Memahami Sains

SAINS, oleh kebanyakan orang di sekitar kita, dipahami melulu sebagai segala hal yang dapat dipelajari dari buku-buku sains. Demikian halnya dalam pandangan sebagian besar cendekiawan atau akademisi kita -meskipun dengan sedikit varian. Sains dalam pemahaman mereka adalah berbagai hal yang dibicarakan dalam pertemuan-pertemuan ilmiah, jurnal-jurnal ilmiah atau majalah-majalah ilmiah. Dalam persepsi ini, sains dimengerti sebagai kumpulan informasi dan penjelasan tentang fakta-fakta ilmiah dan hipotesa-hipotesa ilmiah yang berkaitan dengan gejala alamiah. Dalam pandangan ini, misalnya, berbagai informasi dan penjelasan tentang perilaku makhluk hidup (menyangkut reproduksi, metabolisme, perkembangan, rantai makanan, dll) dapat diperoleh dari buku-buku atau jurnal-jurnal imiah biologi. Oleh karena itu segala informasi dan penjelasan tentang makhluk hidup mereka tampung dalam cabang sains yang disebut biologi atau ilmu hayat. Informasi tentang perilaku hidup tumbuhan khususnya ditampung dalam cabang biologi yang disebut botani. Sementara informasi tentang perilaku hidup hewan ditampung dalam cabang biologi yang disebut zoologi. Informasi-informasi dan penjelasan tentang tubuh manusia ditampung dalam suatu cabang biologi yang disebut anatomi.
Marilah menengok sebentar ke belakang untuk melihat perkembangan pemahaman manusia akan hakekat cahaya. Jejak kajian tentang cahaya secara mendalam bisa kita lacak sejak peradaban Yunani kuno, atau bahkan jauh sebelumnya. Ilmuwan kunci dalam kajian ini ialah Euclid yang amat masyhur dengan pendapatnya, “manusia dapat melihat karena mata mengirimkan cahaya kepada benda“. Pendapat Euclid bertahan cukup lama sampai kemudian muncul Ibnu al-Haitham (965-1038) atau yang lebih dikenal sebagai Alhazen. Alhazen berhasil membuktikan kekeliruan pendapat Euclid. Menurutnya, yang benar adalah justru sebaliknya. Kita dapat melihat karena ada cahaya dari benda yang sampai ke mata kita.
Bukti untuk menyanggah pendapat Euclid sangatlah sederhana. Dapatkah kita melihat dalam kegelapan malam yang begitu pekat? Jika kita bisa melihat karena mata kita yang mengirimkan cahaya, maka tentu dalam keadaan bagaimanapun kita tetap akan dapat melihat benda-benda di sekitar kita. Tetapi, pada kenyataannya tidak. Oleh karena itu, tentulah kita dapat melihat karena benda mengirimkan cahaya ke mata kita. Perkembangan berikutnya tentang kajian cahaya ditengarai dengan terbitnya teori korpuskular cahaya yang diusulkan oleh Isaac Newton (1642-1727). Dalam teori ini, Newton mengganggap cahaya sebagai aliran partikel (butir-butir cahaya) yang menyebabkan timbulnya gangguan pada eter di dalam ruang. Eter merupakan zat hipotetis yang dipercaya mengisi seluruh ruang alam semesta. Teori korpuskular cahaya dipercaya oleh fisikawan-fisikawan berikutnya sampai penghujung abad ke-18. Pada awal abad ke-19, tepatnya tahun 1801, Thomas Young (1773-1829) menemukan adanya peristiwa interferensi pada cahaya. Peristiwa ini merupakan pertanda bahwa teori gelombang diperlukan untuk menjelaskan hakikat cahaya. Usulan Young diperkuat oleh James Clerk Maxwell (1831-1879) yang menyatakan bahwa cahaya merupakan bagian dari gelombang elektromagnetik. Saat itu, Maxwell masih yakin bahwa gelombang elektromagnetik membutuhkan medium khusus untuk dapat merambat dan ia menamakan medium tersebut sebagai eter bercahaya. Sayang sekali, keyakinan Maxwell bahwa gelombang elektromagnetik memerlukan medium eter dalam perambatannya dipatahkan oleh eksperimen yang dilakukan oleh Michelson dan Morley pada tahun 1887. Hasil eksperimen Michelson-Morley menegaskan bahwa eter sesungguhnya tidak ada. Sehingga cahaya (sebagai salah satu gelombang elektromagnetik) tidak memerlukan medium untuk merambat. Upaya penyingkapan rahasia cahaya terus berkembang.

Pada tahun 1905, Albert Einstein (1879-1955) menunjukkan bahwa efek fotolistrik hanya dapat dijelaskan dengan menganggap bahwa cahaya terdiri dari aliran diskrit (paket-paket) energi elektromagnetik. Paket-paket energi elektromagnetik ini disebut foton. Sampai pada tahap ini, kita melihat bahwa ada dua paham besar dalam teori tentang hakekat cahaya, yakni paham bahwa cahaya dapat dijelaskan dengan menganggapnya sebagai partikel (teori korpuskular) dan paham kedua bahwa cahaya hanya dapat dijelaskan jika kita menganggapnya sebagai gelombang (teori undulasi). Kedua paham itu silih berganti merebut pengaruh dengan argumentasi yang sama-sama meyakinkan. Pertentangan dua pendapat ini memang sangat pelik. Pada beberapa gejala, cahaya menunjukkan wataknya sebagai partikel. Tetapi pada beberapa gejala yang lain cahaya tampil sebagai gelombang. Dan tentu saja, betapa tidak mudah untuk menyelesaikan perselisihan ilmiah ini dengan menyusun suatu model yang secara selaras dapat memaparkan watak gelombang dan partikel yang dimiliki oleh cahaya. Pertentangan-pertentangan ini perlahan-lahan menjadi reda seiring berkembangnya teori kuantum sejak 1900-an. Teori ini sejatinya cenderung pada paham korpuskular. Teori ini menganggap bahwa cahaya adalah partikel (foton) yang memiliki aspek gelombang. Aspek gelombang ini menuntun kita menentukan keadaan foton-foton itu secara statistik. Dalam perkembangan selanjutnya, juga tampak nyata bahwa elektron dan partikel-partikel elementer menunjukkan perilaku yang serupa.
Beberapa kasus yang baru saja dipaparkan menunjukkan bahwa setiap saat ditemukan fakta-fakta ilmiah baru yang berbeda atau bahkan bertentangan dengan fakta-fakta ilmiah yang telah ditulis baik dalam buku-buku sains maupun jurnal-jurnal ilmiah. Setiap saat pula ditemukan fakta-fakta ilmiah baru yang belum tercantum dalam buku-buku sains dan jurnal-jurnal ilmiah. Hal ini menunjukkan bahwa buku-buku sains dan jurnal-jurnal ilmiah itu setiap saat menjadi usang dan tampak kurang lengkap. Kalau saja sains sekedar fakta-fakta ilmiah yang ditulis dalam buku-buku sains, maka tentu saja sulit bagi kita untuk memahami bahwa fakta-fakta dan hipotesa-hipotesa itu selalu berkembang.
Pandangan bahwa sains merupakan kumpulan informasi tentang fakta-fakta dan hipotesa-hipotesa ilmiah yang terkait dengan gejala-gejala alamiah tidaklah keliru seratus persen, meskipun masih cukup jauh untuk dikatakan benar seratus persen. Sains dapat dipahami secara utuh apabila segala sesuatu yang menyebabkan adanya dinamika atau perkembangan fakta-fakta dan hipotesa-hipotesa ilmiah itu didudukkan pada posisi yang sama pentingnya dengan fakta-fakta dan hipotesa-hipotesa ilmiah yang harus dituliskan dalam buku-buku dan jurnal-jurnal sains. Jadi, sains dipahami bukan saja sebagai fakta-fakta dan hipotesa-hipotesa ilmiah, tetapi lebih daripada itu, sains juga meliputi hal-hal yang berperan dalam penggalian fakta-fakta ilmiah dan kemunculan serta perkembangan hipotesa-hipotesa ilmiah itu. Sekali lagi, sains itu sejatinya lebih dari sekedar kumpulan informasi tentang fakta-fakta dan hipotesa-hipotesa ilmiah. Sains adalah suatu kesatuan (sistem) yang tersusun atas empat unsur (komponen) yang terjalin oleh saling keterkaitan (interelasi). Saling keterkaitan yang ada di antara keempat unsurnya inilah yang memungkinkan sains itu ‘hidup’, yakni dinamis dan berkembang. Empat unsur tersebut adalah nilai-nilai ilmiah (scientific values), sikap dan perilaku ilmiah (scientific attitudes), proses-proses ilmiah (scientific processes) dan kandungan ilmiah (scientific content). Keempatnya terjalin berkelindan oleh saling keterkaitan yang padu dan kompak. Jadi, sains adalah sistem nilai, perilaku dan sikap, proses dan sekaligus merupakan kumpulan informasi (data-data dan penjelasannya). Jika dikatakan bahwa sains harus selalu aktual, maka sains memang selalu aktual karena sains memiliki unsur-unsur dan mekanisme yang menjamin aktualitasnya. Jika harus dikatakan, maka yang harus aktual adalah kandungan ilmiahnya dan bukan sains secara keseluruhan.

SAINS DAN TEKNOLOGI
Dari catatan sejarah dapat kita ketahui adanya kurun waktu ketika berbagai penemuan teknologi yang bermanfaat bagi umat manusia harus didahului dengan serangkaian pekerjaan tanpa kepastian dan sangat melelahkan serta menghabiskan dana yang sebegitu besar. Yakni, saat-saat ketika penemuan-penemuan diperoleh dengan cara coba-coba. Pada masa-masa itu, seringkali orang harus melakukan percobaan seribu kali sebelum berhasil mendapatkan sesuatu yang diimpikan atau bahkan gagal tiada hasil sama sekali.
Zaman ‘kegelapan’ ini pun berakhir, ditutup tatkala manusia mulai menyadari pentingnya pengetahuan tentang perilaku alam, yakni pengetahuan akan pola-pola keteraturan yang dianut oleh gejala-gejala alamiah. Dengan ilmu pengetahuan atau sains ini, usaha manusia untuk mendapatkan suatu teknologi tidak lagi harus menempuh jalur-jalur panjang yang penuh dengan spekulasi, tetapi sebaliknya sesuatunya dituntun dan diarahkan oleh sains. Dengan cara ini, teknologi berkembang dengan pesat dan tampak kepastiannya.
Secara umum, teknologi adalah rekayasa atau manipulasi terhadap perilaku alam sehingga bermanfaat bagi umat manusia. Monitor televisi atau komputer dapat menghasilkan gambar karena perekayasaan perilaku elektron di dalam medan listrik dan medan magnet. Sinar laser dihasilkan berkat pengetahuan kita tentang perilaku atom-atom terhadap pemaparan foton-foton (cahaya). Boleh dikatakan hampir mustahil bahwa manusia mampu mendapatkan sinar laser tanpa berbekal teori tentang perilaku atom-atom terhadap radiasi elektromagnetik.
Oleh karena itu pengetahuan kita tentang perilaku alam atau pola keteraturan yang dianut oleh alam sangatlah penting perannya dalam pengembangan teknologi sebab berdasarkan pengetahuan semacam itulah kita dapat merekayasa atau memanipulasi perilaku alam. Padahal, sebagaimana telah diuraikan di atas, sains berusaha menemukan pola perilaku alam. Jadi, sesungguhnya sains memainkan peran sentral dalam pengembangan teknologi. Peran semacam ini sangat ketara manakala kita menengok perkembangan teknologi di negara-negara maju. Di sana pengembangan teknologi selalu mendapat nutrisi yang melimpah dari hasil-hasil riset sains.
Dalam pengembangan teknologi terdapat adagium yang menyatakan bahwa ‘Sains adalah peretas jalan bagi teknologi’ Sebagai contoh, begitu sains (khususnya fisika) mulai merambah alam mikroskopis (yakni benda-benda yang mempunyai ukuran sangat kecil), perkembangan teknologi pun mulai menapaki wilayah tersebut. Sebagai akibat, pada gilirannya muncullah teknologi-teknologi yang berbasiskan pengetahuan manusia akan alam mikroskopis ini. Sekedar untuk disebutkan, teknologi-teknologi itu di antaranya adalah teknologi zat padat (solid state technology), teknologi nuklir, teknologi laser dll. Inilah teknologi yang secara dominan mewarnai perikehidupan manusia dewasa ini.

Dr. rer. nat. M. Farchani Rosyid (Dosen Fisika Atom dan Inti, Fak. MIPA UGM, Yogyakarta)
sebagai artikel pengantar pada buku Sains Undercover, 2008, Febri Prasetyo Adi, Yogyakarta : Gava Media

Iklan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s