Antara Fisika dan Filsafat Alam: Sebuah Catatan Sejarah

Galileo Meninggal Dunia, Lahirlah Newton

Di tahun meninggalnya Galileo, lahirlah Sir Isaac Newton (1642–1726). Kejadian ini seolah menjadi penanda bahwa estafe perjalanan konsep fisika tentang gerak harus berpindah dari tangan Galileo ke tangan Newton. Jika Galileo sukses menjelaskan mekanika, maka Newton meneruskan penjelasan itu sampai ke akar-akarnya. Kita tahu apa penyebab perubahan gerak itu karena jasanya Newton. Tiga hukum Newton tentang gerak adalah menu wajib untuk dihidangkan di materi fisika klasik. Anak SMP pun wajib mencicipinya.

Buku Newton yang paling fenomenal adalah Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1686). Terjemahan judul itu adalah Prinsip-prinsip Matematika dari Filsafat Alam. Dengan kemampuan matematikanya yang luar biasa dan dipadukan dengan keahliannya melakukan eksperimen, ia juga berkontribusi dalam bidang dinamika dan optik. Dalam bidang dinamika, kita bisa paham konsep gaya gravitasi karena Newton. Dalam bidang optik, kita bisa tahu sifat-sifat cahaya juga karena Newton.

Dari Fisika Klasik ke Fisika Modern

Selain mekanika, ada beberapa cabang ilmu fisika lainnya yang dikembangkan oleh para ilmuan. Cabang ilmu fisika diantaranya adalah optik, kemagnetan, kelistrikan, elektromagnetik, kalor dan termodinamika, dan teori kinetik gas. Semuanya itu adalah fisika sebelum abad ke-20, dikenal dengan istilah fisika klasik. Dalam bahasa yang sederhana, fisika klasik membahas topik-topik dalam skala makroskopik, yaitu pada skala yang dapat dipelajari dengan panca indera manusia. 

Pada tahun 1905, Albert Einstein (1879–1955) melakukan trobosan yang sangat fenomenal dalam sejarah ilmu fisika. Dengan berbekal konsep kuanta (paket-paket energi) yang digagas oleh Max Planck (1858–1947) pada tahun 1900, Einstein menjelaskan fenomena efek fotolistrik setelah 8 tahun tidak seorang pun ilmuan berhasil memberikan penjelasan yang memadai. Percobaan efek fotolistrik itu dilakukan oleh Heinrich Rudolf Hertz (1857–1894) pada tahun 1887. 

Fisikawan tidak bisa secara utuh menjelaskan efek fotolistrik karena mereka terkungkung dalam kerangka berfikir fisika klasik, bahwa sifat partikel itu melompat sedangkan cahaya itu merambat. Untuk menjelaskan fenomena efek foto listrik, Einstein berfikir out of the box, ia mengusulkan teori baru bahwa cahaya itu bersifat seperti partikel dan sekaligus seperti gelombang. Ia sebut dengan istilah dualisme gelombang-partikel. Apakah Einstein menulis buku seperti ilmuan-ilmuan sebelumnya? Jawabannya adalah iya, Relativity adalah bukunya yang sangat terkenal bagi masyarakat fisika.

Sejak abad ke-20 inilah, lahirlah fisika modern yang membahas sifat dan perilaku partikel dan energi pada tingkat sub-mikroskopis. Bidang kajiannya meliputi mekanika kuantum, dan teori relativitas Einstein. Sampai saat ini ilmu fisika terus berkembang dengan sangat pesat. Ketersediaan instrumen alat ukur yang semakin presisi memungkinkan para ilmuan memverifikasi teori demi teori yang dibangun dalam ilmu fisika. 

Teori dalam ilmu fisika diharapkan dapat menjelaskan sebuah eksperimen dan memprediksi temuan-temuan baru, sementara eksperimen dilakukan memeriksa validitas teori yang ada dan mengumpulkan data untuk memodifikasinya bila diperlukan.

Bagian yang Tidak Boleh Dilupakan: Kontribusi Ilmuan Islam

Penting untuk kita ingat bersama bahwa perjalanan filsafat dan sains barat tidak melulu mulus. Ada masa dimana mereka sebut itu sebagai Masa Kegelapan di Abad Pertengahan (abad ke-6 sampai ke -13 masehi). Itulah zaman dimana semangat kecintaan Yunani kepada ilmu pengetahuanmati suri. Moto yang mengakar di masa itu adalah semper idem atau selalu sama. Masyarakat Eropa menggunakan baju yang sama, bekerja di tanah yang sama, melukis pola yang sama, dan menulis literatur di bidang yang sama. Tidak ada progres sama sekali dalam sains.