DUNIA DALAM DUNIA

DUNIA DALAM DUNIA

Bagi seorang ilmuan suatu kepekaan besar terhadap urgensi dan konsekwensi ilmunya adalah dapat mengikuti dari dekat perkembangan-perkembangan yang konkret. dan tanggung jawab moral dan sosial ilmuan tidak dapat terlepas dari integritas keilmuannya tersebut. perlu di akui bahwa integritas, kewajiban, tanggung jawab sosial dan moral bagi ilmuan memiliki cara pandang yang berbeda, yang dapat dijadikan landasan untuk bertindak, dan tidak sama dengan ilmuan-ilmuan lainnya.

Masalahnya yang muncul kemudian bukan lagi apakah penemuan-penemuan tersebut bermanfaat atau tidak, tetapi perdebatan bergeser ke arah yang salah dari suatu penemuan ilmiah yang lebih mementingkan segi komersial dan perlakuan salah dari teknologi ilmiah, seperti halnya pemanfaatan atom untuk pembuatan nuklir yang bukan saja untuk tujuan ilmiah. Paul Goodman menambahkan bahwa sesungguhnya masalahnya lebih luas konteksnya dari pada apa yang di lakukan oleh para ahli yang dalam berbagai situasi tertentu bahkan bisa mengarah kepada krisis religius.

Karakteristik lain dari ilmu terletak dalam cara berfikir untuk menemukan kebenaran dan berkembang. Manusia dalam usaha untuk menemukan kebenaran dan berkembang itu ternyata menempuh cara yang bermacam-macam. Cara berfikir manusia juga untuk menemukan dengan mempertahankan hal-hal yang tidak benar. Proses menemukan kebenaran dan perkembangannya secara ilmiah mempunyai implikasi etis bagi seorang ilmuwan.

Pada buku The Ascent of Man yang di tulis oleh J. Bronowski tercermin adanya perkembangan di bidang ilmu melalui penemuan-penemuan ilmuwan yang sekaligus juga merupakan indikator adanya kebangkitan insani. Hal ini terbukti pada berbagai penemuan yang pada hakikatnya menunjukkan juga bahwa perkembangan peradaban manusia itu mempunyai kemampuan untuk memanipulasi lingkungannya pada masa lalu, lingkungan inilah yang menguasai dan menentukan arah kehidupan manusia. Pertanyaannya adalah apakah penemuan-penemuan sebagai hasil dari daya imajinasi (kreativitas) manusia (ilmuwan) dapat bermanfaat dalam arti positif bagi kebahagiaan umat manusia, ataukah penemuan-penemuan tersebut dapat dan akan menimbulkan suatu bencana ?

Pemakalah berpikir bahwa ilmu pengetahuan yang dapat memberikan gambaran sempurna dari dunia material. Tapi kita tahu, karena fisika kuantum di 1900-an, menyatakan bahwa pengetahuan mutlak adalah mustahil. Ada batas untuk apa yang kita bisa tahu bahkan dengan instrumen yang paling sempurna dan paling kuat dibayangkan tentang kristal dan atom.

Ada tujuh bentuk kristal secara alami, dalam kristal terdapat atom. Dan bentuk paling sederhana dari kristal adalah garam. Garam merupakan unsur penting dalam hidup. Garam terdiri dari dua elemen yakni sodium dan klorin. Menururt ilmuan Rusia Dmitri Ivanovick Mendeleev, pada tahun 1859 menemukan bahwa tiap elemen memiliki berat atomik tersendiri, ia menemukan bahwa litium merupakan elemen teringan.  Dmitriy Ivanovich Mendeleyev hidup tahun 1834-1907 ialah seorang ahli kimia dari Kekaisaran Rusia yang menciptakan tabel periodik berdasarkan peningkatan bilangan atom. Bilangan ini menunjukkan jumlah proton yang terdapat dalam inti atom. Jumlah proton sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi atom bebas. Ia menemukan cara menata unsur-unsur kenaikan massa atom, dengan unsur sifat dengan selang yang berskala. Dalam penelitiannya, ia juga membuat beberapa urutan tentang unsur-unsur zat kimia yang telah diketahui dengan menyusun seperangkat kartu, di mana setiap kartu berisi tiap-tiap unsur dan sifat-sifat kimianya. Ia menemukan hukum periodik ketika menyusun kartu-kartu itu, yang disusun secara berurutan menurut peningkatan massa atomnya, dan sifat-sifatnya diulangi secara periodik. Bahkan ada sedikit kelebihan pada tabel periodik yang disusun, yaitu adanya adanya pengakuan tentang unsur-unsur baru yang belum diketahui pada massa ia menemukan tabel periodik tersebut seperti galium, germanium, dan skandium. Ia menyediakan ruang untuk unsur-unsur itu dan bahkan telah memperkirakan berapa massa atom dan bagaimana sifat-sifat kimianya nanti.

Singkatnya, bahwa hukum periodik dapat disebut sebagai salah satu hukum dalam kimia dan tidak terdapat pengecualian untuk itu. Namun, sifat hukum tersebut berlaku sedemikian rupa sehingga tidak dapat dipelajari oleh hubungan numerik sederhana, dan bentuk keteraturan itu tidak dapat disajikan dengan konsep non-kimia. Hukum ini menyatakan bentuk perkiraan antara sifat-sifat unsur dan senyawanya. Tetapi jika salah satu upaya untuk mengungkapkan bentuk hukum ini secara numerik, maka hubungan yang ditemukan hanya bersifat aproksimasi. Hukum periodik berdiri sebagai hukum otonom kimia. Saya tidak setuju dengan Hettema dan Kuipers yang mengklaim bahwa tabel periodik telah direduksi menjadi “teori atom”. Klaim ini keliru didasarkan pada kenyataan bahwa unsur-unsur dalam setiap kelompok cenderung untuk berbagi konfigurasi dalam kulit luar yang sama. Namun ada pengecualian untuk model ini, sebuah konfigurasi tertentu tidak perlu dan tidak cukup untuk memasukkan suatu unsur dalam kelompok tertentu dari tabel. Reduksi tabel periodik dalam pandangan saya berarti kemampuan untuk menghitung jumlah energi atau properti lain dari atom dalam tabel periodik. Reduksi merupakan bentuk terbaik aproksimasi yang tunduk pada pembatasan seperti pemecahan masalah struktur kompleks oleh persamaan Schrodinger.

Niels Bohr adalah penemu awal konsep mekanika kuantum untuk model atom. Niels Bohr adalah seorang ahli fisika dari Denmark dan pernah meraih hadiah Nobel Fisika pada tahun 1922. Niels Henrik David Bohr lahir tahun 1885 di Kopenhagen. Di tahun 1911 dia raih gelar doktor fisika dari Universitas Copenhagen dia belajar di bawah asuhan J.J. Thompson, ilmuwan kenamaan yang menemukan elektron. Hanya dalam beberapa bulan sesudah itu Bohr pindah lagi ke Manchester, belajar pada Ernest Rutherford yang beberapa tahun sebelumnya menemukan nucleus (bagian inti) atom. Adalah Rutherford ini yang menegaskan (berbeda dengan pendapat-pendapat sebelumnya) bahwa atom umumnya kosong, dengan bagian pokok yang berat pada tengahnya dan elektron di bagian luarnya. Tak lama sesudah itu Bohr segera mengembangkan teorinya sendiri yang baru serta radikal tentang struktur atom.

Bohr memperkenalkan atom sebagai sejenis miniatur planit mengitari matahari, dengan elektron-elektron mengelilingi orbitnya sekitar bagian pokok, tetapi dengan perbedaan yang sangat penting: bilamana hukum-hukum fisika klasik mengatakan tentang perputaran orbit dalam segala ukuran, Bohr membuktikan bahwa elektron-elektron dalam sebuah atom hanya dapat berputar dalam orbitnya dalam ukuran spesifik tertentu. Atau dalam kalimat rumusan lain: elektron-elektron yang mengitari bagian pokok berada pada tingkat energi (kulit) tertentu tanpa menyerap atau memancarkan energi. Elektron dapat berpindah dari lapisan dalam ke lapisan luar jika menyerap energi. Sebaliknya, elektron akan berpindah dari lapisan luar ke lapisan lebih dalam dengan memancarkan energi.

Teorinya memperkenalkan perbedaan radikal dengan gagasan teori klasik fisika. Beberapa ilmuwan yang penuh imajinasi (seperti Einstein) segera bergegas memuji kertas kerja Bohr sebagai suatu "masterpiece," suatu kerja besar; meski begitu, banyak ilmuwan lainnya pada mulanya menganggap sepi kebenaran teori baru ini. Percobaan yang paling kritis adalah kemampuan teori Bohr menjelaskan spektrum dari hydrogen atom. Telah lama diketahui bahwa gas hydrogen jika dipanaskan pada tingkat kepanasan tinggi, akan mengeluarkan cahaya. Tetapi, cahaya ini tidaklah mencakup semua warna, tetapi hanya cahaya dari sesuatu frekuensi tertentu. Nilai terbesar dari teori Bohr tentang atom adalah berangkat dari hipotesa sederhana tetapi sanggup menjelaskan dengan ketetapan yang mengagumkan tentang gelombang panjang yang persis dari semua garis spektral (warna) yang dikeluarkan oleh hidrogen. Lebih jauh dari itu, teori Bohr memperkirakan adanya garis spektral tambahan, tidak terlihat pada saat sebelumnya, tetapi kemudian dipastikan oleh para pencoba. Sebagai tambahan, teori Bohr tentang struktur atom menyuguhkan penjelasan pertama yang jelas apa sebab atom punya ukuran seperti adanya.

Tahun 1930-an Bohr lebih menunjukkan perhatiannya terhadap permasalahan bagian pokok struktur atom. Dia mengembangkan model penting “tetesan cairan” bagian pokok atom. Dia juga mengajukan masalah teori tentang “kombinasi bagian pokok” dalam reaksi atom untuk dipecahkan. Tambahan pula, Bohr merupakan orang yang dengan cepat menyatakan bahwa isotop uranium yang terlibat dalam pembagian nuklir adalah U235. Pernyataan ini punya makna penting dalam pengembangan berikutnya dari bom atom.

Dalam analisa pemakalah kendati teori orisinal Bohr tentang struktur atom sudah berlalu lima puluh tahun yang lampau, dia tetap merupakan salah satu dari tokoh besar di abad ke-20. Ada beberapa alasan mengapa begitu. Pertama, sebagian dari hal-hal penting teorinya masih tetap dianggap benar. Misalnya, gagasannya bahwa atom dapat ada hanya pada tingkat energi yang cermat adalah merupakan bagian tak terpisahkan dari semua teori-teori struktur atom berikutnya. Hal lainnya lagi, gambaran Bohr tentang atom punya arti besar buat menemukan sesuatu untuk diri sendiri, meskipun ilmuwan modern tak menganggap hal itu secara harfiah benar. Yang paling penting dari semuanya itu, mungkin, adalah gagasan Bohr yang merupakan tenaga pendorong bagi perkembangan “teori kuantum.” Meskipun beberapa gagasannya telah kedaluwarsa, namun jelas secara historis teori-teorinya sudah membuktikan merupakan titik tolak teori modern tentang atom dan perkembangan berikutnya bidang mekanika kuantum.

Ludwig Eduard Boltzmann lahir di Wina ia adalah fisikawan Austria, Boltzmann mengembangkan teori kinetik gas seperti pula James Clerk Maxwell, namun hal itu dikerjakannya tanpa saling tau. Ia berhasil menegakkan dasar yang kuat untuk mekanika statistik. Salah satu hasil yang diraihnya ialah penafsiran hukum II termodinamika yang dinyatakan dengan keteraturan dan kerambangan, hukumnya S=k log W yang mengaitkan entropi S dari suatu sistem dengan kemungkinan diukirkan paa batu kuburannya.

Pada 1884, ia menurunkan rumus R=eσT² dari termodinamika. Rumus yang menyatakan laju radiasi benda hitam ini juga ditemukan Josef Stefan, mantan gurunya, secara eksperimental 5 tahun sebelumnya. Boltzmann merupakan ahli dalam teori atomik materi, suatu bidang yang masih banyak pertentangan ilmuwan abad ke-19, dan perdebatan dengan orang yang bertentangan telah membuat perasaannya tertekan, meski sebenarnya banyak dukungan yang diberikan kerabat kerjanya.

Popularitas Boltzmann's didasarkan pada penemuan statistik mekanik. Teori Boltzaman terhubung pada properti dan perilaku atom dan Molecules dengan skala besar properti dan perilaku dari zat yang mereka bangunan seperti blok. Boltzmann mendapat distribusi Maxwell-Boltzmann pada 1871, yaitu rata-rata energi dari gerakan sebuah molekul adalah sama untuk setiap arah. Dia adalah salah satu yang pertama yang mengakui pentingnya Maxwell 's elektromagnetik teori.

Joseph John Thomson adalah seorang ilmuwan yang lahir di Cheetham Hill, ia diangkat sebagai profesor fisika eksperimental sejak 1884. Penelitiannya membuahkan penemuan elektron. Thomson mengetahui bahwa gas mampu menghantar listrik. Ia menjadi perintis ilmu fisika nuklir. Thomson tertarik pada struktur atom yang direfleksikan dalam bukunya, yang berjudul Treatise on the Motion of Vortex Rings yang membuatnya memenangkan Adams Prize tahun 1884. Tahun 1896, Thomson mengunjungi Amerika Serikat untuk memberikan ceramah tentang struktur atom. Dia menemukan sebuah metode untuk memisahkan jenis atom-atom dan molekul-molekul yang berbeda, dengan menggunakan sinar positif, sebuah ide yang dikembangkan oleh Francis Aston, Dempster dan lainnya, yang menuju pada banyak penemuan isotop.

Kemudian pada 1897 JJ. Thomson di Cambridge menemukan elektron yakni bagian atom yang tidak dapat dibelah. Lythium misalnya punya 3 elektron beriliyum punya 4 elektron dan seterusnya. Dengan penemuan ini dimulailah ilmu fisika moderen yang ditandai dengan penemuan sinar X dan optik Newton. Tidak hanya itu penemuan fisika juga digunakan dalam dunia seni seperti bentuk matematis dan penggunaan kristal dalam lukisan ada perbedan jelas antara karya seni dan karya ilmiah. Karya seni berusaha menerangkan gambar duniadalam sebuah kanvas sementara karya ilmiah berusaha memikirkan dunia sementara dia berbuat.

Ketika J.J Thomson di Cambridge menemukan electron. atom memiliki beberapa bagian-bagian konstituen, tetapi atom tidak dapat terbagi seperti nama yunaninya yang tidak tersirat. Elektron adalah suatu bagian kecil dari massanya atau beratnya, tetapi sebenarnya, dia membawa kekuatan listrik sendiri. setiap elemen dikarakteristikkan dengan jumlah electron dalam atomnya. Dan jumlah mereka sama persis dengan jumlah tempat yang ada pada tabel Mendeleev yang elemennya ada ketika hidrogen dan helium masuk dalam tempat pertama dan tempat kedua. Yaitu litium memiliki tiga electron, beryllium memiliki empat electron, boron memiliki lima electron dan seterusnya tetap di semua kotak-kotak dalam tabel itu. Kotak dalam tabel yang elemennya disebut angka atom, ini berubah menjadi realistis fisika dalam angka-angka electron terdapat pula atomnya. Tabel tersebut telah diganti dari berat atom menjadi angka atom dimana maksudnya menjadi susunan atom.

Itulah kemajuan intelektual dengan dimulainya ilmu fisika modern disinilah pintu penelitian dibuka seluas-luasnya. Pada tahun-tahun tersebut ilmu fisika menjadi pekerjaan kolektif ilmiah yang besar tidak lebih dari itu pekerjaan kolektif seni besar di abad ke 20.

Saya katakan ”pekerjaan seni” karena ada suatu pendapat struktur utama, dunia dalam dunia atom, itu imajinasi para seniman ketika itu. Seni dari tahun 1900 berbeda dari seni sebelumnya, karena dapat dilihat pada pelukis original pada masanya : Umberto Boccioni, contohnya dalam Forces of a street, tau pada pelukisnya Dynamism of a cyclist. Seni modern dimulai pada saat yang sama dengan ilmu fisika modern karena idenya muncul bersamaan.

Dari hal tersebut di atas dapat ditarik kesimpulam bahwa penjelasan kimia sebenarnya sama dengan penjelasan kehidupan. Misalnya telur yang berfungsi sebagai atom yang didalamnya terdapat proton yang dalam hal ini terdapat perkembangan manusia merupakan sintesa dari proses yang berkaitan dengan dunia. Tahapan evolusi juga terjadi pada pembentukan bintang yakni hydrogen menjadi helium yang didalamnya terdapat panas yang luar biasa. Apa yang kita lihat dipermukaan matahari hanyalah hanyalah badai dari proses perubahan dari hydrogen menjadi helium.

Jika elemen tercipta1/1 pertanyaannya adalah mengapa kita hanya menemukan 92 elemen dimana elemen terakhir adalah uranium. Jawabannya adalah ketika elemen menjadi lebih besar. maka ia menjadi lebih kompleks dan cenderung untuk terpisah menjadi bagian yang lebih kecil. Ketika kita melakukan hal tersebut kita tidak hanya membuatkan baru tetapi juga menciptakan sesuatu yang mudah meledak elemen plutonium contoh dari hal tersebut. Pada 1850 Rudlof Clausius menemukan teori baru yang menyatakan bahwa ada energi yang tersedia namun ada juga sisa energi yang tidak dapat dikuasai yang ia sebut entropi. Entropi selalu berkembang ketika energi berkurang entropi berkembang. Contoh kayu dibakar asap dan arangnya merupakan entropi.