kuantum

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