FISIKAkataKITA

quo vadis, 5 tahun, 2 sept 2008

2008-09-13T09:11:00.000-07:00

secara informal aku telah selesaikan studi akademik strata 1 pada tanggal 2 sept 2008 itu. berakhir pada ujian skripsi bertajuk: Reproduksi Persamaan Schrodinger dengan Integral Lintas Feynman, yang revisinya belum selesai sampai sekarang. walau secara formal struktural aku belum dikatakan selesai, tapi pertanyaan ini terlontar: mau kemana lulusan fisika murni ini melanjutkan petualangan realitasnya?

masih buram. percabangan-percabangan ini tentunya bukan fractal yang subbagiannya adalah replika dari bagian utunya. bukan juga determinis newton yang mampu tepat memprediksi masa depan sistem, saat parameternya diketahui. kekosongan ini, mungkin, bifurkasi yang menihilkan perubahan parameter untuk menjaga stabilitas sistem. namun, buram ini adalah chaos. tercerabut dari semua konsekwensi.

Tuhan Memang Sedang Bermain Dadu

2008-07-07T09:45:00.000-07:00

Ceritanya berawal ketika Niels Bohr, fisikawan yang dijuluki “orang besar dari Denmark” mengajukan suatu teori bahwa elektron mengelilingi inti dalam orbit-orbit tertentu. “Beri aku spektrum absorbsi, dan elektron itu akan kutemukan”. Pernyataan Bohr ini secara implisit menunjukkan sikapnya yang deterministik: Alam semesta dapat dipastikan.

Bencana datang ketika Werner Heisenberg, fisikawan teoretis asal Jerman, mendaftar sebagai mahasiswa bimbingan Bohr. Suatu saat pada 1922, anak muda 20 tahun itu dengan lancang mengajukan pernyataan kepada jenius Denmark itu dalam suatu kuliahnya: Karena elektron itu tidak akan pernah dapat dilihat oleh manusia maka kepastian dari keadaan elektron tersebut (posisi dan momentumnya) tidak akan pernah dapat dipastikan.

Pernyataan ini membuat Bohr terkesiap. Selesai kuliah, Bohr mengajak Heisenberg berjalan-jalan, berdiskusi mengenai fisika sambil melihat pemandangan alam Jerman. Bohr langsung sadar: anak muda ini bukan orang sembarangan.

Belakangan, Max Born, fisikawan teoritis ternama mengangkat Heisenberg sebagai Dosen di Gottingen. Ketika itu usianya baru 22 tahun. Tidak lama kemudian Bohr mengajaknya ke Copenhagen, kota yang pada masa itu dikenal sebagai salah satu pusat perkembangan fisika teoritis dunia. Pada 1927, Heisenberg merumuskan sebuah teori yang membawa dampak filosofis dan fundamental dalam dunia sains: Prinsip ketidakpastian. Kita tidak mungkin bisa memastikan dimana elektron berada karena kita tidak seluruhnya tahu masa kini! Apabila kita bisa mencari informasi keberadaan (posisi) elektron dengan sangat teliti, maka kita akan kehilangan kepastian mengenai momentumnya, yang artinya sulit menentukan dimana elektron itu berada pada waktu berikutnya. Sebaliknya, jika kita mengukur momentumnya dengan sangat teliti, maka kita akan kehilangan kepastian mengenai keberadaan elektron. Prinsip ini bukan merupakan akibat dari keterbatasan ketelitian instrumen manusia, akan tetapi merupakan sifat yang inheren (melekat) di dunia subatomik.

Dengan mengajukan teori ini, Heisenberg praktis telah menjungkirbalikkan determinisme fisika klasik. Prinsip ketidakpastian Heisenberg menunjukkan bahwa penyusun dari semua benda di alam bersifat takpasti. Meskipun dapat ditentukan akan tetapi tidak pernah dengan ketelitian 100%. Ini terobosan yang membuat geram para pendukung determinis, termasuk diantaranya Einstein. Dari sinilah keluar ucapan Einstein yang terkenal “Tuhan tidak bermain dadu dengan alam!” Meskipun Einstein berulangkali menyerang teori ketidakpastian Heisenberg (yang kini didukung oleh Bohr), Bohr dan Heisenberg selalu dapat menangkis serangannya.

Tuhan nampaknya benar-benar sedang bermain dadu. Sia-sia Einstein berusaha membendung teori kuantum. Kenyataannya, tidak (belum?) ada yang bisa menggantikan teori Heisenberg yang kelak melandasi mekanika kuantum, salah satu mahakarya fisika modern. Pemahaman struktur atomik, laser, black hole, superkonduktor hanyalah sedikit contoh dari penerapan teori kuantum. Richard Feynman, salah satu fisikawan terbaik yang pernah hidup membela prinsip ketidakpastian dengan mengatakan bahwa, “Prinsip ketidakpastian adalah salah satu fondasi fisika kuantum. Jika runtuh, maka runtuhlah fisika kuantum!”

Mengutip fisikawan Stephen W. Hawking, “Tuhan tidak hanya bermain dadu. Ia bahkan melemparnya ke tempat yang tidak kita ketahui.”

Doa dan Fisika Kuantum

2008-07-07T09:21:00.001-07:00

Mungkin anda belum pernah mendengar film yang berjudul What The Bleep Do We Know dan film berjudul The Secret. Kedua film tersebut sangat terkenal di Amerika karena telah menggugah kesadaran banyak orang. The Secret telah tampil di Larry King Live dan Oprah Winfrey Show. Kedua film tersebut berupaya membuktikan fenomena bahwa doa/ harapan/ keinginan kita akan terkabul, bukan dengan pembuktian memakai ayat-ayat kitab suci. tetapi dengan memakai teori psikologi, kedokteran, bahkan fisika kuantum.

Apakah fisika kuantum ?

Fisika kuantum adalah sebuah cabang fisika yang secara khusus mempelajari atom, elektron dan segala segala “kecil-kecil.” Tubuh kita terdiri dari atom, pada saat kita memikirkan sesuatu maka sel otak kita akan bergetar, menimbulkan energi sehingga energi itu akan bisa menarik energi lain yang sama. itu penjelasannya secara singkat.

Secara gampangnya, film itu menjelaskan dan membuktikan bahwa pikiran positif akan menarik hal-hal positif, dan pikiran negatif akan menarik hal-hal yang negatif. dan itu semua bisa dibuktikan.
contoh realistis: orang-orang dengan hobi, latar belakang, minat, spiritualitas yang sama akan cenderung berkumpul dengan sesamanya. seperti kata pepatah, birds with the same feathers flock together.

Pada saat kita berdoa, pikiran sadar dan bawah sadar kita akan menimbulkan vibrasi yang sangat kuat [tergantung tingkat iman seseorang]. vibrasi tersebut bisa diukur dengan alat-alat tertentu dan digolongkan dalam fase beta, alfa, delta, dan gamma. pada saat yang paling khusyuk, otak memasuki fase delta, dimana otak bawah sadar kita bekerja dan mengaktifkan sel-sel/ bagian-bagian otak yang biasanya tidak aktif. ini sudah dibuktikan dengan berbagai experimen dimana seseorang yang sedang bermeditasi/ berdoa/ berbahasa roh [nasrani]/ trance dancing [hindhu], diukur dengan MRI.
vibrasi yang ‘dipancarkan’ oleh otak ini ‘ditangkap’ oleh alam dan alam akan merespons sesuai dengan teori fisika kuantum tersebut.

Singkatnya, alam akan merespons vibrasi tersebut dengan vibrasi yang sesuai. Dalam kata2 religius, Tuhan mengabulkan doa kita.

Banyak orang yang berpikir, lho kalau begitu apa berarti Tuhan tidak ada? Pemikiran yang sempit dan justru tidak logis. Semua bukti saintifik ini justru membuktikan bahwa Tuhan benar-benar ada dan selalu memperhatikan kita.

“And god said, let there be light. And there was light” [Genesis]

Secara teori fisika kuantum, energi yang paling mendasar terdiri dari partikel-partikel yang membentuk sinar/ light. Tuhan menciptakan segalanya dari kosong menjadi berisi [alkitab nasrani].
hal ini dibuktikan dengan teori “anti matter” creates “matter”. [penjelasan detail tentang teori ini secara mudah dimengerti dapat dibaca di novel fiksi karangan Dan Brown yang berjudul Angels and Demons.]

Semua sistem “supranatural” yang dibuktikan secara scientific ini memperkuat/ membuktikan bahwa Tuhan bukanlah sebuah entitas yang bersifat mitos/ hanya harapan kosong dari umat manusia.
sistem alam semesta yang begitu luas dan tidak terbatas, yang jauh melampaui pemikiran kita, adalah Tuhan. [dalam hal ini rekan-rekan Taois telah “belajar” fisika kuantum dari zaman dulu :)]
“Apapun yang kamu minta dalam namaKu maka Aku akan mengabulkannya”, Jesus once said that. Satu-satunya hal yang menghalangi terkabulnya permohonan kita adalah karena diri kita sendiri. dalam bahasa psikologis ini disebut psychological reversal. bahasa hipnotis = mental block. bahasa retret2 nasrani = luka batin.

Jadi bisa kita lihat dan buktikan bahwa Tuhan benar-benar ada dan mengasihi umatNya.

Perumpamaan dalam kitab suci nasrani tentang talenta sudah sangat menggambarkan dengan indah. emosi, cara berpikir kritis, otak bawah sadar, otak sadar, semua itu telah diciptakanNya dalam diri kita. itu semua adalah talenta kita. karenanya harus kita gunakan secara maksimal dalam segala hal, termasuk dalam spiritualitas.

Iman itu bukan hanya berasal dari hati yang mencintaiNya, tetapi juga harus berasal dari otak yang berpikir secara kritis terhadap semua keadaan. Iman yang cuma mengandalkan “percaya” tanpa logika kritis akan cenderung tidak bertanggungjawab atas perbuatannya sendiri dan menyerahkan tanggungjawab perbuatannya pada Tuhan. Iman yang cuma mengandalkan logika tanpa hati/ emosi akan cenderung menganggap dirinya yang paling penting dan bukan Tuhan yang utama.

Keseimbangan antara emosi dan logika akan membawa kepada keseimbangan dimana manusia menggali talentanya dan Tuhan melengkapinya. seperti ada kata-kata dalam alkitab nasrani,”kita menanam dan membajak, tetapi Tuhan yang memberi pertumbuhan”. Karena Tuhan itu universal [hukum fisika kuantum universal di setiap sudut alam semesta], Maka adalah sangat bodoh apabila sekelompok orang dengan mengatasnamakan agama/ aliran tertentu berupaya “mengangkangi” Tuhan itu dengan mengatasnamakan kelompoknya sendiri. Tuhan yang begitu besar diakui hanya sebagai milik agamanya sendiri. padahal agama bukan dibuat oleh Tuhan tapi oleh persepsi, histori, sosial budaya manusia.

Sangat bodoh kiranya kita sebagai manusia yang “memperjuangkan” Tuhan lewat bentrokan antar agama. Sangat bodoh dan tidak spiritualis sama sekali.

Saya percaya bahwa semakin seseorang mencintai Tuhan, semakin orang tidak “sok menjadi Tuhan” ataupun “sok membela agama/ kelompoknya”. Semakin orang mencintai dan ‘melakukan kehendakNya’, semakin kita akan rendah hati berhadapan dengan kekuatan yang sebesar alam semesta, tetapi kita juga akan semakin yakin bahwa Tuhan akan mengabulkan setiap doa kita.
semakin kita rendah hati, semakin kita menghargai setiap perbedaan dan tidak menghakimi orang-orang yang berada di luar kelompok/ aliran/ agama kita.

Karena Tuhan yang begitu besar adalah milik semua umat manusia.

we are not a human being with a spiritual experience
we are spiritual being with a human experience

oleh: Ignatius Edwin

Sinkronitas: Matematika & Fisika Kuantum

2008-07-07T09:00:00.000-07:00

Tak hanya dengan seni, matematika juga memiliki kaitan erat dengan fisika, khususnya fisika kuantum. Adalah fisikawan Freeman Dyson yang pada tahun 1972 menulis artikel dengan judul Missed Opportunities. Artikel tersebut mengungkapkan bahwa teori relativitas Einstein bisa ditemukan beberapa puluh tahun lebih cepat andai saja matematikawan di Göttingen berkomunikasi dengan para fisikawan yang pada saat itu masih melandaskan pemikiran mereka pada persamaan elektromagnet Maxwell.

Apa yang dilakukan oleh para matematikawan di Göttingen, khususnya Bernhard Riemann, adalah meneliti perilaku bilangan prima. Pada tahun 1859, Riemann mengajukan tesis mengenai asal mula bilangan prima. Riemann menemukan permukaan geometris yang konturnya mampu menjelaskan bagaimana bilangan prima berdistribusi melalui universalitas angka-angka. Ia menyadari bahwa ia dapat menggunakan fungsi, yang dinamainya fungsi zeta, untuk menyusun permukaan dimana puncak-puncak dan lembah-lembahnya dalam graf tiga dimensi berkorespondensi dengan keluaran dari fungsi tersebut. Fungsi zeta menyajikan jembatan antara bilangan prima dengan dunia geometri. Dalam eksplorasinya, Riemann menemukan fungsi zeta dengan keluaran nol(dalam visualisasi tiga-dimensi memiliki ketinggian yang sama dengan permukaan laut) memegang peranan penting perilaku natural bilangan prima. Sepuluh keluaran nol yang pertama memunculkan pola berupa garis lurus. Selanjutnya Riemann mengajukan hipotesis yang menyatakan, keluaran nol berikutnya, juga berada dalam garis kritis.

Apa yang dikemukakan oleh Riemann dilanjutkan oleh Hugh Montgomery dan Freeman Dyson pada tahun 1972 yang menemukan hubungan baru dalam bilangan prima dengan fenomena kuantum dalam fisika. Mereka menemukan bahwa strip nol dari garis kritis Riemann serupa dengan hasil dari eksperimen pengukuran level energi dalam nukleus dari atom berat, seperti erbium(atom ke-68 dalam tabel periodik). Implikasi dari keserupaan ini sangat menggiurkan: Jika seseorang bisa memahami bagaimana matematematika menjelaskan struktur dari nukleus atom dalam fisika kuantum, maka mungkin matematika yang sama bisa menyelesaikan hipotesis Riemann.

disarikan dari : http://myscienceblogs.com/matematika/2007/10/18/sinkronitas-matematika-fisika-kuantum/

Anomali dalam hukum gravitasi

2008-07-02T23:33:00.000-07:00

Peristiwanya terjadi pada tahun 1980 saat John Anderson bertanya-tanya apakah ada yang salah dengan hukum gravitasi?

Laboratorium Propulsi mesin jet tempat fisikawan ini bekerja telah mempelajari data dari dua pesawat angkasa Pioneer 10 dan 11 yang telah menerbangi tata surya selama sepuluh tahun.

Pesawat yang seharusnya terbang dengan kecepatan tetap 40.000 kilometer per jam ke ujung tata surya ini malah melambat. Walaupun sudah memperhitungkan kemungkinan gravitasi dari matahari dan planet yang dilalui tetap saja tidak ada jawabannya.
Bagaimana mungkin?

Saat itu Anderson berpikir penjelasannya mudah saja. Mungkin ada kerusakan pada pesawat atau perhitungannya yang salah.

Anderson yang pemalu dan jarang berbicara tentu saja tidak mungkin mengadakan konfrensi pers yang menyatakan bahwa pesawat angkasa Amerika tidak menuruti hukum fisika.

Anderson yang kini telah berumur 70 tahun hanya bergumam "Mungkin ada sesuatu yang belum saya pahami terjadi".

Selama bertahun-tahun

Walaupun sendirian dan banyak kritik yang bahkan mempertanyakan kemampuan matematikanya, 20 tahun kemudian penelitian Anderson membuahkan hasil.

Pada bulan Oktober, Badan Antariksa Eropa merekomendasikan misi khusus ke luar angkasa untuk mencoba apakah penemuan Anderson mungkin dapat membuat buku-buku teks fisika ditulis ulang. Sejumlah ilmuwan bahkan berspekulasi kalau "Anomali pesawat Pioneer" dapat menyibak misteri seperti keberadaan "dark matter" ataupun keberadaan kekuatan antar dimensi yang dikemukakan oleh teori "string".

Tetapi kepada publik kami memilih untuk tidak membesar-besarkan hal ini dahulu, kata Slava G. Turyshev, mantan ilmuwan Rusia yang ikut meneliti anomali ini.

Yah apapun yang terjadi Anderson telah memasukkan namanya kedalam sejarah.

Gravitasi adalah salah satu kekuatan alam yang sangat banyak dipelajari. Adalah Newton yang pada abad ke-17 mengatakan bahwa setiap benda di alam semesta saling tarik menarik secara proporsional.

Einsten pada tahun 1915 menyempurnakan teori ini dengan mengatakan bahwa benda-benda yang lebih kecil ditarik oleh benda-benda yang lebih besar dengan pengandaian pada trampolin untuk melompat dengan bola boling.

"Saya mulai mengamati adanya anomali percepatan saat pesawat mendekati Matahari", kata Anderson yang berarti pesawat ini melambat.

Anomalinya kecil saja, hanya 8x10 -8 cm/s2 tetapi apabila dikonversi untuk perjalanan setahun menjadi 12.800 kilometer, sebuah kesalahan kecil untuk pesawat yang mampu menempuh perjalanan sejauh 350 juta kilometer itu. Oh ya, anomalinya sepersepuluh milyar lebih lemah dari gravitasi Bumi.

Kini setelah 20 tahun pesawat ini meluncur, kesalahannya sudah mencapai 400.000 kilometer yang berarti sejarak Bumi ke Bulan.

Saat pertama kalinya fenomena ini teramati, Anderson mengira bahwa radiasi dan hawa panas Matahari-lah penyebabnya, atau mungkin juga kesalahan mekanis di pesawat. Tertuduh utama adalah kebocoran gas yang diikuti oleh pelepasan energi dari generator. Tetapi sepertinya tidak mungkin.

"Dia masih menggaruk kepalanya" saat pertemuan di Los Alamos tahun 1994 saat pembicara, Michael Martin Nieto bertanya pada acara update fisika tahunan, "Apakah ada lagi yang mau menambahkan?"

"Yah, saya ada masalah dengan pesawat Pioneer", kata Anderson.

"Saya hampir jatuh dari kursi", kata Nieto.

Saat itulah Anomali pesawat Pioneer diperdengarkan dan ikut menarik beberapa ilmuwan muda untuk menelitinya.

Pesawat Pioneer 10 terakhir kalinya mengontak Bumi pada Januari 2003.

disarikan dari: fisikaasik.com

Benda Hitam Memiliki Waktu Hidup yang Lama

2008-07-02T23:31:00.001-07:00

Penelitian baru dari Niels Bohr Institute memberi informasi baru yang menambah satu bagian pengetahuan mengenai misteri gelap di angkasa yaitu benda hitam. Penelitian ini dipublikasikan pada jurnal sains Physical Review Letters.

Jagad raya tidak hanya terdiri dari benda langit yang terlihat seperti bintang, planet dan galaksi tapi juga memiliki hal misterius seperti benda hitam. Astronom telah dapat mengukur bahwa benda hitam mempunyai jumlah besar namun tidak ada yang tahu karena tak pernah terlihat. Benda ini tidak memancarkan atau memantulkan cahaya, tidak terlihat, dan merupakan sebuah misteri sehingga para peneliti memiliki banyak teori.

Benda hitam telah membuat pusing peneliti sejak terdeteksi pada dekade 1970-an, dan menyebabkan penelitian intensif pada fenomena tersebut. Benda ini tak terlihat tapi memiliki massa sehingga gaya gravitasinya dapat diukur. Dengan menganalisa galaksi, dapat diukur berat benda hitam yang ternyata merupakan benda dengan massa kolektif terbesar di galaksi.

Seperti bintang yang banyak terdapat di galaksi. Galaksi juga berkelompok bahkan jumlahnya dapat mencapai ribuan. Peneliti fisika astronomi Signe Riemer-Sørensen, PhD dari Niels Bohr Institute, telah menganalisa dua kelompok galaksi yang bertabrakan.

Kelompok galaksi yang bertabrakan dianalisa

Ketika dua kelompok galaksi bertemu baik galaksi maupun benda hitam sebenarnya tidak bertabrakan. Tetapi sekitar 12 persen massa kelompok galaksi adalah awan besar dari gas dan debu . Nah awan inilah yang bertabrakan. Awan gas ini panas dan mengeluarkan sinar-x yang dapat diamati, sehingga dapat dilihat proses pendorongan keluar awan dari kelompok galaksi ketika bertabrakan. Ketika awan bertabrakan awan itu semakin panas dan mengeluarkan sinar-x lebih banyak sehingga menghasilkan gas.

Pengamatan menunjukkan bahwa benda hitam mungkin adalah jenis partikel baru yang belum terdeteksi. Beberapa dugaan mengatakan benda hitam merupakan partikel yang memancarkan sinar-x ketika meluruh. Salah satunya adalah axions, yaitu partikel yang dalam teorinya memiliki dimensi ekstra. Jadi untuk melihat sinar-x benda gelap, peneliti mencari lokasi dimana terdapat konsentrasi benda hitam tinggi tetapi tidak ada gas. Kondisi ini dipenuhi pada dua kelompok galaksi yang bertabrakan dimana awan gasnya telah didorong keluar.

Signe Riemer-Sørensen telah menganalisa satu kelompok galaksi yang bertabrakan. Analisa menunjukkan bahwa kelompok tersebut sangat berat dan memiliki banyak galaksi. Pengukuran gravitasi menunjukkan terdapat benda hitam sekitar 85 persen dari massa kolektifnya, namun tidak ada sinar-x apapun yang terukur.

Ketika benda hitam tidak memancarkan sinar-x secara signifikan maka mungkin untuk menghitung batas atas kecepatan peluruhan dan waktu hidup partikel. Hasilnya jika axion adalah benda hitam maka waktu hidupnya melebihi 3.000.000 milyar tahun. Jika dugaan ini benar maka hanya sedikit benda hitam yang meluruh jika ia terbentuk 13.7 milyar tahun lalu. Kesimpulannya adalah benda hitam memiliki waktu hidup yang sangat sangat sangat lama.

Sumber: University of Copenhage

India 250 Tahun Mendahului “Penemuan” Newton???

2008-07-02T23:28:00.000-07:00

Ternyata sebuah sekolah kecil sarjana yang terletak di India barat daya telah menemukan prinsip matematika modern beberapa ratus tahun sebelum Newton menyatakan hal tersebut merupakan penemuan barunya. Bener ga si??

Nah katanya Dr George Gheverghese Joseph dari Universitas Manchester, Sekolah Kerala telah mengidentifikasi ‘deret tak hingga’, yaitu salah satu komponen dasar dari kalkulus sekitar tahun 1350. Sementara 'atribut' kalkulus ini baru diperkenalkan Pak Newton dalam bukunya bersama Pak Gottfried Leibnitz pada akhir abad 17.

Trus tim dari universitas Manchester dan Exerter juga menguak keberhasilan sekolah Kerala yang telah menngungkapkan deret Pi dan menggunakannya untuk menghitung Pi sampai 9, 10, dan bahkan hingga 17 angka dibelakang koma.

Selain itu ada bukti yang secara ga langsung menyatakan bahwa orang India mengajarkan pengetahuan matematika mereka ke misionaris Jesuit yang mengunjungi India pada abad 15. Nah pengetahuan ini menurut mereka yang akhirnya sampai ke Newton.

Kemudian ketika membaca-baca beberapa paper India, Dr. Joseph juga membuka rahasia yang kemudian ia publikasikan melalui bukunya yang berjudul “ The Crest of the Peacock: the Non-European Roots of Mathematics” edisi ketiga yang menjadi buku terlaris yang diterbitkan oleh Princeton University Press.

Beliau mengatakan: “ Awal dari matematika moderen biasanya terlihat sebagai pencapaian orang Eropa namun penemuan di India tengah antara abad 14 dan 16 sering kali diabaikan atau dilupakan.”

“Kecermelangan perkerjaan Pak Newton pada akhir abad 17 tidak menyusut, terutama ketika pekerjaan tersebut berkaitan dengan algoritma kalkulus.Tapi nama lain dari sekolah Kerala, khususnya Madhava dan Nilakantha, saling bahu-menbahu menemukan komponen hebat lainnya dari kalkulus yaitu deret tak hingga.”

“Ada banyak alasan kenapa kontribusi sekolah Kerala tidak diakui. Alasan utamanya adalah ide yang keluar dari ilmuan dari dunia Non-Eropa tidak diakui atau diabaikan disebabkan oleh warisan dari kolonialisme Eropa dan dari luar lainnya.”

“Namun ada sedikit informasi mengenai bahasa lokal Kerala zaman dulu, Malayalam. Beberapa teks kemudian berkembang di masa depan, seperti Yuktibhasa, dimana beberapa dokumentasi matematika yang luar biasa ditulis.”

Dr. Joseph juga menambahkan: "Untuk beberapa pertimbangan yang tak dapat diduga, standar bukti yang diperlukan untuk mengakui penyebaran pengetahuan dari Timur ke Barat lebih besar dibanding standar bukti yang diperlukan oleh penyebaran pengetahuan dari Barat ke Timur. Lagi pula pasti sulit membayangkan bahwa negara barat tertinggal 500 tahun dan sebagai pengimporan pengetahuan buku dari India dan dunia Islam.”

Sumber: University of Manchester

Buih Capucino Seperti Sebuah Superkonduktor??

2008-07-02T23:11:00.000-07:00

Untuk melihat perkembangan terakhir superkonduktor tipe l, lihatlah buih pada secangkir cappucino. Tim fisikawan dari laboratorium Ames Departeman Energi U.S. dan para pelajar menemukan bahwa penyusunan domain magnetik seperti buih mempunyai pola yang sama seperti buih sabun atau buih susu pada kopi.

Kemiripan antara pola bentuk poligonal busa konvesional dengan “suprafroths” adalah polanya dibentuk oleh medan magnet di sebuah superkonduktor. Hal ini membuat suprafroth sebagai sebuah model untuk sistem studi buih.
“Ada beberapa hukum statistik yang mengatur kelakuan buih dan supraforth memenuhinya", tutur Ruslan Prozorov fisikawan dan investigator utama laboratorium Ames. "Kita dapat mengaplikasikan apa yang kita tahu dari suprafroth pada buih lainnya dan sistem buih kompleks”.

Prozorov menemukan pola supraforth tahun lalu, ia melihat desain seperti busa yang tak terduga ketika ia menaruh medan magnet pada sampel sistem magneto-optik. Karena superforth telah digunakan pada istilah produk lain maka Prozorov menyebutnya suprafroth pada tahun 1930, superkonduktor disebut suprakonduktor.

Untuk membantu mengenali suprafroth, Prozorov dibantu fisikawan senior laboratorium Ames, Paul Canfield, asisten lab musim panas Andrew Fidler dan mahasiswa S2 Jacob Hoberg. Canfield yang ahli dalam pembentukan pola alami, mengusulkan pembandingan pola suprafroth dengan buih biasa.

“Tahun lalu kami berdiri didekat poster pola kesetimbangan timbal milik Ruslan dan saya mendiskusikan salah satu gambarnya ketika istirahat”, kata Canfield. “Saya mengenali bahwa pola yang dia perlihatkan untuk sampel timbal persis sama dengan gambar klasik buih. Awalnya Ruslan skeptis tetapi beberapa minggu setelahnya kami menyadari betapa banyaknya kemiripan antara suprafroth dan buih biasa" lanjut canfield

Analisa lanjut menunjukkan bahwa suprafroth berlaku seperti buih lain meski ada perbedaan besar pada mikroskopis; dinding sel buih biasa terdiri dari bahan seperti deterjen air atau plastik sementara dinding suprafroth terdiri dari timbal superkonduktor.

Satu kemiripan suprafroth dan buih biasa adalah proses koarsen, yaitu ketika sel buih tumbuh atau menciut sebelum hilang. Pada kehidupan sehari-hari, proses ini dapat dilihat pada tempat cuci piring yang penuh buih sabun yang pecah dan hilang. Proses ini sama pada suprafroth ketika medan magnet meningkat, menunjukkan bahwa suprafroth memenuhi hukum John von Neumann, konsep yang disetujui secara fisis yg menspesifikasi nilai pertumbuhan atau penciutan sel buih.

Berlakunya hukum von Neumann pada suprafroth menunjukkan bahwa fase buih adalah sifat intrinsik superkonduktor," sebut Prozorov. "Suprafroth seperti busa biasa, mematuhi konsep pengisian daerah hingga jika ingin menutup bidang poligon dengan tiga tiang, maka poligon yang paling mungkin adalah heksagon,” lanjutnya.

Fisikawan mempercayai hubungan dua aturan statistik buih. Pengertian umum menunjukkan bahwa heksagon yang bersisi enamlah yang menentukan apakah sel buih tumbuh atau menciut selama koarsen. Tetapi analisa tim laboratorium Ames telah memisahkan dua konsep ini pada suprafroth.

“Pada suprafroth, kami menemukan bahwa hubungan dua ide itu adalah kebetulan, tidak ada korespondensi ketat antara tipe dinding sel paling stabil dan jumlah umum sisi buih,” sebut Prozorov.

Pada suprafroth sel setiap sisi tumbuh sebanding dengan medan magnet, penemuan ini memberi kontribusi penting untuk studi umum buih. Tapi kontribusi terbesar suprafroth pada fisis umum buih adalah sebagai sistem model untuk semua studi buih. Suprafroth menawarkan pembalikan, keuntungan khusus dibanding buih biasa.

“Pada buih sehari-hari seperti sabun, yang mewakili perubahan adalah waktu,” sebut Prozorov. “Kita harus menunggu busa mengering dan itu butuh waktu serta tak dapat dibalikkan. Karena waktu tak bisa dibalik”. “Ketika buih pecah maka sifat kimia dan fisisnya berubah sehingga tak layak untuk percobaan”, lanjut Prozorov. “Pada situasi ideal kita hanya ingin mempelajari sifat pola buih dan kompleksitasnya. Kita ingin dapat merubah parameter dan struktur buih dengan mudah”.

Keadaan ideal eksperimen buih dapat dicapai pada suprafroth karena hal yang menyebabkan sel fase superkonduktor adalah medan magnet dan suhu, parameter yang dapat dibalik. “Keduanya dapat diatur di lab, kata Prozorov. “Mereka dapat dinaikturunkan sehingga kita dapat mempelajari sifat statistik murni buih tanpa masalah dengan tidak bisa dibaliknya waktu atau perubahan sifat kimia”. Pembandingan prozorov tentang suprafroth juga memberi kontribusi penting pada studi superkonduktor.

“Analisa statistik menunjukkan bahwa suprafroth berlaku seperti buih biasa, hal yang baru untuk superkonduktifitas”, sebut Prozorov. “Baru tahun lalu pola ini ditemukan dan sekarang terbukti bahwa keadaan buih adalah sifat intrinsik timbal superkonduktor. Ini adalah terobosan besar bagi fisika buih umum dan pertumbuhan fisika superkonduktor”.

“Pada fisika, jika dapat menemukan sistem model yang memiliki pola mirip, seperti suprafroth, dan mempelajarinya maka akan didapat info tambahan tentang perilaku sistem sangat komplek seperti galaksi, geofisis dan biofisis”, sebut Prozorov. “Jadi intinya adalah mempelajari fisis dari buih sabun atau suprafroth dapat membantu memahami pertanyaan sulit dan komplek tentang kehidupan sekitar kita”.

Canfield mengatakan bahwa proyek suprafroth adalah studi kasus untuk bagaimana kolaborasi laboratorium penelitian harus dilakukan. “Kolaborasi yang berbuah ini sering terjadi di laboratorium Ames sebagai bagian kolaborasi dan interaksi ekstensif, Ruslan dan saya selalu mendiskusikan ide bahan dan hasil setiap saat”.

Sumber: ScienceDaily (Jun. 11, 2008)

sedikit mengenai Einstein

2008-06-17T08:13:00.000-07:00

Manusia bumi abad 20 lalu yang paling besar jasanya bagi kemajuan ilmu pengetahuan dan kemaslahatan umat manusia mungkin adalah Albert Einstein (AE). Dengan teori relativitasnya – baik teori relativitas umum dan teori relativitas khusus – berikut rumus matematisnya yang dahsyat itu: E = mc2, AE telah berhasil menjawab fenomena-fenomena alam yang belum mampu dijawab oleh teori fisika yang dihasilkan oleh pendahulunya, Isaac Newton dan kawan-kawan.
AE dilahirkan pada hari Jumat tanggal 14 Maret 1879 di kota Ulm, sebuah kota makmur di selatan Jerman, sebagai putera pertama dan satu-satunya putera dari pasangan Hermann Einstein dan Pauline Koch. Tahun 1880, keluarganya pindah ke Munich dan di kota ini ayah dan pamannya membuka toko kimia elektro. AE tumbuh menjadi anak yang sehat dan kuat, tergolong anak yang pendiam, agak penyendiri, gemar membaca – sejak kecil AE gemar melahap buku-buku yang tergolong ”serius dan berat” –, mendengarkan musik, dan tidak menyukai olahraga yang penuh aturan. Wataknya yang keras membuat AE lebih banyak belajar sendiri di rumah atau di laboratorium pribadinya. AE juga menyukai kegiatan berlayar – yang membuatnya merasa tenang dengan menikmati alam – dan pandai memainkan biola. AE merupakan pasangan duet yang hebat dengan ibunya yang pandai memainkan piano.
Minat dan kecintaannya pada fisika dimulai pada saat ia berusia lima tahun. Saat ia terbaring lemah di tempat tidur akibat penyakit yang dideritanya, ayahnya memberikan hadiah sebuah kompas. Kebesaran dan keagungan alam semesta yang terefleksi dalam sebuah kompas mempesonanya dan membulatkan tekadnya untuk menguak segala tabir misteri yang berada di balik segala fenomena alam.
Walaupun tidak begitu menyukai kegiatan di bangku sekolah, AE tetap mampu berprestasi dengan sangat baik, menyelesaikan kuliahnya pada tahun 1900. Setelah dua tahun menganggur, akhirnya AE memperoleh pekerjaan di kantor paten di Swiss. Sambil menekuni kesibukannya di kantor paten – bahkan pernah ia dinobatkan sebagai Best Employer oleh atasannya – AE tidak pernah melupakan janji kepada dirinya sendiri untuk berkarir di bidang pengembangan ilmu pengetahuan khususnya fisika.
Tahun 1905, terbitlah empat tulisannya tentang teori relativitas dalam majalah sains Annalen der Physik. Tulisannya ini mengundang banyak kontroversi dan perdebatan di antara para ilmuwan ternama saat itu. Salah satu tulisannya tersebut diselesaikannya dalam lima minggu setelah mengendap dalam pikirannya sejak AE berusia 16 tahun! Bukan main!
Tahun 1909, AE diangkat sebagai profesor di Universitas Zurich. Tahun 1915, AE menyelesaikan kedua teori relativitasnya. Penghargaan tertinggi atas kerja kerasnya sejak kecil terbayar dengan diraihnya Hadiah Nobel pada tahun 1921 di bidang ilmu fisika. AE juga mengembangkan teori kuantum dan teori medan menyatu. Tahun 1933, AE beserta keluarganya pindah ke Amerika Serikat karena khawatir kegiatan ilmiahnya – baik sebagai pengajar ataupun sebagai peneliti – terganggu. Tahun 1941, ia mengucapkan sumpah sebagai warga negara Amerika Serikat. Karena ketenaran dan ketulusannya dalam membantu orang lain yang kesulitan, AE ditawari menjadi presiden Israel yang kedua. Namun jabatan ini ditolaknya karena ia merasa tidak mempunyai kompetensi di bidang itu. Akhirnya pada tanggal 18 April 1955, AE meninggal dunia dengan meninggalkan karya besar yang telah mengubah sejarah dunia. Kendati begitu, AE sempat menangis pilu dalam hati karena karya besarnya – teori relativitas umum dan khusus – digunakan sebagai inspirasi untuk membuat bom atom. Bom inilah yang dijatuhkan di atas kota Hiroshima dan Nagasaki saat Perang Dunia II berlangsung.
Teori relativitas umum pada dasarnya berbicara tentang ruang alam semesta yang melengkung. Hal ini dibuktikan oleh dua orang ilmuwan yang penasaran melalui foto cahaya bintang yang menyimpang dari yang seharusnya. Teori relativitas khusus berbicara tentang hukum fisika berlaku sama untuk semua pengamat selama mereka bergerak dengan kecepatan konstan pada arah yang tetap. Hal ini dapat kita buktikan sendiri. Misalnya kita berdiri di peron dan melihat seseorang menggigit rotinya dua kali di dalam gerbong kereta Bagi kita yang ada di peron, kita mengatakan bahwa ia menggigit rotinya di dua tempat yang berbeda. Namun bagi orang-orang yang ada di dalam gerbong kereta, mereka mengatakan bahwa orang tersebut menggigit rotinya di tempat yang sama alias tidak berpindah tempat. Nah, di sinilah relativitas itu bekerja.
Mengenai hal ini AE pernah berkelakar. Jika kita duduk di atas panci panas selama satu menit saja, kita akan merasakannya seperti satu jam. Namun, jika kita duduk bersama dengan orang yang kita cintai selama satu jam, kita akan merasakannya seperti satu menit saja.
AE meninggalkan sebuah wasiat bagi para generasi penerus yang ingin mengikuti jejaknya. Pesannya: ”Persyaratan paling penting bagi orang yang ingin menjadi seperti saya adalah mawas diri dalam hal APA yang dipikirkannya serta BAGAIMANA ia berpikir, bukan dalam hal apa yang dikerjakannya atau dialaminya”. Inilah pesan yang sangat berharga bagi kita semua.
Melalui tulisan ini juga kami pengasuh ManDiri ingin mengucapkan selamat atas terpilihnya Indonesia sebagai tuan rumah Olimpiade Fisika Internasional dan selamat berjuang kepada adik-adik siswa SMU dan pengurus Tim Olimpiade Fisika Indonesia (http://www.tofi.or.id) yang akan mengikuti Olimpiade Fisika Internasional di Bali tanggal 24-31 Juli 2002. Bagi semua pembaca ManDiri, mudah-mudahan kita mampu menyerap serta mengamalkan segala pelajaran berharga yang tersirat dalam kisah singkat kehidupan AE di atas dalam kehidupan kita serta menularkannya kepada orang lain. Dengan demikian akan tercipta generasi penerus yang lebih baik lagi.

Sumber : Lexius1980@BlueFame

Info penting dalam artikel :
- Albert Einstein lahir pada 14 Maret 1879 di Jerman selatan.

meraih masa depan

2008-06-17T08:01:00.000-07:00

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 berdiri-lama 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 menyatikan 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 anomali galaksi.
Meskipun banyak kemajuan telah dibuat dalam energi-tinggi, kuantum, dan fisika astronomikal, banyak fenomena sehari-hari lainnya, menyangkut sistem 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 dimodelkan dengan cara baru. Hubungan antar disiplin dari fisika kompleks juga telah meningkat, seperti dalam pelajaran turbulens dalam aerodinamika atau pengamatan pola pembentukan dalam sistem 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.

Disunting dari: wikipedia indonesia

THE TEORIUM

2008-06-12T14:42:00.023-07:00

saya hanya bisa mengatakan bahwa fisika teori merupakan usaha manusia menarik kesimpulan dari realitas yang terbatas dipahami. usaha manusia tersebut merupakan master piece pemikiran yang, saya harus bilang, mempunyai keterbatasan relevansi, temporal, dan sementara. selama rotasi bumi belum berhenti, selama itu pula fisika teori terus berkembang. mencari bentuknya, yang dirasa mungkin untuk didedaskan pada aplikasi fisis, pada realitas. makanya, pencarian partikel penyusun paling dasar, tak akan pernah selesai. dan, maaf Einstein, unifikasi hanya sebuah lelucon nisbi. seterusnya, ilmuan akan dihadapkan pada pertanyaan dari jawaban yang mereka temukan sendiri. sampai kapan?, sampai kesadaran meng-iyakan bahwa jawaban itu merupakan pertanyaan, dan pertanyaan itu adalah suatu jawaban.

TEORIUM, sampai manakah dirimu saat ini?, apakah masih di dalam ruang singkap yang pengapnya sampai ke pangkal nalar?. masih adakah pengkuantuman dari hasil pengkuantuman medan?, atau jangan-jangan nalar mu saja yang sudah terkuantumkan?. Planck, kau harus bertanggung jawab.

Manusia Tidak Pernah Punya Pilihan

2007-10-25T03:46:00.000-07:00

Ternyata, manusia itu tak pernah punya pilihan (choice). Manusia hanya menjalankan skenario dari Yang Maha Sumber (The Source). Takdir dan nasib akhirnya lebur menjadi satu dan utuh. Panggung kehidupan sudah tercipta dari Awal hingga Akhir. Utuh.

Kesimpulan ini berawal dari diskusi dengan beberapa teman fisikaku pada saat ngopi di pinggiran jalan depan kampus. Ada 5 orang termasuk aku. Dan satu orang yang bertahan dengan pemikirannya, bahwa, manusia (sesungguhnya) tidak pernah punya pilihan dalam hidupnya. Spontan saja 4 orang ini (termasuk aku) menolak. Intervensi dengan amunisi wacana yang kami punya terus menghantam pemikirannya agar ada titik temu. Takdir, yaitu mati, jodoh, dan rizki, memang hak prerogatif Sang Sumber. Tapi nasib, yang punya adalah kita. Dengan kata lain, manusia punya pilihan-pilihan dalam menentukan nasibnya.

Dia pun bersikukuh. Bahwa nasib pun sudah ditentukan. Kita hanya menjalani, tak pernah ada Choice. Kita tak bisa memilih.

4 orang lawan 1 orang. Logika sederhana yang ditujukan untuknya, “Setelah ini kamu akan kemana?, pulang ke kost, mampir ke warnet, atau tetap disini?”. Pertanyaan ini adalah penegasan kami bahwa kita (manusia) punya kemampuan untuk memilih hal apa yang akan dilakukan ‘setelah ini’. Mungkin saja kita memilih untuk pulang ke kost, mampir ke warnet, atau tetap berada di sini. Tapi teman ku yang satu ini, sebut saja si X, tetap pada pemikirannya. “Tidak, sebenarnya kita tetap tak punya pilihan. Apa yang akan kita lakukan ‘setelah ini’ sudah digariskan jauh sebelum kita ada”. Perdebatan berlangsung seru. Dua kubu terus mengeluarkan landasan-landasan ucapannya. 4 orang lawan 1. Tidak ada titik temu hingga diskusi berakhir.

Benar yang dikatakan si X, karena dia memakai kerangka Tuhan (The Source) dalam mendeskripsikan fenomena yang dilihatnya. Sehingga semuanya terlihat satu dan padu. Dia melihat kehidupan seperti melihat suatu “keusaian” dalam satu cerita film. Dari awal sampai akhir. Dan merupakan satu kebenaran mutlak. Aku sendiri tak pernah tahu, kerangka (point of view) Tuhan itu seperti apa. Sementara saat diskusi berlangsung, kita semua berada pada dimensi (ruang-waktu) manusia dan (aku yakin) tak akan bisa menalar dimensinya Tuhan. Aku pun pulang membawa pertanyaan-pertanyaan yang belum menemukan jawab.

Lama ku internalisasi apa yang ku dapat pada diskusi itu. Sampai aku menemukan kesimpulan dari pikiranku sendiri. Aku kini bisa menerima pemikiran si X. bahwa manusia tidak pernah punya pilihan dalam hidupnya!. Inilah temuanku:

Ternyata, kita hidup dalam jagad kemungkinan tiada batas. Walaupun Einstein pernah menolak prinsip ini, prinsip yang mendasari teori yang juga dia bidani kelahirannya, Mekanika kuantum. Sampai Einstein harus berkata, “Tuhan tidak sedang bermain dadu”. Kalau Einstein masih hidup, aku akan bertanya, “Stein, apa lu pernah nyangka kalo relasi massa-energimu itu akan jadi bom waktu bagi dunia?”. Namun sekarang, bahkan, apa yang tak terbayangkan malah sudah menjadi barang usang bagi dunia. Mungkin Einstein sedang cemeberut diatas sana.

Dalam dunia partikel elementer, dikenal prinsip ketidak pastian. Intinya, tak ada yang pasti dalam dunia pada tingkat partikel dan sub partikel. Keadaan suatu benda, minimal harus bisa dijelaskan lewat posisi dan momentumnya. Namun prinsip ketidakpastian mengatakan bahwa tidak mungkin kita (observer) mengetahui posisi dan momentum partikel pada saat yang bersamaan. Jika kita tahu posisinya, maka momentumnya menjadi tak berhingga, begitu pula sebaliknya. Posisi dan (atau) momentum yang diketahui itu pun bukan merupakan suatu kepastian mutlak. Melainkan suatu probabilitas yang tunduk pada hukum statistik.

Kita pun masih dibingungkan oleh dualisme gelombang-partikel. Partikel, atau gelombang. Seolah-olah partikel, dan seolah-olah gelombang. Eksperimen yang terkenal, hingga Richard Feynman menyebutnya sebagai “berbaring di jantung mekanika kuantum”, mengenai fenomena gelombang-partikel adalah eksperimen celah ganda pistol elektron. Dimana pada akhirnya berkas yang ditinggalkan elektron pada pelat detektor membentuk pola gelap-terang yang merupakan ciri khas dari interferensi gelombang. Pertanyaannya adalah, apakah partikel itu gelombang?. Jika frame set kita masih berpegang pada hukum mekanika klasik newton, hal itu adalah kemustahilan.

Point ini menyimpulkan bahwa gelombang-materi sangat ditentukan oleh tujuan sang pengamat melalui eksperimennya. Pengalaman mental serta tujuan si pengamat pun menjadi variabel tersendiri dalam mengamati fenomena gelombang-partikel. Konsekwensinya, dunia mikroskopis menjadi dunia “seolah-olah” pada fenomena/eksperimen ini. Belum lagi bila ditelaah lintasan elektron tersebut hingga sampai pada jejak yang ditinggalkan pada detektor. Saya pun bertanya dalam hati, “apakah mungkin partikel (elektron) itu punya sistem biotik seperti mahluk hidup lainnya?”. Pertanyaan itu masih belum menemukan jawab.

Yang paling menggelitik logikaku adalah paradoks kucing(nya) Schrodinger. Dimana eksperimen (paling kejam) itu berusaha membuktika entitas kuantum dalam dunia makroskopis (kerangka klasik Newton). Sebuah kotak berisi kucing hidup dan picu gas beracun yang kemungkinan untuk mengeluarkan gas beracun adalah 50:50. Kotak ditutup. Jika picu gas terbuka, kucing pasti mati. Jika picu gas tidak terbuka, maka kucing akan tetap hidup. Pertanyaannya, bagaimana keadaan kucing ketika kotak itu masih tertutup?. Entitas kuantum harus menjawab bahwa : kucing itu setengah hidup dan setengah mati!. Akal sehat tentu akan menolak kesimpulan itu. Bagaimana mungkin ada keadaan seperti itu?. Namun entitas kuantum mau tidak mau harus menjawab itu. Bukankah kemungkinan kucing hidup adalah 50% dan kucing mati adalah 50%?. Agaknya akal sehat kita mulai tidak sehat di area kuantum.

Analog dengan eksperimen diatas, namun lebih sederhana. Jika kita melempar koin logam, yang punya dua sisi, gambar dan angka. Koin dilempar keatas, kemudian kita tangkap dan kita tutup dengan tangan kita. Pertanyaannya, apa yang terjadi pada koin logam pada saat tangan kita masih tertutup?, sisi manakah yang menghadap keatas?. Anda yang ahli kuantum harus segera menjawab, “setengah gambar dan setengah angka!”. Newton pun bangkit dari kuburnya dan berkata, “Mustahil!, sepanjang hidupku aku tak pernah menyaksikan keadaan yang seperti itu!, nonsens!”. Ingat, sebelum tangan kita buka (mudah-mudahan selamanya tidak terbuka), peluang dua sisi koin logam yang menghadap keatas itu adalah 50:50. Konsekwensinya, logika kita harus mulai menerima bahwa keadaan yang ‘setengah itu dan setengah ini’ adalah hal yang empiris pada area kuantum.

Dari sedikit dasar itu (dan masih banyak yang tak mau keluar dari otak ini. Salah satunya adalah ternyata penyusun paling elementer dari materi adalah: KEKOSONGAN!) maka kesimpulan saya, memang, manusia tak pernah punya kekuatan untuk menentukan pilihan. Mungkin masih terlalu absurd. Atau mungkin tak pernah ada kata-kata yang bisa jadi fasilitator penerjemah, untuk menerjemahkan makna ini?. Dengan itu pula, konsekwensinya bahwa apa yang ‘ada’ (being) atau yang kita sebut sebagai materi itu adalah kekosongan semata. Ilusi sementara. Serba entah, dan lautan probabilitas tiada batas. Ini adalah konsekwensi ketika manusia itu tidak pernah punya pilihan. Tubuh saya dan anda hanya ilusi belaka!.

Determinisme pun harus mati. Diganti dengan maybe-isme. Buah konsekwensi jika dunia mikroskopis adalah dunia peluang yang serba tidak pasti, maka begitu pula dunia makro pada kerangka manusia (fondasi Newton). Apa yang akan terjadi ‘setelah ini’ adalah probabilitas abadi. Hingga pertanyaan tadi, ketika si X ditanya, “akan kemanakah kamu setelah ini?”, jawabnya adalah, “pulang kekost, ke warnet, dan tetap disini. Semuanya terjadi serempak pada saat sebelum beranjak pergi!”. Wah, banyak dunia yang sedang terjadi bersamaan dengan dunia kita rupanya. Dan maaf Tuan Einstein, “Karena ketidaktahuan maka lahirlah probabilitas. Tidak ada dadu, dan tidak ada yang sedang bermain dadu”.

Kamar Kost, 231007
Irawan Aji

Reason in Revolt: Revolusi dalam Fisika

2007-09-20T20:48:00.001-07:00

Dua ribu tahun lalu, orang berpikir bahwa hukum-hukum jagad telah tercakup seluruhnya dalam geometrinya Euclides. Tidak ada sesuatupun yang dapat ditambahkan kepadanya. Ini adalah ilusi yang diderita tiap jaman. Untuk waktu yang panjang setelah wafatnya Newton, para ilmuwan berpikir bahwa ia telah menyatakan segala sesuatu yang perlu dikatakan tentang hukum-hukum alam. Laplace mengeluh bahwa hanya ada satu jagad, dan Newton telah mendapat berkah besar sehingga ia telah menemukan semua hukum yang mengaturnya. Selama dua ratus tahun teori Newton tentang sifat partikel dari cahaya diterima secara luas, dengan demikian menentang teori bahwa cahaya adalah gelombang, yang diajukan oleh fisikawan Belanda, Huygens. Kemudian teori cahaya sebagai partikel dinegasi oleh orang Perancis itu, A. J. Fresnel, yang teori gelombang cahayanya telah dikonfirmasi oleh percobaan J. B. L. Foucault. Newton telah meramalkan bahwa cahaya, yang berjalan dengan kecepatan 186.000 mil per detik (± 300.000 km/detik) di ruang hampa, seharusnya berjalan lebih cepat dalam air. Para pendukung teori gelombang cahaya meramalkan bahwa kecepatannya harusnya lebih rendah, dan percobaan membuktikan bahwa mereka benar.

Terobosan besar untuk teori gelombang dicapai oleh ilmuwan cemerlang dari Skotlandia James Clerk Maxwell, pada paruh kedua abad ke-19. Maxwell mendasarkan dirinya pada kerja eksperimental dari Michael Faraday, yang menemukan induksi elektromagnet, dan menyelidiki sifat-sifat magnet, dengan kedua kutubnya, utara dan selatan, yang melibatkan gaya-gaya tak kasat mata yang membentang di bumi dari ujung ke ujung. Maxwell memberi penemuan empirik ini satu bentuk universal dengan menerjemahkannya ke dalam persamaan matematika. Karyanya ini membimbing orang ke dalam penemuan medan, yang kemudian menjadi dasar Einstein untuk merumuskan teori relativitas umumnya. Satu generasi berdiri di atas bahu generasi sebelumnya, saling menegasi dan memelihara penemuan yang terdahulu, terus-menerus memeperdalamnya, dan memberinya bentuk-bentuk dan hakikat yang lebih umum.

Tujuh tahun setelah meninggalnya Maxwell, Hertz mendeteksi untuk pertama kalinya gelombang elektromagnetik yang diramalkan oleh Maxwell. Teori partikel, yang telah berkuasa sejak Newton, nampaknya dihantam hancur oleh elektromagnetika Maxwell. Sekali lagi para ilmuwan percaya bahwa mereka telah menggenggam satu teori yang akan dapat menjelaskan segala sesuatu. Hanya ada beberapa masalah yang masih harus dibereskan, dan kita akan segera mengetahui apa segala yang perlu diketahui tentang alam raya ini. Tentu saja, ada beberapa ketidakcocokan yang mengganggu, tapi nampaknya cukup kecil sehingga dapat diabaikan. Walau demikian, hanya beberapa dasawarsa kemudian, beberapa ketidakcocokan "kecil" ini terbukti cukup untuk menggulingkan seluruh struktur teori yang ada dan mendorong terjadinya revolusi ilmiah yang kuat.

Partikel atau Gelombang?

Semua orang tahu gelombang itu apa. Ia adalah hal umum yang dihubungkan dengan air. Seperti halnya gelombang dapat dihasilkan oleh seekor bebek yang bergerak di atas permukaan sebuah kolam, demikian pula sebuah partikel, misalnya sebuah elektron, dapat menyebabkan satu gelombang elektromagnetik, ketika ia bergerak melintasi ruang. Gerakan bergetar dari elektron mengganggu medan listrik dan magnet, menyebabkan gelombang menyebar secara kontinyu, seperti riak dalam kolam. Tentu saja analogi ini hanya mendekati saja. Ada perbedaan mendasar antara gelombang air dan gelombang elektromagnetik. Gelombang yang disebut terakhir ini tidak membutuhkan satu medium kontinyu yang harus dilaluinya dalam perjalanan, seperti air misalnya. Sebuah getaran elektromagnetik adalah satu gangguan periodik yang menjalarkan dirinya sendiri melalui struktur elektrik materi. Walau demikian, perbandingan itu dapat memberi penjelasan yang lebih terang.

Fakta bahwa kita tidak dapat melihat gelombang ini tidaklah berarti bahwa keberadaan mereka tidak dapat kita deteksi, bahkan dalam kehidupan sehari-hari. Kita memiliki pengalaman langsung merasakan gelombang cahaya dan gelombang radio, bahkan sinar-X. Satu-satunya perbedaan antara mereka semua adalah pada frekuensinya. Kita tahu bahwa sebuah gelombang di air akan menyebabkan satu objek yang sedang mengapung terangkat naik-turun, lebih cepat atau lebih lambat, tergantung kekuatan gelombang itu sendiri - riak yang disebabkan oleh seekor bebek tentu jauh lebih lemah daripada yang disebabkan oleh sebuah kapal motor. Mirip dengan itu, osilasi elektron akan berbanding lurus dengan intensitas gelombang cahaya.

Persamaan Maxwell, yang telah didukung oleh Hertz dan lain-lain, menyediakan satu bukti yang kuat untuk mendukung teori bahwa cahaya merupakan gelombang, yang memiliki sifat-sifat elektromagnetik. Walau demikian, pada peralihan abad, orang mengumpulkan bukti-bukti bahwa teori inipun keliru. Di tahun 1900 Max Planck telah menunjukkan bahwa teori gelombang klasik membuat beberapa ramalan yang tak dapat dibuktikan dalam praktek. Ia mengajukan bahwa cahaya datang dalam partikel-partikel diskret atau dalam "paket-paket" (kuanta). Situasinya menjadi lebih rumit lagi oleh adanya fakta bahwa percobaan-percobaan lain membuktikan hal-hal yang bertentangan. Dapatlah diperlihatkan bahwa sebuah elektron adalah sebuah partikel dengan menumburkannya pada layar fluorescent dan mengamati pendar yang dihasilkan oleh tumburan itu; atau dengan mengamati jalur yang dibentuk elektron dalam kamar gas; atau melalui titik-titik mini yang muncul dalam sebuah plat foto yang sudah dicuci. Di pihak lain, jika dua lubang dibuat di sebuah layar, dan elektron dialirkan melalui sebuah sumber tunggal, mereka akan membentuk pola interferensi, yang menunjukkan bahwa elektron memiliki sifat gelombang.

Hasil yang paling aneh justru didapat dalam percobaan celah-ganda yang terkenal itu, di mana sebuah elektron tunggal ditembakkan pada sebuah layar yang mengandung dua celah dan sebuah plat foto di belakangnya. Pada celah yang mana elektron tunggal itu akan lewat? Pola interferensi yang terbentuk pada plat foto di belakang celah itu jelas adalah pola yang hanya dapat dibentuk oleh dua celah. Hal ini membuktikan bahwa elektron melewati kedua celah itu sekaligus sehingga dapat membentuk sebuah pola interferensi. Ini tentunya bertentangan dengan hukum-hukum nalar-sehat, tapi percobaan ini tak dapat dibantah lagi kebenarannya. Sebuah elektron bersifat baik sebagai partikel maupun sebagai gelombang. Ia berada dalam dua (atau lebih) tempat sekaligus, dan dalam beberapa keadaan gerak sekaligus!

"Janganlah kita bayangkan," komentar Banesh Hoffmann, "bahwa para ilmuwan menerima penemuan baru ini dengan sorak kemenangan. Mereka menentang penemuan-penemuan ini dan menolaknya sejauh mereka dapat, menciptakan segala jenis jebakan dan hipotesis alternatif dalam sebuah upaya putus-asa untuk menyelamatkan diri dari keharusan menerima fakta itu sebagai kebenaran. Tapi paradoks itu telah hadir dengan menyolok sejak 1905 dalam kasus cahaya, dan bahkan lebih dulu lagi, dan tidak seorangpun memiliki keberanian atau kecerdikan untuk menyelesaikan persoalan ini sampai munculnya mekanika kuantum yang baru itu. Ide baru ini sangatlah sulit diterima karena kita terus secara insting berusaha membangun gambaran tentangnya dalam bentuk-bentuk partikel tradisional, dengan mengabaikan prinsip ketidakpastian Heisenberg. Kita terus menghindar dari penggambaran sebuah elektron sebagai sesuatu yang, sembari memiliki gerak, mungkin tidak memiliki posisi, dan sembari memiliki posisi, mungkin tidak mengenal konsep gerak atau diam."[i]

Di sini kita melihat bekerjanya negasi dari negasi. Pada pandangan pertama, kita kelihatannya telah menempuh satu lingkaran penuh. Teori partikel cahaya dari Newton telah dinegasi oleh teori gelombang Maxwell. Teori ini, pada gilirannya, dinegasi pula oleh teori partikel yang baru, yang dikemukakan oleh Planck dan Einstein. Tapi hal ini tidaklah berarti kembali pada teori Newtonian lama, tapi menempuh lompatan kualitatif ke depan, dengan melibatkan satu revolusi sejati dalam ilmu pengetahuan. Semua ilmu pengetahuan harus dirombak total, termasuk hukum gravitasi Newton itu sendiri.

Revolusi ini tidaklah membuat persamaan Maxwell tidak berlaku lagi, persamaan itu tetap sahih untuk sejumlah besar operasi tentang medan. Yang ditunjukkan hanyalah, di luar batas tertentu, ide-ide fisika klasik tidak lagi berlaku. Gejala dunia partikel sub-atomik tidaklah dapat dipahami dengan metode-metode mekanika klasik. Di sini, ide-ide mekanika kuantum dan relativitas bermain penuh. Pada sebagian besar waktu di abad ini, fisika telah didominasi oleh teori relativitas dan mekanika kuantum yang, pada awalnya, ditolak mentah-mentah oleh orang-orang yang mendominasi ilmu pengetahuan, yang berpegangan erat-erat pada pandangan-pandangan lama. Ada pelajaran yang penting di sini. Upaya apapun untuk memaksakan satu "solusi final" terhadap pandangan kita atas alam raya ini pasti akan menemui kegagalan.

Mekanika Kuantum

Perkembangan fisika kuantum merupakan lompatan besar ke muka dalam ilmu pengetahuan, satu pemisahan yang menentukan dengan determinisme mekanik kuno dari fisika "klasik". (Metode "metafisik", adalah istilah yang gemar digunakan Engels untuk menggambarkannya.) Sebagai gantinya, kita mendapatkan satu pandangan atas alam yang lebih lentur dan dinamis - dengan kata lain, dialektik. Dimulai dengan penemuan Planck tentang keberadaan kuantum, yang pada awalnya terlihat sebagai sebuah rincian yang remeh, hampir seperti sebuah anekdot, seluruh wajah fisika mengalami perubahan. Di sini kita mendapati sebuah ilmu pengetahuan baru yang dapat menjelaskan gejala peluruhan radioaktif dan menelaah dengan sangat rinci data spektroskopi yang kompleks itu. Secara langsung hal itu membawa kita pada pendirian sebuah ilmu baru - kimia teoritik, yang mampu menyelesaikan masalah-masalah yang tadinya tak terpecahkan. Secara umum, serangkaian kesulitan teoritik tersingkirkan, setelah satu sudut pandangan baru diterima. Fisika baru telah mengungkap kekuatan maha dahsyat yang tersimpan dalam inti atom. Hal ini membawa kita langsung pada penyalahgunaan enerji nuklir - jalur yang penuh potensi pengrusakan atas kehidupan di muka bumi - atau justru pada masa depan yang sampai sekarang tak berani dibayangkan orang, dengan kelimpahan tanpa batas dan kemajuan sosial melalui penggunaan fusi nuklir secara damai. Teori relativitas Einstein menjelaskan bahwa massa dan enerji adalah dua hal yang setara. Jika massa sebuah objek diketahui, dengan mengalikannya pada kuadrat kecepatan cahaya, materi akan berubah menjadi enerji.

Einstein menunjukkan bahwa cahaya, yang sampai saat itu masih dianggap sebagai sebuah gelombang, berperilaku seperti sebuah partikel. Cahaya, dengan kata lain, adalah salah satu bentuk saja dari materi. Hal ini telah dibuktikan di tahun 1919, ketika ditunjukkan bahwa cahaya dibelokkan oleh gaya gravitasi. Louis de Broglie kemudian menunjukkan bahwa materi, yang dianggap hanya terdiri dari partikel, selalu memiliki pula sifat-sifat gelombang. Batasan antara materi dan enerji telah dihapuskan untuk selamanya. Materi dan enerji adalah ... sama. Ini adalah kemajuan raksasa dari ilmu pengetahuan. Dan dari sudut pandang Materialisme yang Dialektik, materi dan enerji adalah sama. Engels menggambarkan enerji ("gerak") sebagai "cara mengada, ciri internal, dari materi".[ii]

Argumen yang mendominasi fisika partikel selama bertahun-tahun, apakah partikel sub-atomik seperti foton dan elektron adalah partikel atau gelombang akhirnya diselesaikan oleh mekanika kuantum yang menegaskan bahwa partikel sub-atomik dapat, dan memang, berperilaku sebagai partikel dan gelombang sekaligus. Seperti sebuah gelombang, cahaya menghasilkan interferensi, tapi, sebuah foton cahaya juga dapat memantul ketika membentur sebuah elektron, berlaku seperti sebuah partikel. Hal ini bertentangan dengan logika formal. Bagaimana mungkin "nalar-sehat" menerima bahwa sebuah elektron dapat ada di dua tempat sekaligus? Atau bahkan bergerak, pada kecepatan yang tinggi tak terbayangkan, ke berbagai jurusan sekaligus? Cahaya yang berperilaku sebagai gelombang dan partikel sekaligus akan dilihat sebagai kontradiksi yang tak terselesaikan. Upaya untuk menjelaskan gejala kontradiktif dari dunia sub-atomik dengan cara-cara logika formal akan membawa kita meninggalkan pemikiran rasional sama sekali. Dalam kesimpulannya atas sebuah karya yang ditulis tentang revolusi kuantum, Banesh Hoffmann sanggup menulis:

"Berapa sering lagi kita harus mengagumi karya Tuhan yang luar biasa, yang menciptakan langit dan bumi dari sebuah hakikat primat dari sebuah rincian yang demikian indah sehingga dengannya Ia dapat menciptakan otak dan pikiran yang bernyala dengan berkah kemampuan meramal yang ilahiah untuk menerobos misteri ciptaan-Nya sendiri. Jika pikiran dari seorang Bohr atau Einstein membuat kita terkagum-kagum dengan kekuatannya, bagaimana kita mulai memuja keagungan Tuhan yang menciptakannya?"[iii]

Sayangnya, ini bukan satu contoh yang merupakan pengecualian. Sejumlah besar literatur modern tentang ilmu pengetahuan, termasuk banyak yang ditulis para ilmuwan itu sendiri, sangat kuat mengandung pandangan yang mistis, religius atau kuasi-religius semacam ini. Ini adalah hasil langsung dari filsafat idealis yang masih dipegang, sadar atau tidak sadar, oleh banyak sekali ilmuwan.

Hukum-hukum mekanika kuantum akan runtuh di hadapan "nalar-sehat" (yaitu, logika formal), tapi akan berkesesuaian benar dengan materialisme dialektik. Ambillah, misalnya, pandangan tentang sebuah titik. Seluruh geometri tradisional diturunkan dari satu titik, yang selanjutnya menjadi garis, bidang, kubus, dsb. Walau demikian, pengamatan yang lebih rinci menunjukkan bahwa sebuah titik tidaklah memiliki keberadaan mandiri.

Titik dipandang sebagai pernyataan ruang yang terkecil, sesuatu yang tidak memiliki dimensi. Pada kenyataannya, titik tersebut terdiri dari atom-atom - elektron, inti atom, foton, dan partikel-partikel lain yang lebih kecil lagi. Pada akhirnya, ia lenyap dalam sebuah flux gelombang kuantum yang tidak pernah berhenti bergetar. Dan tidak ada akhir bagi proses ini. Tidak ada "titik" yang dapat ditetapkan sama sekali. Inilah jawaban final bagi para idealis yang berusaha mencari "bentuk" sempurna yang katanya terdapat "di luar" realitas material yang dapat diamati. Satu-satunya "realitas puncak" adalah jagad material yang tidak berhingga, abadi, dan terus berubah, yang jauh lebih indah dalam segala variasi bentuk dan prosesnya yang tanpa henti ketimbang segala macam petualangan ajaib dari fiksi ilmiah. Bukannya satu lokasi yang dapat ditentukan - satu "titik" - tapi sebuah proses, sebuah flux yang tanpa henti. Segala upaya untuk memaksakan batasan bagi hal ini, dalam bentuk awal atau akhir, pasti akan menemui kegagalan.

Melenyapnya Materi?

Jauh sebelum ditemukannya relativitas, ilmu pengetahuan telah menemukan dua prinsip dasar - kekekalan enerji dan kekekalan massa. Hukum yang pertama ditemukan oleh Leibniz di abad ke-17, dan kemudian dikembangkan di abad ke-19 sebagai sebuah hasil dari prinsip-prinsip mekanika. Jauh sebelum itu, manusia jaman purba telah menemukan secara praktek prinsip kesetaraan antara kerja dan panas, ketika ia membuat api melalui gesekan, dengan demikian mengubah sejumlah tertentu enerji (kerja) menjadi panas. Pada awal abad ini, ditemukan bahwa massa hanyalah salah satu bentuk enerji. Satu partikel materi bukan lain adalah enerji, yang sangat terkonsentrasi dan terlokalisasi. Jumlah enerji yang terkonsentrasi dalam sebuah partikel berbanding lurus dengan massanya, dan jumlah total enerji adalah selalu tetap. Hilangnya sejumlah enerji tertentu akan selalu diimbangi dengan didapatnya sejumlah enerji dalam bentuk lain. Sambil terus mengubah bentuknya, bagaimanapun, enerji akan tetap sama selamanya.

Revolusi yang disebabkan oleh Einstein adalah satu pembuktian bahwa massa itu sendiri mengandung jumlah enerji yang luar biasa. Kesetaraan massa dan enerji dinyatakan dalam persamaan E = mc² di mana c melambangkan kecepatan cahaya (sekitar 186.000 mil per detik atau 300.000 km per detik), E adalah enerji yang terkandung dalam sebuah benda diam, dan m adalah massanya. Enerji yang terkandung dalam massa m adalah setara dengan massa ini yang dikalikan kuadrat dari kecepatan cahaya yang luar biasa besar itu. Dengan demikian, massa adalah bentuk enerji yang teramat terkonsentrasi, kekuatan yang boleh digambarkan oleh fakta bahwa enerji yang dilepaskan dalam sebuah ledakan atom dihasilkan ketika hanya 10% dari massanya diubah menjadi enerji. Biasanya, enerji raksasa yang terkunci dalam materi ini tidak mewujud, dan dengan demikian tidak diperhatikan oleh manusia. Tapi jika proses di dalam inti atom mencapai satu titik kritis, sebagian enerji akan dilepaskan, sebagai enerji kinetik.

Karena massa hanyalah salah satu bentuk enerji, baik materi maupun enerji tidak dapat diciptakan maupun dihancurkan. Bentuk-bentuk enerji, di pihak lain, sangatlah beragam. Sebagai contoh, ketika proton di permukaan matahari bersatu untuk membentuk inti atom helium, enerji nuklir dilepaskan. Pertama-tama ini mungkin nampak sebagai enerji kinetik dari gerak inti atom, yang kemudian memberi sumbangan pada enerji panas yang dilepaskan matahari. Sebagian enerji ini dipancarkan dari matahari dalam bentuk foton, mengandung partikel-partikel enerji elektromagnetik. Partikel-partikel ini, pada gilirannya, diubah oleh proses fotosintesis menjadi enerji kimia potensial yang tersimpan dalam tumbuhan, yang pada giliran selanjutnya, diserap oleh manusia dengan memakan tanaman, atau hewan yang hidup dari memakan tanaman, untuk menyediakan kehangatan dan enerji bagi otot, aliran darah, otak, dan lain-lain.

Hukum-hukum fisika klasik secara umum tak dapat diterapkan pada tingkat sub-atomik. Walau demikian, terdapatlah satu hukum yang tidak mengenal pengecualian di alam - hukum kekekalan enerji. Para fisikawan tahu bahwa baik muatan positif maupun negatif tidaklah dapat diciptakan dari sebuah ketiadaan. Fakta ini dinyatakan dalam hukum kekekalan muatan listrik. Dengan demikian, dalam proses untuk menghasilkan partikel beta, lenyapnya neutron (yang tidak bermuatan) menimbulkan sepasang partikel yang muatannya berlawanan - proton yang bermuatan positif dan elektron yang bermuatan negatif. Bersama-sama, kedua partikel baru itu memiliki muatan gabungan setara dengan nol.

Jika kita melakukan proses kebalikannya, ketika sebuah proton memancarkan sebuah positron dan berubah menjadi neutron, muatan dari partikel asli (proton) adalah positif dan partikel yang dihasilkan (neutron dan posittron), bersama-sama, juga bermuatan positif. Dalam seluruh perubahan yang beraneka ragam ini, hukum kekekalan muatan dipatuhi secara ketat, seperti halnya hukum-hukum kekekalan yang lain. Tidak secuilpun enerji yang diciptakan atau dihancurkan. Dan gejala semacam itu juga tidak akan pernah terjadi.

Ketika sebuah elektron dan anti-partikelnya, positron, saling menghancurkan, massa mereka "hilang", yaitu, diubah menjadi dua partikel cahaya (foton) yang terbang berhamburan ke arah yang berlawanan. Walau demikian, keduanya memiliki enerji total yang sama dengan kedua partikel yang telah bersatu untuk menghasilkan mereka. Kesetaraan massa-enerji, momentum linear dan muatan listrik dipelihara dengan ketat. Gejala ini sama sekali tidak sama dengan pelenyapan dalam makna penghancuran. Secara dialektik, elektron dan positron dinegasi dan dipelihara pada saat bersamaan. Materi dan enerji (yang hanya merupakan dua cara untuk menyatakan hal yang sama) tidak akan pernah dapat diciptakan maupun dihancurkan, hanya diubah.

Dari sudut pandang materialisme dialektik, materi adalah realitas objektif yang diberikan kepada kita dalam persepsi-inderawi. Ini mencakup bukan saja objek yang "solid" melainkan juga cahaya. Foton adalah sama materialnya dengan elektron atau positron. Massa terus-menerus diubah menjadi enerji (termasuk cahaya - foton) dan enerji menjadi massa. "Penghancuran" sebuah positron dan elektron menghasilkan sepasang foton, tapi kita juga melihat proses yang kebalikannya: ketika dua foton bertemu, sebuah elektron dan sebuah positron dapat dihasilkan, asalkan foton itu mengandung enerji yang cukup. Hal ini kadangkala disajikan pada kita dalam konsep penciptaan materi "dari ketiadaan". Tidak ada hal semacam itu. Apa yang kita lihat di sini bukanlah penghancuran maupun penciptaan apapun, tapi satu peralihan yang terus-menerus dari materi menjadi enerji dan sebaliknya. Ketika sebuah foton menghantam inti atom, ia berhenti mengada sebagai sebuah foton. Ia hilang, tapi menyebabkan satu perubahan di dalam atom - sebuah elektron meloncat dari satu orbit yang lebih rendah ke orbit lain yang lebih tinggi tingkatan enerjinya. Di sini juga proses yang kebalikannya terjadi. Ketika sebuah elektron melompat ke orbit yang berenerji lebih rendah, sebuah foton muncul.

Proses perubahan yang terus-menerus ini, yang mencirikan dunia di tingkat sub-atomik adalah sebuah pembenaran yang dahsyat terhadap fakta bahwa dialektika bukanlah sekedar reka-reka subjektif, tapi sungguh-sungguh terhubung dengan proses objektif yang terjadi secara alamiah. Proses ini telah berjalan tanpa terputus sepanjang segala abad. Ia adalah pembuktian kongkrit dari tidak dapat dihancurkannya materi - persis kebalikan dari apa yang tadinya hendak dibuktikan oleh para idealis.

"Batu Penyusun Materi"?

Telah beabad-abad para ilmuwan berusaha dengan sia-sia untuk menemukan "batu penyusun materi" - partikel pamungkas yang terkecil. Seratus tahun yang lalu, mereka pikir mereka telah menemukannya dalam bentuk atom (yang, dalam bahasa Yunani, berarti "sesuatu yang tak dapat dibagi lagi"). Penemuan partikel-partikel sub-atomik memaksa fisika untuk merambah lebih dalam ke dalam struktur materi. Di tahun 1928, para ilmuwan berkhayal bahwa mereka telah menemukan partikel-partikel yang terkecil - proton, elektron dan foton. Seluruh dunia material dianggap tersusun dari ketiga partikel ini. Selanjutnya, ini juga diruntuhkan oleh penemuan neutron, positron, deuteron, dan serombongan partikel lain, yang semakin kecil, dengan keberadaan yang semakin sekejap - neutrino, pi-meson, mu-meson, k-meson, dan banyak lagi yang lain. Umur dari beberapa partikel ini sangat kecil - mungkin sepersejuta detik - sehingga mereka digambarkan sebagai "partikel virtual" - sesuatu yang sama sekali tak terbayangkan sebelum datangnya jaman kuantum.

Tauon berumur hanya seperbilyun detik, sebelum luruh menjadi muon, dan kemudian menjadi elektron. Pion yang netral lebih pendek lagi masa hidupnya, luruh dalam waktu kurang dari sepertrilyun detik untuk membentuk sepasang partikel sinar gamma. Walau demikian, partikel-partikel gamma ini hidup sampai usia lanjut, dibandingkan dengan yang lain-lain yang hanya hidup selama seperseratus mikrodetik. Beberapa yang lain, seperti partikel sigma yang netral, luruh setelah seper seratus milyar detik. Di tahun 1960-an, bahkan hal ini masih dikalahkan oleh penemuan partikel yang lebih pendek lagi masa hidupnya sehingga keberadaannya hanya dapat disimpulkan dari keharusan mereka untuk meluruh agar terbentuk beberapa partikel turunan yang telah diketahui. Masa paro-hidup dari partikel-partikel ini berada di kisaran seper beberapa trilyun detik. Mereka dikenal sebagai partikel resonan. Dan inipun belum lagi akhir ceritanya.

Lebih dari seratus limapuluh partikel lain ditemukan kemudian, yang kemudian dikenal sebagai hadron. Situasinya demikian ruwet. Seorang fisikawan Amerika, Dr. Murray Gell-Mann, dalam upayanya untuk menjelaskan struktur partikel-partikel sub-atomik, telah mempostulatkan beberapa partikel yang lain lagi, yang lebih mendasar, quark, yang lagi-lagi dicanangkan sebagai "batu penyusun materi yang pamungkas". Gell-Mann berteori bahwa terdapat enam jenis quark dan bahwa keluarga quark adalah paralel dengan keenam anggota keluarga partikel yang lebih ringan, yang disebut lepton. Semua materi kini dianggap terdiri dari duabelas partikel penyusun. Namun, bahkan bentuk materi paling dasar yang dikenal ilmu pengetahuan ini masih juga mengandung kualitas kontradiktif yang sama dengan apa yang kita amati di seluruh jagad raya, bersesuaian dengan hukum dialektik tentang kesatuan dari hal-hal yang bertentangan. Quark juga hadir dalam pasangan-pasangan, dengan muatan postitif dan negatif, sekalipun, dengan anehnya, dinyatakan dalam pecahan.

Sekalipun ada fakta bahwa pengalaman telah menunjukkan bahwa tidak ada batasan bagi materi, para ilmuwan terus berkeras melancarkan pencarian sia-sia terhadap "batu penyusun materi". Benar bahwa pernyataan itu hanyalah penemuan sensasional dari para jurnalis dan para ilmuwan yang terobsesi dengan kemungkinan promosi, dan bahwa pencarian partikel yang semakin lama semakin kecil dan mendasar adalah kegiatan ilmiah yang sangat bona-fide, yang berguna untuk memperdalam pengetahuan kita tentang cara bekerjanya alam raya ini. Tapi, walau demikian, kita tentu mendapatkan kesan bahwa sedikitnya beberapa dari mereka benar-benar percaya bahwa mungkin bagi kita untuk mencapai satu bentuk realitas yang pamungkas, yang merupakan batasan di mana di luar itu tidak ada lagi sesuatupun yang dapat ditemukan, setidaknya di tingkat sub-atomik.

Quark kini dianggap sebagai yang pamungkas dari keduabelas "batu penyusun" sub-atomik yang katanya menyusun segala materi di jagad raya. "Hal yang menarik adalah bahwa inilah potongan materi yang terakhir yang akan pernah kita kenal, seperti yang diramalkan oleh kosmologi dan Model Standard dari fisika partikel, Dr. David Schramm dilaporkan berujar, 'Inilah potongan teka-teki yang terakhir itu.'"[iv] Jadi, quark adalah "partikel pamungkas". Ia disebut fundamental dan tidak memiliki struktur lagi di dalamnya. Tapi hal yang sama telah pula diramalkan di masa lalu untuk atom, lalu proton, dan sebagainya dan seterusnya. Dengan cara yang sama, kita dapat dengan yakin meramalkan penemuan bentuk-bentuk yang lebih "fundamental" lagi dari materi di masa depan. Fakta bahwa keadaan pengetahuan dan teknologi kita yang sekarang tidaklah mengijinkan kita untuk menentukan sifat-sifat quark tidaklah kemudian mewajibkan kita untuk mengatakan bahwa ia tidak memiliki struktur lagi di dalamnya. Sifat dan ciri quark masih harus menunggu telaah lebih lanjut, dan tidak ada alasan untuk menganggap bahwa hal ini tidak akan mungkin tercapai, bahwa mustahil bagi kita untuk merambah ke kedalaman struktur materi yang tidak berujung. Inilah cara yang selalu ditempuh ilmu pengetahuan dalam kemajuannya. Halangan yang tadinya dianggap mustahil dipecahkan oleh satu generasi dijungkirkan oleh generasi berikutnya, dan demikian seterusnya sepanjang jaman. Seluruh pengalaman lampau kita memberi segala alasan untuk percaya bahwa proses dialektikal atas kemajuan pengetahuan manusia ini adalah sama tak berujungnya seperti jagad raya itu sendiri.

Catatan untuk Bagian Dua

[i] B. Hoffmann, The Strange Story of the Quantum, p. 147.
[ii] Engels, Dialectics of Nature, p. 92.
[iii] Hoffmann, op. cit., pp. 194-5.
[iv] Financial Times, 1/4/94, penekanan dari kami.

Sumber: In Defence of Marxism

Pemisahan Langit dan Bumi

2007-09-19T21:51:00.000-07:00

Dan apakah orang-orang yang kafir tidak mengetahui bahwasanya langit dan bumi itu keduanya dahulu adalah suatu yang padu, kemudian Kami pisahkan antara keduanya. Dan dari air Kami jadikan segala sesuatu yang hidup. Maka mengapakah mereka tiada juga beriman?" (Al Qur'an, 21:30)

Dentuman Besar memperoleh persetujuan dunia ilmiah nyaris sepenuhnya. Dalam sebuah artikel edisi Oktober 1994, Scientific American menyatakan bahwa model Dentuman Besar adalah satu-satunya yang dapat menjelaskan pengembangan terus menerus alam semesta. Dengan kemenangan Dentuman Besar, tesis "alam semesta tanpa batas", yang membentuk basis bagi dogma materialis, dibuang ke tumpukan sampah sejarah.

Banyak ilmuwan yang tidak mau memaksakan diri menjadi ateis menerima dan mendukung keberadaan pencipta yang mempunyai kekuatan tak terbatas. Misalnya, ahli astrofisika Amerika, Hugh Ross, menyatakan Pencipta jagat raya yang berada di atas segala dimensi fisik.

Beberapa ahli astronomi dan fisika materialis mencoba mengemukakan penjelasan alternatif. Mereka menerima teori Dentuman Besar namun mencoba melepaskannya dari gagasan penciptaan. Salah satunya adalah model alam semesta "berosilasi"; dan yang lainnya adalah "model alam semesta kuantum".

Model alam semesta berosilasi dikemukakan oleh para ahli astronomi yang tidak menyukai gagasan bahwa Dentuman Besar adalah permulaan alam semesta. Dalam model ini, dinyatakan bahwa pengembangan alam semesta sekarang ini pada akhirnya akan membalik pada suatu waktu dan mulai mengerut. Pengerutan ini akan menyebabkan segala sesuatu runtuh ke dalam satu titik tunggal yang kemudian akan meledak lagi, memulai pengembangan babak baru.

Ini tak lebih dari usaha lemah untuk menyelaraskan fakta Dentuman Besar terhadap pandangan tentang alam semesta tanpa batas. Skenario tersebut tidak didukung oleh hasil-hasil riset ilmiah. Banyak ahli berpendapat, alam semesta yang berosilasi seperti itu tidak mungkin terjadi.

"Model alam semesta kuantum" adalah usaha lain untuk membersihkan teori Dentuman Besar dari implikasi penciptaannya. Pendukung model ini mendasarkannya pada observasi fisika kuantum (subatomik). Dalam fisika kuantum, diamati bahwa partikel-partikel subatomik muncul dan menghilang secara spontan dalam ruang hampa.

Menginterpretasikan pengamatan ini sebagai "materi dapat muncul pada tingkat kuantum, ini merupakan sebuah sifat yang berkenaan dengan materi", beberapa ahli fisika mencoba menjelaskan asal materi dari ketiadaan selama penciptaan alam semesta sebagai "sifat yang berkenaan dengan materi" dan menyatakannya sebagai bagian dari hukum-hukum alam. Dalam model ini, alam semesta kita diinterpretasikan sebagai partikel subatomik di dalam partikel yang lebih besar.

Akan tetapi, silogisme ini sama sekali tidak mungkin dan bagaimanapun tidak bisa menjelaskan bagaimana alam semesta terjadi. William Lane Craig, penulis The Big Bang: Theism and Atheism, menjelaskan alasannya:

"Ruang hampa mekanis kuantum yang menghasilkan partikel materi adalah jauh dari gagasan umum tentang "ruang hampa" (yang berarti tidak ada apa-apa). Ruang hampa kuantum adalah lautan partikel yang terus-menerus terbentuk dan menghilang, yang meminjam energi dari ruang hampa untuk keberadaan mereka yang singkat. Ini bukan "ketiadaan", sehingga partikel materi tidak muncul dari "ketiadaan"."

Selaras dengan sumber agama
Selain menjelaskan alam semesta, model Dentuman Besar mempunyai implikasi penting lain. Kebenaran yang dipertahankan oleh sumber-sumber agama adalah realitas penciptaan dari ketiadaan. Ini telah dinyatakan dalam kitab-kitab suci yang telah berfungsi sebagai penunjuk jalan bagi manusia selama ribuan tahun. Dalam semua kitab suci seperti Perjanjian Lama, Perjanjian Baru, dan Alquran, dinyatakan bahwa alam semesta dan segala isinya diciptakan dari ketiadaan oleh Allah. Kebenaran "teori" yang diungkapkan Alquran hampir 14 abad lampau dibuktikan kebenarannya pada abad ke-20.

"Dan apakah orang-orang kafir tidak mengetahui bahwasanya langit dan bumi itu keduanya dahulu adalah suatu yang padu, kemudian Kami pisahkan antara keduanya. Dan daripada air Kami jadikan segala sesuatu yang hidup. Maka mengapakah mereka tiada juga beriman?" (QS. Al Anbiyaa', 21: 30)

"Dan langit itu Kami bangun dengan kekuasaan (Kami) dan sesung-guhnya Kami benar-benar meluaskannya." (QS. Adz-Dzaariyat, 51: 47)

Singkatnya, temuan-temuan ilmu alam modern mendukung kebenaran yang dinyatakan dalam Alquran dan bukan dogma materialis. Materialis boleh saja menyatakan bahwa semua itu "kebetulan", namun fakta berbicara sebaliknya.

disarikan dari republika 15 september 2007 islami harun-yahya