Advertisements

Persamaan Fisika-Matematis yang Indah dan Memukau

Dian Basuki

einstein-1.jpg

(Sumber gambar :  engineeringtown.com/kids/index.php/penemu/82-albert-einstein )

Science is for those who learn; poetry, for those who know.

–Joseph Roux dalam Meditations of a Parish Priest (1886)

Bagaikan penyair yang sanggup meringkus pengalaman hidup dalam kata-kata yang ringkas, padat, namun menawarkan daya pikat yang hebat kepada pembacanya, begitu pula ilmuwan. Persamaan matematis bukan hanya memiliki kegunaan, tapi juga mengandung keindahan. Keindahan dalam sains, atau puisi dalam sains, melekat di dalam persamaan matematis yang ringkas, padat, sekaligus menyimpan kedahsyatan di dalamnya.

Tatkala fisikawan Max Planck meringkaskan pemahamannya tentang energi kuantum di dalam persamaan E=hf, hanya sedikit orang yang memahaminya di masa awal. Albert Einsteinlah orang yang pertama kali memahami persamaan yang ditulis oleh fisikawan yang sangat ia kagumi itu; dan sebaliknya, Planck-lah orang yang mengakui bakat luar biasa pegawai kantor paten ini.

Persamaan matematis seperti E=hf bukan hanya berguna untuk meringkaskan suatu gejala fisik, tapi juga memancarkan keindahan. Banyak ilmuwan yang mengakui bahwa rumus tertentu bukan hanya bermanfaat karena fungsi dan kegunaannya, tapi juga menawan karena bentuknya, kesederhanaannya, nuansa puitisnya.

Persamaan Einstein tentang Teori Umum Relativitas, yang dirumuskan pada tahun 1915, telah merevolusi cara ilmuwan memahami gravitasi dengan menggambarkan gaya sebagai lengkungan ruang dan waktu. Persamaan ini begitu memukau, kata astrofisikawan Mario Livio yang bekerja di Space Telescope Science Institute, “bayangkan, sebuah persamaan matematis mampu menggambarkan segala sesuatu tentang ruang-waktu”.

“Ini persamaan yang sangat elegan,” kata Kyle Cranmer, fisikawan di New York University. Persamaan ini menyingkapkan relasi antara ruang-waktu dan materi serta energi. Persamaan ini juga menjelaskan tentang bagaimana kehadiran matahari melengkungkan ruang-waktu sedemikian sehingga bumi bergerak mengelilingi matahari.

Cita rasa yang elegan juga jadi syarat bagi fisikawan Paul Dirac perihal kehebatan sebuah hukum fisika. Dalam sebuah seminar di Moskow tahun 1955, ketika diminta untuk meringkaskan filsafat fisikanya, Dirac menulis di papan dalam huruf-huruf besar: “Hukum fisika mesti menghadirkan keindahan matematis.”

Soalnya kemudian, keindahan macam apa? Secara tak langsung jawabannya diberikan oleh Stephen Hawking yang menyebutkan bahwa satu-satunya persamaan yang tak bisa ia tiadakan dari naskah The Brief History of Time ialah E=mc2. Narasi yang ia kisahkan dalam buku laris itu akan berkurang bobotnya bila persamaan Einstein dihapus. Hawking tetap mencantumkannya karena alasan kesederhanaan persamaan itu, yang hanya terdiri atas lima simbol: E, =, m, c, dan angka 2. Sederhana, tanpa hiasan berlebihan. Keindahan itu juga bermakna praktis.

Bahkan, persamaan matematis yang berusia jauh lebih tua dan dirumuskan oleh Pythagoras, orang Yunani kuno, tak kalah mengundang decak kagum hingga kini. Mungkin Anda masih ingat, dalil Pythagoras yang dikenal oleh siapapun yang mulai mempelajari geometri. Dalil ini berbunyi: Dalam suatu segitiga, jumlah kuadrat panjang sisi-sisi yang saling tegak lurus (a2 + b2) sama dengan kuadrat sisi yang lain atau hipotenusnya (c2).

Persamaan ini begitu sederhana sekaligus ajaib. Inilah yang membuat Daina Taimina, matematikawan Cornell University, AS, demikian terkesan. “Fakta matematis paling pertama yang mengagumkan saya adalah Teorema Pythagoras,” ujar Daina. Dan hingga kini kita masih menggunakan ide Pythagoras ini. (Pythagoras sebenarnya bukanlah ‘penemu’ teorema ini sebab sudah diketahui oleh matematikawan dari masa sebelumnya. Nama orang Yunani ini melekat pada teorema ini sebab dialah yang pertama kali membuktikan kebenaran universal persamaan ini.

Suatu persamaan mampu mengubah cara pandang manusia terhadap dunia sekelilingnya. Ketika Heisenberg sampai kepada perumusannya yang mashur, Teori Ketidakpastian, jagat fisika geger. Teori Ketidakpastian memang menyiratkan sejenis paradoks yang menunjukkan ketidakmampuan manusia memahami zat secara tepat.

Teori ini menyatakan bahwa (hampir) tidak mungkin untuk mengukur dua besaran secara bersamaan, misalnya posisi dan momentum suatu partikel. Namun, banyak fisikawan terdepan masa itu memahami lebih jauh implikasinya. Einstein, yang ketika itu sudah menjadi ikon fisika modern, geleng-geleng kepala menanggapi pemikiran Heisenberg. “Bagaimana mungkin Tuhan bermain dadu?”

Ungkapan fisikawan Jeff Forshaw melukiskan bagaimana persamaan dalam matematika dan fisika bukan saja memantulkan keindahan, tapi sekaligus menyiratkan sesuatu yang lain. “Saya terhenyak oleh keindahan yang mengherankan dari persamaan-persamaan utama dalam fisika yang tampaknya menyingkapkan sesuatu yang menakjubkan tentang semesta kita,” kata Jeff Forshaw, “alam ini bekerja menurut sejumlah aturan yang indah.. Kita menemukan sesuatu di jantung benda-benda ini .. Ini terasa seperti sesuatu yang personal—seperti kita punya relasi dengan sesuatu yang sangat spesial.” **

Sumber :  indonesiana.tempo.co

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: