MEMAHAMI KEDUDUKAN FISIKA KUANTUM
(C) 2011 - Achmad firwany
Singkat kata, perlu digarisbawahi butir-butir sbb.
WAWASAN BERPIKIR
Ketika sekolah di sekolah dasar, menengah, dan lanjutan, org diajar dlm geometri datar Euclidean [Euclidus, Phytagoras, Archimedes, Regiomontanus, dll], 1, 2, 3 dimensi, planimetri, trigonometri, dan sterometri, bahwa:
- Garis lurus itu ada.
- Bidang datar itu ada.
- Dua garis sejajar tak akan pernah bertemu sampai kapan pun juga.
- jumlah sudut segitiga selalu 180 derajat.
- Ukuran jarak ruang adalah mutlak atau absolut.
Tp ketika kuliah di perguruan tinggi atau universitas, di jurusan sains atau teknik, terutama matematika dan fisika, dlm geometri lengkung: cembung atau cekung non-Euclidean [Menelaus, Jayyani, Jabir, Gauss, Rieman, Bolyai, Lobachevsky, dll], berlaku bahwa:
- Garis lurus itu hanya bagian kecil [infinetisimal] dari garis lengkung.
- Bidang datar itu hanya bagian kecil [infinetisimal] dari bidang lengkung [cembung atau cekung].
- Dua garis sejajar akan bertemu pada satu titik, krn kelengkungan ruang.
- Jumlah sudut segitiga bisa > 180 derajat [cembung] atau < 180 derajat [cekung].
- Ukuran jarak ruang adalah nisbi atau relativ, bergantung pd titik diri (stand point) dan titik pandang (view point).
Moral dari sistem pembelajaran ini adalah bahwa, org pertama hanya bisa diajar hal ideal, kemudian stlh wawasan pemikirannya terbuka dan berkembang, tahap demi tahap diarahkan ke hal real.
Intinya, kita pertama justeru diajar ttg hal keliru, salah, bohong, atau palsu, baru kemudian diarahkan ke hal tepat, benar, betul, dan sejati. Hal semacam ini berlaku tak hanya dlm matematika, tp juga dlm fisika, dari mikro ke makro kosmos.
KLASIK
- Orbit elekton adalah lingkaran, nukleon [neutron, proton] ada di pusatnya.
- Garis edar elektron adalah rata atau datar.
- Elektron-elektron membentuk awan kelopak (shell).
- dst.
MODERN
- Orbit elekton adalah elips, nukleon ada di satu fokus.
- Garis edar elektron adalah gelombang.
- Elektron-elektron membentuk sabuk peringkat tenaga (energy level).
- dst.
Hal serupa berlaku utk sistem satelit, planet, bintang, dan galaksi.
BAHASA FISIKA
- Fisika tak dpt dipaparkan secara lengkap dgn hanya bahasa biasa, tp dgn formula matematika.
- Fisika adalah sains eksakt atau ilmu pasti, yg berlandaskan pd aksioma dan dalil, hipotesa dan teori, asumsi dan referensi, pembuktian matematik, empirik, teknik, dan eksperimental. Dgn demikian, arti eksakt disini sendiri relativ dan terbatas, krn pd matematika dan fisika tinggi menjadi makin kabur dgn kemungkinan, kebolehjadian atau probabilitas statistikal.
- Sbh contoh, jika sesuatu dikatakan adalah merah, maka hrs dpt diuji dan dibuktikan bahwa sesuatu itu memiliki properti, karakteristik, atribut, perilaku, dan tendensi merah, spt panjang gelombang, frekuensi, radiasi absorbsi, radiasi emisi, refleksi, refraksi, deviasi, kandungan energi, efek, dlsb. Lantas jika ada penyimpangan atau anomali, maka hrs juga dpt dijelaskan secara hukum sebab dan akibat (cause and effect).
- Problem terbesar manusia adalah tak dapat membagi 1, 10, 100, 1.000 dst menjadi 3 bagian persis sama, melainkan 0,333, 3,333, dst, secara analog apalagi digital. Secara matematik, 1 = 1/3 x 3, tp tak dpt dilakukan dlm presisi secara fisik.
- Secara alami, seluruh konstanta universal adalah bilangan pecahan, dan krn itu disebut sbg bilangan nyata (real number), baik konstata ruang maupun konstanta waktu. Dlm praktek, secara teknik, semua presisi dilakukan atas dasar teori aproksimasi. Faktor error pengukuran takan pernah dpt diabaikankan sampai kapan pun.
TEORI KUANTUM
JEMBATAN ANTARA FISIKA KLASIK DAN FISIKA MODERN
- Istilah kuantum [quantum, jamak: quanta] dlm fisika berarti bungkusan, bingkisan, atau paket (packet), bahwa sesuatu itu tak ada yg solid, konkrit, kontinuous, melainkan hanya integrasi atau paduan dari bagian diskrit atau terpisah.
- Teori kuantum fisika merupakan jembatan antara fisika klasik Newton dan fisika modern Einstein, yg dibangun oleh Plank melalui teori kuantum, yg semula digunakan utk menjelaskan pancaran tubuh-hitam (back-body radiation), bahwa radiasi cahaya ditransmisikan dlm bentuk diskrit, sedikit-sedikt, terpisah, tapi bersambungan terus-menerus, dan bagian diskrit atau kuantum cahaya inilah yg dinamakan foton (photon), dan krn itu cahaya bisa dinyatakan sbg gelombang tenaga (wave of energy) dan juga sbg zarah benda (particle of matter), shg memiilki dwasifat gelombang-zarah (wave-particle duality). Dgn menggabung karya Newton dan Plank, Einstein menjelaskan fenomena alam, mulai dari mikro hingga ke makro kosmos, dari efek foto-elektrik hingga ke teori khusus dan umum relativitas.
- Dgn demmikian, mekanika kuantum Plank adalah jembatan antara mekanika klasik Newton dan mekanika modern Einstein. Triad, atau gabungan tiga mekanika ini memungkinkan para fisikawan membangun model atomik dan nuklir secara lbh sempurna, hingga ke teori quark dan string.
ASUMSI
Apapun yg digunakan dlm fisika, adalah alat (tool), spt matematika sbg bahasa, dan teori sbg asumsi atau pengandaian akan sesuatu, semuanya hanyalah model utk menjelasakn ttg sesuatu keteraturan alam. Mrk tak benar ada atau mungkin tak sedemikian adanya, melainkan hanya perkiraan melalui pola pendekatan. Dan sejauh dan selama hal tsb bisa digunakan, maka akan tetap bertahan, sampai suatu batas, dimana dibutuhkan asumsi baru. Sbg contoh, ketika konsep gelombang dan zarah tak dpt lagi menjelaskan, maka dibangun konsep dawai (string), dst.
PSEUDO-SAINS | SAINS-SEMU
- Pseudo berarti semu, palsu, tipu, atau pura-pura. Istilah pseudo-sains (pseudo-science) atau sains-semu, digunakan spt utk membedakan astrologi dari astronomi. Keppler yg astronomer, menjadi astrologer utk mencari uang. Pd waktu itu ia sangat miskin, bahkan sempat tak punya uang utk membeli sepotong roti. Dgn gagasan dan pengetahuan dia mengarang astrologi utk menghibur dan menyenangkan raja, shg ia bisa memperoleh uang dan kedudukan utk memperbaiki kehidupnya dan sekaligus mengembangan ilmunya.
- Pseudo-sains adalah klaim, keyakinan, atau praktek yg disajikan sbg hal saintifik atau ilmiah, tp tak mematuhi metoda ilmiah berlaku, tak memiliki bukti pendukung, tak dpt diuji secara andal, atau tak memiliki status ilmiah. Pseudo-sains kerap ditandai oleh hal samar, klaim berlebihan atau tak bisa dibuktikan, bersandar secara berlebihan pd konfirmasi drpd upaya ketat pd penyanggahan, kurangnya keterbukaan utk penilaian oleh para ahli lain, dan ketiadaan umum proses sistematik utk mengembangkan teori secara rasional.
- Suatu bidang, praktek, atau badan pengetahuan dpt disebut pseudo-saintifik ketika ia disajikan konsisten dengan norma-norma penelitian ilmiah; tp ia gagal memenuhi norma-norma tsb. Sains juga dibedakan dari wahyu, teologi, atau spiritualitas, dalam hal ia menawarkan wawasan ke dalam dunia fisik, diperoleh melalui penelitian empirik dan pengujian. Umumnya keyakinan dipegang dlm sains populer tak bisa memenuhi kriteria sains. Sains populer bisa mengaburkan perbedaan antara sains dan pseduo-sains diantara masyarakat umum, dan juga mungkin melibatkan fiksi ilmiah. Keyakinan pseudo-saintifik tersebar luas, bahkan di antara guru-guru sains sekolah umum dan wartawan suratkabar.
METAFISIKA
Metafisika adalah satu cabang filsafat, yg berhubungan dgn penjelasan alamiah dan mendasar ttg kejadian, keberadaan, dan semesta. Metafisika memiliki rangkum cakupan sangat luas, shg sangat sulit memberikan batasan. Metafisika klasik, kuno atau tradisonal, lahir dari keingintahuan manusia utk menjawab keberadaan alam dan dirinya sendiri. Apa yg ada disana? Seperti Apa? Metafisika berupaya memberikan penjelasan dan pencerahan bgmn org memahami dunia dan semesta, spt keberadaaan, benda dan propertinya, ruang dan waktu, sebab dan akibat, dan kemungkinan. Metafisika memiliki bagian utama dan pokok yg dinamakan ontologi, penyelidikan kedlm kategori dasar dari keberadaan dan bagaimana mereka berhubungan satu sama lain.
Sebelum sejarah modern sains, pertanyaan ilmiah ditujukan sbg bagian dari metafisika yg dikenal sebagai filsafat alam (natural philosophy). Istilah sains itu sendiri, berarti "pengetahuan" akan, dari, atau ttg, berasal dari epistemologi. Metoda ilmiah, bagaimanapun, tlh mengalihbentukkan filsafat alam kedlm aktivitas empirik yg diturunkan dari percobaan, tak spt bagian lain tersisa dari filsafat. Pada akhir abad ke18, metafisika disebut sbg sains utk membedakannya dgn filsafat. Stlh itu, metafisika memerikan penyelidikan filosofis dari sifat non-empiris kedalam hakekat keberadaan.
DARI TUHAN KEMBALI KE TUHAN
Jika kita napaktilas sejarah sains, mundur ke 3.000 s/d 1.000 SM, thn lampau, maka akan kita temui bahwa semua berasal dari spritualisme dan filsafat kuno. Keingintahuan manusia akan dirinya, alam, dan penciptanya, melahirkan spiritualisme, teosofi dan teologi, dan kemudian spiritualisme melahirkan filsafat atau filosofi. Sejak sekitar 1.000 SM, melahirkan bbg cabang, dan yg jadi pokok adalah filsafat alam. Kemudian, sekitar 500 SM, filsafat alam mencapai kejayaannya di Yunani, dan membuahkan tiga cabang besar, logika, aritmetika, dan metafisika.
Para filsuf ternama spt Thales, Pythagoras, Plato, Socrates, Aristoteles, Demokritus, Archimedes, dll, memiliki andil besar dlm pengembangan tiga bidang ini, shg berkembang ke Eropa sampai ke masa Copernicus, Galileo, Pascal, Descartes, dst. Pd abad pertengahan, terjadi revolusi besar di Timur Tengah dan Eropa, dimana sejak kasus Copernicus dan Galileo, dewan gereja memisahkan agama sbg dogna dan pengetahuan sbg karya. Rantai spiritualisme teosofi dan naturalisme filsafat diputus, saapai akhirnya logika dan aritmetika menjadi matematika dan kalkulus, dan metafiska menjadi fisika dan kimia, yg secara keseluruhan dgn bagian lain filsafat alam akhirnya menjadi sains alam (natural science) atau ilmu pasti dan pengetahuan alam. Inilah babak kelahiran sains modern yg kemudian melahirkan anak yg disebut sbg teknologi.
Jika kita terus belajar mendalami sains dan teknologi modern masa kini, dimana intinya adalah logika, matematika, dan fisika, maka akhirnya kita akan sampai ke ujung yg tak lain adalah filsafat alam modern, dan puncaknya kembali ke teosofi alias spiritualisme. Dan akan kita temui bahwa sains dan teologi adalah satu kesatuan yg tak terpisahkan. Manusia dikatakan sempurna hanya bila dia memiliki keseimbangan ilmu dan iman. Seluruh sains akhirnya akan berujung ke filsafat, dan krn itu, stlh gelar MSc (master of Science) atau ME (Master of Engineering), tak ada lagi gelar akademis lbh tinggi drpd PhD (Doctor of Philosophy).
FISIKA KUANTUM
JEMBATAN ANTARA FISIKA MODERN DAN METAFISIKA
Fisika kuantum adalah jembatan antara fisika modern dan metafisika, dimana naturalisme dan spiritualisme bertemu.
- "Science without religion is lame. Religion without science is blind."
- "Sains tanpa agama adalah timpang. Agama tanpa sains adalah buta."
Albert Einstein (1879–1955)
fisikawan dan kosmologiwan Jerman–AS. Ideas and Opinions
"The important thing is not to stop questioning. Curiosity has its own reason for existing. One cannot help, but be in awe when he contemplates the mysteries of eternity, of life, of the marvelous structure of reality. It is enough if one tries merely to comprehend a little of this mystery every day. Never lose a holy curiosity."
"Hal penting adalah tak berhenti mempertanyakan. Keingintahuan memiliki alasannya sendiri utk ada. Orang tak dapat membantu, tapi dalam kekaguman ketika ia merenungkan misteri keabadian, dari kehidupan, dari struktur luarbiasa dari kenyataan. Itu adalah cukup bila orang mencoba sematamata utk memahami sedikit misteri ini tiap hari. Jangan pernah kehilangan keingintahuan yg kudus."
Albert Einstein (1879–1955)
fisikawan dan kosmologiwan Jerman–AS. Ideas and Opinions
...
KESAKSIAN PARA ILMUWAN
Untuk memahami bukti-bukti bahwa memang Alläh adalah Maha-Pencipta dan alam dimana manusia berada didalamnya adalah sang-ciptaan, tak ada cara atau jalan lain kecuali mempelajari Al-Kitäb dan Al-’Älam, keduanya, secara keseluruhan, melalui ilmu kitäb dan ilmu alam (natural sciences, physical sciences, physics). Perihal perlu atau tak perlu, bisa atau tak bisa, suka atau tak suka, bukalah urusan Tuhan, tapi urusan manusia. Dan Alläh telah melengkapi manusia dengan pasangan keseimbangan qalbun wa ’aqlun (kalbu dan akal, perasaan dan pikiran, emosi dan rasio) sebagai wadah bagi iman dan ’ilmu.
Philosophy is written in that great book which ever lies before our eyes. I mean the usiverse. But we cannot understand it if we do not learn the language and grasp the symbols in which it its written. This book is written in the mathematical language . . . without whose help it is impossible to comprehend a single word of it, without which one wonders in vain through a dark labyrinth.
Filsafat ditulis dalam buku besar yang bahkan tergeletak di hadapan mata kita. Maksud saya sang semesta. Tapi kita tak dapat mengerti dia jika kita tak mempelajari bahasa dan memahami simbol-simbol di mana ia ditulis. Buku ini ditulis dalam bahasa
matematika. . . yang tanpa bantuannya adalah mustahil untuk memahami satu kata pun dari dia, tanpa mana orang mengelana dalam kehampaan melalui suatu selaput gelap.
Galileo Galilei (1564–1642)
matematikan, fisikawan, dan astronomer Italia. [the Foundation of Physics]
It is not from space that I must seek my dignity, but from the government of my thought. I shall have no more if I posses worlds. By space the universe encompasses and swallows me up like an atom; by thought I comprehend the world.
Bukanlah dari ruang bahwa saya harus mencari martabat saya, tapi dari pemerintah pikiran saya. Saya akan tak memiliki lebih jika saya memiliki dunia-dunia. Dengan ruanglah sang semesta mencengkram dan menelan saya sampai seperti sebuah atom, dengan pikiranlah saya memahami dunia.
Blaise Pascal (1623-1662)
filsuf, matematikan dan fisikawan Perancis. Pensées
God is able to create particles of matter of several sizes and figures . . . and perhaps of different densities and forces, and thereby to vary the laws's of nature, and make worlds of several sorts in several parts of the Universe. At least, I see nothing of contradiction on all this.
Tuhan mampu menciptakan zarah benda dari beberapa ukuran dan angka . . . dan barangkali dari kerapatan dan kekuatan berbeda, dan karenanya meragam hukum alam, dan membuat dunia-dunia beberapa macam dalam beberapa bagian sang semesta. Setidaknya, saya
melihat tak sesuatu pun pertentangan pada semua ini.
Sir Isaac Newton (1642–1727)
matematikan dan fisikawan Inggris. Optics
The human mind is not capable of grasping the universe. We are like a little child entering a huge library. The wall are covered to the ceilings with books in many different tongues. The child knows that someone must have written these books. It does not know who or how. It does not understand the languages in which they are written. But the child notes a definite plan in the arrangement of the books, a mysterious order which it does not comprehend, but only dimly suspects.
Pikiran manusia tidak mampu merangkum sang semesta. Kita seperti anak kecil memasuki sebuah perpustakaan sangat besar. Sang dinding diliputi sampai ke lelangit dengan buku-buku dalam berbagai bahasa. Sang anak tahu bahwa seseorang musti telah menulis buku-buku ini. Ia tak tahu siapa atau bagaimana. Ia tak mengherti bahasa dalam mana mereka tela ditulis. Tapi sang anak mencatat suatu rencana tertentu dalam susunan buku tersebut, suatu perintah rahasia yang tak dipahami, tapi hanya dugaan-dugaan secara samar.
Albert Einstein (1879–1955)
fisikawan dan kosmologiwan Jerman–AS. Prolog in The Next Ten Thousand Years
Why did the universe start out with so nearly the critical rate of expansion, that separates models that recollapse from those that go on expanding forever, so that even now, ten thousand million years later, it is still expanding at nearly the critical rate? If the rate of expansion one second after the big bang had been smaller by even one part in a hundred thousand million million, the universe would have recollapsed before it ever reached its present size.
Mengapa sang semesta mulai mekar dengan sedemikian menghampiri kadar kritis pemuaian, yang memisahkan model-model yang runtuh-kembali dari mereka yang terus memuai selamanya, sehingga bahkan sekarang, sepuluh ribu juta tahun kemudian, ia masih memuai pada keadaan menghampiri kadar kritis? Jika kadar pemuaian satu detik setelah dentuman besar telah menjadi lebih kecil dengan bahkan satu bagian dalam per seratus ribu juta juta, sang semesta akan runtuh-kenbali sebelum ia pernah mencapai ukuran sekarang.
Stephen W. Haking (1942–)
fisikawan dan kosmologiwan Inggis. A Brief History of Time
. . .
Para naturalis dan fisikawan atau ahli ilmu alam diatas yang terkenal dengan penemuan dan karya mereka, mencatat bahwa ada campurtangan atau intervensi suatu keberadaan Maha-SupraCerdas, The-SuperIntelligent-Being, Maha-Supraba, All-Superb, The-Supreme-Being, dalam pengaturan alam, bahwa segala sesuatu bukan terjadi secara kebetulan, tapi ditata secara rapi dan berencana dengan sangat matang, dalam suatu tatanan yang sangat pelik untuk dapat dicapai oleh kemampuan manusia sangat cerdas sekali pun.
Dan mereka mencatat bahwa alam, jagatraya atau semesta (universe) bagaikan sebuah kitab besar terbuka lebar, yang ditulis dengan bahasa simbolik matematis oleh keberadaan Maha-SupraCerdas, The-SuperIntelligent-Being, yang menamakan diri-Nya Alläh,
Tuhan, segala sesuatu. Dan Al-Kitäb atau kitab suci agama samawi menyatakan tentang semua ini secara lugas dengan tegas dan jelas.
. . .
Semoga berkenan, dapat dicerna, dan menjadi pencerahan.
Mohon ma'af atas kekeliruan dan kekurangan, dan terimakash utk tlh membaca tulisan ini.
Salam.
__________
(C) 2011 — Achmad Firwany
HAKI (Hak Atas Kepemilikan Intelektual) karya tulis intelektual ini dilindungi oleh Undang-Undang Negara Republik Indonesia, dan juga oleh konvensi dan provisi internasional atas karya intelektual di tiap negara di seluruh
dunia.
Tak sebagian pun dr tulisan, dokumen atau pagina jala ini boleh disalin, digandakan dan atau diperbanyak: diduplikasi, direplika, direproduksi, ditransmisi, ditranskripsi, ditranslasi kedlm bentuk bahasa apapun atau disimpan dlm satu sistem retrieval
apapun; dlm bentuk apapun atau dlm cara apapun, mencakup tp tak terbatas pd cara optik, elektromagnetik, elektronik, elektromekanik, atau lainnya; utk maksud dan tujuan komersial; tanpa pemberitahuan dan perkenanan tertulis terlebih dulu dr pemilik hak
atas karya intelektual ini.
Untuk non-komersial, penggunaan sebagai rujukan atau referensi, secara keseluruhan atau sebagian, harap cantumkan sumber informasi ini sebagai acuan.
FINE ART ™
FIRWANY INTERNETWORK ENTERPRISE — ARTICLES ON REFORM AND TRANSFORM
adalah marka-niaga, identitas produk dan properti Achmad Firwany
SITE:
http://www.thefineart.co.cc
http://www.firwany.co.cc
BLOG :
http://blog.firwany.co.cc
http://firwany.blogspot.com
FACEBOOK :
http://www.facebook.com/fineart.pro.id
http://www.facebook.com/pages/fine-art/201303343218367
http://fb.firwany.co.cc
http://www.facebook.com/people/achmad-firwany/100000427899819
