1.
Paradigma dalam sejarah pemikiran dan perkembangan fisika
- Sudut Pandang Bahasa
Pemikiran dan
perkembangan Fisika yang mengungkapkan fenomena-fenomena alam yang dialami
kehidupan sehari-hari semakin berkembang. Dari mulai zaman purbkala sampai
zaman moder saat ini. Bahasa yang digunakan untuk mengungkapkan fenomena
tersebut juga berkembang seiring dengan perkembangan masanya. Pada masa
purbakala yang masing sangat sederhana bahasanya dan pemikiran yang masih
sangat terbatas. Namun seiring dengan perkembangan peradaban manusia,
berkembang pula bahasa yang digunakan untuk mengungkapkan fenomena Fisika
sehingga lebih ilmiah dan lebih sistematis. Kemudian sampai beberapa fenomena
tersebut dapat dijelaskan dengan bahasa matematis.
- Sudut Pandang Psikologi Sosial
Kondisi dan keadaan
budaya masyarakat yang merasakan adanya fenomena Fisika dalam kehidupan
sehari-hari juga mempengaruhi mereka dalam mengungkapkan fenomena alam
tersebut. Dari masa yang masih sangat primitive hiingga masa modern saat ini.
Psikologi social masyarakatnya juga menumbuhkan sikap untuk menghormati
pemikiran-pemikiran para ilmuwan terdahulu yang mungkin apa yang dikemukakannya
itu kurang tepat bahkan salah. Hal ini bisa dipahami karena kondisi keterbatasannya
saat itu.
- Sudut pandang Nilai-nilai Sains
Nilai-nilai Sains
yang terdapat dalam pemikiran dan perkembangan Fisika menjadikan pola pemikiran
para ilmuwan untuk bersikap ilmiah jujur dan teliti. Selain itu juga Scientific Attitude yang harus
ditumbuhkan baik para ilmuwan dan kita sebagai penerima ilmu atau teori yang
telah mereka kemukakan. Ilmu Fisika semakin berkembang sampai sekarang
,sehingga sikap Scientific Attitude
diperlukan untuk memahami dan menghormati apa yang telah ditemukan dan
dikemukakan oleh para ilmuwan terdahulu yang mungkin tidak sesuai. Hal ini dapat dimaklumi karena keterbatasan
kondisi saat itu.
2.
Karakteristik periode sejarah Fisika
a) Periode I (antara zaman purbakala sampai dengan
1500 SM)
Karakteristik dari
periode ini adalah belum adanya
eksperimen yang sistematis dan kebebasan dalam mengadakan percobaan. Dalam
periode yang panjang ini, beberapa kemajuan dirasakan dibandingkan zaman
purbakala karena telah dilakukan pengumpulan data berdasarkan hasil pengamatan
fenomena alam. Namun, pengamatan pada percobaan dan eksperimen yang dilakukan
masih sederhana dan tidak sistematis sehingga hasil yang diperoleh tidak
memuaskan karena jauh dari ketelitian yang dapat menjamin kebenaran dari teori
yang diajukan. Selain itu, juga karena banyak keterangan-keterangannya yang
bersifat spekulasi dan metaphisika (gaib dan sulap).
b) Periode II (sekitar tahun 1550 sampai dengan 1800
SM)
Karakteristik dari
periode ini adalah perkembagan ilmu
Fisika yang berdasarkan metoda
eksperimen yang spat dipertanggungjawabkan, diakui dan diterima sebagai
persoalan ilmiah. Pada periode inipertummbuhan penyelidikan berkembang pesat
sekali dengan percobaan-percobaan yang dilakukan oleh Galilei (1564-1642) yang
mengemukakan pandangan-pandangan modern yang scientific berdasarkan pengamaatn dan percobaan-percobaan.
Pada periode ini,
eksperimen yang dilakukan lebih ilmiah dari periode sebelumnya sehingga
diperoleh hasil yang lebih baik dan dapat dipertanggung jawabkan, diakui dan
diterima. Penghargaan dan pengakuan serta kepercayaan dari orang-orang berilmu
dengan prinsip dasar bahwa “ Ilmu itu dapat dikembangkan dan dimajukan sesuai
dengan teorinya yang berdasarkan eksperimen, diterima atau ditolak apabila
teori sesuai atau berlawanan dengan eksperimenyang diperlukan untuk menguji
teori tersebut.
c) Periode III
(Periode singkat, 1800 sampai dengan 1890)
Karekteristik pada
periode ini adalah kemajuan pesat dari
pertumbuhan dan perkembangan Fisika klasik yang meletakkan dasar Fisika kuantum
yang terkenal diabad sekarang ini.
Pada periode ini perkembangan nyalebih
pesat lagi, penelitian yang dilakukan telah menggunakan metoda pengukuran.
Pada tahun 1880 tidak sedikit ahli
Fisika yang percaya bahwa hukum-hukum Fisika yang terpenting telah ditemukan.
Misanya :
·
Count Rumford
dan Joule yang memberi dasar teori kinetik gas
·
Pengamatan
dan percobaan Thomas Young (1802) yang telah dapat membuktikan interferensi dua
berkas cahaya yang mengakibatkan kemenangan bagi teori gelombang cahaya Huygens
dari teori Corpuscular Newton.
·
Hasil
penelitian Faraday dan para ahli lainnya, yang memberikan dasar kebenaran Teori
Elektomagnetik Maxwell pada periode tersebut.
Eksperimen-eksperimen yang dilakukan
oleh beberapa ilmuwan tersebut, berkenaan dengan dasar fisika kuantum yang
nantinya digunakan pada periode selanjutnya.
d) Periode IV (tahun 1887 sampai dengan 1925)
Karakteristik pada
periode ini adalah adanya
fenomena-fenomena mikroskopis yaitu fenomena yang tidak dapat dilihat langsung,
seperti electron, neutron dan
sebagainya.
Pada periode ini telah berkembnag dari
periode sebelumnya karena fenomena yang diteliti lebih mikroskopis dan
teori-teori kuantum muncul di periode ini. Dimulai dengan penemuan Efek foto
listrik, kemudian Sinar X (1895), Radioaktivitas (1896) dan Elektron (1900).
Namun teori kuantum yang muncul ini masih dihubung-hubungkan denagn teori
klasik semi modern, karena itu perkembangannya kurang pesat. Periode ini
disebut juga “Teori kuantum mekanika lama (The Old Quantum Mechanics)”
e) Peride V (Tahun 1925 sampai sekarang)
Fenomena-fenomena mikroskopis
seperti elektron, neutron yang ditemukan pada periode sebelumnya ternyata tidak
dapat diterangkan oleh fisika klasik. Hal ini mendorong para ilmuwan lebih giat
lagi mencari dan menemukan teori baru untuk untuk menjelasakan hal tersebut.
Pada tahun 1925
dimulai perkembangan baru, denagn dibuat Teori baru yang lebih revolusioner
dengan tidak mengindahkan mekanika klasik. Teori baru tersebut muncul
berdasarkan uraian-uraian teoritis dari De Broglie, Heisenbergh dan Schrodinger
serta percobaan-percobaan Davision dan
Germer dari G.R. Thomson. Teori baru ini dikenal dengan “Teori Kuantum Mekanika
Baru ( The New Quantum Mechanics)”
3.
Perkembangan sejarah Fisika bersifat evolusi dan revolusi
Perkembangan
sejarah pemikiran fisika yang bersifat evolusi malsudnay adalah adanya
perkembangan dalam penemuan-penemuan fenomena fisika dan menghasilkan sebuah
teori baru. Teori baru tersebut tidaka berhubungan dengan teori yang telah
ditemukan sebelumnya. Contohnya yaitu jika ebelumnya telah ditemukan konsep dan
teori yang menjelaskan sebuah fenomena fisika seperti konsep Fluida, konsep
Panas. Seiring dengan perkembangan penemuan fenomena fisika, ditemukan teori dan
konsep baru seperti Teori relativitas.
Sedangkan perkembangan sejarah
pemikiran fisika yang bersifat revolusi adalah adanya perkembangan dalam
penemuan-penemuan fenomena fisika yang menghasilkan suatu teori dan konsep yang
masih berhubungan dengan teori dan konsep yang telah ditemukan sebelumnya.
Contohnya yaitu ketika dulu muncul konsep dan teori fisika klasik, dan seiring
dengan berkembangnya pemikiran fisika kemudian muncul konsep-konsep fisika
kuantum yang digunakan untuk melengkapi dan memperbaiki teori dan konsep yang
telah ditemukan sebelumnya.
4.
Sumbangan beberapa ilmuan terhadap perkembangan ilmu Fisika
a) Sir Isaac Newton (1642-1727)
Newton lahir di
Woolsthorpe, Lincolnshire Inggris. Pada tanggal 25 Desember 1642. Awalnya, ia
masuk ke sekolah Grantham Grammar. Sewaktu kanak-kanak ia lebih suka membuat
alat-alat mekanik daripada belajar. Pada usia 14 tahun, Newton berhenti sekolah
dan membantu ibunya di perkebunan. Pada tahun 1661, Newton berkesempatan
belajar di Trinity College, Cambridge dan lulus tahun 1665. Penemuannya antara
lain dalam bidang matematika jenis baru saat itu, yakni kalkulus. Penemuan
dalam bidang cahaya dan warna, dan hokum-hukum tentang gerak termasuk
gravitasi. Hukum-hukum tentang gerak yang menghebohkan, ia rumuskan dalam
jurnalnya yang terkenal, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica atau
disebut juga Principia.
b) James Clerk Maxwell
Lahir di Edinburgh,
Skotlandia. Ia belajar di Universitas Edinburgh dan lulus dari Universitas
Cambridge tahun 1854. Ia mengajar di Universitas Cambridge sampai dengan tahun
1856, mengajar Fisika di Marischal College Aberdeen Skotlandia. Dari tahun
1860-1865, Maxwell mengajar di King’s College, London. Tahun 1871 Maxwell
menjadi professor eksperimen Fisika pertama di Cambridge dan menjadi direktur
laboratorium Cavendish. Maxwell dikenal melalui karyanya dalam bidang listrik
magnet dan teori kinetic gas. Dalam karyanya Maxwell berhasil memperlihatkan
bahwa kombinasi antara medan listrik dan medan magnet akan menghasilkan
gelombnag elektromagnetikyang menjalar dengan kecepatan cahaya. Ia juga
berhasil membangun persamaan matematik gelombang tersebut, atu dikenal dengan
Persamaan Maxwell. Dalam teori kinetic gasnya, ia berhasil membangun hokum
statistic yang menyatakan distribusi kecepatan molekul-molekul gas serta
menjadi ilmuwan pertama yang dapat menjelaskan kelakuan molekul yang menentukan
tekanan, temperature dan besaran lainnya dari sebuah gas.
c) Albert Einstein
Lahir di Ulm,
Jerman. Ia sekolah di Akademi Politeknik Federal di Zurich Swiss dengan
mengambil mata kuliah Fisika dan matematika. Ia lulus pada tahun 1900. tahun
1905, Enstein meraih gelar doctor dari universitas Zurich berkat tesisnya yang
berjudul ketentuan baru tentang Dimensi Molekuler, dan dimuat di majalah
bulanan Fisika, Annalen der Physik yang terkenal di jerman. Karya lainnya
adalah penjelasan teoritis gerak Brown yang ditulisnya dalam Ueber die Vonder Molekularkinetischen
Theorie der Waerme Gefordete Bewegung Von in ruhenden Fluessigkeiten
Suspendierten Tielchen. Pandangannya tentang cahaya dalam artikel Ueber einen die Erzeugung und Verwandlung
des Lichtes betreffenden heuristichen Gesichtpunkt yaitu penjelasan bahwa
cahaya merupakan kuanta tertentu (kemudian disebut foton). Teori Relativitas
Khusus ditulisnya dalam Zur Elektrodynamik
bewegter koerper, sedangkan Teori Relativitas Umum ditulis dalam Die Grundlagen der allgemeinen
Relativitaetstheorie.
Einstein meraih hadiah nobel untuk keberhasilannya
dalam menyusun hukum fotolistrik dan karyanya dalam bidang Fisika teoritik.
