SAINS, SENI, DAN AGAMA/RELIGI

Oleh Asan Damanik
Sepanjang sejarah kehidupan dan peradaban manusia, ada 3 bidang kajian yang sangat berperan dalam hidup manusia dan kebudayaannya, yakni SAINS, SENI, dan AGAMA/RELIGI.  Secara sederhana, ketiga bidang kajian itu dapat digambarkan dengan diagram di bawah ini.

       Gambar Interseksi Sains, Seni, dan Agama/Religi

Anatara sains dan Seni ada interseksi/irisan wilayah kajian yang dapat dikaji dari sudut pangdang seni dan sains.  Namun ada juga wilayah/domain masing-masing kajian itu yang terlepas dan murni menjadi domain kajian bidang tersebut yang tidak dapat dikaji dari bidang kajian lain.  demikian juga antara Sains dan Agama/Religi ada interseksi dan ada wilayah/domain yang menjadi wilayah murni kajian itu.  Juga antara Seni dan Agama/Religi ada interseksi/irisan yang dapat dijelaskan dari kedua bidang kajian itu dan ada wilayah otonom masing masin-masing.

Ada juga wilayah/domain/interseksi yang ketiganya (Sains, Seni, Agama/Religi) yang dapat dijelaskan/dikaji/dipahami dari sudut pandang Sains, Seni, dan Agama/Religi.  Wilayah/domain inilah yang sangat bermanfaat dan sangat fundamental secara universal dalam kehidupan dan peradaban manusia karena mendapat justifikasi/pembenaran dari ketiga bidang kajian itu secara kokoh.

MENGENANG NIELS BOHR DI TAHUN CAHAYA DAN TEKNOLOGI BERBASISKAN CAHAYA 2015

Oleh: Asan Damanik

Tahun 2015 ditetapkan oleh UNESCO sebagai “Tahun Cahaya dan Teknologi berbasiskan Cahaya”.  Gaung tahun 2015 sebagai Tahun Cahaya dan Teknologi berbasiskan Cahaya kurang bergema di Negara kita.  Untuk menyambut tahun Cahaya dan Teknologi berbasikan cahaya yang ditetapakan UNESCO itu saya menuliskan Riwayat Hidup Singkat seorang Fisikawan sekaligus Filsuf Niels Bohr yang juga dikenal sebagai Penggagas Teori Atom Bohr dan Mekanika Kuantum dan interpretasinya.  Tanpa Mekanika Kuantum tentunya perkembangan teori dan aplikasi cahaya dalam berbagai bidang teknologi tidak akan seperti yang kita raih masa kini.

Niels Hendrik David Bohr yang lebih terkenal dengan sebutan nama Niels Bohr adalah juga salah satu fisikawan besar di abad-20 lahir pada tanggal 7 Oktober 1885 di Kopenhagen Denmark dari keluarga terpelajar Christian Bohr.  Bohr merupakan sahabat sekaligus lawan tangguh bagi Einstein dalam fisika khususnya dalam hal interpretasi fisis dan filosofis dari perumusan matematis fisika.    Bohr masuk Universitas Kopenhagen pada tahun 1903 dan memperoleh gelar Master Fisika pada tahun 1909.  Gelar doktor fisika diperolehnya pada tahun1911 dengan topik disertasi telaah teoretis sifat-sifat logam dengan menggunakan teori elektron.

Niels Bohr

Setelah lulus doktor doktor, Bohr kemudian pergi ke Inggris untuk bergabung dengan grupnya fisikawan fisikawan terkenal Inggris J.J. Thompson di Laboratorium Cavendish dan kemudian dengan grupnya Ernest Rutherford di Manchester Inggris untuk memperdalam fisika khususnya tentang teori atom.  Alasan Bohr bergabung dengan grupnya Rutherford adalah karena Rutherford dengan eksperimen hamburan partikel alfa yang terkenal itu telah berhasil membuktikan bahwa bahwa atom terdiri dari inti atom  bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif mengorbit inti atom.

Setelah lebih kurang dua tahun bergabung dengan grupnya Rutherford, pada tahun 1913 Bohr mempublikasikan teori tentang struktur atom yang didasarkan pada teori atom Rutherford.  Teori atom Bohr mengatakan bahwa elektron mengorbit inti atom pada orbit tertentu (terkuantisasi).  Orbit terluar dapat menampung lebih banyak elektron dibandingkan dengan orbit yang lebih dalam, dan orbit terluar menentukan sifat-sifat kimia atom.  Bohr juga mengemukakan teori tentang emisi dan absorbsi radiasi oleh suatu atom akibat terjadi perpindahan elektron dari suatu orbit ke orbit yang lain. Perpindahan elektron dari suatu orbit ke orbit yang lain dalam suatu atom disebut transisi elektron. Jika elektron berpindah dari orbit yang lebih tinggi (terluar) ke orbit yang lebih dalam, maka atom tersebut memancarkan sejumlah energi tertentu dalam bentuk radiasi.  Sebaliknya, atom akan menyerap sejumlah energi tertentu jika elektron berpindah dari orbit yang lebih rendah ke orbit yang lebih tinggi.

Bohr menjadi profesor fisika di Universitas Kopenhagen pada tahun 1916.  Pada tahun 1920, Bohr diangkat menjadi Direktur suatu Institut yang baru dibentuk di Universitas Kopenhagen, yaitu Institut Fisika Teoretis.  Jabatan sebagai direktur Institut Fisika Teoretis Universitas Kopenhagen dijabatnya sampai akhir hayatnya.  Fisikawan-fisikawan lainnya seperti Schrödinger, Heisenberg, Born, dan lain-lain mengembangkan teori atom Bohr tesebut sehingga menghasilkan fisika baru yang dikenal sebagai Mekanika (Fisika) Kuantum. Sebagai penghargaan terhadap teori atom dan struktur atom yang dikemukakannya, Bohr dianugerahi Hadiah Nobel Fisika tahun 1922. Bohr kemudian menjadi Fellow Royal Society London pada tahun 1926, dan pada tahun 1938 dia menerima Medali Copley Royal Society.

Selama perang dunia kedua, Bohr meninggalkan Kopenhagen untuk menyelematkan diri dari kekejaman Nazi yang terjadi di daratan Eropa.  Bohr pergi ke Inggris dan kemudian ke Los Alamos New Mexico Amerika Serikat sebagai penasehat ilmuwan-ilmuwan yang sedang merancang dan membuat bom atom pertama.  Setelah perang dunia kedua usai, Bohr kembali ke Kopenhagen Demnark dan kemudian menjadi pelopor penggunaan tenaga atom untuk perdamaian dan kesejahteraan umat manusia.  Niels Bohr adalah Presiden Lembaga Ilmu Pengetahuan Denmark, Komite Cancer Denmark, Ketua Komisi Energi Atom Denmark.  Bohr adalah anggota Royal Society (London ), the Royal Institution, dan  Academies in Amsterdam, Berlin, Bologna, Boston, Göttingen, Helsingfors, Budapest, München, Oslo, Paris, Rome, Stockholm, Uppsala, Vienna, Washington, Harlem, Moscow, Trondhjem, Halle, Dublin, Liege, dan Cracow.

Profesor Bohr menikah tahun 1912, dengan Margrethe Nørlund dan mempunyai 6 orang anak (dua orang meninggal) dan yang empat lainnya Hans Henrik (dokter), Erik (insinyur kimia), Aage (Ph.D. dalam fisika teoretis mengikuti jejak bapaknya Bohr), dan  Ernest (ahli hukum). Bohr tutup usia pada tanggal 18 November 1962.

Bohr juga seorang filsuf

           

Sebagaimana dikemukakan di atas bahwa konsep dan perkembangan mekanika kuantum serta interpretasinya tidak terlepas dari sosok Niels Bohr.  Niels Bohr dan pendukungnya meyakini bahwa mekanika kuantum sebuah realitas yang sarat dengan konsep-konsep statistik khususnya konsep peluang (kebolehjadian) dan prinsip ketidakpastian Heisenberg sebagai sesuatu yang sangat fundamental.  Konsep statistik seperti nilai rata-rata yang disebut sebagai nilai harap tidak terelakkan dari mekanika kuantum yang mempersoalkan dan mengkaji alam mikroskopis seperti atom atau elektron.  Demikian juga prinsip ketidakpastian Heisenberg yang memberikan batas ketelitian pengukuran secara simultan terhadap dua besaran fisis yang tidak saling berkomutasi seperti posisi dan momentum tidak akan pernah lebih kecil dari tetapan Planck tereduksi dibagi dua

Di lain pihak, Einstein sebagai sosok yang memiliki otoritas tinggi dalam fisika waktu itu karena teori-teori dan gagasannya yang sangat cemerlang dan fundamental seperti teori efek fotolistrik, gerak Brown, dan teori relativitasnya (khusus dan umum) menentang penggunaan konsep peluang dan prinsip ketidakpastian Heisenberg berikut interpretasi statistik yang digunakan.  Konsep peluang dan prinsip ketidakpastian Heisenberg menjadikan fisika bersifat indeterministik.

Perdebatan dua fisikawan besar Bohr dan Einstein yang pernah terjadi menyangkut interpretasi mekanika kuantum pada tahun 1930-an merupakan perdebatan paling seru dalam sejarah perjalanan dan perkembangan ilmu pengetahuan khususnya fisika.  Perdebatan dua fisikawan besar tersebut sampai ke tataran paling fundamental yang biasa dipersoalkan dan dikaji dalam filsafat. Einstein sebagai penganut faham deterministik menolak mati-matian penggunaan konsep peluang dan prinsip ketidakpastian Heisenberg berikut interpretasi statistiknya dalam mekanika kuantum sebagai sebuah asas (postulat).  Ungkapan penolakan Eisntein tersebut dinyatakannya dengan ungkapan filosofis: Tuhan tidak pernah bermain dadu.  Bohr juga tidak kalah cerdiknya dengan jawaban filosofis yang mengatakan bahwa: Tuhan memang tidak bermain dadu, tetapi kadang-kadang Dia melemparkan dadu ke tempat yang tidak kita ketahui.

Pemikiran-pemikiran Bohr yang ditulis dalam bentuk esai-esai yang ditulis antara tahun 1932 sampai 1962  dapat dibaca pada dua buah buku terbitan John Wiley and Sons berjudul Atomic Physics and Human Knowledge dan Essays 1958-1962 on Atomic Physics and Human Knowledge.  Selama hidupnya, Bohr menulis dan mempublikasikan lebih kurang 115 karya ilmiah.  Pada masa tuanya, Bohr mempelajari biologi molekuler dan sempat menulis makalah dalam bidang biologi molekuler (tidak selesai) berjudul "Licht und Leben-noch einmal", yang dipublikasikan di jurnal Naturwiss., 50 (1963) 72.

Mekanika (fisika) kuantum yang dikembangkan Bohr dan penerusnya beserta teori relativitas Einstein kemudian melahirkan Teori Medan Kuantum.  Teori medan kuantum sebagai landasan untuk pengembangan Elektrodinamika Kuantum dan Kromodinamika Kuantum.  Pada tataran teoretis, fisika saat ini sudah jauh berada di garis depan lingkaran perkembangan ilmu pengetahuan dengan berbagai teori-teori unifikasi yang ditujukan untuk memahami dan memadukan keempat interaksi pokok yang ada di alam semesta yaitu interaksi gravitasional, interaksi lemah, interaksi kuat, dan interaksi elektromagnetik berikut dengan berbagai kemungkinan pengembangan fisika baru serta aplikasinya dalam kehidupan.

Teori atom Bohr merupakan salah satu kunci yang membuka perkembangan penelitian dan aplikasi fisika seperti yang kita jumpai sekarang ini termasuk pemahaman cahaya dan aplikasinya khususnya cahaya yang dibangkitkan dengan cara eksitasi/deeksitasi orbit elektron.  Konsep eksitasi dan deksitasi orbit elektron dalam atom itu dikembangkan ke eksitasi/deeksitasi atom yang menghasilkan LASER.  Dengan bantuan Mekanika Kuantum konsep dan pemahaman terhadap Semikonduktor dan Teknologi Semikonduktor semakin berkembang sehingga dapat menghasilkan berbagai Teknologi Elektronika dan Informasi termasuk LED (Light Emitting Diode).  Mengenang kembali sejenak sumbangan pemikiran Bohr dalam fisika dan filsafat yang sangat cemerlang tersebut di Tahun Cahaya dan Teknologi berbasiskan Cahaya 2015 ini merupakan suatu bentuk penghargaan kita terhadap seorang fisikawan besar sekaligus filsuf  bernama Niels Bohr yang telah memberikan kontribusi luarbiasa untuk kesejahteraan umat manusia.

Asan Damanik dosen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma (USD) Yogyakarta