x

Iklan

dian basuki

Penulis Indonesiana
Bergabung Sejak: 26 April 2019

Sabtu, 27 April 2019 20:06 WIB

Gagasan Besar Sains dalam Persamaan Sederhana

Persamaan sains yang hebat menyimpan keindahan dan gagasan besar di dalamnya.

Dukung penulis Indonesiana untuk terus berkarya

 

Dalam episode keempat Genius, film garapan sutradara dan produser Ron Howard yang saat ini sedang diputar di sebuah saluran televisi, yang mengisahkan kehidupan Albert Einstein muncul figur-figur penting dalam sejarah sains modern, seperti Pierre dan Marie Currie, juga Max Planck dari balik layar. Ketika Einstein menerbitkan tiga makalahnya pada tahun yang sangat istimewa, 1905, tak seorang pun fisikawan senior yang melirik, apa lagi berkomentar atas gagasan Einstein.

Max Planck-lah yang pertama menaruh perhatian besar atas makalah Einstein. Naluri Planck terlampau kuat untuk mengabaikan gagasan Einstein, dan ia pun mengutus fisikawan muda menemui Einstein yang saat itu bekerja di kantor paten Bern, Swiss. “Ada makalah lain yang sedang Anda kerjakan?” tanya fisikawan muda itu. Einstein menyerahkan draf tulisan untuk makalahnya yang keempat dan utusan Planck membaca cepat untuk kemudian terkejut melihat formula E=mc2.

Iklan
Scroll Untuk Melanjutkan

Tidak mudah memahami jalan pikiran baru, apa lagi yang tertuang dalam persamaan matematis, apa lagi yang sangat ringkas. Kendati terlihat sederhana, formula itu memanifestasikan gagasan besar yang belum terpikirkan oleh orang lain hingga Einstein menuliskannya. Sederhana, tapi di dalamnya teringkus ide dahsyat yang mencengangkan ilmuwan sezamannya. Pikiran lama sungguh sukar membuka diri terhadap ide baru yang radikal, hingga banyak yang mencemooh gagasan Einstein.

Namun Einstein keras kepala. Dengan bantuan beberapa teman dekatnya yang piawai dalam merumuskan ide secara matematis, termasuk isterinya, Mileva Maric, Einstein menyelesaikan makalah pentingnya. Persamaan Einstein yang mashur itu menggambarkan kesetaraan hal-hal yang secara superfisial terlihat sangat berbeda: energi, massa, dan kecepatan cahaya dalam vakum. Ilmuwan lain memerlukan waktu untuk memahami kebenaran persamaan yang oleh Graham Farmelo dalam buku It Must be Beautiful tak ubahnya puisi—bahasa ucap ringkas yang memadatkan segenap pengertian ke dalamnya. Dan, indah.

Cukup banyak persamaan indah yang ditemukan ilmuwan (kita bisa menyebutnya beberapa: persamaan elektromagnet Maxwell, persamaan gelombang Schrödinger, persamaan Yang-Mills, persamaan Dirac, persamaan entropi Planck-Boltzmann). Mengapa persamaan yang tampak sederhana itu mampu menyetarakan hal-hal yang sepintas tidak berkaitan? Apakah ini sari dari hukum alam yang berusaha ditemukan manusia?

“Setiap formula yang mengekspresikan hukum alam adalah himne pujian kepada Tuhan,” ucap astronom perempuan Maria Mitchell (1818-1889), yang ditorehkan di batu kenangan di Bronx Hall of Fame. Tapi sebuah formula bisa jadi salah. Ya, apabila sudah ada yang membuktikannya tidak benar. Pikiran-pikiran yang lahir kemudian akan menguji hingga berapa lama sebuah gagasan dan persamaan mampu bertahan—dikoreksi atau dirubuhkan.

Ada ratusan ribu riset sudah dilakukan ilmuwan, namun hanya sedikit persamaan yang mereka temukan. Di antara yang sedikit itu, persamaan yang ditulis Einstein dan Dirac dianggap oleh para ilmuwan sebagai puisi terhebat. Kedua sosok ini berbagi keyakinan bahwa persamaan fundamental fisika mestilah indah. Mungkin terdengar asing oleh karena konsep subyektif tentang keindahan tidak memperoleh sambutan ramah di lingkungan akademis. Namun Dirac bahkan percaya bahwa keindahan matematis merupakan kriteria bagi kualitas teori fundamental.

Farmelo membandingkan keindahan persamaan ini dengan karya seni yang hebat, seperti lukisan Apples and Pears karya Cézanne. Di dalamnya tersimpan universalitas, kesederhanaan, keniscayaan, dan kekuatan yang dahsyat. Satu lagi keindahan dari jenis lain: keindahan utilitarian—menyimpan kesesuaian dengan eksperimen dan, lebih baik lagi, mampu memprediksi sesuatu yang belum pernah dilakukan persamaan lain.

Alangkah tidak mudahnya memenuhi kriteria keindahan yang terakhir ini, seperti persamaan gelombang gravitasi Einstein yang memerlukan lebh dari 100 tahun untuk dapat dibuktikan kebenaran prediksinya. Teori relativitasnya pada mulanya dianggap permainan pikiran belaka.

Bagi fisikawan Steven Weinberg, teori gravitasi Einstein indah. Inilah teori yang dibangun di atas prinsip sederhana, yang tak bisa diubah sedikit pun tanpa meruntuhkannya, yang baru saja ditemukan kebenarannya melalui eksperimen, dan telah membuka keseluruhan jalan baru bagi riset-riset yang lain maupun bagi pemahaman tentang alam semesta. Jauh sebelum ada dukungan serius dari eksperimen, sebelum ia mempublikasikan teorinya, Einstein berkelakar: persamaan itu ‘terlalu indah untuk salah’. (Sumber ilustrasi: ligo.caltech.edu) **

Ikuti tulisan menarik dian basuki lainnya di sini.


Suka dengan apa yang Anda baca?

Berikan komentar, serta bagikan artikel ini ke social media.












Iklan

Terpopuler

Ekamatra

Oleh: Taufan S. Chandranegara

1 hari lalu

Terkini

Terpopuler

Ekamatra

Oleh: Taufan S. Chandranegara

1 hari lalu