PARADIGMA & PERKEMBANGAN FISIKA

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.