Aristoteles
Nyaris tak terbantahkan, Aristoteles seorang filosof dan ilmuwan terbesar
dalam dunia masa lampau. Dia memelopori penyelidikan ihwal logika, memperkaya
hampir tiap cabang falsafah dan memberi sumbangsih tak terperikan besarnya terhadap
ilmu pengetahuan.
Banyak ide-ide Aristoteles kini sudah ketinggalan jaman. Tetapi yang paling
penting dari apa yang pernah dilakukan Aristoteles adalah pendekatan rasional
yang senantiasa melandasi karyanya. Tercermin dalam tulisantulisan Aristoteles
sikapnya bahwa tiap segi kehidupan manusia atau masyarakat selalu terbuka untuk
obyek pemikiran dan analisa. Pendapat Aristoteles, alam semesta tidaklah
dikendalikan oleh serba kebetulan, oleh magi, oleh keinginan tak terjajaki
kehendak dewa yang terduga, melainkan tingkah laku alam semesta itu tunduk pada
hukum-hukum rasional. Kepercayaan ini menurut Aristoteles diperlukan bagi
manusia untuk mempertanyakan tiap aspek dunia alamiah secara sistematis dan
kita mesti memanfaatkan baik pengamatan empiris dan alasan-alasan yang logis
sebelum mengambil keputusan. Rangkaian sikap-sikap ini –yang bertolak belakang
dengan tradisi, takhyul dan mistik– telah mempengaruhi secara mendalam
peradaban Eropa.
Albert Einstein
Albert
Einstein, tak salah lagi, seorang ilmuwan terhebat abad ke-20. Cendekiawan tak
ada tandingannya sepanjang jaman. Termasuk karena teori “relativitas”-nya.
Sebenarnya teori ini merupakan dua teori yang bertautan satu sama lain: teori
khusus “relativitas” yang dirumuskannya tahun 1905 dan teori umum “relativitas”
yang dirumuskannya tahun 1915, lebih terkenal dengan hukum gaya berat Einstein.
Kedua teori ini teramat rumitnya, karena itu bukan tempatnya di sini
menjelaskan sebagaimana adanya, namun uraian ala kadarnya tentang soal
relativitas khusus ada disinggung sedikit. Pepatah bilang, “semuanya adalah
relatif.” Teori Einstein bukanlah sekedar mengunyah-ngunyah ungkapan yang
nyaris menjemukan itu. Yang dimaksudkannya adalah suatu pendapat matematik yang
pasti tentang kaidah-kaidah ilmiah yang sebetulnya relatif. Hakikatnya,
penilaian subyektif terhadap waktu dan ruang tergantung pada si penganut.
Sebelum Einstein, umumnya orang senantiasa percaya bahwa dibalik kesan
subyektif terdapat ruang dan waktu yang absolut yang bisa diukur dengan
peralatan secara obyektif. Teori Einstein menjungkir-balikkan secara
revolusioner pemikiran ilmiah dengan cara menolak adanya sang waktu yang
absolut.
Isaac Newton
Alam dan
hukum alam tersembunyi di balik malam. Tuhan berkata, biarlah Newton ada! Dan
semuanya akan terang benderang.
Isaac Newton, ilmuwan paling besar
dan paling berpengaruh yang pernah hidup di dunia, lahir di Woolsthrope,
Inggris, tepat pada hari Natal tahun 1642, bertepatan tahun dengan wafatnya
Galileo. Seperti halnya Nabi Muhammad, dia lahir sesudah ayahnya meninggal. Di
masa bocah dia sudah menunjukkan kecakapan yang nyata di bidang mekanika dan
teramat cekatan menggunakan tangannya. Meskipun anak dengan otak cemerlang, di
sekolah tampaknya ogah-ogahan dan tidak banyak menarik perhatian. Tatkala
menginjak akil baliq, ibunya mengeluarkannya dari sekolah dengan harapan
anaknya bisa jadi petani yang baik. Untungnya sang ibu bisa dibujuk, bahwa
bakat utamanya tidak terletak di situ. Pada umurnya delapan belas dia masuk
Universitas Cambridge. Di sinilah Newton secara kilat menyerap apa yang
kemudian terkenal dengan ilmu pengetahuan dan matematika dan dengan cepat pula
mulai melakukan penyelidikan sendiri. Antara usia dua puluh satu dan dua puluh
tujuh tahun dia sudah meletakkan dasar-dasar teori ilmu pengetahuan yang pada
gilirannya kemudian mengubah dunia.
Neils Bhor
Babi, kodok, trenggiling, manusia,
semuanya punya bapak, resmi atau tidak resmi. Begitu juga teori struktur atom
pun punya bapak. Dia itu Niels Henrik David Bohr yang lahir tahun 1885 di
Kopenhagen. Di tahun 1911 dia raih gelar doktor fisika dari Universitas
Copenhagen. Tak lama sesudah itu dia pergi ke Cambridge, Inggris. Di situ 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.
Kertas kerja Bohr yang bagaikan
membuai sejarah “On the Constitution of Atoms and Molecules,” diterbitkan dalam
Philosophical Magazine tahun 1933.
Teori 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.
Teori Bohr 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. Ditilik dari
semua kejadian yang meyakinkan ini, teori Bohr segera diterima, dan di tahun
1922 Bohr dapat,hadiah Nobel untuk bidang fisika.
John Dalton
John Dalton-lah ilmuwan Inggris yang
di awal abad ke-19 mengedepankan hipotesa atom ke dalam kancah ilmu
pengetahuan. Dengan perbuatan ini, dia menyuguhkan ide kunci yang memungkinkan
kemajuan besar di bidang kimia sejak saat itu.
Supaya jelas, dia bukanlah orang
pertama yang beranggapan bahwa semua obyek material terdiri dari sejumlah besar
partikel yang teramat kecil dan tak terusakkan yang disebut atom. Pendapat ini
sudah pernah diajukan oleh filosof Yunani kuno, Democritus (360-370 SM?),
bahkan mungkin lebih dini lagi. Hipotesa itu diterima oleh Epicurus (filosof
Yunani lainnya), dan dikedepankan secara brilian oleh penulis Romawi, Lucretius
(meninggal tahun 55 SM), dalam dia punya syair yang masyhur “De rerum natura”
(Tentang hakikat benda).
Teori Democritus (yang tidak
diterima oleh Aristoteles) tidak diacuhkan orang selama Abad Pertengahan, dan
punya sedikit pengaruh terhadap ilmu pengetahuan. Meski begitu, beberapa
ilmuwan terkemuka dari abad ke-17 (termasuk Isaac Newton) mendukung pendapat
serupa. Tetapi, tak ada teori atom dikemukakan ataupun digunakan dalam
penyelidikan ilmiah. Dan lebih penting lagi, tak ada seorang pun yang melihat
adanya hubungan antara spekulasi filosofis tentang atom dengan hal-hal nyata di
bidang kimia.
Itulah keadaannya tatkala Dalton
muncul. Dia menyuguhkan “teori kuantitatif” yang jelas dan jemih yang dapat
digunakan dalam penafsiran percobaan kimia, dan dapat dicoba secara tepat di
laboratorium.
Meskipun terminologinya agak sedikit
berbeda dengan yang kita gunakan sekarang, Dalton dengan jelas mengemukakan
konsep tentang atom, molekul, elemen dan campuran kimia. Dia perjelas itu bahwa
meski jumlah total atom di dunia sangat banyak, tetapi jumlah dari pelbagai
jenis yang berbeda agak kecil. (Buku aslinya mencatat 20 elemen atau kelompok
atom; kini sedikit di atas 100 elemen sudah diketahui).
Meskipun perbedaan tipe atom
berlainan beratnya, Dalton tetap berpendapat bahwa tiap dua atom dari kelompok
serupa adalah sama dalam semua kualitasnya, termasuk “mass” (kuantitas material
dalam suatu benda diukur dari daya tahan terhadap perubahan gerak). Dalton
memasukkan di dalam bukunya satu daftar yang mencatat berat relatif dari
pelbagai jenis atom yang berbeda-beda, daftar pertama yang pernah disiapkan
orang dan merupakan kunci tiap teori kuantitatif atom.
Dalton juga menjelaskan dengan
gamblang bahwa tiap dua molekul dari gabungan kimiawi yang sama terdiri dari
kombinasi atom serupa. (Misalnya, tiap molekul “nitrous oxide” (N2O) terdiri
dari dua atom nitrogen dan satu atom oxygen). Dari sini membentuk sesuatu
gabungan kimiawi tertentu –tak peduli bagaimana bisa disiapkan atau di mana
diperoleh– senantiasa terdiri dari elemen yang sama dalam proporsi berat yang
sepenuhnya sama. Ini adalah “hukum proporsi pasti,” yang telah diketemukan
secara eksperimentil oleh Joseph Louis Proust beberapa tahun lebih dulu.
Begitu meyakinkan cara Dalton
menyuguhkan teori ini, sehingga dalam tempo dua puluh tahun dia sudah diterima
oleh mayoritas ilmuwan. Lebih jauh dari itu, ahli-ahli kimia mengikuti program
yang diusulkan oleh bukunya: tentukan secara persis berat relatif atom; analisa
gabungan kimiawi dari beratnya; tentukan kombinasi yang tepat dari atom yang
membentuk tiap kelompok molekul yang punya kesamaan ciri. Keberhasilan dari
program ini sudah barang tentu luar biasa.
Adalah sulit menyatakan secara
berlebihan arti penting dari hipotesa atom. Ini merupakan pendapat sentral
dalam pengertian kita tentang bidang ilmu kimia. Tambahan lagi, ini merupakan
pendahuluan esensial dari umumnya fisika modern. Hanya karena masalah peratoman
sudah begitu sering dibicarakan sebelum Dalton sehingga dia tidak dapat tempat
lebih tinggi dalam urutan daftar buku ini.
Dalton dilahirkan tahun 1766 di desa
Eaglesfield di Inggris Utara. Sekolah formalnya berakhir tatkala umurnya cuma
baru tujuh tahun, dan dia hampir sepenuhnya belajar sendiri dalam ilmu
pengetahuan. Dia seorang anak muda yang senantiasa memahami sesuatu lebih dulu
dari rata-rata orang normal, dan ketika umurnya mencapai dua belas tahun dia
sudah jadi guru. Dan dia menjadi guru atau pengajar pribadi hampir sepanjang
hidupnya. Ketika umurnya meningkat lima belas tahun dia pindah ke kota Kendal,
umur dua puluh enam ke Manchester dan menetap di situ hingga napas penghabisan
keluar dari tenggorokannya tahun 1844. Mungkin perlu diketahui, dia tak pernah
kawin.
Dalton menjadi tertarik dengan
meteorologi di tahun 1787 tatkala umurnya dua puluh satu tahun. Enam tahun
kemudian dia terbitkan buku tentang masalah itu. Penyelidikannya tentang udara
dan atmosfir membangkitkan minatnya terhadap kualitas gas secara umum. Dengan
melakukan serentetan percobaan, dia temukan dua hukum yang mengendalikan
perilaku gas. Pertama, yang disuguhkan Dalton tahun 1801, menegaskan bahwa
volume yang diisi gas adalah proporsiona1 dengan suhunya. (Ini umumnya dikenal
dengan “hukum Charles” sesudah ilmuwan Perancis yang menemukannya beberapa
tahun sebelum Dalton, tetapi gagal menerbitkan hasil penyelidikannya). Kedua,
juga disuguhkan tahun 1801, dikenal dengan julukan “hukum Dalton” tentang
tekanan bagian per bagian.
Menjelang tahun 1804, Dalton sudah
merumuskan dia punya teori atom dan menyiapkan daftar berat atom. Tetapi, buku
utamanya A New System of Chemical Philosophy baru terbit tahun 1808. Buku ini
membuatnya termasyhur, dan dalam tahun-tahun berikutnya, bunga penghargaan
ditabur orang di atas kepalanya.
0 komentar:
Posting Komentar