Archive for the Filsafat dan Sains Category

Atomisme: Sains atau Filsafat?

Posted in Filsafat dan Sains on Oktober 19, 2011 by isepmalik

Pendahuluan

Sains modern menjelaskan secara rinci teori atom dan strukturnya. Teori ini melampaui hasil pengamatan, tetapi tetap dibenarkan secara eksperimen yang merupakan standar khas sains sejak kemunculannya pada abad ketujuh belas. Spekulasi tentang struktur atom dimulai oleh para filsuf Yunani Kuno. Namun, rasanya tidak tepat untuk menghubungkan teori-teori Demokritus dengan atomisme modern. Begitu pula tidak tepat bila dinyatakan bahwa atomisme modern muncul sebagai akibat dari perkembangan pemikiran kuno selama berabad-abad. Metode ilmu eksperimental cukup berbeda dengan metode filsafat mengenai materi sebagaimana dikemukakan Leukippus, Demokritus, dan filsuf sampai abad ketujuh belas lainnya. Versi ilmiah dari atomisme tidak muncul hingga memasuki abad kesembilan belas.

 

Di dalam sebuah koin terdapat sekitar 1024 atom. Hal ini telah ditetapkan oleh sains modern. Selebihnya, pengetahuan tentang struktur atom digunakan untuk menjelaskan spektrum radiasi dari zat-zat tereksitasi, kombinasi kimia, bagaimana logam menghantarkan listrik, dan sebagainya. Mengingat ukuran atom yang begitu kecil sehingga tidak dapat diamati secara langsung, bagaimana mungkin ditetapkan bahwa atom itu ada? Apapun kesulitan akuisisi pengetahuan ini, atom tidak hanya dapat dihitung tetapi struktur penyusunnya juga dapat ditentukan. Di dalam nukleus terdapat proton dan neutron dikelilingi oleh elektron yang diatur prinsip-prinsip mekanika kuantum; prinsip-prinsip sangat berbeda yang mengatur dunia pengalaman kita.

 

Proton, neutron dan elektron yang membentuk atom dan prinsip-prinsip mekanika kuantum yang menjelaskan perilaku atom merupakan penemuan abad kedua puluh. Apabila mengingat hal ini, tampaknya mengejutkan bila harus menerima bahwa teori-teori atom telah dimulai di Yunani Kuno pada abad kelima SM. Demokritus—membangun ide-ide dari Leukippus—mengembangkan pandangan tentang alam semesta yang terdiri dari atom tak terlihat, pergerakannya tak banyak berubah, saling bertabrakan di ruang kosong, dan kadang-kadang terjadi penggabungan membentuk materi makroskopik. Bagaimana Demokritus sampai berkesimpulan bahwa materi terdiri dari atom? Jawaban untuk teka-teki ini terletak pada kenyataan bahwa atomisme Demokritean jauh dari sebuah teori atom yang signifikan dan tidak dapat dipertahankan secara empiris. Atom dalam pandangan Demokritus adalah tidak berubah, tanpa struktur, dan mirip dengan miniatur batu lembam. Teori ini tidak mampu menjelaskan alasan-alasan lainnya dan hanya memiliki sedikit kemiripan dengan kerumitan struktur atom dalam mekanika kuantum modern.

 

Atom yang dijelaskan sains modern berupa materi terstruktur, pejal, dapat berubah, dan berinteraksi dengan dan melalui medan. Sebaliknya, atom-atom Demokritean adalah inert, tetap, dan realitas terdiri dari sejumlah total atom yang mengisi kekosongan. Atom Demokritean berinteraksi hanya dengan ruang kosong dan tidak ada sesuatu yang lain dalam ruang kosong tersebut seperti “medan” dalam sains modern. Namun, perbedaan antara sains modern dan Yunani Kuno tentang atom tidak terlalu penting untuk diperdebatkan. Salah satu hal yang menarik adalah sejauh mana atom versi Yunani Kuno itu mewakili pemikiran dunia. Mereka berusaha untuk menjelaskan perubahan materi secara umum, pada sisi lain mereka berkata bahwa atom tidak berubah. Teori atom modern pun tidak memiliki kapasitas sebagai pemberi keputusan akhir terhadap fenomena dunia. Siapa yang dapat memastikan bahwa struktur elektron akan terungkap oleh akselerator partikel oleh generasi berikutnya? Teori materi modern melibatkan medan serta partikel. Perbedaan kualitatif lainnya antara teori atom Yunani Kuno dan teori struktur atom modern adalah pendekatannya. Pendekatan atomisme modern pada eksperimen J.J. Thompson melibatkan defleksi sinar katoda oleh listrik dan medan magnet yang memungkinkan untuk memperkirakan rasio massa partikel dan percobaan Jean Perrin dalam gerak Brown yang menetapkan bahwa gas terdiri dari sejumlah molekul yang bergerak secara acak. Sebaliknya, pandangan Demokritus mengenai atom sangat mendasar dan menyatakan materi tersebut tidak berubah, metodenya merupakan hasil intuisi tentang hakikat realitas dan perubahan. Leukippus dan Demokritus, bersama-sama dengan atomis kuno lainnya seperti Epikurus dan filsuf mekanis seperti Pierre Gassendi dan Robert Boyle menghidupkan kembali versi atomisme kuno pada abad ketujuh belas yang jauh melampaui metode-metode yang digunakan secara empiris. Hal ini tentu saja berseberangan dengan kasus eksperimental yang dibuat para ilmuwan dalam mendukung teori atom modern.

 

Tema utama dari pembahasan selanjutnya adalah menjelaskan perbedaan antara struktur materi menurut pandangan filsuf dan ilmuwan yang berbasis eksperimental. Sains dan filsafat dipraktikkan dalam fakultas yang berbeda di kebanyakan universitas. Sains melibatkan pekerjaan praktis yang membutuhkan laboratorium dan peralatan rumit. Filsafat membutuhkan akses ke perpustakaan dan fasilitas untuk berinteraksi dengan filsuf-filsuf lain. Saintis biasanya menyindir filsuf yang memperoleh pengetahuan hanya dengan berpikir, berdebat, dan meyakini kisah Thales (filsuf pertama) yang berjalan dalam lubang sambil merenungkan bintang-bintang.

 

Perbedaan praktik antara sains dan filsafat mulai muncul pada saat meningkatnya penggunaan percobaan pada abad ketujuh belas sebagai alat kunci untuk menyelidik pertanyaan mendasar tentang sifat dunia. Kemampuan sains eksperimental mampu menjawab pertanyaan tentang struktur fundamental dari realitas yang selama ini dianggap sebagai wilayah filsafat. Selanjutnya, atomis filosofis digantikan oleh atomis mekanika kuantum.

 

Atomisme kuno dihidupkan kembali pada abad ketujuh belas oleh filsuf mekanis seperti Pierre Gassendi dan Robert Boyle. Banyak juga filsuf yang menekankan pada percobaan sebagai alat kunci dalam memproduksi pengetahuan tentang dunia materi. Saya berpendapat bahwa perbedaan antara sains dan filsafat tidak cukup dihargai atau diakui oleh para filsuf mekanis dan hal itu terus terjadi sampai hari ini. Atom-atom dalam pandangan filsuf mekanis menyerupai miniatur lembam seperti pandangan atomis kuno. Misalnya, menurut Boyle atom memiliki bentuk dan ukuran yang tidak berubah, bergerak tapi terbatas atau bahkan diam, dan semuanya terbuat dari materi universal. Satu-satunya sumber aktivitas perubahan yang mendasar di dunia adalah gerakan atom. Hal ini mungkin tidak mengejutkan dari sudut pandang modern, meski hanya sedikit bukti eksperimental tentang atom. Dalam hal ini terdapat perbedaan dalam hal status pengetahuan. Misalnya, pengetahuan tekanan udara diperoleh dari eksperimen Boyle, terutama yang menggunakan pompa udaranya. Eksperimen Boyle mengklaim bahwa udara memiliki tekanan dan hal itu menjadi penyebab dari ketinggian raksa dalam barometer. Status pengetahuan eksperimental yang dihasilkan oleh Boyle ini berbeda dengan klaimnya tentang atom. Perbedaan ini, perlu diurai secara rinci dan merupakan salah satu motif kunci untuk menguraikan sejarah epistemologis tentang atom dan atomisme. Pertanyaannya adalah kapan pengetahuan tentang atom memiliki derajat dan tingkat yang sama seperti pengetahuan tentang tekanan udara itu. Saya menjawab, di akhir abad kesembilan belas dan awal abad kedua puluh.

Iklan