Sekilas Fisika

Asan Damanik

Fisika (physics) adalah ilmu yang mempelajari materi dan interaksinya.  Materi yang menjadi objek kajian/penelitian fisika mulai dari materi yang sangat fundamental (sering disebut partikel fundamental) sampai ke materi yang membentuk objek/benda yang sangat besar. Dengan demikian, cakupan ilmu fisika sangat luas mulai dari alam mikrokosmis (partikel fundamental) sampai makrokosmos (alam semesta, jagad raya yang maha luas). 

Sampai kini, di alam diketahui ada empat interaksi pokok di alam yaitu:

1. interaksi gravitasional (gravitational interaction),
2. interaksi lemah (weak interaction),
3. interaksi elektromagnetik (electromagnetic interaction),
4. interaksi kuat (strong interaction).

Berdasarkan alat bantu yang digunakan dalam mempelajari fisika, bidang kajian fisika dibedakan menjadi Fisika Teoretis (theoretical physics) dan Fisika Eksperimen (experimental physics atau applied physics). Fisika teoretis menggunakan dan mengandalkan matematika dan logika matematis dalam mengkaji dan mengembangkan fisika, sedangkan fisika eksperimen lebih mengandalkan alat dan peralatan (intrumen) fisik yang dirancang untuk mengkaji fenomena dan aplikasi fisika. Pada taraf permulaan mempelajari fisika, pembedaan antara fisika teoretis dan fisika eksperimen tidaklah begitu menjadi sebuah keharusan, tetapi pada taraf lebih lanjut pembedaan tersebut menjadi tidak terelakkan akibat luas dan kompleksnya masalah dan fenomena yang harus dikaji. 

Fisika eksperimen lebih berfokus kepada upaya penerapan konsep-konsep fisika dan instrumen yang digunakan untuk mengkaji fenomena fisis. Sementara, Fisika teoretis lebih berfokus kepada pengkajian konsep-konsep fisis dan pengembangannya untuk menemukan konsep-konsep baru untuk bahan kajian fisika eksperimen dan juga menganalisis persoalan dan data yang dihasilkan dari fisika eksperimen. Salah satu sasaran fisika teori adalah memadukan interaksi-interaksi yang ada sehingga diharapkan memperoleh pemahaman baru dan konsep baru fisika yang diharapkan dapat membantu umat manusia memahami alam semesta dan interaksi-interaksi yang mengendalikannya.

Paduan interaksi lemah dan interaksi elektromagnetik berhasil dirumuskan secara teoretis oleh Glashow, Weinberg, dan Salam (teori GWS) dengan menggunakan teori grup (Group Theory). Teori atau model GWS ini sering juga disebut teori (model) interaksi elektro-lemah (electro-weak interaction). Kemudian interaksi kuat berhasil digabungkan dengan interaksi elektro-lemah yang dikenal sebagai Teori Paduan Agung (the Grand Unified Theory, GUT) yang juga diformulasikan menggunakan teori grup. Sekarang tinggal interaksi gravitasional yang belum berhasil disatukan ke dalam tiga interaksi yang lainnya itu. 

Upaya menggabungkan keempat buah interaksi pokok itu terus dilakukan dan menjadi perhatian serius dalam fisika teoretis. Gabungan keempat interaksi itu nantinya disebut Teori Segala Sesuatu (the Theory of Everything) yang diharapkan menghasilkan pemahaman baru dan konsep-konsep baru tentang materi dan interaksinya sehingga dapat diformulasikan lagi Fisika baru (the New Physics) dengan berbagai implikasinya.

Perkembangan penelitian dan penerapan fisika yang sangat pesat ditopang oleh fondasi yang kuat yakni matematika, logika, dan filsafat. Sejak mula perkembangannya, mulai dari Fisika Klasik (Classical Physics) sampai kepada Fisika Modern (Modern Physics), Fisika selalu menggunakan konsep-konsep matematika, logika, dan analisis filsafat dalam mengkaji sebuah fenomena fisis.  Karena Fisika begitu akrab dengan matematika, logika, dan filsafat, maka tidaklah mengherankan kalau Fisika pada akhirnya juga membantu matematika untuk melahirkan matematika baru (misal Kalkulus, Teori Grup, Himpunan Kabur, Analisis Tensor, Statistik), membantu logika untuk melahirkan logika baru (misal Logika Kuantum, Logika Kabur), membantu filsafat dalam mempertajam analisis dan cakupannya.