaranya :
· 2400000 SM - 599 SM: Di bidang
astronomi sudah dihasilkan Kalender Mesir dengan 1 tahun = 365 hari, prediksi
gerhana, jam matahari, dan katalog bintang. Dalam Teknologi sudah ada peleburan
berbagai logam, pembuatan roda, teknologi bangunan (piramid), standar berat,
pengukuran, koin (mata uang).
· 600 SM – 530 M: Perkembangan ilmu
dan teknologi sangat terkait dengan perkembangan matematika. Dalam bidang
Astronomi sudah ada pengamatan tentang gerak benda langit (termasuk bumi),
jarak dan ukuran benda langit. Dalam bidang sain fisik Physical Science, sudah
ada Hipotesis Democritus bahwa materi terdiri dari atom-atom. Archimedes
memulai tradisi “Fisika Matematika” untuk menjelaskan tentang katrol,
hukum-hukum hidrostatika dan lain-lain. Tradisi Fisika Matematika berlanjut
sampai sekarang.
· 530 M – 1450 M: Mundurnya tradisi
sains di Eropa dan pesatnya perkembangan sains di Timur Tengah. Dalam kurun
waktu ini terjadi Perkembangan Kalkulus. Dalam bidang Astronomi ada “Almagest”
karya Ptolomeous yang menjadi teks standar untuk astronomi, teknik observasi
berkembang, trigonometri sebagai bagian dari kerja astronomi berkembang. Dalam
Sain Fisik, Aristoteles berpendapat bahwa gerak bisa terjadi jika ada yang
nendorong secara terus menerus; kemagnetan berkembang ; Eksperimen optika
berkembang, ilmu Kimia berkembang (Alchemy).
· 1450 M- 1550: Ada publikasi teori
heliosentris dari Copernicus yang menjadi titik penting dalam revolusi
saintifik. Sudah ada arah penelitian yang sistematis
b.
Periode
Kedua
Dimulai
dari tahun 1550an sampai tahun 1800an. Pada periode kedua ini mulai
dikembangkan metoda penelitian yang sistematis dengan Galileo dikenal sebagai
pencetus metoda saintifik dalam penelitian. Hasil-hasil yang didapatkan antara
lain:
·
Kerja
sama antara eksperimentalis dan teoris menghasilkan teori baru pada gerak
planet.
·
Newton:
meneruskan kerja Galileo terutama dalam bidang mekanika menghasilkan
hukum-hukum gerak yang sampai sekarang masih dipakai.
·
Dalam
Mekanika selain Hukum-hukum Newton dihasilkan pula Persamaan Bernoulli, Teori
Kinetik Gas, Vibrasi Transversal dari Batang, Kekekalan Momentum Sudut,
Persamaan Lagrange.
·
Dalam
Fisika Panas ada penemuan termometer, azas Black, dan Kalorimeter.
·
Dalam
Gelombang Cahaya ada penemuan aberasi dan pengukuran kelajuan cahaya.
·
Dalam
Kelistrikan ada klasifikasi konduktor dan nonkonduktor, penemuan elektroskop,
pengembangan teori arus listrik yang serupa dengan teori penjalaran panas dan
Hukum Coulomb.
c.
Periode
Ketiga
Dimulai
dari tahun 1800an sampai 1890an. Pada periode ini diformulasikan konsep-konsep
fisika yang mendasar yang sekarang kita kenal dengan sebutan Fisika Klasik.
Dalam periode ini Fisika berkembang dengan pesat terutama dalam mendapatkan
formulasi-formulasi umum dalam Mekanika, Fisika Panas, Listrik-Magnet dan
Gelombang, yang masih terpakai sampai saat ini.
·
Dalam
Mekanika diformulasikan Persamaan Hamiltonian (yang kemudian dipakai dalam
Fisika Kuantum), Persamaan gerak benda tegar, teori elastisitas, hidrodinamika.
·
Dalam
Fisika Panas diformulasikan Hukum-hukum termodinamika, teori kinetik gas, penjalaran
panas dan lain-lain.
·
Dalam
Listrik-Magnet diformulasikan Hukum Ohm, Hukum Faraday, Teori Maxwell dan lain-lain.
·
Dalam
Gelombang diformulasikan teori gelombang cahaya, prinsip interferensi, difraksi
dan lain-lain.
d.
Periode
Keempat
Dimulai
dari tahun 1890an sampai sekarang. Pada akhir abad ke 19 ditemukan beberapa
fenomena yang tidak bisa dijelaskan melalui fisika klasik. Hal ini menuntut
pengembangan konsep fisika yang lebih mendasar lagi yang sekarang disebut
Fisika Modern. Dalam periode ini dikembangkan teori-teori yang lebih umum yang
dapat mencakup masalah yang berkaitan dengan kecepatan yang sangat tinggi
(relativitas) atau/dan yang berkaitan dengan partikel yang sangat kecil (teori
kuantum).
·
Teori
Relativitas yang dipelopori oleh Einstein menghasilkan beberapa hal diantaranya
adalah kesetaraan massa dan energi E=mc2 yang dipakai sebagai salah satu
prinsip dasar dalam transformasi partikel.
·
Teori
Kuantum, yang diawali oleh karya Planck dan Bohr dan kemudian dikembangkan oleh
Schroedinger, Pauli , Heisenberg dan lain-lain, melahirkan teori-teori tentang
atom, inti, partikel sub atomik, molekul, zat padat yang sangat besar perannya
dalam pengembangan ilmu dan teknologi.
KESIMPULAN
Menurut
Richtmeyer, sejarah perkembangan ilmu fisika dibagi dalam empat periode
yaitu:
a.
Periode
Pertama,
Dimulai dari zaman prasejarah sampai
tahun 1550 an. Pada periode pertama ini dikumpulkan berbagai fakta fisis yang
dipakai untuk membuat perumusan empirik. Dalam periode pertama ini belum ada
penelitian yang sistematis.
b.
Periode
Kedua
Dimulai dari tahun 1550an sampai
tahun 1800an. Pada periode kedua ini mulai dikembangkan metoda penelitian yang
sistematis dengan Galileo dikenal sebagai pencetus metoda saintifik dalam
penelitian.
c.
Periode
Ketiga
Dimulai
dari tahun 1800an sampai 1890an. Pada periode ini diformulasikan konsep-konsep
fisika yang mendasar yang sekarang kita kenal dengan sebutan Fisika Klasik.
Dalam periode ini Fisika berkembang dengan pesat terutama dalam mendapatkan
formulasi-formulasi umum dalam Mekanika, Fisika Panas, Listrik-Magnet dan
Gelombang, yang masih terpakai sampai saat ini.
d.
Periode
Keempat
Dimulai
dari tahun 1890an sampai sekarang. Pada akhir abad ke 19 ditemukan beberapa
fenomena yang tidak bisa dijelaskan melalui fisika klasik. Hal ini menuntut
pengembangan konsep fisika yang lebih mendasar lagi yang sekarang disebut
Fisika Modern. Dalam periode ini dikembangkan teori-teori yang lebih umum yang
dapat mencakup masalah yang berkaitan dengan kecepatan yang sangat tinggi
(relativitas) atau/dan yang berkaitan dengan partikel yang sangat kecil (teori
kuantum).
TOKOH-TOKOH FISIKA
1.
NICOLAUS
COPERNICUS 1473-1543
Astronom
(ahli perbintangan) berkebangsaan Polandia yang bernama Nicolaus Copernicus
(nama Polandianya: Mikolaj Kopernik), dilahirkan tahun 1473 di kota Torun di
tepi sungai Vistula, Polandia. Dia berasal dari keluarga berada. Sebagai anak
muda belia, Copernicus belajar di Universitas Cracow, selaku murid yang menaruh
minat besar terhadap ihwal ilmu perbintangan. Pada usia dua puluhan dia pergi
melawat ke Italia, belajar kedokteran dan hukum di Universitas Bologna dan
Padua yang kemudian dapat gelar Doktor dalam hukum gerejani dari Universitas
Ferrara. Copernicus menghabiskan sebagian besar waktunya tatkala dewasa selaku
staf pegawai Katedral di Frauenburg (istilah Polandia: Frombork), selaku ahli
hukum gerejani yang sesungguhnya Copernicus tak pernah jadi astronom
profesional, kerja besarnya yang membikin namanya melangit hanyalah berkat
kerja sambilan.
Selama
berada di Italia, Copernicus sudah berkenalan dengan ide-ide filosof Yunani
Aristarchus dari Samos (abad ke-13 SM). Filosof ini berpendapat bahwa bumi dan
planit-planit lain berputar mengitari matahari. Copernicus jadi yakin atas
kebenaran hipotesa “heliocentris” ini, dan tatkala dia menginjak usia empat
puluh tahun dia mulai mengedarkan buah tulisannya diantara teman-temannya dalam
bentuk tulisan-tulisan ringkas, mengedepankan cikal bakal gagasannya sendiri
tentang masalah itu. Copernicus memerlukan waktu bertahun-tahun melakukan
pengamatan, perhitungan cermat yang diperlukan untuk penyusunan buku besarnya
De Revolutionibus Orbium Coelestium (Tentang Revolusi Bulatan Benda-benda
Langit), yang melukiskan teorinya secara terperinci dan mengedepankan
pembuktian-pembuktiannya.
Di tahun
1533, tatkala usianya menginjak enam puluh tahun, Copernicus mengirim berkas
catatan-catatan ceramahnya ke Roma. Di situ dia mengemukakan prinsip-prinsip
pokok teorinya tanpa mengakibatkan ketidaksetujuan Paus. Baru tatkala umurnya
sudah mendekati tujuh puluhan, Copernicus memutuskan penerbitan bukunya, dan
baru tepat pada saat meninggalnya dia dikirimi buku cetakan pertamanya dari si
penerbit. Ini tanggal 24 Mei 1543.
Dalam buku
itu Copernicus dengan tepat mengatakan bahwa bumi berputar pada porosnya, bahwa
bulan berputar mengelilingi matahari dan bumi, serta planet-planet lain
semuanya berputar mengelilingi matahari. Tapi, seperti halnya para
pendahulunya, dia membuat perhitungan yang serampangan mengenai skala peredaran
planet mengelilingi matahari. Juga, dia membuat kekeliruan besar karena dia
yakin betul bahwa orbit mengandung lingkaran-lingkaran. Jadi, bukan saja teori
ini ruwet secara matematik, tapi juga tidak betul. Meski begitu, bukunya lekas
mendapat perhatian besar. Para astronom lain pun tergugah, terutama astronom
berkebangsaan Denmark, Tycho Brahe, yang melakukan pengamatan lebih teliti dan
tepat terhadap gerakan-gerakan planet. Dari data-data hasil pengamatan inilah
yang membikin Johannes Kepler akhirnya mampu merumuskan hukum-hukum gerak
planet yang tepat.
Meski
Aristarchus lebih dari tujuh belas abad lamanya sebelum Copernicus sudah
mengemukakan persoalan-persoalan menyangkut hipotesa peredaran benda-benda
langit, adalah layak menganggap Copernicuslah orang yang memperoleh penghargaan
besar. Sebab, betapapun Aristarchus sudah mengedepankan pelbagai masalah yang
mengandung inspirasi, namun dia tak pernah merumuskan teori yang cukup
terperinci sehingga punya manfaat dari kacamata ilmiah. Tatkala Copernicus
menggarap perhitungan matematik hipotesa-hipotesa secara terperinci, dia
berhasil mengubahnya menjadi teori ilmiah yang punya arti dan guna. Dapat
digunakan untuk dugaan-dugaan, dapat dibuktikan dengan pengamatan astronomis,
dapat bermanfaat di banding lain-lain teori yang terdahulu bahwa dunialah yang
jadi sentral ruang angkasa.
Jelaslah
dengan demikian, teori Copernicus telah merevolusionerkan konsep kita tentang
angkasa luar dan sekaligus sudah merombak pandangan filosofis kita. Namun,
dalam hal penilaian mengenai arti penting Copernicus, haruslah diingat bahwa
astronomi tidaklah mempunyai jangkauan jauh dalam penggunaan praktis
sehari-hari seperti halnya fisika kimia dan biologi. Sebab, hakekatnya orang
bisa membikin peralatan televisi, mobil, atau pabrik kimia modern tanpa mesti
secuwil pun menggunakan teori Copernicus. (Sebaliknya, orang tidak bakal bisa
membikin benda-benda itu tanpa menggunakan buah pikiran Faraday, Maxwell,
Lavosier atau Newton).
Tetapi,
jika semata-mata kita mengarahkan perhatian hanya semata-mata kepada pengaruh
langsung Copernicus di bidang teknologi, kita akan kehilangan arti penting
Copernicus yang sesungguhnya. Buku Copernicus punya makna yang tampaknya tak
memungkinkan baik Galileo maupun Kepler menyelesaikan kerja ilmiahnya. Kesemua
mereka adalah pendahulu-pendahulu yang penting dan menentukan bagi Newton, dan
penemuan merekalah yang membikin kemungkinan bagi Newton merumuskan hukum-hukum
gerak dan gaya beratnya. Secara historis, penerbitan De Revolutionobus Orbium
Coelestium merupakan titik tolak astronomi modern. Lebih dari itu, merupakan
titik tolak pengetahuan modern.
KESIMPULAN
Astronom
(ahli perbintangan) berkebangsaan Polandia yang bernama Nicolaus Copernicus
(nama Polandianya: Mikolaj Kopernik), dilahirkan tahun 1473 di kota Torun di tepi
sungai Vistula, Polandia. Dia berasal dari keluarga berada. Sebagai anak muda
belia, Copernicus belajar di Universitas Cracow, selaku murid yang menaruh
minat besar terhadap ihwal ilmu perbintangan. Pada usia dua puluhan dia pergi
melawat ke Italia, belajar kedokteran dan hukum di Universitas Bologna dan
Padua yang kemudian dapat gelar Doktor dalam hukum gerejani dari Universitas
Ferrara. Copernicus menghabiskan sebagian besar waktunya tatkala dewasa selaku
staf pegawai Katedral di Frauenburg (istilah Polandia: Frombork), selaku ahli
hukum gerejani yang sesungguhnya Copernicus tak pernah jadi astronom
profesional, kerja besarnya yang membikin namanya melangit hanyalah berkat
kerja sambilan.
Selama
berada di Italia, Copernicus sudah berkenalan dengan ide-ide filosof Yunani
Aristarchus dari Samos (abad ke-13 SM). Filosof ini berpendapat bahwa bumi dan
planit-planit lain berputar mengitari matahari. Copernicus jadi yakin atas
kebenaran hipotesa “heliocentris” ini, dan tatkala dia menginjak usia empat
puluh tahun dia mulai mengedarkan buah tulisannya diantara teman-temannya dalam
bentuk tulisan-tulisan ringkas, mengedepankan cikal bakal gagasannya sendiri
tentang masalah itu. Copernicus memerlukan waktu bertahun-tahun melakukan
pengamatan, perhitungan cermat yang diperlukan untuk penyusunan buku besarnya
De Revolutionibus Orbium Coelestium (Tentang Revolusi Bulatan Benda-benda
Langit), yang melukiskan teorinya secara terperinci dan mengedepankan
pembuktian-pembuktiannya.
2.
SIR ISAAC NEWTON FRS 1643 – 1727
SIAPA yang tak kenal
Isaac Newton FRS? Dialah ilmuwan Inggris yang paling dikenal setiap pelajar
dari sekolah dasar hingga menengah di seluruh dunia. Tahukah Anda, Sir Isaac
Newton FRS dilahirkan di Woolsthorpe-by-Colsterworth, Lincolnshire, 4 Januari
1643.
Dia meninggal 31
Maret 1727 dalam usia 84 tahun. Dia seorang fisikawan, matematikawan, ahli
astronomi, filsuf alam, alkimiwan, dan teolog yang berasal dari Inggris.
Ia merupakan pengikut aliran
heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan
dikatakan sebagai bapak ilmu fisika klasik. Karya bukunya "Philosophiæ
Naturalis Principia Mathematica" yang diterbitkan pada tahun 1687 dianggap
sebagai buku paling berpengaruh sepanjang sejarah sains. Buku ini meletakkan
dasar-dasar mekanika klasik.
Dalam karyanya ini, Newton
menjabarkan hukum gravitasi dan tiga hukum gerak yang mendominasi pandangan
sains mengenai alam semesta selama tiga abad. Newton berhasil menunjukkan bahwa
gerak benda di Bumi dan benda-benda luar angkasa lainnya diatur oleh sekumpulan
hukum-hukum alam yang sama. Ia membuktikannya dengan menunjukkan konsistensi
antara hukum gerak planet Kepler dengan teori gravitasinya. Karyanya ini
akhirnya menyirnakan keraguan para ilmuwan akan heliosentrisme dan memajukan
revolusi ilmiah.
Dalam bidang mekanika, catat
Wikipedia, Newton mencetuskan adanya prinsip kekekalan momentum dan momentum
sudut. Dalam bidang optika, ia berhasil membangun teleskop refleksi yang
pertama dan mengembangkan teori warna berdasarkan pengamatan bahwa sebuah kaca
prisma akan membagi cahaya putih menjadi warna-warna lainnya. Ia juga
merumuskan hukum pendinginan dan mempelajari kecepatan suara.
Dalam bidang matematika pula,
bersama dengan karya Gottfried Leibniz yang dilakukan secara terpisah, Newton
mengembangkan kalkulus diferensial dan kalkulus integral. Ia juga berhasil
menjabarkan teori binomial, mengembangkan "metode Newton" untuk
melakukan pendekatan terhadap nilai nol suatu fungsi, dan berkontribusi terhadap
kajian deret pangkat.
Sampai sekarang pun Newton masih
sangat berpengaruh di kalangan ilmuwan. Sebuah survei tahun 2005 yang menanyai
para ilmuwan dan masyarakat umum di Royal Society mengenai siapakah yang
memberikan kontribusi lebih besar dalam sains, apakah Newton atau Albert
Einstein, menunjukkan bahwa Newton dianggap memberikan kontribusi yang lebih
besar.
KESIMPULAN
Sir Isaac Newton FRS dilahirkan
di Woolsthorpe-by-Colsterworth, Lincolnshire, 4 Januari 1643. Dia meninggal 31
Maret 1727 dalam usia 84 tahun. Dia seorang fisikawan, matematikawan, ahli
astronomi, filsuf alam, alkimiwan, dan teolog yang berasal dari Inggris.
Ia merupakan pengikut aliran
heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan
dikatakan sebagai bapak ilmu fisika klasik. Karya bukunya "Philosophiæ
Naturalis Principia Mathematica" yang diterbitkan pada tahun 1687 dianggap
sebagai buku paling berpengaruh sepanjang sejarah sains. Buku ini meletakkan
dasar-dasar mekanika klasik.
Dalam karyanya ini, Newton
menjabarkan hukum gravitasi dan tiga hukum gerak yang mendominasi pandangan
sains mengenai alam semesta selama tiga abad.
3.
GALILEO GALILEI 1564 - 1642
Galileo Galilei
dilahirkan di Pisa, Tuscany, Italia, pada tanggal 15 Februari 1564. Sebagai
seorang matematikawan, ayahnya berharap Galileo menjadi seorang dokter gaji
dokter sangat besar dibandingkan dengan matematikawan. Mengikuti kehendak
ayahnya, Galileo masuk jurusan kedokteran, Universitas Pisa. Karena merasa
bosan dengan ilmu kedokteran, Galileo mempelajari matematika pada seorang guru
di istana Tuscana, yakni Ostillo Ricci. Ketika berusia 21 tahun, Galileo
berhenti kuliah karena kekurangan biaya. Ketika keluar, ia ditawarkan untuk
mengajar matematika pada Universitas Pisa. Selanjutnya, Galileo pindah ke
Universitas Padua tahun 1592 untuk mengajar astronomi, geometri dan mekanika
sampai tahun 1960. pada massa ini ia menghasilkan beberapa penemuan penting.
Sumbangan penting
Galileo berkaitan dengan bidang mekanika. Pada waktu itu berkembang gagasan
Aristoteles yang menyatakan bahwa benda yang lebih berat jatuh lebih cepat
dibandingkan dengan benda yang lebih ringan. Galileo memutuskan untuk melakukan
percobaan dengan menjatuhkan berbagai benda yang berbeda ukuran maupun massanya
dari menara pisa (Italia). Hasil percobaannya menunjukan bahwa gagasan
Aristoteles salah. Selengkapnya dapat anda pelejari pada pokok bahasan Gerak
Jatuh Bebas. Penemuan Galileo lainnya adalah Hukum Kelembaman. Sebelumnya orang
percaya bahwa benda yang bergerak cenderung melambat dan akhirnya berhenti jika
tidak ada tenaga yang memberikan kekuatan kepada benda tersebut untuk bergerak.
Percobaan-percobaan yang dilakukan oleh Galileo membuktikan bahwa gagasan
tersebuut keliru. Jika gaya gesek yang menjadi penyebab benda yang bergerak
melambat dan akhirnya berhenti, dihilangkan, maka benda cenderung bergerak
lurus dengan laju tetap. Selain gagasan Aristoteles di atas, pemikiran Galileo
ini menjadi salah satu dasar perumusan Hukum Newton tentang gerak.
Penemuan Galileo yang
terkenal lainnya adalah pada bidang astronomi. Pada waktu itu ilmu astronomi
sedang berada dalam masa peralihan, dari anggapan lama yang mengatakan bahwa
bumi sebagai pusat tata surya menuju gagasan bahwa pusat tata surya adalah
matahari. Gagasan ii dikemukan oleh copernicus, yang kemudian disempurnakan
oleh Kepler. Selengkapnya dapat anda pelajari pada Hukum Kepler. Galileo
mendengar bahwa telah ditemukan teleskop di Belanda. Karena didorong oleh
kehendak yang kuat untuk membuktikan kebenaran gagasan Copernicus, Galileo
menyempurnakan teleskop dan menjadi orang pertama yang mengamati langit
menggunakan teleskop. Sekitar tahun 1609, Galileo menyatakan bahwa gagasan
Copernicus benar. Karena mendukung gagasan copernicus, maka pihak gereja
katolik mengecam gagasan galileo mengenai pergerakan bumi dan melarangnya
mendukung gagasan copernicus. Gereja sempat memberikan hukuman tahanan rumah
kepada Galileo. Galileo meninggal dunia pada tahun 1642.
Sumbangan yang sangat
penting dari Galileo bagi perkembangan ilmu pengetahuan adalah metodologi ilmu
pengetahuan. Galileo menetapkan fenomena dan melakukan pengamatan secara
kuantitatif. Penetapan yang cermat terhadap perhitungan secara kuantitatif
sejak saat itu menjadi dasar penyelidikan ilmu pengetahuan hingga saat ini.
Pada tahun 1612,
muncul penolakan terhadap teori Copernicus, sebuah yang mengatakan bahwa
matahari sebagai pusat tata surya. Teori tersebut didukung juga oleh Galileo.
Pihak gereja melarangnya mendukung dan mengajar teori Copernicus.
KESIMPULAN
Galileo Galilei
dilahirkan di Pisa, Tuscany, Italia, pada tanggal 15 Februari 1564. Sebagai
seorang matematikawan, ayahnya berharap Galileo menjadi seorang dokter gaji
dokter sangat besar dibandingkan dengan matematikawan. Mengikuti kehendak
ayahnya, Galileo masuk jurusan kedokteran, Universitas Pisa. Karena merasa
bosan dengan ilmu kedokteran, Galileo mempelajari matematika pada seorang guru
di istana Tuscana, yakni Ostillo Ricci. Ketika berusia 21 tahun, Galileo
berhenti kuliah karena kekurangan biaya. Ketika keluar, ia ditawarkan untuk
mengajar matematika pada Universitas Pisa. Selanjutnya, Galileo pindah ke
Universitas Padua tahun 1592 untuk mengajar astronomi, geometri dan mekanika
sampai tahun 1960. pada massa ini ia menghasilkan beberapa penemuan penting.
Sumbangan penting
Galileo berkaitan dengan bidang mekanika. Penemuan Galileo lainnya adalah Hukum
Kelembaman. Penemuan Galileo yang terkenal lainnya adalah pada bidang
astronomi. Galileo menyempurnakan teleskop dan menjadi orang pertama yang
mengamati langit menggunakan teleskop. Sekitar tahun 1609, Galileo menyatakan
bahwa gagasan Copernicus benar. Karena mendukung gagasan copernicus, maka pihak
gereja katolik mengecam gagasan galileo mengenai pergerakan bumi dan
melarangnya mendukung gagasan copernicus. Gereja sempat memberikan hukuman
tahanan rumah kepada Galileo. Galileo meninggal dunia pada tahun 1642.
Sumbangan yang sangat
penting dari Galileo bagi perkembangan ilmu pengetahuan adalah metodologi ilmu
pengetahuan. Galileo menetapkan fenomena dan melakukan pengamatan secara
kuantitatif. Penetapan yang cermat terhadap perhitungan secara kuantitatif
sejak saat itu menjadi dasar penyelidikan ilmu pengetahuan hingga saat ini.
4. LEONHARD EULER 1707-1783
Di abad
ke-17 Swiss punya seorang matematikus dan ahli fisika yang teramat brilian dan
ilmuwan terkemuka sepanjang masa. Orang itu Leonhard Euler. Hasil karyanya
mempengaruhi penggunaan semua bidang fisika dan di banyak bidang rekayasa.
Hasil matematika dan ilmiah Euler
betul-betul tak masuk akal. Dia menulis 32 buku lengkap, banyak diantaranya
terdiri dari dua jilid, beratus-ratus artikel tentang matematika dan ilmu
pengetahuan. Orang bilang, kumpulan tulisan-tulisan ilmiahnya terdiri dari
lebih 70 jilid! Kegeniusan Euler memperkaya hampir segala segi matematika murni
maupun matematika siap pakai, dan sumbangannya terhadap matematika fisika
hampir tak ada batasnya untuk penggunaan.
Euler khusus ahli mendemonstrasikan
bagaimana hukum-hukum umum mekanika, yang telah dirumuskan di abad sebelumnya
oleh Isaac Newton, dapat digunakan dalam jenis situasi fisika tertentu yang
terjadi berulang kali. Misalnya, dengan menggunakan hukum Newton dalam hal
gerak cairan, Euler sanggup mengembangkan persamaan hydrodinamika. Juga,
melalui analisa yang cermat tentang kemungkinan gerak dari barang yang kekar,
dan dengan penggunaan prinsip-prinsip Newton. Dan Euler berkemampuan
mengembangkan sejumlah pendapat yang sepenuhnya menentukan gerak dari barang
kekar. Dalam praktek, tentu saja, obyek benda tidak selamanya mesti kekar.
Karena itu, Euler juga membuat sumbangan penting tentang teori elastisitas yang
menjabarkan bagaimana benda padat dapat berubah bentuk lewat penggunaan tenaga
luar.
Euler juga menggunakan bakatnya
dalam hal analisa matematika tentang permasalahan astronomi, khusus menyangkut
soal "tiga-badan" yang berkaitan dengan masalah bagaimana matahari,
bumi, dan bulan bergerak di bawah gaya berat mereka masing-masing yang sama.
Masalah ini --suatu masalah yang jadi pemikiran untuk abad ke-21-- belum
sepenuhnya terpecahkan. Kebetulan, Euler satu-satunya ilmuwan terkemuka dari
abad ke-18 yang (secara tepat, seperti belakangan terbukti) mendukung teori
gelombang cahaya.
Buah pikiran Euler yang berhamburan
tak hentinya itu sering menghasilkan titik tolak buat penemuan matematika yang
bisa membuat seseorang masyhur. Misalnya, Joseph Louis Lagrange, ahli fisika
matematika Perancis, berhasil merumuskan serentetan rumus ("rumus
Lagrange") yang punya makna teoritis penting dan dapat digunakan
memecahkan pelbagai masalah mekanika. Rumus dasarnya diketemukan oleh Euler,
karena itu sering disebut rumus Euler-Lagrange. Matematikus Perancis lainnya,
Jean Baptiste Fourier, umumnya dianggap berjasa dengan penemuan teknik
matematikanya, terkenal dengan julukan analisa Fourier. Di sini pun, rumus
dasarnya pertama diketemukan oleh Leonhard Euler, dan dikenal dengan julukan
formula Euler- Fourier. Mereka menemukan penggunaan yang luas dan beraneka
macam di bidang fisika, termasuk akustik dan teori elektromagnetik.
Dalam urusan matematika, Euler
khusus tertarik di bidang kalkulus, rumus diferensial, dan ketidakterbatasan
suatu jumlah. Sumbangannya dalam bidang ini, kendati amat penting, terlampau
teknis dipaparkan di sini. Sumbangannya di bidang variasi kalkulus dan terhadap
teori tentang kekompleksan jumlah merupakan dasar dari semua perkembangan
berikutnya di bidang ini. Kedua topik itu punya jangkauan luas dalam bidang
penggunaan kerja praktek ilmiah, sebagai tambahan arti penting di bidang matematika
murni.
Formula Euler, , menunjukkan adanya
hubungan antara fungsi trigonometrik dan jumlah imaginer, dan dapat digunakan
menemukan logaritma tentang jumlah negatif. Ini merupakan satu dari formula
yang paling luas digunakan dalam semua bidang matematika. Euler juga menulis
sebuah textbook tentang geometri analitis dan membuat sumbangan penting dalam
bidang geometri diferensial dan geometri biasa.
Kendati Euler punya kesanggupan yang
hebat untuk penemuan-penemuan matematika yang memungkinkannya melakukan
praktek-praktek ilmiah, dia hampir punya kelebihan setara dalam bidang
matematika murni. Malangnya, sumbangannya yang begitu banyak di bidang teori
jumlah, tetapi tidak begitu banyak yang bisa dipaparkan di sini. Euler juga
orang pemula yang bekerja di bidang topologi, sebuah cabang matematika yang
punya arti penting di abad ke-20.
Akhirnya, Euler memberi sumbangan
penting buat sistem lambang jumlah matematik masa kini. Misalnya, dia
bertanggung jawab untuk penggunaan umum huruf Yunani untuk menerangkan rasio
antara keliling lingkaran terhadap diameternya. Dia juga memperkenalkan banyak
sistem tanda yang cocok yang kini umum dipakai di bidang matematika.
Euler lahir tahun 1707 di Basel,
Swiss. Dia diterima masuk Universitas Basel tahun 1720 tatkala umurnya baru
mencapai tiga belas tahun. Mula-mula dia belajar teologi, tetapi segera pindah
ke mata pelajaran matematika. Dia peroleh gelar sarjana dari Universitas Basel
pada umur tujuh belas tahun dan tatkala umurnya baru dua puluh tahun dia terima
undangan dari Catherine I dari Rusia untuk bergabung dalam Akademi Ilmu
Pengetahuan di St. Petersburg. Di umur dua puluh tiga tahun dia jadi mahaguru
fisika di sana dan ketika umurnya dua puluh enam tahun dia menggantikan korsi
ketua matematika yang tadinya diduduki oleh seorang matematikus masyhur Daniel
Bernoulli. Dua tahun kemudian penglihatan matanya hilang sebelah, namun dia
meneruskan kerja dengan kapasitas penuh, menghasilkan artikel-artikel yang
brilian.
Tahun 1741 Frederick Yang Agung dari
Prusia membujuk Euler agar meninggalkan Rusia dan memintanya bergabung ke dalam
Akademi Ilmu Pengetahuan di Berlin. Dia tinggal di Berlin selama dua puluh lima
tahun dan kembali ke Rusia tahun 1766. Tak lama sesudah itu kedua matanya tak
bisa melihat lagi. Bahkan dalam keadaan tertimpa musibah macam ini, tidaklah
menghentikan penyelidikannya. Euler memiliki kemampuan spektakuler dalam hal
mental aritmatika, dan hingga dia tutup usia (tahun 1783 di St. Petersburg
--kini bernama Leningrad-- pada umur tujuh puluh enam tahun), dia terus
mengeluarkan kertas kerja kelas tinggi di bidang matematika. Euler kawin dua
kali dan punya tiga belas anak, delapan diantaranya mati muda.
Semua penemuan Euler bisa saja
dibuat orang bahkan andaikata dia tidak pernah hidup di dunia ini. Meskipun
saya pikir, kriteria yang layak digunakan dalam masalah ini adalah mengajukan
pertanyaan-pertanyaan: apa yang akan terjadi pada dunia modern apabila dia
tidak pernah berbuat apa-apa? Dalam kaitan dengan Leonhard Euler jawabnya
tampak jelas sekali: pengetahuan modern dan teknologi akan jauh tertinggal di
belakang, hampir tak terbayangkan, tanpa adanya formula Euler, rumus-rumusnya,
dan metodenya. Sekilas pandangan melirik indeks textbook matematika dan fisika
akan menunjukkan penjelasan-penjelasan ini sudut Euler (gerak benda keras);
kemantapan Euler (deret tak terbatas); keseimbangan Euler (hydrodinamika);
keseimbangan gerak Euler (dinamika benda keras); formula Euler (variabel
kompleks); penjumlahan Euler (rentetan tak ada batasnya), curve polygonal Eurel
(keseimbangan diferensial); pendapat Euler tentang keragaman fungsi
(keseimbangan diferensial sebagian); transformasi Euler (rentetan tak
terbatas); hukum Bernoulli-Euler (teori elastisitis); formula Euler-Fourier
(rangkaian trigonometris); keseimbangan Euler-Lagrange (variasi kalkulus,
mekanika); dan formula Euler-Maclaurin (metode penjumlahan) itu semua
menyangkut sebagian yang penting-penting saja.
Dari sudut ini, pembaca mungkin
bertanya-tanya kenapa Euler tidak dapat tempat lebih tinggi dalam daftar urutan
buku ini. Alasan utama ialah, meskipun dia dengan brilian dan sukses
menunjukkan betapa hukum-hukum Newton dapat diterapkan, Euler tak pernah
menemukan prinsip-prinsip ilmiah sendiri. Itu sebabnya mengapa tokoh-tokoh
seperti Becquerel, Rontgen, dan Gregor Mendel, yang masing-masing menemukan
dasar baru fenomena dan prinsip ilmiah, ditempatkan di urutan lebih atas
ketimbang Euler. Tetapi, bagaimanapun juga, sumbangan Euler terhadap, dunia
ilmu, terhadap bidang rekayasa dan matematika, bukan alang kepalang besarnya.
KESIMPULAN
Di abad
ke-17 Swiss punya seorang matematikus dan ahli fisika yang teramat brilian dan
ilmuwan terkemuka sepanjang masa. Orang itu Leonhard Euler. Hasil karyanya
mempengaruhi penggunaan semua bidang fisika dan di banyak bidang rekayasa.
Dia menulis 32 buku lengkap, banyak
diantaranya terdiri dari dua jilid, beratus-ratus artikel tentang matematika
dan ilmu pengetahuan. Orang bilang, kumpulan tulisan-tulisan ilmiahnya terdiri
dari lebih 70 jilid. Kegeniusan Euler memperkaya hampir segala segi matematika
murni maupun matematika siap pakai, dan sumbangannya terhadap matematika fisika
hampir tak ada batasnya untuk penggunaan.
Euler khusus ahli
mendemonstrasikan bagaimana hukum-hukum umum mekanika, yang telah dirumuskan di
abad sebelumnya oleh Isaac Newton, dapat digunakan dalam jenis situasi fisika
tertentu yang terjadi berulang kali.
Euler juga
menggunakan bakatnya dalam hal analisa matematika tentang permasalahan
astronomi, khusus menyangkut soal "tiga-badan" yang berkaitan dengan
masalah bagaimana matahari, bumi, dan bulan bergerak di bawah gaya berat mereka
masing-masing yang sama.
5.
MAX PLANCK 1858 – 1947
Bulannya Desember,
tahunnya 1900. Dunia ilmu terperanjat dan terlompat dari tempat duduknya. Apa
yang terjadi? Seorang ahli fisika Jerman, Max Planck, umumkan dia punya
hipotesa yang berani. Dia bilang radiant energi (energi gelombang cahaya)
tidaklah mengalir dalam arus yang kontinyu, tetapi terdiri dari
potongan-potongan yang disebutnya quanta. Hipotesa Planck yang bertentangan
dengan teori klasik tentang cahaya dan elektro magnetik ini merupakan titik
mula dari teori kuantum yang sejak itu merevolusionerkan bidang fisika dan
menyuguhkan kita pengertian yang lebih mendalam tentang alam benda dan radiasi.
Dilahirkan tahun 1858
di kota Kiel, Jerman, dia belajar di Universitas Berlin dan Munich, peroleh
gelar Doktor dalam ilmu fisika dengan summa cum laude dari Universitas Munich
selagi berumur baru dua puluh satu tahun. Sebentar dia mengajar di Universitas
Munich, kemudian di Universitas Kiel. Di tahun 1889 dia jadi mahaguru
Univeristas Berlin sampai pensiunnya tiba tatkala usianya mencapai tujuh puluh.
Itu tahun 1928.
Planck, seperti halnya ilmuwan lain, tertarik dengan “radiasi kuantitas gelap,” julukan buat radiasi elektromagnetik dikeluarkan oleh obyek gelap sempurna apabila dipanaskan. (Suatu obyek gelap sempurna dijelaskan sebagai sesuatu yang tidak memantulkan cahaya, tetapi sepenuhnya menyerap semua cahaya yang jatuh di atasnya). Percobaan-percobaan para ahli fisika telah membuat ukuran yang hati-hati perihal radiasi yang dikeluarkan oleh obyek itu bahkan sebelum Planck bekerja dalam masalah itu. Hasil karya Planck pertama adalah penemuannya dalam hal formula secara aljabar yang ruwet yang dengan tepat menggambarkan “radiasi kuantitas gelap.” Formula ini yang kerap digunakan dalam teori fisika sekarang dengan rapi meringkas data-data percobaan. Tetapi ada satu masalah: hukum fisika yang sudah diterima meramalkan adanya suatu formula yang samasekali berbeda.
Planck, seperti halnya ilmuwan lain, tertarik dengan “radiasi kuantitas gelap,” julukan buat radiasi elektromagnetik dikeluarkan oleh obyek gelap sempurna apabila dipanaskan. (Suatu obyek gelap sempurna dijelaskan sebagai sesuatu yang tidak memantulkan cahaya, tetapi sepenuhnya menyerap semua cahaya yang jatuh di atasnya). Percobaan-percobaan para ahli fisika telah membuat ukuran yang hati-hati perihal radiasi yang dikeluarkan oleh obyek itu bahkan sebelum Planck bekerja dalam masalah itu. Hasil karya Planck pertama adalah penemuannya dalam hal formula secara aljabar yang ruwet yang dengan tepat menggambarkan “radiasi kuantitas gelap.” Formula ini yang kerap digunakan dalam teori fisika sekarang dengan rapi meringkas data-data percobaan. Tetapi ada satu masalah: hukum fisika yang sudah diterima meramalkan adanya suatu formula yang samasekali berbeda.
Planck berkecimpung
dalam-dalam terhadap soal ini dan akhirnya tampil dengan teori baru yang
radikal: energi radiant cuma keluar pada pergandaan yang tepat dari unit
elementer yang disebut Planck “kuantum”. Menurut teori Planck, ukuran kuantum
cahaya tergantung pada frekuensi cahaya (misalnya pada warnanya), dan juga
berimbang dengan kuantitas fisik yang oleh Planck diringkas dengan “h”, tetapi
sekarang disebut “patokan Planck.” Hipotesa Planck amatlah berlawanan dengan
apa yang jadi konsep umum fisika. Tetapi, dengan penggunaan ini dia mampu
menemukan keaslian teoritis yang tepat daripada formula yang benar tentang
“radiasi kuantitas gelap.”
Teori Planck begitu
revolusioner, yang tak syak lagi bisa dianggap suatu gagasan eksentrik kalau
saja Planck bukan seorang ahli fisika yang mantap dan konservatif. Kendati
hipotesanya terdengar aneh, dalam soal khusus ini jelas merupakan penuntun ke
arah formula yang benar.
Pada mulanya, umumnya
ahli fisika (termasuk Planck sendiri) melihat hipotesanya sebagai tak lain dari
sebuah fiksi matematik yang cocok. Sesudah beberapa tahun, hal itu berubah
sehingga konsepsi Planck tentang kuantum dapat digunakan untuk pelbagai
fenomena fisik selain untuk “radiasi kuantitas gelap.” Einstein menggunakan
konsep ini di tahun 1905 dalam rangka menjelaskan efek fotoelektrika, dan Niels
Bohr menggunakannya di tahun 1913 dalam teorinya tentang struktur atom.
Menjelang tahun 1918 tatkala Planck peroleh Hadiah Nobel, jelaslah sudah bahwa
hipotesanya pada dasarnya benar dan itu mempunyai arti penting yang fundamental
dalam teori fisika.
Sikap anti Nazi
Planck yang keras membuat kedudukannya berabe di masa pemerintahan Hitler. Anak
laki-lakinya dihukum mati di awal tahun 1945 akibat peranannya dalam komplotan
para perwira yang punya rencana membunuh Hitler. Planck sendiri mati tahun
1947, pada umur delapan puluh sembilan tahun.
Perkembangan mekanika
kuantum mungkin yang paling penting dari perkembangan ilmu pengetahuan dalam
abad ke-20, lebih penting ketimbang teori relativitas Einstein. Patokan “h”
Planck memegang peranan penting dalam teori fisika dan sekarang dihimpun jadi
dua atau tiga patokan fisika paling dasar. Patokan itu muncul dalam teori
struktur atom, dalam prinsip “ketidakpastian” Heisenberg, dalam teori radiasi
dan dalam banyak lagi formula ilmiah. Perkiraan pertama Planck mengenai nilai
jumlah adalah dalam batas perhitungan 2% yang diterima sekarang.
Planck umumnya
dianggap bapak mekanika kuantum. Kendati dia memainkan peranan tak seberapa
dalam perkembangan teori selanjutnya, adalah keliru mengecilkan arti Planck.
Jalan mula yang disuguhkannya sungguh penting. Dia membebaskan pikiran orang
dari anggapan-anggapan keliru yang ada sebelumnya, dan dia memungkinkan
orang-orang sesudahnya menyusun teori yang jauh lebih jernih daripada yang
sekarang kita miliki.
KESIMPULAN
Bulannya Desember,
tahunnya 1900. Seorang ahli fisika Jerman, Max Planck, umumkan hipotesa yaitu radiant
energi (energi gelombang cahaya) tidaklah mengalir dalam arus yang kontinyu,
tetapi terdiri dari potongan-potongan yang disebutnya quanta. Hipotesa Planck
yang bertentangan dengan teori klasik tentang cahaya dan elektro magnetik ini
merupakan titik mula dari teori kuantum yang sejak itu merevolusionerkan bidang
fisika dan menyuguhkan kita pengertian yang lebih mendalam tentang alam benda
dan radiasi.
Dilahirkan tahun 1858
di kota Kiel, Jerman, dia belajar di Universitas Berlin dan Munich, peroleh
gelar Doktor dalam ilmu fisika dengan summa cum laude dari Universitas Munich
selagi berumur baru dua puluh satu tahun. Sebentar dia mengajar di Universitas
Munich, kemudian di Universitas Kiel. Di tahun 1889 dia jadi mahaguru
Univeristas Berlin sampai pensiunnya tiba tatkala usianya mencapai tujuh puluh.
6.
ALBERT EINSTEIN 1879–1955
Albert Einstein (14 Maret 1879–18 April 1955)
adalah seorang ilmuwan fisika teoretis yang dipandang luas sebagai ilmuwan
terbesar dalam abad ke-20. Dia mengemukakan teori relativitas dan juga banyak
menyumbang bagi pengembangan mekanika kuantum, mekanika
statistik, dan kosmologi. Dia dianugerahi Penghargaan
Nobel dalam Fisika pada tahun 1921 untuk penjelasannya tentang efek fotoelektrik dan "pengabdiannya bagi Fisika
Teoretis".
Setelah teori relativitas umum dirumuskan, Einstein menjadi
terkenal ke seluruh dunia, pencapaian yang tidak biasa bagi seorang ilmuwan. Di
masa tuanya, keterkenalannya melampaui ketenaran semua ilmuwan dalam sejarah,
dan dalam budaya populer, kata Einstein dianggap
bersinonim dengan kecerdasan atau bahkan jenius. Wajahnya merupakan salah satu
yang paling dikenal di seluruh dunia.
Pada tahun 1999,
Einstein dinamakan "Tokoh Abad Ini" oleh majalah Time. Kepopulerannya juga membuat nama
"Einstein" digunakan secara luas dalam iklan dan barang dagangan
lain, dan akhirnya "Albert Einstein" didaftarkan sebagai merk dagang.
Untuk menghargainya,
sebuah satuan dalam fotokimia dinamai einstein, sebuah unsur kimia
dinamai einsteinium, dan sebuah asteroid dinamai 2001 Einstein.
Biografi
a.
Masa
Muda dan Universitas
Einstein
dilahirkan di Ulm di Württemberg, Jerman;
sekitar 100 km sebelah timur Stuttgart. Bapaknya bernama Hermann
Einstein, seorang penjual ranjang bulu yang kemudian menjalani pekerjaan
elektrokimia, dan ibunya bernama Pauline. Mereka menikah di Stuttgart-Bad
Cannstatt. Keluarga mereka keturunan Yahudi; Albert disekolahkan di sekolah Katholik dan atas keinginan ibunya dia diberi
pelajaran biola.
Pada umur
lima tahun, ayahnya menunjukkan kompas kantung, dan Einstein menyadari bahwa
sesuatu di ruang yang "kosong" ini beraksi terhadap jarum di kompas
tersebut; dia kemudian menjelaskan pengalamannya ini sebagai salah satu saat yang
paling menggugah dalam hidupnya. Meskipun dia membuat model
dan alat mekanik sebagai hobi, dia dianggap sebagai pelajar yang lambat,
kemungkinan disebabkan oleh dyslexia, sifat pemalu, atau karena struktur yang jarang dan tidak biasa pada
otaknya (diteliti setelah kematiannya). Dia kemudian diberikan penghargaan
untuk teori relativitasnya karena kelambatannya ini, dan berkata dengan
berpikir dalam tentang ruang dan waktu dari anak-anak lainnya, dia mampu
mengembangkan kepandaian yang lebih berkembang. Pendapat lainnya, berkembang
belakangan ini, tentang perkembangan mentalnya adalah dia menderita Sindrom
Asperger, sebuah kondisi yang berhubungan dengan autisme.
Einstein
mulai belajar matematika pada umur dua belas tahun. Ada gosip
bahwa dia gagal dalam matematika dalam jenjang pendidikannya, tetapi ini tidak
benar; penggantian dalam penilaian membuat bingung pada tahun berikutnya. Dua
pamannya membantu mengembangkan ketertarikannya terhadap dunia intelek pada
masa akhir kanak-kanaknya dan awal remaja dengan memberikan usulan dan buku
tentang sains dan matematika.
Pada
tahun 1894, dikarenakan kegagalan bisnis elektrokimia ayahnya, Einstein pindah
dari Munich ke Pavia, Italia (dekat kota Milan).
Albert tetap tinggal untuk menyelesaikan sekolah, menyelesaikan satu semester
sebelum bergabung kembali dengan keluarganya di Pavia.
Kegagalannya
dalam seni liberal dalam tes masuk Eidgenössische
Technische Hochschule (Institut Teknologi Swiss Federal, di Zurich)
pada tahun berikutnya adalah sebuah langkah mundur dia oleh keluarganya dikirim
ke Aarau, Swiss, untuk menyelesaikan sekolah menengahnya, di mana dia menerima
diploma pada tahun 1896, Einstein beberapa kali mendaftar di Eidgenössische
Technische Hochschule. Pada tahun berikutnya dia melepas kewarganegaraan Württemberg, dan menjadi tak bekewarganegaraan.
Pada
1898, Einstein menemui dan jatuh cinta kepada Mileva Marić, seorang Serbia yang
merupakan teman kelasnya (juga teman Nikola Tesla). Pada tahun 1900, dia
diberikan gelar untuk mengajar oleh Eidgenössische Technische Hochschule
dan diterima sebagai warga negar Swiss pada 1901. Selama masa ini Einstein
mendiskusikan ketertarikannya terhadap sains kepada teman-teman dekatnya,
termasuk Mileva. Dia dan Mileva memiliki seorang putri bernama Lieserl, lahir
dalam bulan Januari tahun 1902. Lieserl Einstein, pada waktu itu, dianggap
tidak legal karena orang tuanya tidak menikah.
b.
Kerja
dan Gelar Doktor
Pada saat kelulusannya Einstein tidak dapat
menemukan pekerjaan mengajar, keterburuannya sebagai orang muda yang mudah membuat
marah professornya. Ayah seorang teman kelas menolongnya mendapatkan pekerjaan
sebagai asisten teknik pemeriksa di Kantor Paten Swiss pada tahun 1902. Di
sana, Einstein menilai aplikasi paten penemu untuk alat yang memerlukan
pengetahuan fisika. Dia juga belajar menyadari pentingnya aplikasi dibanding
dengan penjelasan yang buruk, dan belajar dari direktur bagaimana
"menjelaskan dirinya secara benar". Dia kadang-kadang membetulkan
desain mereka dan juga mengevaluasi kepraktisan hasil kerja mereka.
Einstein
menikahi Mileva pada 6 Januari 1903. Pernikahan Einstein dengan Mileva, seorang
matematikawan. Pada 14 Mei 1904, anak pertama dari pasangan ini, Hans Albert
Einstein, lahir. Pada 1904, posisi Einstein di Kantor Paten Swiss menjadi
tetap. Dia mendapatkan gelar doktor setelah
menyerahkan thesis "Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen"
("On a new determination of molecular dimensions") pada tahun
1905 dari Universitas Zürich.
Di
tahun yang sama dia menulis empat artikel yang memberikan dasar fisika modern,
tanpa banyak sastra sains yang dapat ia tunjuk atau
banyak kolega dalam sains yang dapat ia diskusikan tentang teorinya. Banyak
fisikawan setuju bahwa ketiga thesis itu (tentang gerak
Brownian), efek fotolistrik, dan relativitas khusus) pantas mendapat
Penghargaan Nobel. Tetapi hanya thesis tentang efek fotoelektrik yang
mendapatkan penghargaan tersebut. Ini adalah sebuah ironi, bukan hanya karena
Einstein lebih tahu banyak tentang relativitas, tetapi juga karena efek
fotoelektrik adalah sebuah fenomena kuantum, dan Einstein menjadi terbebas dari
jalan dalam teori kuantum. Yang membuat thesisnya luar biasa adalah, dalam
setiap kasus, Einstein dengan yakin mengambil ide dari teori fisika ke
konsekuensi logis dan berhasil menjelaskan hasil eksperimen yang membingungkan
para ilmuwan selama beberapa dekade.
Dia
menyerahkan thesis-thesisnya ke "Annalen der Physik". Mereka
biasanya ditujukan kepada "Annus Mirabilis Papers"
(dari Latin: Tahun luar biasa). Persatuan Fisika Murni dan Aplikasi (IUPAP) merencanakan untuk merayakan 100 tahun publikasi
pekerjaan Einstein di tahun 1905 sebagai Tahun Fisika 2005.
c.
Gerakan
Brown
Di
artikel pertamanya di tahun 1905 bernama "On the Motion—Required by the
Molecular Kinetic Theory of Heat—of Small Particles Suspended in a Stationary
Liquid", mencakup penelitian tentang gerakan Brownian.
Menggunakan teori kinetik cairan yang pada saat itu
kontroversial, dia menetapkan bahwa fenomena, yang masih kurang penjelasan yang
memuaskan setelah beberapa dekade setelah ia pertama kali diamati, memberikan
bukti empirik (atas dasar pengamatan dan eksperimen) kenyataan pada atom. Dan
juga meminjamkan keyakinan pada mekanika statistika, yang pada saat itu juga
kontroversial.
Sebelum
thesis ini, atom dikenal sebagai konsep yang berguna, tetapi fisikawan dan
kimiawan berdebat dengan sengit apakah atom itu benar-benar suatu benda yang
nyata. Diskusi statistik Einstein tentang kelakuan atom memberikan pelaku
eksperimen sebuah cara untuk menghitung atom hanya dengan melihat melalui mikroskop
biasa. Wilhelm Ostwald, seorang pemimpin sekolah
anti-atom, kemudian memberitahu Arnold Sommerfeld bahwa
ia telah berkonversi kepada penjelasan komplit Einstein tentang gerakan Brown.
KESIMPULAN
Albert Einstein (14 Maret 1879–18 April 1955)
adalah seorang ilmuwan fisika teoretis yang dipandang luas sebagai ilmuwan
terbesar dalam abad ke-20. Dia mengemukakan teori relativitas dan juga banyak
menyumbang bagi pengembangan mekanika kuantum, mekanika
statistik, dan kosmologi. Dia dianugerahi Penghargaan
Nobel dalam Fisika pada tahun 1921 untuk penjelasannya tentang efek fotoelektrik dan "pengabdiannya bagi Fisika
Teoretis".
Pada tahun 1999,
Einstein dinamakan "Tokoh Abad Ini" oleh majalah Time. Kepopulerannya juga membuat nama
"Einstein" digunakan secara luas dalam iklan dan barang dagangan
lain, dan akhirnya "Albert Einstein" didaftarkan sebagai merk dagang.
Einstein dilahirkan
di Ulm di Württemberg, Jerman; sekitar 100 km
sebelah timur Stuttgart. Bapaknya bernama Hermann Einstein,
seorang penjual ranjang bulu yang kemudian menjalani pekerjaan elektrokimia,
dan ibunya bernama Pauline. Mereka menikah di Stuttgart-Bad Cannstatt. Keluarga
mereka keturunan Yahudi; Albert disekolahkan di sekolah Katholik
dan atas keinginan ibunya dia diberi pelajaran biola.
Einstein mulai
belajar matematika pada umur dua belas tahun. Pada tahun 1894, dikarenakan
kegagalan bisnis elektrokimia ayahnya, Einstein pindah dari Munich ke Pavia, Italia (dekat kota Milan). Albert
tetap tinggal untuk menyelesaikan sekolah, menyelesaikan satu semester sebelum
bergabung kembali dengan keluarganya di Pavia.
Di artikel pertamanya
di tahun 1905 bernama "On the Motion—Required by the Molecular Kinetic
Theory of Heat—of Small Particles Suspended in a Stationary Liquid",
mencakup penelitian tentang gerakan Brownian.
Menggunakan teori kinetik cairan yang pada saat itu
kontroversial, dia menetapkan bahwa fenomena, yang masih kurang penjelasan yang
memuaskan setelah beberapa dekade setelah ia pertama kali diamati, memberikan
bukti empirik (atas dasar pengamatan dan eksperimen) kenyataan pada atom. Dan
juga meminjamkan keyakinan pada mekanika statistika, yang pada saat itu juga
kontroversial.
7. WERNER HEISENBERG 1901-1976
Ke tangan siapa Hadiah
Nobel untuk bidang fisika jatuh di tahun 1932? Ke tangan Werner Heisenberg,
ahli fisika Jerman. Tak ada orang dapat Hadiah Nobel tanpa sebab-sebab yang
jelas. Dan sebab itu pun mesti luar biasa. Kalau sekedar penemu sih banyak, dan
rasanya sulit hadiah itu dikantonginya. Kenapa bisa Heisenberg? Karena kreasi
dan penemuannya dalam bidang "kuantum mekanika." Ini bukan barang
sembarangan. Ini salah satu prestasi penting dalam seluruh sejarah ilmu
pengetahuan.
Mekanika --tiap orang
mafhum belaka-- adalah cabang itmu fisika yang berhubungan dengan hukum-hukum
umum ihwal gerak sesuatu benda. Dan bukan cabang sembarangan cabang, melainkan
cabang yang punya bobot fundamental dalam dunia ilmu pengetahuan.
Sejalan dengan
kemajuan bertambah, kebutuhan pun meningkat. Yang dirasa cukup hari ini akan
terasa kurang besoknya. Tak kecuali dalam hal mekanika. Pada tahun-tahun
permulaan abad ke-20 sudah mulai terasa dan makin lama makin nyata betapa hukum
yang berlaku di bidang mekanika tak mampu menjangkau dan memaparkan tingkah
laku partikel yang teramat kecil seperti atom, apalagi partikel sub atom.
Apabila hukum lama yang sudah diterima umum dapat memecahkan permasalahan
dengan sempurna sepanjang menghadapi ihwal benda makroskopik (benda yang jauh
lebih besar ketimbang atom) tidaklah demikian halnya jika berhadapan dengan
benda yang teramat lebih kecil. Ini bukan saja membikin pusing kepala tetapi
sekaligus juga teka-teki yang tak terjawab.
Di tahun 1925 Werner
Heisenberg mengajukan rumus baru di bidang fisika, suatu rumus yang teramat
sangat radikal, jauh berbeda dalam pokok konsep dengan rumus klasik Newton.
Teori rumus baru ini --sesudah mengalami beberapa perbaikan oleh orang-orang
sesudah Heisenberg--sungguh-sungguh berhasil dan cemerlang. Rumus itu hingga
kini bukan cuma diterima melainkan digunakan terhadap semua sistem fisika, tak
peduli yang macam apa dan dari yang ukuran bagaimanapun.
Dapat dibuktikan
secara matematik, sepanjang pengamatan hanya dengan menggunakan sistem
makroskopik melulu, perkiraan kuantum mekanika berbeda dengan mekanika klasik
dalam jumlah yang terlampau kecil untuk diukur. (Atas dasar alasan ini,
mekanika klasik --yang secara matematik lebih sederhana daripada kuanturn
mekanika-- masih dapat dipakai untuk kebanyakan perhitungan ilmiah). Tetapi,
bilamana berurusan dengan sistem dimensi atom, perkiraan tentang kuantum
mekanika berbeda besar dengan mekanika klasik. Percobaan-percobaan membuktikan
bahwa perkiraan mengenai kuantum mekanika adalah benar.
Salah satu
konsekuensi dari teori Heisenberg adalah apa yang terkenal --dengan rumus
"prinsip ketidakpastian" yang dirumuskannya sendiri di tahun 1927.
Prinsip itu umumnya dianggap salah satu prinsip yang paling mendalam di bidang
ilmiah dan paling punya daya jangkau jauh. Dalam praktek, apa yang diterapkan
lewat penggunaan "prinsip ketidakpastian" ini adalah mengkhususkan
batas-batas teoritis tertentu terhadap kesanggupan kita membuat ukuran-ukuran
ilmiah. Akibat serta pengaruh dari sistem ini sangat dahsyat. Apabila hukum
dasar fisika menghambat seorang ilmuwan --bahkan dalam keadaan yang ideal
sekalipun-- mendapatkan pengetahuan yang cermat dari suatu penyelidikan, ini
disebabkan karena sifat-sifat masa depan dari sistem itu tidak sepenuhnya bisa
diramalkan. Menurut "prinsip ketidakpastian," tak akan ada perbaikan
pada peralatan ukur kita yang akan mengijinkan kita mengungguli kesulitan, ini.
"Prinsip
ketidakpastian" ini menjamin bahwa fisika, dalam keadaannya yang lumrah,
tak sanggup membikin lebih dari sekedar dugaan-dugaan statistik. Seorang ilmuwan
yang menyelidiki radioaktivitas, misalnya, mungkin mampu menduga bahwa satu
dari setriliun atom radium, dua juta akan mengeluarkan sinar gamma dalam waktu
sehari sesudahnya.
Tetapi, Heisenberg
sendiri tidak bisa menaksir apakah ada atom radium yang khusus yang akan
berbuat begitu. Dalam banyak hal yang praktis, ini bukannya satu pembatasan
yang ketat. Bilamana menyangkut jumlah besar, metoda statistik sering mampu
menyuguhkan basis pijakan yang dapat dipercaya untuk sesuatu langkah. Tetapi,
jika menyangkut jumlah dari ukuran kecil, soalnya jadi lain. Di sini
"prinsip ketidakpastian" memaksa kita menghindar dari gagasan
sebab-akibat fisika yang ketat. Ini mengedepankan suatu perubahan yang amat
mendasar dalam pokok filosofi ilmiah. Begitu mendasarnya sampai-sampai ilmuwan
besar Einstein tak pernah mau terima prinsip ini. "Saya tidak
percaya," suatu waktu Einstein berkata, "bahwa Tuhan main-main dengan
kehancuran alam semesta."
Tetapi, ini pada
hakekatnya sebuah pertanda bahwa ahli-ahli fisika yang paling modern merasa
perlu menerimanya.
Jelaslah sudah, dari
sudut teori kuantum, dan pada tingkat lebih lanjut bahkan lebih besar dari
"teori relativitas," telah merombak konsep dasar kita tentang dunia
fisik. Tetapi, konsekuensi teori ini tidaklah semata bersifat filosofis.
Diantara penggunaan
praktisnya, dapat dilihat pada peralatan modern seperti mikroskop elektron,
laser dan transistor. Teori kuantum juga secara luas digunakan dalam bidang
fisika nuklir dan tenaga atom. Ini membentuk dasar pengetahuan kita tentang
bidang "spectroscopy" (alat memprodusir dan meneliti spektra cahaya),
dan ini digunakan secara luas di sektor astronomi dan kimia. Dan juga
dimanfaatkan dalam penyelidikan teoritis dalam masalah yang topiknya beraneka
ragam seperti kualitas khusus cairan belium, dasar susunan intern
binatang-binatang, daya penambahan kekuatan magnit, dan radio aktivitas.
Werner Heisenberg
lahir di Jerman tahun 1901. Dia terima gelar doktor dalam bidang fisika
teoritis dari universitas Munich tahun 1923. Dari tahun 1924 sampai 1927 dia
kerja di Kopenhagen bersama ahli fisika besar Denmark, Niels Bohr. Kertas kerja
penting pertamanya tentang ihwal kuantum mekanika diterbitkan tahun 1925 dan
rumusnya tentang "prinsip ketidakpastian" keluar tahun 1927.
Heisenberg meninggal tahun 1976 dalam usia tujuh puluh empat tahun. Dia hidup
bersama isteri dan tujuh anak.
Dari sudut arti
penting kuantum mekanika, para pembaca mungkin heran apa sebab Heisenberg tidak
ditempatkan lebih tinggi dari nomornya sekarang. Tetapi perlu diingat, Heisenberg
bukanlah satu-satunya ilmuwan penting yang berhubungan dengan pengembangan
kuantum mekanika. Sumbangan pikiran penting telah diberikan oleh beberapa
pendahulu yang tenar seperti Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, dan
ilmuwan Perancis Louis Broglie. Sebaris tambahan masih bisa ditulis di sini
seperti ilmuwan Austria Erwin Schrodinger, ahli Inggris P.A.M. Dirac. Semua
mereka ini turut memberi sumbangan yang amat membantu bagi teori kuanturn pada
tahun-tahun tak lama sesudah Heisenberg menerbitkan kertas kerjanya yang
bermakna besar laksana sperma buat kesuburan ilmu pengetahuan. Namun begitu,
saya pikir Heisenberg-lah tokoh yang paling utama dalam pengembangan mekanika
kuantum ini dan atas dasar itulah dia layak diberi tempat urutan tinggi dalam
buku ini.
KESIMPULAN
Hadiah Nobel untuk
bidang fisika jatuh di tahun 1932 jatuh ke tangan Werner Heisenberg, ahli
fisika Jerman. Karena kreasi dan penemuannya dalam bidang "kuantum
mekanika.". Di tahun 1925 Werner Heisenberg mengajukan rumus baru di
bidang fisika, suatu rumus yang teramat sangat radikal, jauh berbeda dalam
pokok konsep dengan rumus klasik Newton. Salah satu konsekuensi dari teori
Heisenberg adalah apa yang terkenal --dengan rumus "prinsip
ketidakpastian" yang dirumuskannya sendiri di tahun 1927. Dalam praktek,
apa yang diterapkan lewat penggunaan "prinsip ketidakpastian" ini
adalah mengkhususkan batas-batas teoritis tertentu terhadap kesanggupan kita
membuat ukuran-ukuran ilmiah.
Diantara penggunaan
praktisnya, dapat dilihat pada peralatan modern seperti mikroskop elektron,
laser dan transistor. Teori kuantum juga secara luas digunakan dalam bidang
fisika nuklir dan tenaga atom. Ini membentuk dasar pengetahuan kita tentang
bidang "spectroscopy" (alat memprodusir dan meneliti spektra cahaya),
dan ini digunakan secara luas di sektor astronomi dan kimia.
8. PAUL DIRAC 1902 – 1984
Lebih dari seratus tahun yang lalu, tepatnya
pada 8 Agustus 1902, lahirlah seorang anak yang diberi nama Paul Andrien
Maurice Dirac di Bristol Inggris. Siapa sangka di kemudian hari anak yang
bernama Paul Dirac ini akan menjadi fisikawan besar Inggris yang namanya dapat
disejajarkan dengan Newton, Thomson, dan Maxwell. Melalui teori kuantumnya yang
menjelaskan tentang elektron, Dirac menjelma menjadi fisikawan ternama di dunia
dan namanya kemudian diabadikan bagi persamaan relativistik yang
dikembangkannya yaitu persamaan Dirac. Tulisan ini dibuat untuk mengenang
kembali perjalanan kariernya yang cemerlang dalam bidang fisika teori.
Dirac kecil tumbuh dan besar di
Bristol. Ayahnya yang berasal dari Swiss bernama Charles lahir di kota Monthey
dekat Geneva pada tahun 1866 dan kemudian pindah ke Bristol Inggris, untuk
menjadi guru bahasa Prancis di Akademi Teknik Merchant Venturers. Ibunya
bernama Florence Holten, wanita yang lahir di Liskeard pada tahun 1878 dan
menjadi pustakawan di kota Bristol. Ayah dan Ibu Dirac menikah di Bristol pada
tahun 1899 dan memiliki tiga orang, anak dua laki-laki (dimana Paul adalah yang
lebih muda) dan seorang perempuan. Setelah menyelesaikan pendidikan SMA dan
sekolah teknik, Paul Dirac melanjutkan studi di Jurusan teknik elektro
Universitas Bristol pada tahun 1918 untuk belajar menjadi insinyur teknik elektro.
Pilihannya ini diambil berdasarkan anjuran ayahnya yang menginginkan Paul
mendapatkan pekerjaan yang baik.
Dirac menyelesaikan kuliahnya dengan
baik, tetapi dia tidak mendapatkan pekerjaan yang cocok paska berkecamuknya
perang dunia pada saat itu. Keinginannya adalah pergi ke Universitas Cambridge
untuk meperdalam matematika dan fisika. Dia diterima di akademi St John
Cambridge pada tahun 1921, tetapi hanya ditawarkan beasiswa yang tidak memadai
untuk menyelesaikan kuliahnya. Untungnya dia sanggup mengambil kuliah
matematika terapan di Universitas Bristol selama dua tahun tanpa harus membayar
uang kuliah dan tetap dapat tinggal di rumah. Setelah itu pada tahun 1923 dia
berhasil mendapatkan beasiswa penuh di akademi St John dan dana penelitian dari
Departemen perindustrian dan sains, tetapi dana inipun belum bisa menutupi
jumlah biaya yang diperlukan untuk kuliah di Cambridge. Pada akhirnya Paul
Dirac berhasil mewujudkan keinginannya kuliah di Akademi St John karena adanya
permintaan dari pihak universitas. Di Cambridge Paul Dirac mengerjakan semua
pekerjaan sepanjang hidupnya sejak kuliah paska sarjananya pada tahun 1923
sampai pensiun sebagai profesor (lucasian professor) pada tahun 1969. Dirac
membuktikan bahwa dirinya pantas mendapatkan beasiswa yang diberikan pihak
universitas untuk kuliah di Cambridge.
Pada tanggal 20 oktober 1984 Paul
Dirac meninggal dunia pada usia 82 tahun, sebagai peraih hadiah nobel fisika
tahun 1933 dan anggota British order of merit tahun 1973. Paul Dirac merupakan
fisikawan teoretis Inggris terbesar di abad ke-20. Pada tahun 1995 perayaan
besar diselenggarakan di London untuk mengenang hasil karyanya dalam fisika.
Sebuah monumen dibuat di Westminster Abbey untuk mengabadikan namanya dan hasil
karyanya, di mana di sini dia bergabung bersama sejumlah monumen yang sama yang
dibuat untuk Newton, Maxwell, Thomson, Green, dan fisikawan-fisikawan besar
lainnya. Pada monumen itu disertakan pula Persamaan Dirac dalam bentuk
relativistik yang kompak. Sebenarnya persamaan ini bukanlah persamaan yang
digunakan Dirac pada saat itu, tetapi kemudian persamaan ini digunakan oleh
mahasiswanya.
a.
Penemuan
yang monumental
Dirac mengukuhkan teori mekanika
kuantum dalam bentuk yang paling umum dan mengembangkan persamaan relativistik
untuk elektron, yang sekarang dinamakan menggunakan nama beliau yaitu persamaan
Dirac. Persamaan ini juga mengharuskan adanya keberadaan dari pasangan
antipartikel untuk setiap partikel misalnya positron sebagai antipartikel dari
elektron. Dia adalah orang pertama yang mengembangkan teori medan kuantum yang
menjadi landasan bagi pengembangan seluruh teori tentang partikel subatom atau
partikel elementer. Pekerjaan ini memberikan dasar bagi pemahaman kita tentang
gaya-gaya alamiah. Dia mengajukan dan menyelidiki konsep kutub magnet tunggal
(magnetic monopole), sebuah objek yang masih belum dapat dibuktikan
keberadaannya, sebagai cara untuk memasukkan simetri yang lebih besar ke dalam
persamaan medan elektromagnetik Maxwell. Paul Dirac melakukan kuantisasi medan
gravitasi dan membangun teori medan kuantum umum dengan konstrain dinamis, yang
memberikan landasan bagi terbentuknya Teori Gauge dan Teori Superstring,
sebagai kandidat Theory Of Everything, yang berkembang sekarang. Teori-teorinya
masih berpengaruh dan penting dalam perkembangan fisika hingga saat ini, dan
persamaan dan konsep yang dikemukakannya menjadi bahan diskusi di kuliah-kuliah
fisika teori di seluruh dunia.
Dirac bersama Heisenberg, dua orang
ysng berjasa dalam pengembangan fisika kuantum
Langkah awal menuju teori kuantum
baru dimulai oleh Dirac pada akhir September 1925. Saat itu, R H Fowler
pembimbing risetnya menerima salinan makalah dari Werner Heisenberg berisi
penjelasan dan pembuktian teori kuantum lama Bohr dan Sommerfeld, yang masih
mengacu pada prinsip korespondensi Bohr tetapi berubah persamaannya sehingga
teori ini mencakup secara langsung kuantitas observabel. Fowler mengirimkan
makalah Heisenberg kepada Dirac yang sedang berlibur di Bristol dan menyuruhnya
untuk mempelajari makalah itu secara teliti. Perhatian Dirac langsung tertuju
pada hubungan matematis yang aneh, pada saat itu, yang dikemukakan oleh
Heisenberg. Beberapa pekan kemudian setelah kembali ke Cambridge, Dirac
tersadar bahwa bentuk matematika tersebut mempunyai bentuk yang sama dengan
kurung poisson (Poisson bracket) yang terdapat dalam fisika klasik dalam
pembahasan tentang dinamika klasik dari gerak partikel. Didasarkan pada
pemikiran ini dengan cepat dia merumuskan ulang teori kuantum yang didasarkan
pada variabel dinamis non-komut (non-comuting dinamical variables). Cara ini
membawanya kepada formulasi mekanika kuantum yang lebih umum dibandingkan
dengan yang telah dirumuskan oleh fisikawan yang lain.
Pekerjaan
ini merupakan pencapaian terbaik yang dilakukan oleh Dirac yang menempatkannya
lebih tinggi dari fisikawan lain yang pada saat itu sama-sama mengembangkan
teori kuantum. Sebagai fisikawan muda yang baru berusia 25 tahun, dia cepat
diterima oleh komunitas fisikawan teoretis pada masa itu. Dia diundang untuk
berbicara di konferensi-konferensi yang diselenggarakan oleh komunitas fisika
teori, termasuk kongres Solvay pada tahun 1927 dan tergabung sebagai anggota
dengan hak-hak yang sama dengan anggota yang lain yang terdiri dari para pakar
fisika ternama dari seluruh dunia.
Formulasi
umum tentang teori kuantum yang dikembangkan oleh Dirac memungkinkannya untuk
melangkah lebih jauh. Dengan formulasi ini, dia mampu mengembangkan teori
transformasi yang dapat menghubungkan berbagai formulasi-formulasi yang berbeda
dari teori kuantum. Teori tranformasi menunjukkan bahwa semua formulasi
tersebut pada dasarnya memiliki konsekuensi fisis yang sama, baik dalam
persamaan mekanika gelombang Schrodinger maupun mekanika matriksnya Heisenberg.
Ini merupakan pencapaian yang gemilang yang membawa pada pemahaman dan kegunaan
yang lebih luas dari mekanika kuantum. Teori transformasi ini merupakan puncak
dari pengembangan mekanika kuantum oleh Dirac karena teori ini menyatukan
berbagai versi dari mekanika kuantum, yang juga memberikan jalan bagi pengembangan
mekanika kuantum selanjutnya. Di kemudian hari rumusan teori transformasi ini
menjadi miliknya sebagaimana tidak ada versi mekanika kuantum yang tidak
menyertainya. Bersama dengan teori transformasi, mekanika kuantum versi Dirac
disajikan dalam bentuk yang sederhana dan indah, dengan struktur yang
menunjukkan kepraktisan dan konsep yang elegan, namun berkaitan erat dengan
teori klasik. konsep ini menunjukkan kepada kita aspek baru dari alam semesta
yang belum pernah terbayangkan sebelumnya.
Karier cemerlang
Dirac sesungguhnya telah tampak ketika dia masih berada di tingkat sarjana.
Pada saat itu Dirac telah menyadari pentingnya teori relativitas khusus dalam
fisika, suatu teori yang menjadikan Einstein terkenal pada tahun 1905, yang
dipelajari Dirac dari kuliah yang dibawakan oleh C D Broad, seorang profesor
filsafat di Universitas Bristol. Sebagian besar makalah yang dibuat Dirac
sebagai mahasiswa paska sarjana ditujukan untuk menyajikan bentuk baru dari
rumusan yang sudah ada dalam literatur menjadi rumusan yang sesuai (kompatibel)
dengan relativitas khusus. Pada tahun 1927 Dirac berhasil mengembangkan teori
elektron yang memenuhi kondisi yang disyaratkan oleh teori relativitas khusus
dan mempublikasikan persamaan relativistik yang invarian untuk elektron pada
awal tahun 1928.
Persamaan Dirac
Sebagian fisikawan lain sebenarnya
memiliki pemikiran yang sama dengan apa yang dilakukan oleh Dirac, meskipun
demikian belum ada yang mampu menemukan persamaan yang memenuhi seperti apa
yang telah dicapai oleh Dirac. Dia memiliki argumen yang sederhana dan elegan
yang didasarkan pada tujuan bahwa teori tranformasinya dapat berlaku juga dalam
mekanika kuantum relativistik – sebuah argumen yang menspesifikasikan bentuk
umum dari yang harus dimiliki oleh persamaan relativistik ini, sebuah argumen
yang menjadi bagian yang belum terpecahkan bagi semua fisikawan. Teori
tranformasinya harus memuat persamaan yang tidak hanya berupa turunan waktu,
sementara asumsi relativitas mensyaratkan bahwa persamaannya harus juga dapat
linier di dalam turunan ruang. Persamaan Dirac merupakan salah satu persamaan
fisika yang paling indah. Profesor Sir Nevill Mott, mantan Direktur
Laboratorium Cavendish, baru-baru ini menulis,”persamaan ini bagi saya adalah
bagian fisika teori yang paling indah dan menantang yang pernah saya lihat
sepanjang hidup saya, yang hanya bisa dibandingkan dengan kesimpulan Maxwell
bahwa arus perpindahan dan juga medan elektromagnetik harus ada. Selain itu,
persamaan Dirac untuk elektron membawa implikasi penting bahwa elektron harus
mempunyai spin ½, dan momen magnetik eh/4pm menjadi benar dengan ketelitian
mencapai 0,1%.
Persamaan Dirac dan teori
elektronnya masih tetap relevan digunakan sampai sekarang. Perkiraan yang
dibuatnya telah dibuktikan dalam sistem atom dan molekul. Telah ditunjukkan
juga bahwa hal ini berlaku untuk partikel lain yang memiliki spin yang sama
dengan elektron seperti proton, hyperon dan partikel keluarga baryon lainnya.
konsep ini dapat diterapkan secara universal dan diketahui dengan baik oleh
para fisikawan dan kimiawan, sesuatu yang tidak seorangpun dapat membantahnya.
Melihat kenyataan ini, Dirac merasa sudah waktunya untuk menyatakan, ”teori
umum mekanika kuantum sudah lengkap sekarang …… hukum-hukum fisika yang yang
mendasari diperlukannya teori matematika dari bagian besar fisika dan
keseluruhan bagian dari kimia telah diketahui secara lengkap.”
b.
Indahnya
Fisika
Dirac menunjukkan kemudian bahwa
persamaannya ini mengandung implikasi yang tidak diharapkan bagi suatu
partikel. Persamaannya memperkirakan adanya antipartikel, seperti positron dan
antiproton yang bermuatan negatif, yaitu suatu objek yang saat ini sudah sangat
dikenal di laboratorium fisika energi tinggi. Menurut teorinya, semua partikel
memiliki antipartikel tertentu yang terkait dengannya. sebagian besar dari
antipartikel ini sekarang telah dibuktikan keberadaannya. Positron dan
antiproton adalah sebagian kecil dari antipartikel yang sudah sangat dikenal,
keduanya dapat berada dalam kondisi stabil di ruang hampa, dan saat ini
digunakan secara luas dalam akselerator penumbuk partikel (collider
accelerator) yang dengannya fisikawan mempelajari fenomena yang terjadi dalam
fisika energi tinggi.
Dirac dan Persamaan Relativistiknya
Penting diungkapkan di sini
keindahan dari persamaan Dirac. Keindahan ini bisa jadi sulit dirasakan oleh
orang yang tidak terbiasa dengan rumus-rumus fisika, tetapi kenyataan ini tidak
akan dibantah oleh para fisikawan. Persamaan Dirac adalah salah satu penemuan
besar dalam sejarah fisika. Melalui pekerjaannya ini, Dirac memberikan
prinsip-prinsip dasar yang memuaskan dalam usaha untuk memahami alam semesta
kita. Melalui penemuannya ini nama Dirac akan dikenang selamanya sebagai salah
satu fisikawan besar. Suatu monumen telah dibangun untuknya atas jasanya
membimbing kita kepada pemahaman tentang salah satu aspek penting gaya dasar
yang terkandung di alam semesta yang kita diami ini.
Nama Dirac akan dimasukkan dalam
catatan sejarah fisika atas kontribusi yang diberikannya kepada dunia sains
khususnya fisika berupa dasar-dasar mekanika kuantum dan teori transformasi.
Penemuannya menempatkan Dirac di jajaran papan atas fisikawan teori sepanjang
masa – seorang jenius yang hebat dalam sejarah fisika.
KESIMPULAN
pada 8 Agustus 1902, lahirlah
seorang anak yang diberi nama Paul Andrien Maurice Dirac di Bristol Inggris.
Siapa sangka di kemudian hari anak yang bernama Paul Dirac ini akan menjadi
fisikawan besar Inggris yang namanya dapat disejajarkan dengan Newton, Thomson,
dan Maxwell. Melalui teori kuantumnya yang menjelaskan tentang elektron, Dirac
menjelma menjadi fisikawan ternama di dunia dan namanya kemudian diabadikan
bagi persamaan relativistik yang dikembangkannya yaitu persamaan Dirac. Tulisan
ini dibuat untuk mengenang kembali perjalanan kariernya yang cemerlang dalam
bidang fisika teori.
Dirac
mengukuhkan teori mekanika kuantum dalam bentuk yang paling umum dan
mengembangkan persamaan relativistik untuk elektron, yang sekarang dinamakan
menggunakan nama beliau yaitu persamaan Dirac. Persamaan ini juga mengharuskan
adanya keberadaan dari pasangan antipartikel untuk setiap partikel misalnya
positron sebagai antipartikel dari elektron. Dia adalah orang pertama yang
mengembangkan teori medan kuantum yang menjadi landasan bagi pengembangan
seluruh teori tentang partikel subatom atau partikel elementer.
Persamaan Dirac
Dia
memiliki argumen yang sederhana dan elegan yang didasarkan pada tujuan bahwa
teori tranformasinya dapat berlaku juga dalam mekanika kuantum relativistik –
sebuah argumen yang menspesifikasikan bentuk umum dari yang harus dimiliki oleh
persamaan relativistik ini,
9. RICHARD PHILIPS FEYNMAN
1918 - 1988
ADA dua jenis orang
jenius. Para jenius biasa yang melakukan sesuatu yang hebat, namun mereka pergi
dengan meyakinkan kita pun bisa melakukan hal serupa asal kerja keras. Lalu ada
penyihir, dan kita sulit mengerti bagaimana mereka melakukan hal-hal hebat tersebut.
Dan Feynman adalah penyihir.
Itulah ungkapan yang
dilontarkan Marc Kac, seorang matematikawan, terhadap koleganya Feynman. Pria
berdarah Yahudi ini dilahirkan pada 11 Mei 1918 di Far Rockaway, New York,
Amerika Serikat. Ayahnya seorang penjual pakaian seragam militer. Ia mendidik
Feynman dengan beraneka ragam ilmu pengetahuan alam. Hal ini ternyata memancing
sifat ingin tahu yang besar dari Feynman muda yang kemudian berperan besar
dalam kariernya kelak.
Saat berusia 12 tahun,
Feynman muda memiliki laboratorium yang dibuatnya sendiri. Dia membuat
percobaan listrik, membuat radio sederhana, sampai menjadi teknisi radio
panggilan amatir dalam laboratoriumnya. Tak hanya itu, dia juga bermain-main
dengan percobaan kimia sederhana. Bahan-bahannya diambil dari dedaunan dan
bumbu masak ibunya.
Selesai
menyelesaikan kuliah sarjananya di jurusan Fisika, Massachusetts Institute of
Technology (MIT) pada tahun 1939, Feynman meneruskan pendidikannya ke
Princeteon University. Di sanalah dia bertemu dan digembleng astro-fisikawan
terkenal, John Wheeler.
Ketika
Feynman menjadi pembicara saat seminar berkala (student seminar), tidak
tanggung-tanggung John Wheeler mengundang beberapa fisikawan tersohor saat itu
termasuk Albert Einstein. Kenyataannya Einstein pun datang dan ikut bertanya.
Feynman menyelesaikan jenjang S-3 dan meraih gelar Ph.D. pada tahun 1942.
a.
Penguraian inti atom
Selepas dari Princeton,
Feynman bergabung dengan Project Manhattan, projek pengembangan bom atom
pertama. Dia ditempatkan di Los Alamos untuk mengerjakan teori-teori penguraian
inti atom sebagai sumber energi bom atom. Di sana dia bertemu Hans Bethe
(peraih Nobel 1967) dan Robert Oppenheimer (Kepala projek di Los Alamos).
Selama di Los Alamos,
karakter keingintahuannya yang besar menyihir semua orang. Tidak hanya
kesuksesannya menyelesaikan banyak permasalahan dan membantu Amerika Serikat
membuat bom atom pertama, tapi juga keusilannya dalam memakai konsep-konsep
fisika dalam kehidupan sehari-hari.
Feynman terkenal sebagai
"tukang" buka kunci, laci, dan brangkas handal. Jendral Leslie
Groves, seorang militer yang memimpin projek di Los Alamos terpaksa
memerintahkan untuk mengganti semua brankas di kantor, karena ulah Feynman yang
sukses menjebol semua kunci tanpa merusaknya.
Andil Feynman sangat
besar dalam kesuksesan projek Manhattan. Setelah projek ini selesai, Feynman
menjadi rebutan banyak universitas untuk menjadi guru besar. Feynman memutuskan
untuk bergabung dengan Cornell University (1945 - 1950), kemudian pindah ke
California Institute of Technology (Caltech), dan tahun 1959 diangkat menjadi
Tolman professor of physics di universitas tersebut.
Kemampuannya menjelaskan
fisika yang rumit menjadi sangat sederhana dan indah, membuatnya terkenal dan
tersohor di kalangan ilmuwan. Pada tahun 1961, Feynman sempat menyediakan dirinya
mengajar ilmu fisika dasar untuk para mahasiswa baru tahun pertama. Kuliahnya
dihadiri tidak hanya dari mahasiswa sendiri, tapi juga oleh mahasiswa senior,
para peneliti, bahkan profesor.
Sumbangan terbesar
Feynman di dunia Fisika adalah di bidang Elektrodinamik Kuantum. Sebuah teori
kuantum yang menjelaskan interaksi cahaya dan materi (light-matter
interaction). Teori ini adalah teori kuantum tersukses sejauh ini, yang
kecocokannya dengan hasil eksperiman ibarat mengukur jarak Surabaya - Bandung
dengan ketelitian helaian rambut.
Teori Elektrodinamik
Kuantum dirintis pakar kuantum Paul Dirac, Werner Heisenberg, Wolf Pauli, dan
Enrico Fermi pada tahun 1920-an. Feynman berhasil menyelesaikan teori ini.
Selain itu, kontribusi
Feynman adalah "Diagram Feynman", yang menyingkatkan kalkulasi
berlembar-lembar menjadi sepotong diagram sederhana yang mudah
diinterpretasikan secara fisik. Diagram Feynman ini akhirnya dipakai secara
luas dalam mempelajari interaksi antarpartikel.
Diagram Feynman
menjelaskan, bagaimana dua elektron saling tolak-menolak ketika berdekatan
dengan mempertukarkan foton. Untuk idenya yang sangat brilian ini, Feynman
mendapatkan hadiah Nobel Fisika tahun 1965, bersama Julian Schwinger (Amerika
Serikat) dan Shinichiro Tomonaga (Jepang). Mereka bertiga berkontribusi sama
dalam Elektrodinamik Kuantum, tapi berbeda metoda matematikanya.
Tidak hanya itu, Feynman
juga bekontribusi pada beberapa area fisika lainnya. Sebut saja Teori Helium
Cair (bersama fisikawan Rusia, L.D. Landau), Teori Peluruhan Beta, Teori Parton
yang mengantarkan kita pada pemahaman Quark, dan juga terlibat pada perintisan
teknologi nano dan komputer kuantum.
b.
Fisika sebagai permainan
Tidak seperti fisikawan
lainnya yang begitu serius membidani fisika dan ilmu sains lainnya, Feynman
justu menjadikan fisika sebagai sebuah permainan yang mengasyikkan.
Keingintahuan yang tinggi dan kecintaannya bermain-main dengan fisika telah
melibatkannya dalam berbagai petualangan.
Petualangan yang sangat
inspriratif, seru, sekaligus usil terangkum dalam dua buku biografinya Surely
you are joking, Mr. Feynman (1985) dan What do you care what people
think (1989).
Feynman sempat
berprofesi sebagai penabuh gendang festival ketika menjadi profesor tamu di
University of Rio, Brazil. Dia juga berlatih menggambar dan beberapa karyanya
pernah dipublikasikan atas nama "Ofey". Petualangannya paling
terkenal adalah ketika berhasil memecahkan misteri meledaknya pesawat
ulang-alik Challenger pada tahun 1986.
Feynman mungkin bukan
yang paling pintar di zamannya, tapi dia sudah berhasil membuat fisika menjadi
ilmu yang menyenangkan. Cara dia memecahkan masalah dan menjelaskannya dalam
tulisan dan ceramahnya menjadi inspirasi ribuan fisikawan muda modern. Feynman
meninggal pada 15 Februari 1988, karena menderita kanker usus.
KESIMPULAN
ADA dua jenis orang
jenius. Para jenius biasa yang melakukan sesuatu yang hebat, namun mereka pergi
dengan meyakinkan kita pun bisa melakukan hal serupa asal kerja keras. Lalu ada
penyihir, dan kita sulit mengerti bagaimana mereka melakukan hal-hal hebat tersebut.
Dan Feynman adalah penyihir.
Itulah
ungkapan yang dilontarkan Marc Kac, seorang matematikawan, terhadap koleganya
Feynman. Pria berdarah Yahudi ini dilahirkan pada 11 Mei 1918 di Far Rockaway,
New York, Amerika Serikat. Ayahnya seorang penjual pakaian seragam militer. Ia
mendidik Feynman dengan beraneka ragam ilmu pengetahuan alam.
Saat berusia 12 tahun,
Feynman muda memiliki laboratorium yang dibuatnya sendiri. Dia membuat
percobaan listrik, membuat radio sederhana, sampai menjadi teknisi radio panggilan
amatir dalam laboratoriumnya. Teori Elektrodinamik Kuantum dirintis pakar
kuantum Paul Dirac, Werner Heisenberg, Wolf Pauli, dan Enrico Fermi pada tahun
1920-an. Feynman berhasil menyelesaikan teori ini. Feynman meninggal pada 15
Februari 1988, karena menderita kanker usus.
10. RAYMOND DAVIS JR., SIPENYABAR YANG MERAIH NOBEL 2002
Raymond Davis, Jr., pemenang Nobel
Fisika tahun 2002, merupakan ilmuwan pertama yang secara serius memelopori
penelitian tentang neutrino di matahari. Neutrino adalah partikel, yang
dipostulasikan oleh Wolfgang Pauli pada tahun 1930, yang selama puluhan tahun
dianggap tidak memiliki massa (ghostlike particles). Partikel-partikel neutrino
yang sangat sulit untuk dideteksi ini diperkirakan terbentuk dari reaksi-reaksi
nuklir (reaksi fusi) yang terjadi di bintang-bintang atau matahari (solar
neutrino).
Hujan neutrino di permukaan bumi
diperkirakan mencapai kecepatan milyaran partikel per detik. Penelitian yang
dilakukan Ray Davis ini berhasil menyumbangkan metode pendeteksian untuk
membuktikan keberadaan partikel neutrino dan melahirkan suatu bidang penelitian
baru yang sangat penting bagi dunia astrofisika, yaitu astronomi neutrino.
Davis dilahirkan di Washington, D.C.,
pada tanggal 14 Oktober 1914 (sekarang hampir berumur 90 tahun tetapi masih
tetap semangat lho..). Pada tahun 1937 ia mendapatkan gelar BS dari University
of Maryland yang kemudian dilengkapi dengan gelar MS di tempat yang sama pada
tahun 1940. Ia melanjutkan pendidikannya di Yale University dan mendapatkan
Ph.D. di bidang kimia fisika pada tahun 1942.
Davis kemudian bergabung dengan U.S.
Army Air Force selama empat tahun (1942-1946) sebelum bekerja sebagai ahli
kimia di Monsanto Chemical Company (1946-1948). Selepasnya dari Monsanto
Chemical Company, Davis bergabung (1948-1984) dengan departemen kimia Brookhaven
National Laboratory dan menjadi ahli kimia senior di sana sejak tahun 1964.
Sejak tahun 1985 ia bergabung dengan University of Pennsylvania sebagai
profesor penelitian astronomi sambil tetap membantu berbagai penelitian di
Brookhaven National Laboratory.
Walaupun Davis selalu
dikenal sebagai seorang ahli kimia (chemist) selama 52 tahun karirnya, sebagian
besar hasil penelitiannya justru dipublikasikan di berbagai jurnal fisika
terkemuka seperti Physical Review, Physical Review Letters, dan Nuclear
Physics. Davis memulai penelitian pentingnya tentang neutrino (astrofisika)
pada tahun 1950 di saat para ilmuwan lain lebih memilih bidang lain karena
belum populernya solar neutrino yang relatif merupakan bidang baru kala itu.
John Bahcall (Princeton University) yang banyak bekerja sama dengan Davis
pernah mengemukakan bahwa saat itu semua ilmuwan teori maupun eksperimen yang
secara serius menekuni penelitian neutrino dapat (dan sangat sering) berkumpul
bersama di dalam mobil Davis tanpa perlu berdesakan. Ini menunjukkan betapa
sedikitnya ilmuwan yang mau meneliti topik yang masih tidak populer itu.
Ternyata Davis, melalui cinta dan dedikasinya pada ilmu pengetahuan dengan
ditunjang karakter dan pribadinya yang mengagumkan, berhasil menebarkan
semangat baru yang membuat para peneliti mulai tertarik dan berani untuk
menekuni solar neutrino.
Keahliannya dalam usaha
meyakinkan berbagai pihak untuk mempelajari dan meneliti neutrino secara serius
pernah digunakannya saat ia mempresentasikan ide penelitiannya kepada Maurice
Goldhaber, direktur Brookhaven National Laboratory kala itu. Goldhaber, seorang
ahli fisika nuklir terkenal saat itu, tidak pernah tertarik sedikit pun pada
astrofisika. Davis mempresentasikan ide penelitian neutrinonya dari segi fisika
nuklir tanpa sedikit pun menyebutkan aspek astrofisikanya (fisikawan Bahcall
pernah bilang ternyata si Davis ini pintar berpolitik juga, kalau saja saat itu
Davis sebut-sebut astrofisika pasti Goldhaber akan menolaknya idenya
mentah-mentah).
Strateginya ini ternyata
berhasil meyakinkan Goldhaber, yang sangat menyukai ide-ide baru di bidang
fisika, untuk mendukung dan membiayai penelitian fisika nuklir yang diajukan
Davis itu, termasuk juga eksperimen tentang solar neutrino yang menghadiahinya
Nobel Fisika tahun 2002 (yang diterimanya bersama Masatoshi Koshiba dan
Riccardo Giacconi).
Kiprahnya sebagai
peneliti telah mencatat Davis sebagai anggota National Academy of Sciences dan
National Aeronautics & Space Administration's Lunar Sample Review Board
(yaitu dewan yang meneliti contoh debu dan batu yang diambil dari permukaan
bulan saat NASA pertama kali berhasil mengirimkan astronotnya ke bulan
menggunakan Apollo 11; Davis ikut membantu penelitian bersejarah tersebut).
Davis juga mengoleksi berbagai penghargaan ilmiah termasuk Boris Pregel Prize
(New York Academy of Sciences), Comstock Prize (National Academy of Sciences),
American Chemical Society Award for Nuclear Chemistry, American Physical
Society's Tom W. Bonner Prize, W.K.H. Panofsky Prize, Hale Prize (American
Astronomical Society), Bruno Pontecorvo Prize (Russian Academy of Sciences),
dan Wolf Prize (Wolf Foundation) yang juga diterimanya bersama Masatoshi
Koshiba. Pada tahun 2001 Presiden George W. Bush menganugerahinya sebuah
National Medal of Science.
Sebagai seorang peneliti,
Sebagai seorang peneliti,
Davis dikenal sangat
sabar, ramah, dan murah hati. Ia selalu menghormati lawan bicaranya tanpa
pernah membedakan antara seorang profesor senior dengan mahasiswa baru, seorang
sahabat dekat, maupun peneliti yang tidak ramah sekalipun. John Bahcall yang
sudah pernah tampil bersama Davis dalam berbagai acara formal lebih dari 100
kali mengungkapkan bahwa ia tidak pernah sekali pun melihat Davis kehilangan
kesabaran maupun menjadi marah dalam setiap diskusi. Davis dikagumi sebagai
seorang manusia berbudi dan seorang peneliti berbakat. Ia kini tinggal di Blue
Point, New York, bersama istrinya, Anna Tomre, yang dinikainya pada tahun 1948.
Pasangan ini memiliki lima orang anak dan sembilan orang cucu.
Apakah Neutrino itu ?
Sesuai dengan namanya,
neutrino merupakan suatu partikel yang tidak bermuatan listrik alias netral.
Partikel ini diusulkan oleh Pauli pada tahun 1930. Ketika itu Pauli dan para
fisikawan sedang pusing tujuh keliling karena tidak dapat menjelaskan energi
yang hilang dalam peristiwa peluruhan beta (beta decay) yang mengubah netron
menjadi proton dan elektron. Mereka bingung kenapa ada energi yang hilang?
Apakah energi itu tidak kekal? Apakah itu berarti energi bisa dimusnahkan?
Pauli kemudian mengambil inisiatif dan mengusulkan bahwa energi yang hilang ini
sebenarnya dipakai oleh suatu partikel yang tidak bermassa, tidak terlihat dan
bergerak dengan kecepatan cahaya.
Empat tahun kemudian,
Enrico Fermi menamakan partikel ini, neutrino (artinya little neutral one).
Tahun 1956 Reines dan Cowan menemukan neutrino dalam eksperimen di dalam
reaktor nuklir (Reines meraih hadiah nobel fisika tahun 1995).
Neutrino banyak dihasilkan dalam reaksi-reaksi fusi baik di Matahari maupun bintang-bintang lain. Matahari menghasilkan sekitar dua ratus triliun triliun triliun netrino setiap detik (nah hitung sendiri deh nolnya). Sedangkan pada supernova (bintang yang meledak di akhir hidupnya) dapat menghasilkan neutrino 1000 kali lebih banyak dari neutrino di Matahari.
Neutrino banyak dihasilkan dalam reaksi-reaksi fusi baik di Matahari maupun bintang-bintang lain. Matahari menghasilkan sekitar dua ratus triliun triliun triliun netrino setiap detik (nah hitung sendiri deh nolnya). Sedangkan pada supernova (bintang yang meledak di akhir hidupnya) dapat menghasilkan neutrino 1000 kali lebih banyak dari neutrino di Matahari.
Neutrino tidak
berinteraksi dengan materi sehingga mereka bisa tembus berbagai benda termasuk
tubuh kita. Sekitar 65 miliar neutrino dari matahari tiap cm kuadratnya tiap
detik datang ke bumi
Bagaimana sih
mendeteksi neutrino ini? Davis, menggunakan sebuah tangki berisi 100 ton tetrakloroetilena,
semacam cairan pembersih. Neutrino mampu mengubah klor di dalam cairan ini
menjadi radioaktif argon. Nah Argon ini kemudian akan meluruh lagi menjadi klor
dengan memancarkan elektron. Elektron inilah yang diamati oleh detektor (alat
pendeteksi).
Detektor yang digunakan
oleh Davis di Homestake mines, South Dakota, mencatat bahwa energi neutrino
yang datang sekitar 0.81 megaelektronvolt
Kenapa orang mempelajari neutrino yang berasal dari Matahari (solar neutrino) ini? Dengan mempelajari neutrino orang akan tahu berapa laju reaksi fusi yang terjadi dibintang-bintang. Hasil ini akan membantu menjelaskan bagaimana terjadinya evolusi bintang, berapa umur bintang dan bagaimana matahari itu bersinar? Disamping itu dengan meneliti neutrino ini maka kita bisa tahu apakah neutrino itu sungguh-sungguh tidak punya massa atau ada jenis neutrino yang mempunyai massa. Ini penting untuk menguji kebenaran dari teori fisika standard model yang memprediksi bahwa neutrino itu tidak bermassa.
Kenapa orang mempelajari neutrino yang berasal dari Matahari (solar neutrino) ini? Dengan mempelajari neutrino orang akan tahu berapa laju reaksi fusi yang terjadi dibintang-bintang. Hasil ini akan membantu menjelaskan bagaimana terjadinya evolusi bintang, berapa umur bintang dan bagaimana matahari itu bersinar? Disamping itu dengan meneliti neutrino ini maka kita bisa tahu apakah neutrino itu sungguh-sungguh tidak punya massa atau ada jenis neutrino yang mempunyai massa. Ini penting untuk menguji kebenaran dari teori fisika standard model yang memprediksi bahwa neutrino itu tidak bermassa.
KESIMPULAN
:
Raymond Davis, Jr., pemenang Nobel
Fisika tahun 2002, merupakan ilmuwan pertama yang secara serius memelopori
penelitian tentang neutrino di matahari. Neutrino adalah partikel, yang
dipostulasikan oleh Wolfgang Pauli pada tahun 1930, yang selama puluhan tahun
dianggap tidak memiliki massa (ghostlike particles).
Walaupun Davis selalu dikenal sebagai seorang ahli kimia (chemist) selama 52
tahun karirnya, sebagian besar hasil penelitiannya justru dipublikasikan di
berbagai jurnal fisika terkemuka seperti Physical Review, Physical Review
Letters, dan Nuclear Physics. Davis memulai penelitian pentingnya tentang
neutrino (astrofisika) pada tahun 1950 di saat para ilmuwan lain lebih memilih
bidang lain karena belum populernya solar neutrino yang relatif merupakan
bidang baru kala itu
Davis dilahirkan di Washington, D.C.,
pada tanggal 14 Oktober 1914 (sekarang hampir berumur 90 tahun tetapi masih
tetap semangat lho..). Pada tahun 1937 ia mendapatkan gelar BS dari University
of Maryland yang kemudian dilengkapi dengan gelar MS di tempat yang sama pada
tahun 1940. Ia melanjutkan pendidikannya di Yale University dan mendapatkan
Ph.D. di bidang kimia fisika pada tahun 1942.
DAFTAR
PUSTAKA