WERNER HEISENBERG 1901-1976
Seratus
Tokoh yang Paling Berpengaruh dalam Sejarah
Michael H. Hart, 1978
Terjemahan H. Mahbub Djunaidi, 1982
PT. Dunia Pustaka Jaya
Jln. Kramat II, No. 31A
Jakarta Pusat
Michael H. Hart, 1978
Terjemahan H. Mahbub Djunaidi, 1982
PT. Dunia Pustaka Jaya
Jln. Kramat II, No. 31A
Jakarta Pusat
Ke tangan
siapa Hadiah Nobel untuk bidang fisika jatuh di tahun 1932? Ke tangan Werner
Heisenberg, ahli fisika Jerman. Tak ada orang dapat Hadiah Nobel tanpa
sebab-sebab yang jelas. Dan sebab itu pun mesti luar biasa. Kalau sekedar
penemu sih banyak, dan rasanya sulit hadiah itu dikantonginya. Kenapa bisa
Heisenberg? Karena kreasi dan penemuannya dalam bidang "kuantum
mekanika." Ini bukan barang sembarangan. Ini salah satu prestasi penting
dalam seluruh sejarah ilmu pengetahuan.
Mekanika
--tiap orang mafhum belaka-- adalah cabang itmu fisika yang berhubungan dengan
hukum-hukum umum ihwal gerak sesuatu benda. Dan bukan cabang sembarangan
cabang, melainkan cabang yang punya bobot fundamental dalam dunia ilmu
pengetahuan.
Sejalan
dengan kemajuan bertambah, kebutuhan pun meningkat. Yang dirasa cukup hari ini
akan terasa kurang besoknya. Tak kecuali dalam hal mekanika. Pada tahun-tahun
permulaan abad ke-20 sudah mulai terasa dan makin lama makin nyata betapa hukum
yang berlaku di bidang mekanika tak mampu menjangkau dan memaparkan tingkah
laku partikel yang teramat kecil seperti atom, apalagi partikel sub atom.
Apabila hukum lama yang sudah diterima umum dapat memecahkan permasalahan
dengan sempurna sepanjang menghadapi ihwal benda makroskopik (benda yang jauh
lebih besar ketimbang atom) tidaklah demikian halnya jika berhadapan dengan
benda yang teramat lebih kecil. Ini bukan saja membikin pusing kepala tetapi
sekaligus juga teka-teki yang tak terjawab.
Di tahun
1925 Werner Heisenberg mengajukan rumus baru di bidang fisika, suatu rumus yang
teramat sangat radikal, jauh berbeda dalam pokok konsep dengan rumus klasik
Newton. Teori rumus baru ini --sesudah mengalami beberapa perbaikan oleh
orang-orang sesudah Heisenberg--sungguh-sungguh berhasil dan cemerlang. Rumus
itu hingga kini bukan cuma diterima melainkan digunakan terhadap semua sistem
fisika, tak peduli yang macam apa dan dari yang ukuran bagaimanapun.
Dapat
dibuktikan secara matematik, sepanjang pengamatan hanya dengan menggunakan
sistem makroskopik melulu, perkiraan kuantum mekanika berbeda dengan mekanika
klasik dalam jumlah yang terlampau kecil untuk diukur. (Atas dasar alasan ini,
mekanika klasik --yang secara matematik lebih sederhana daripada kuanturn
mekanika-- masih dapat dipakai untuk kebanyakan perhitungan ilmiah). Tetapi,
bilamana berurusan dengan sistem dimensi atom, perkiraan tentang kuantum
mekanika berbeda besar dengan mekanika klasik. Percobaan-percobaan membuktikan
bahwa perkiraan mengenai kuantum mekanika adalah benar.
Salah satu
konsekuensi dari teori Heisenberg adalah apa yang terkenal --dengan rumus
"prinsip ketidakpastian" yang dirumuskannya sendiri di tahun 1927.
Prinsip itu umumnya dianggap salah satu prinsip yang paling mendalam di bidang
ilmiah dan paling punya daya jangkau jauh. Dalam praktek, apa yang diterapkan
lewat penggunaan "prinsip ketidakpastian" ini adalah mengkhususkan
batas-batas teoritis tertentu terhadap kesanggupan kita membuat ukuran-ukuran
ilmiah. Akibat serta pengaruh dari sistem ini sangat dahsyat. Apabila hukum
dasar fisika menghambat seorang ilmuwan --bahkan dalam keadaan yang ideal
sekalipun-- mendapatkan pengetahuan yang cermat dari suatu penyelidikan, ini
disebabkan karena sifat-sifat masa depan dari sistem itu tidak sepenuhnya bisa
diramalkan. Menurut "prinsip ketidakpastian," tak akan ada perbaikan
pada peralatan ukur kita yang akan mengijinkan kita mengungguli kesulitan, ini.
"Prinsip
ketidakpastian" ini menjamin bahwa fisika, dalam keadaannya yang lumrah,
tak sanggup membikin lebih dari sekedar dugaan-dugaan statistik. Seorang
ilmuwan yang menyelidiki radioaktivitas, misalnya, mungkin mampu menduga bahwa
satu dari setriliun atom radium, dua juta akan mengeluarkan sinar gamma dalam
waktu sehari sesudahnya.
Tetapi,
Heisenberg sendiri tidak bisa menaksir apakah ada atom radium yang khusus yang
akan berbuat begitu. Dalam banyak hal yang praktis, ini bukannya satu
pembatasan yang ketat. Bilamana menyangkut jumlah besar, metoda statistik
sering mampu menyuguhkan basis pijakan yang dapat dipercaya untuk sesuatu
langkah. Tetapi, jika menyangkut jumlah dari ukuran kecil, soalnya jadi lain.
Di sini "prinsip ketidakpastian" memaksa kita menghindar dari gagasan
sebab-akibat fisika yang ketat. Ini mengedepankan suatu perubahan yang amat
mendasar dalam pokok filosofi ilmiah. Begitu mendasarnya sampai-sampai ilmuwan
besar Einstein tak pernah mau terima prinsip ini. "Saya tidak
percaya," suatu waktu Einstein berkata, "bahwa Tuhan main-main dengan
kehancuran alam semesta."
Tetapi, ini
pada hakekatnya sebuah pertanda bahwa ahli-ahli fisika yang paling modern
merasa perlu menerimanya.
Jelaslah
sudah, dari sudut teori kuantum, dan pada tingkat lebih lanjut bahkan lebih
besar dari "teori relativitas," telah merombak konsep dasar kita
tentang dunia fisik. Tetapi, konsekuensi teori ini tidaklah semata bersifat
filosofis.
Diantara
penggunaan praktisnya, dapat dilihat pada peralatan modern seperti mikroskop
elektron, laser dan transistor. Teori kuantum juga secara luas digunakan dalam
bidang fisika nuklir dan tenaga atom. Ini membentuk dasar pengetahuan kita
tentang bidang "spectroscopy" (alat memprodusir dan meneliti spektra
cahaya), dan ini digunakan secara luas di sektor astronomi dan kimia. Dan juga
dimanfaatkan dalam penyelidikan teoritis dalam masalah yang topiknya beraneka
ragam seperti kualitas khusus cairan belium, dasar susunan intern
binatang-binatang, daya penambahan kekuatan magnit, dan radio aktivitas.
Werner
Heisenberg lahir di Jerman tahun 1901. Dia terima gelar doktor dalam bidang
fisika teoritis dari universitas Munich tahun 1923. Dari tahun 1924 sampai 1927
dia kerja di Kopenhagen bersama ahli fisika besar Denmark, Niels Bohr. Kertas
kerja penting pertamanya tentang ihwal kuantum mekanika diterbitkan tahun 1925
dan rumusnya tentang "prinsip ketidakpastian" keluar tahun 1927.
Heisenberg meninggal tahun 1976 dalam usia tujuh puluh empat tahun. Dia hidup
bersama isteri dan tujuh anak.
Dari sudut
arti penting kuantum mekanika, para pembaca mungkin heran apa sebab Heisenberg
tidak ditempatkan lebih tinggi dari nomornya sekarang. Tetapi perlu diingat,
Heisenberg bukanlah satu-satunya ilmuwan penting yang berhubungan dengan
pengembangan kuantum mekanika. Sumbangan pikiran penting telah diberikan oleh
beberapa pendahulu yang tenar seperti Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr,
dan ilmuwan Perancis Louis Broglie. Sebaris tambahan masih bisa ditulis di sini
seperti ilmuwan Austria Erwin Schrodinger, ahli Inggris P.A.M. Dirac. Semua
mereka ini turut memberi sumbangan yang amat membantu bagi teori kuanturn pada
tahun-tahun tak lama sesudah Heisenberg menerbitkan kertas kerjanya yang
bermakna besar laksana sperma buat kesuburan ilmu pengetahuan.