Label

Sabtu, 31 Januari 2015

Einstein dan Gurunya



"Apakah Tuhan menciptakan segala yang ada?" Tanya seorang professor. Seorang siswa dengan berani menjawab, "Betul, professor, Dia yang menciptakan semuanya". "Tuhan menciptakan semuanya?" Tanya professor sekali lagi. "Ya, professor, semuanya!" kata siswa tersebut. Sang professor itu berkata: "Jika Tuhan menciptakan segalanya, berarti Tuhan menciptakan kejahatan. Karena kejahatan itu ada, jadi kita bisa mengatakan bahwa Tuhan itu adalah kejahatan."

Siswa  itu pun terdiam dan sang professor nampak puas. Namun siswa lain mengangkat tangan dan berkata: "Maaf, professor, boleh saya bertanya sesuatu?" "Tentu saja," jawab professor. Siswa itu pun berdiri dan bertanya: "Apakah dingin itu ada, professor?" "Pertanyaan macam apa itu? Tentu saja dingin itu ada. Apakah kamu tidak pernah sakit flu?" Tanya si professor yang diiringi tawa siswa lainnya.

Siswa itu menjawab: "Maaf professor, kenyataannya dingin itu tidak ada. Menurut hukum fisika, yang kita anggap dingin itu adalah ketiadaan panas. Siswa itu melanjutkan: "Professor, apakah gelap itu ada?" Profesor itu menjawab: "Tentu saja gelap itu ada. Pertanyaan macam apa itu?" Siswa itu menjawab: "Sekali lagi Anda keliru, professor. Gelap itu juga tidak ada. Gelap adalah keadaan dimana tidak ada cahaya. Cahaya bisa kita pelajari, sedangkan gelap tidak."

"Kita bisa menggunakan prisma Newton untuk memecahkan cahaya menjadi beberapa warna dan mempelajari berbagai panjang gelombang setiap warna. Tapi Anda tidak bisa mengukur gelap. Seberapa gelap suatu ruangan diukur dengan berapa intensitas cahaya di ruangan tersebut. Kata gelap dipakai manusia untuk mendeskripsikan ketiadaan cahaya".

Dan akhirnya siswa itu bertanya: "Professor, apakah Tuhan menciptakan kejahatan?" Kini dengan bimbang professor itu menjawab: "Tentu saja!" Terhadap pernyataan ini siswa itu kembali menjawab: "Sekali lagi Anda keliru, professor. Tuhan tidak menciptakan kejahatan! Kejahatan lahir dari manusia-manusia yang tidak memiliki rasa cinta dari Tuhan. Kejahatan ada karena ketiadaan cinta di hati manusia”. Siswa itu adalah Albert Einstein. 



Rabu, 28 Januari 2015

Apa Keistimewaan Bumi?


Oleh Lawrence M. Krauss (Fisikawan)

Apa keistimewaan planet hijau-biru yang tenang ini? Bumi tergolong planet yang dekat dengan Matahari (inner planet). Perbedaan ini penting karena planet-planet yang lebih jauh (outer planet) memiliki kandungan hidrogen dan helium yang lebih tinggi –mirip Matahari. Hampir semua elemen berat dalam lingkar gas dan debu yang mengelilingi Matahari sewaktu lahir tetap ada di bagian dalam sistem. Dengan demikian kita dapat memperkirakan daerah-daerah potensial untuk kehidupan paling banter berjarak kurang dari jarak Mars ke satu bintang yang bermassa setara Matahari.

Mungkin seperti yang telah dikatakan Goldilock, bahwa ukuran Bumi sudah pas, tidak terlalu besar atau terlalu kecil, tidak terlalu dingin atau terlalu panas. Mungkin inner planet (Mars, Bumi, Venus, Merkurius) tidak punya atmosfir waktu terbentuk sehingga semestinya tersusun dari gas-gas yang dihasilkan lewat proses vulkanik. Air di permukaan bumi mungkin juga dihasilkan dari proses yang sama.

Suatu planet yang lebih kecil mungkin telah melepas panas dari permukaannya dengan cepat sehingga menghalangi terjadinya banyak proses vulkanik. Mungkin inilah yang terjadi dengan Merkurius dan Bulan. Mars merupakan kasus di perbatasan, sementara Bumi dan Venus berhasil membentuk atmosfir.

Pengukuran yang baru saja dilakukan terhadap isotop gas radioaktif dalam batu-batu Bumi menunjukkan bahwa setelah masa hujan meteor –selama 100 sampai 150 juta tahun-, proses vulkanik menghasilkan sekitar 85 persen dari atmosfir dalam waktu beberapa juta tahun. Selama masa-masa bombardir meteor itu, Bumi terbentuk dari tumbukan materi yang berjatuhan dari angkasa.

Pertanyaan berikutnya adalah seberapa cepat waktu yang diperlukan oleh kehidupan, yang disusul munculnya kehidupan cerdas, berevolusi jika kita bandingkan dengan pengalaman di Bumi? Jawaban untuk bagian pertama dari pertanyaan tersebut adalah sangat cepat. Fosil ganggang hijau-biru yang berumur 3,5 milyar tahun telah ditemukan, dan berbagai ahli riset telah menyodorkan argumen bahwa kehidupan telah berkembang 3,8 milyar tahun yang lalu.

Sejak kehidupan pertama muncul di Bumi sampai struktur rumit multi-sel (yang berkembang menjadi kehidupan cerdas) berevolusi, mungkin hampir tiga milyar tahun hilang. Banyak alasan untuk meyakini bahwa selama periode itu, Bumi lebih banyak diatur secara Fisika daripada Biologi.  Atmosfir awal Bumi tidak mengandung oksigen. Ada karbondioksida, nitrogen, sedikit metana, amoniak, sulfurdioksida, dan asam hidroklorik, kecuali oksigen.

Oksigen tidak hanya penting bagi kehidupan organik yang sudah maju di Bumi. Ozon hanya bisa terbentuk di atmosfir jika tersedia cukup oksigen. Ozon sangat penting bagi kehidupan di Bumi, karena menghalangi “radiasi ultraviolet” yang sangat berbahaya bagi hampir semua bentuk kehidupan. Oleh karena itu, jika kehidupan di Bumi mulai berkembang pesat setelah jumlah oksigen memadai.

Pengukuran yang terbaru mengisyaratkan oksigen mulai terkumpul di atmosfir sekitar dua milyar tahun yang lalu –dan 600 juta tahun kemudian mencapai jumlah sebanyak sekarang. Oksigen pertama-tama diproduksi di “lautan purba” sebagai hasil fotosintesa. Oksigen bereaksi dengan berbagai macam benda, misalnya besi, sehingga hasil fotosintesa bergaung dulu dengan elemen lain sebelum mencapai atmosfir.

Akhirnya cukup banyak materi di dalam laut yang teroksidasi –sehingga oksigen bebas berkumpul di atmosfir. Proses ini tidak pernah terjadi di Venus karena temperatur di sana lebih tinggi untuk membentuk lautan sehingga pembentukan kehidupan dan ganggang hijau-biru tidak pernah terjadi di Venus.

Setelah semua kondisi memadai untuk bentuk kehidupan yang kompleks, masih perlu waktu satu milyar tahun untuk berevolusi. Tentu saja tidak ada yang tahu persis apakah patokan itu merupakan pola skala waktu tertentu. Kecelakaan-kecelakaan seperti keselahan evolusi, perubahan iklim, mempengaruhi skala waktu biologis dan hasil akhir. Walaupun demikian, hasil-hasil ini menandakan bahwa kehidupan cerdas bisa berevolusi dalam tempo singkat berbanding skala waktu kosmik (satu milyar tahun).

Waktu sepanjang itu juga berhubungan dengan faktor-faktor fisika, seperti produksi panas dan kecepatan reaksi kimia. 


Meme dan Virus Akal Budi


Oleh Yulfika R.A.

Virus of The Mind yang diterjemahkan sebagai virus akal budi adalah buku yang cukup ringan dan menyenangkan untuk mengenalkan kita pada suatu istilah bernama Meme. Meme memang bukan lagi istilah yang asing di dalam pengetahuan kosakata kita. Namun sementara ini masyarakat umum lebih mengenal meme sebatas pada internet meme yang menjadi salah satu bentuk meme yang paling familiar dan popular di kalangan masyarakat, khususnya pengguna internet.

Faktanya, meme merupakan istilah yang memiliki lingkup yang lebih luas. Buku “Virus Akal Budi” yang ditulis oleh Richard Brodie inilah yang menyuguhkan penjelasan lebih mendalam tentang apa itu meme serta bagaimana berbagai macam meme yang telah terbentuk hingga saat ini bisa menyebar dan secara implisit mempengaruhi perilaku, budaya, serta cara hidup manusia saat ini.

Adapun istilah meme ini pertama kali digunakan oleh Richard Dawkins, seorang ahli biologi evolusi, di dalam bukunya yang berjudul “The Selfish Gene” (1976). Istilah meme tersebut digunakan untuk menjelaskan bagaimana informasi dan ide-ide tampak seperti memiliki perilaku yang sama dengan gen manusia yang mampu bereplika, bermutasi, dan berevolusi

Gen bereplika dari satu tubuh pada tubuh keturunannya, sedangkan meme bereplika dari kognisi manusia yang satu ke kognisi manusia lainnya melalui berbagai media, misalnya melalui interaksi manusia, iklan, video, gambar, ceramah, buku, dan lain-lain.

Tak sedikit ide-ide yang bereplika tersebut memiliki kekuatan yang mampu mempengaruhi human behavior hingga human culture.

Singkatnya, meme ini didefinisikan sebagai sebuah ide, perilaku, atau style yang dapat menular dari satu orang kepada orang yang lain bisa melalui mulut ke mulut, tulisan, gestur, ritual, pendidikan, indoktrinasi atau dalam bentuk-bentuk lain yang memang dapat diimitasi.

Adapun buku “Virus Akal Budi” ini lebih menekankan tentang bahaya-bahaya meme yang terbentuk di masyarakat untuk kepentingan kelompok tertentu dan tidak memberikan kontribusi positif terhadap kemanusiaan. Buku ini pun menegaskan agar kita bisa lebih sadar dan mampu memilah-miliah meme apa yang baik dan tidak baik untuk kita imitasi.

Di sana akan dijelaskan isu-isu seperti mengapa sampai saat ini tayangan gosip memiliki rating yang tinggi, politikus korup masih saja terpilih, industri periklanan meraksasa, kapitalisme terus berjaya, dan kaum fundamentalis berkembang subur. Semuanya ternyata berakaitan dengan meme yang terbentuk di masyarakat dimana meme-meme tersebut secara tidak sadar mampu menekan naluri-naluri primitif manusia untuk bertahan hidup, seperti naluri akan bahaya, kebutuhan akan makan, dan kebutuhan akan aktifitas seksual.

Bahasa yang digunakan di dalam buku ini adalah bahasa keseharian yang membuat buku ini lebih condong dianggap sebagai buku self- help atau pop sociobiology dibandingkan buku yang membahas memetika secara lebih scientific. Sayangnya kualitas terjemahan dari bahasa Inggris ke bahasa Indonesia di dalam buku ini kurang terasa luwes sehingga padanan kata dalam kalimat-kalimatnya tidak jarang menjadi sedikit membingungkan.

Bagaimanapun buku ini cocok bagi orang-orang yang membutuhan bacaan ringan namun kaya akan informasi. Buku ini juga memberikan sedikit kesadaran bahwa kita harus mampu menyeleksi bentuk-bentuk meme yang memang benar-benar memiliki manfaat dan sejalan dengan tujuan hidup kita.

Senin, 26 Januari 2015

Ketidakpastian Quantum –Pasti, Tn. Heisenberg?


Prinsip Ketidakpastian Heisenberg adalah salah satu fondasi paling terkenal fisika quantum. Prinsip ini menyatakan bahwa tidak semua atribut partikel quantum bisa diukur dengan akurasi tak terhingga. Sampai sekarang, ini sering dijustifikasi oleh gagasan bahwa setiap pengukuran pasti mengganggu partikel quantum, mendistorsi hasil pengukuran selanjutnya. Namun, menurut riset baru, ini ternyata penyederhanaan berlebihan.


(Dari Kiri Ke Kanan: Jacqueline Erhart, Stephan Sponar, Prof. Yuji Hasegawa, Georg Sulyok)

Dalam eksperimen neutron yang dijalankan oleh profesor Yuji hasegawa dan timnya di Vienna University of Technology, berbagai sumber ketidakpastian quantum kini bisa dibedakan, memvalidasi temuan teoritis rekan-rekan dari Jepang.

Pengaruh pengukuran terhadap sistem quantum tidak selalu menjadi penyebab ketidakpastian. Argumen prinsip ketidakpastian Heisenberg harus ditinjau ulang – namun prinsip ketidakpastian itu sendiri tetap valid. Temuan ini telah dipublikasikan dalam jural Nature Physics.

Posisi atau Momentum – Tidak Sekaligus

Tidak bisa dipungkiri bahwa beberapa kuantitas fisikal tak dapat diukur pada waktu yang sama. Pertanyaannya, bagaimana fakta ini mesti ditafsirkan. “Eksperimen pikiran Heisenberg yang terkenal mengenai penggunaan sinar cahaya untuk mengukur posisi sebuah elektron masih sering dikutip hari ini,” kata Jacqueline Erhart dari Institute for Atomic and Subatomic Physics di Vienna University of Technology. Untuk mengukur posisi sebuah partikel dengan presisi tinggi, cahaya berpanjang gelombang amat pendek (dan karenanya berenergi tinggi) harus digunakan. Ini mengakibatkan momentum ditransfer ke partikel – partikel ditendang oleh cahaya. Oleh sebab itu, Heisenberg beragumen, mustahil mengukur posisi maupun momentum secara akurat. Hal yang sama berlaku untuk pasangan kuantitas fisikal lain. Heisenberg percaya bahwa dalam kasus-kasus ini, error dalam satu pengukuran membawa pada disturbansi pengukuran lain. Hasil kali error dan disturbansi, klaim Heisenberg, lebih besar dari ambang tertentu.

Alam Memang Tak Pasti – Bahkan Tanpa Pengukuran

Namun, efek pengukuran terhadap sistem quantum dan disturbansi pengukuran kedua bukanlah inti masalah. “Disturbansi semacam itu juga hadir dalam fisika klasik – mereka tak harus terkait dengan fisika quantum,” jelas Stephen Sponar (Vienna UT). Ketidakpastian berakar dalam sifat quantum partikel. Partikel-partikel quantum tidak bisa digambarkan seperti objek titik berkecepatan pasti. Justru, partikel quantum berperilaku sebagai gelombang – dan untuk gelombang, posisi dan momentum tidak bisa ditetapkan secara akurat pada waktu yang sama. Kita bisa katakan bahwa partikel sendiri bahkan tidak “tahu” di mana persisnya dirinya berada dan seberapa cepat dirinya bergerak – terlepas partikel tersebut sedang diukur atau tidak.

Relasi Ketidakpastian Diperumum – Memperhitungkan Pengukuran

“Dalam rangka menguraikan ketidakpastian fundamental dan disturbansi tambahan akibat proses pengukuran, partikel maupun perangkat pengukuran harus diperlakukan dalam kerangka teori quantum,” kata Georg Sulyok (Vienna UT). Ini dilakukan oleh fisikawan Jepang profesor Masanao Ozawa pada 2003, menghasilkan prinsip ketidakpastian diperumum (generalized uncertainy principle). Persamaan-persamaannya mengandung berbagai “jenis ketidakpastian”. Di satu sisi, ketidakpastian timbul dari pengukuran, sebab itu mengganggu partikel (ini adalah ketidakpastian yang digambarkan dalam eksperimen pikiran posisi-momentum-pengukuran Heisenberg), di sisi lain, persamaan-persamaan itu mengandung ketidakpastian quantum fundamental, yang hadir dalam semua sistem quantum, terlepas ada pengukuran atau tidak.

Neutron dan Pusingannya

Rancangan eksperimen canggih di Vienna University of Technology kini memungkinkan kita mempelajari kontribusi pada ketidakpastian. Bukannya posisi dan momentum partikel, yang diukur justru pusingan neutron. Pusingan ke arah x dan pusingan ke arah y tidak dapat diukur secara serempak, mereka memenuhi relasi ketidakpastian, sebagaimana posisi dan momentum. Dengan medan magnet, pusingan neutron diputar ke arah yang tepat, kemudian pusingan-pusingan itu diukur dalam dua eksperimen berturutan. Dengan melakukan banyak pengukuran berperubahan kecil dan pasti dalam alat pengukuran, fisikawan dapat mempelajari hubungan saling mempengaruhi antara berbagai sumber ketidakpastian.

Disturbansi Kecil

“Semakin kecil error dalam satu pengukuran, semakin besar disturbansi pengukuran lain – aturan ini masih berlaku. Tapi hasil kali error dan disturbansi bisa dibuat kecil – bahkan lebih kecil dari yang diperkenankan oleh rumusan asli prinsip ketidakpastian Heisenberg,” kata profesor Yuji Hasegawa. Tapi sekalipun dua pengukuran hampir tidak saling mempengaruhi, fisika quantum tetap “tak pasti”. “Prinsip ketidakpastian tentu saja masih berlaku,” tegas para periset. “Tapi ketidakpastian tidak selalu timbul dari pengaruh pengukuran yang mengganggu, melainkan juga dari sifat quantum partikel sendiri.”

Sabtu, 24 Januari 2015

Sastra dan Fisika


Oleh Sulaiman Djaya (Esais dan penyair)

“Jagat raya adalah suatu permainan yang anggun, indah, dan misterius”. Kata-kata itu bukan milik atau berasal dari saya, tapi milik dan berasal dari para fisikawan: Isaac Newton, Albert Einstein, Richard Feynman, dan Stephen Hawking. Sebuah ungkapan yang pada dasarnya bernuansa literer, dan memang ada rahim yang dimiliki bersama oleh fisika dan sastra, yaitu imajinasi, yang dengannya dan darinya kekaguman, pikiran, dan rasa ingin tahu alias kuriositas seorang fisikawan dan sastrawan memiliki “rumah” dan “kosmik” bagi kerja dan ikhtiar intelektual dan saintifik mereka.

Kekaguman dan rasa ingin tahu alias kuriositas itu sendiri dapat dikatakan sebagai sesuatu yang alami atau kodrati, sebagaimana yang dikatakan Carl Sagan: “Kita semua haus akan hal-hal yang menakjubkan. Hal itu tertanam sangat kuat di dalam hati manusia”.

Namun, karena bidang dan fokus yang tak sama antara para fisikawan dan para sastrawan, yaitu antara penyelidikan semesta dan minat kemanusiaan (sejarah dan kehidupan manusia), imajinasi itu pun melahirkan bayi-bayi yang berbeda. Para fisikawan menemukan dan menciptakan rumus dan teori ketika mereka berusaha “menyingkap” misteri semesta atau jagat raya, dan para sastrawan melahirkan prosa dan sajak ketika mereka “merenungi” dan menuliskan lanskap dan kosmik manusia dan kehidupannya, dirinya sendiri, sejarahnya, harapan-harapannya, dan hal-hal lainnya yang berkaitan dengan cakrawala dan keseharian kita.

Setidak-tidaknya, sebuah puisi yang ditulis oleh Karl Jay Shapiro, yaitu Travelogue for Exiles, cukup menunjukkan kepada kita di mana alamat dan rumah para penyair dan (sastrawan pada umumnya):

Lihat dan ingatlah. Lihatlah langit
Lihatlah dalam-dalam ke udara bening,
Tanpa batas, ujung dari doa.
Bicaralah sekarang, bicaralah
Pada kubah suci: apa yang kaudengar?
Apa jawaban sang langit?
Langit sudah ada pemiliknya
Itu bukan rumahmu.

Hanya saja, yang barangkali saja hal ini tak disadari oleh penyairnya sendiri, puisi itu juga mencerminkan minat terselubung (semacam minat alam bawah sadar) dan refleksi yang sifatnya samar dan implisit untuk “menangkap”, memahami, atau menyelami semesta yang jauh dan tak terjangkau oleh si penyair.

“Kubah suci” dan “udara bening” dalam puisi itu adalah semesta yang ditatap dan dipandang oleh si penyair dari kejauhan di bumi, ketika si penyair itu sendiri, atau subjek lain yang menjadi narator puisi tersebut, tak memiliki rumah di bumi sebagai orang asing, namun pada saat bersamaan, ia juga tahu dan merasa bahwa dirinya tak mungkin tinggal di langit sana. Puisi itu, sengaja atau tanpa sengaja, telah mempertemukan sekaligus mengkontraskan ranah saintis dan ranah penyair.