Senin, 21 Mei 2012

Sejarah Fisika

Fisika  (Bahasa  Yunani:  φυσικός  (physikos),  "alamiah",  dan  φύσις
(physis), "Alam") adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas.
Fisika mempelajari gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang
dan  waktu.  Fisikawan  mempelajari  perilaku  dan  sifat  materi  dalam  bidang  yang
sangat  beragam,  mulai  dari  partikel  submikroskopis  yang  membentuk  segala
materi (fisika partikel) hingga perilaku materi alam semesta sebagai satu kesatuan
kosmos. 
Beberapa  sifat  yang  dipelajari  dalam  fisika  merupakan  sifat  yang  ada
dalam  semua  sistem  materi  yang  ada,  seperti  hukum  kekekalan  energi.  Sifat
semacam  ini  sering  disebut  sebagai  hukum  fisika.  Fisika  sering  disebut  sebagai
"ilmu paling mendasar", karena setiap ilmu alam lainnya (biologi, kimia, geologi,
dan  lain-lain)  mempelajari  jenis  sistem  materi  tertentu  yang  mematuhi  hukum
fisika.  Misalnya,  kimia  adalah  ilmu  tentang  molekul  dan  zat  kimia  yang
dibentuknya.  Sifat  suatu  zat  kimia  ditentukan  oleh  sifat  molekul  yang
membentuknya, yang dapat dijelaskan oleh ilmu fisika seperti mekanika kuantum,
termodinamika, dan elektromagnetika.
Fisika  juga  berkaitan  erat  dengan  matematika.  Teori  fisika  banyak
dinyatakan  dalam  notasi  matematis,  dan  matematika  yang  digunakan  biasanya
lebih  rumit  daripada  matematika  yang  digunakan  dalam  bidang  sains  lainnya.
Perbedaan antara fisika dan matematika adalah: fisika berkaitan dengan pemerian
dunia  material,  sedangkan  matematika  berkaitan  dengan  pola-pola  abstrak  yang
tak selalu berhubungan dengan dunia material. Namun, perbedaan ini tidak selalu
tampak  jelas.  Ada  wilayah  luas  penelitan  yang  beririsan  antara  fisika  dan
matematika,  yakni  fisika  matematis,  yang  mengembangkan  struktur  matematis
bagi teori-teori fisika.
Sejak  jaman  purbakala,  orang  telah  mencoba  untuk  mengerti  sifat  dari
benda: mengapa objek yang tidak ditopang jatuh ke tanah, mengapa material yang
berbeda memiliki properti yang berbeda, dan seterusnya. Lainnya adalah sifat dari

jagad raya, seperti bentuk Bumi dan sifat dari objek celestial seperti Matahari dan
Bulan.  Sejarah  fisika  dimulai  pada  tahun  sekitar  2400  SM,  ketika  kebudayaan
Harappan menggunakan suatu benda untuk memperkirakan dan menghitung sudut
bintang  di  angkasa.  Sejak  saat  itu  fisika  terus  berkembang  sampai  ke  level
sekarang.  Perkembangan  ini  tidak  hanya  membawa  perubahan  di  dalam  bidang
dunia  benda,  matematika  dan  filosofi  namun  juga,  melalui  teknologi,  membawa
perubahan  ke  dunia  sosial  masyarakat.  Revolusi  ilmu  yang  berlangsung  terjadi
pada  sekitar  tahun  1600  dapat  dikatakan  menjadi  batas  antara  pemikiran  purba
dan  lahirnya  fisika  klasik.  Dan  akhirnya  berlanjut  ke  tahun  1900  yang
menandakan  mulai  berlangsungnya  era  baru  yaitu  era  fisika  modern.  Di  era  ini
ilmuwan  tidak  melihat  adanya  penyempurnaan  di  bidang  ilmu  pengetahuan,
pertanyaan  demi  pertanyaan  terus  bermunculan  tanpa  henti,  dari  luasnya galaksi,
sifat  alami  dari  kondisi  vakum  sampai  lingkungan  subatomik.  Daftar  persoalan
dimana fisikawan harus pecahkan terus bertambah dari waktu ke waktu.
Beberapa  teori  diusulkan  dan  banyak  yang  salah.  Teori  tersebut  banyak
tergantung  dari  istilah  filosofi,  dan  tidak  pernah  dipastikan  oleh  eksperimen
sistematik seperti yang populer sekarang ini. Ada pengecualian dan anakronisme:
contohnya, pemikir Yunani Archimedes menurunkan banyak deskripsi kuantitatif
yang benar dari mekanik dan hidrostatik.
Fisika  klasik  adalah  fisika  yang  didasari  prinsip-prinsip  yang
dikembangkan  sebelum  bangkitnya  teori  kuantum,  biasanya  termasuk  teori
relativitas khusus dan teori relativitas umum.
Cabang-cabang yang termasuk fisika klasik antara lain adalah:
• Mekanika klasik 
  Hukum gerak Newton
  Lagrangian dan mekanika Hamiltonian
• Elektrodinamika klasik (persamaan Maxwell)
• Termodinamika klasik
• Teori relativitas khusus dan teori relativitas umum
• Teori chaos klasik

Dibandingkan  dengan  fisika  klasik,  fisika  modern  adalah  istilah  yang
lebih longgar, yang dapat merujuk hanya pada fisika kuantum atau secara umum
pada  fisika  abad  ke-20  dan  ke-21  dan  karenanya  selalu  mengikutsertakan  teori
kuantum dan juga dapat termasuk relativitas.
Pada  awal  abad  17,  Galileo  membuka  penggunaan  eksperimen  untuk
memastikan  kebenaran  teori  fisika,  yang  merupakan  kunci  dari  metode  sains.
Galileo  memformulasikan  dan  berhasil  mengetes  beberapa  hasil  dari  dinamika
mekanik, terutama Hukum Inert. Pada 1687, Isaac  Newton menerbitkan Filosofi
Natural  Prinsip  Matematika,  memberikan  penjelasan  yang  jelas  dan  teori  fisika
yang  sukses:  Hukum  gerak  Newton,  yang  merupakan  sumber  dari  mekanika
klasik;  dan  Hukum  Gravitasi  Newton,  yang  menjelaskan  gaya  dasar  gravitasi.
Kedua  teori  ini  cocok  dalam  eksperimen.  Prinsipia  juga  memasukan  beberapa
teori  dalam  dinamika  fluid.  Mekanika  klasik  dikembangkan  besar-besaran  oleh
Joseph-Louis  de  Lagrange,  William  Rowan  Hamilton,  dan  lainnya,  yang
menciptakan  formula,  prinsip,  dan  hasil  baru.  Hukum  Gravitas  memulai  bidang
astrofisika, yang menggambarkan fenomena astronomi menggunakan teori fisika.
Sejak  abad  18  dan  seterusnya,  termodinamika  dikembangkan  oleh
Robert Boyle, Thomas Young, dan banyak lainnya. Pada 1733, Daniel Bernoulli
menggunakan argumen statistika dalam mekanika klasik untuk menurunkan hasil
termodinamika,  memulai  bidang  mekanika  statistik.  Pada  1798,  Benjamin
Thompson mempertunjukkan konversi kerja mekanika ke dalam panas, dan pada
1847 James Joule menyatakan hukum konservasi energi, dalam bentuk panas dan 
juga dalam energi mekanika.
Sifat  listrik  dan  magnetisme  dipelajari  oleh  Michael  Faraday,  George
Ohm,  dan  lainnya.  Pada  1855,  James  Clerk  Maxwell  menyatukan  kedua
fenomena  menjadi  satu  teori  elektromagnetisme,  dijelaskan  oleh  persamaan
Maxwell.  Perkiraan  dari  teori  ini  adalah  cahaya  adalah  gelombang
elektromagnetik.
Budaya  penelitian  fisika  berbeda  dengan  ilmu  lainnya  karena  adanya
pemisahan teori dan eksperimen. Sejak abad kedua puluh, kebanyakan fisikawan
perseorangan  mengkhususkan  diri  meneliti  dalam  fisika  teoritis  atau  fisika

eksperimental  saja,  dan pada abad  kedua  puluh, sedikit  saja  yang  berhasil dalam
kedua bidang tersebut. Sebaliknya, hampir semua teoris dalam biologi dan kimia
juga merupakan eksperimentalis yang sukses.
Teoris  berusaha  mengembangkan  teori  yang  dapat  menjelaskan  hasil
eksperimen  yang  telah  dicoba  dan  dapat  memperkirakan  hasil  eksperimen  yang
akan  datang.  Sementara  itu,  eksperimentalis  menyusun  dan  melaksanakan
eksperimen  untuk  menguji  perkiraan  teoretis.  Meskipun  teori  dan  eksperimen
dikembangkan secara terpisah, mereka saling bergantung. Kemajuan dalam fisika
biasanya  muncul  ketika  eksperimentalis  membuat  penemuan  yang  tak  dapat
dijelaska teori yang ada, sehingga mengharuskan dirumuskannya teori-teori baru.
Tanpa  eksperimen,  penelitian  teoretis  sering  berjalan  ke  arah  yang  salah;  salah
satu  contohnya  adalah  teori-M,  teori  populer  dalam  fisika  energi-tinggi,  karena
eksperimen untuk mengujinya belum pernah disusun.
Meskipun  fisika  membahas  beraneka  ragam  sistem,  ada  beberapa  teori
yang digunakan secara keseluruhan dalam fisika, bukan di satu bidang saja. Setiap
teori  ini  diyakini  benar  adanya,  dalam  wilayah  kesahihan  tertentu.  Contohnya,
teori mekanika klasik dapat menjelaskan pergerakan benda dengan tepat, asalkan
benda  ini  lebih  besar  daripada  atom  dan  bergerak  dengan  kecepatan  jauh  lebih
lambat daripada kecepatan cahaya. Teori-teori ini masih terus diteliti; contohnya,
aspek  mengagumkan  dari  mekanika  klasik  yang  dikenal  sebagai  teori  chaos
ditemukan  pada  abad  kedua  puluh,  tiga  abad  setelah  dirumuskan  oleh  Isaac
Newton.  Namun,  hanya  sedikit  fisikawan  yang  menganggap  teori-teori  dasar  ini
menyimpang.  Oleh  karena  itu,  teori-teori  tersebut  digunakan  sebagai  dasar
penelitian  menuju  topik  yang  lebih  khusus,  dan  semua  pelaku  fisika,  apa  pun
spesialisasinya, diharapkan memahami teori-teori tersebut.
Riset dalam fisika dibagi beberapa bidang yang mempelajari aspek yang
berbeda  dari  dunia  materi.  Fisika  benda  kondensi,  diperkirakan  sebagai  bidang
fisika  terbesar,  mempelajari  properti  benda  besar,  seperti  benda  padat  dan  cairan
yang  kita  temui  setiap  hari,  yang  berasal  dari  properti  dan  interaksi  mutual  dari
atom.  Bidang  Fisika  atomik,  molekul,  dan  optik  berhadapan  dengan  individual
atom dan molekul, dan cara mereka menyerap dan mengeluarkan cahaya. Bidang

Fisika  partikel,  juga  dikenal  sebagai  "Fisika  energi-tinggi",  mempelajari  properti
partikel super kecil yang jauh lebih kecil dari atom, termasuk partikel dasar yang
membentuk benda lainnya. Terakhir, bidang Astrofisika menerapkan hukum fisika
untuk menjelaskan fenomena astronomi, berkisar dari matahari dan objek lainnya
dalam tata surya ke jagad raya secara keseluruhan.
Riset  fisika  mengalami  kemajuan  konstan  dalam  banyak  bidang,  dan
masih akan tetap begitu jauh di masa depan.
Dalam  fisika  benda  kondensi,  masalah  teoritis  tak  terpecahkan  terbesar
adalah penjelasan superkonduktivitas suhu-tinggi. Banyak usaha dilakukan untuk
membuat spintronik dan komputer kuantum bekerja.
Dalam  fisika  partikel,  potongan  pertama  dari  bukti  eksperimen  untuk
fisika  di  luar  Model  Standar  telah  mulai  menghasilkan.  Yang  paling  terkenal
adalah  penunjukan  bahwa  neutrino  memiliki  massa  bukan-nol.  Hasil eksperimen
ini  nampaknya  telah  menyelesaikan  masalah  solar  neutrino  yang  telah  berdiri-lama  dalam  fisika  matahari.  Fisika  neutrino  besar  merupakan  area  riset
eksperimen  dan  teori  yang  aktif.  Dalam  beberapa  tahun  ke  depan,  pemercepat
partikel  akan  mulai  meneliti  skala  energi  dalam  jangkauan  TeV,  yang  di  mana
para  eksperimentalis  berharap  untuk  menemukan  bukti  untuk  Higgs  boson  dan
partikel supersimetri.
Para  teori  juga  mencoba  untuk  menyatukan  mekanika  kuantum  dan
relativitas umum menjadi satu teori gravitasi kuantum, sebuah program yang telah
berjalan  selama  setengah  abad,  dan  masih  belum  menghasilkan  buah.  Kandidat
atas berikutnya adalah Teori-M, teori superstring, dan gravitasi kuantum loop.
Banyak  fenomena  astronomikal  dan  kosmologikal  belum  dijelaskan
secara  memuaskan,  termasuk  keberadaan  sinar  kosmik  energi  ultra-tinggi,
asimetri  baryon,  pemercepatan  alam  semesta  dan  percepatan  putaran  anomali
galaksi.
Meskipun  banyak  kemajuan  telah  dibuat  dalam  energi-tinggi,  kuantum,
dan fisika astronomikal, banyak fenomena sehari-hari lainnya, menyangkut sistem
kompleks,  chaos,  atau  turbulens  masih  dimengerti  sedikit  saja.  Masalah  rumit
yang  sepertinya  dapat  dipecahkan  oleh  aplikasi  pandai  dari  dinamika  dan

mekanika,  seperti  pembentukan  tumpukan  pasir,  "node"  dalam  air  "trickling",
teori  katastrof,  atau  pengurutan-sendiri  dalam  koleksi  heterogen  yang  bergetar
masih  tak  terpecahkan.  Fenomena  rumit  ini  telah  menerima  perhatian  yang
semakin  banyak  sejak  1970-an  untuk  beberapa  alasan,  tidak  lain  dikarenakan
kurangnya  metode  matematika  modern  dan  komputer  yang  dapat  menghitung
sistem  kompleks  untuk  dapat  dimodelin  dengan  cara  baru.  Hubungan  antar
disiplin  dari  fisika  kompleks  juga  telah  meningkat,  seperti  dalam  pelajaran
turbulens  dalam  aerodinamika  atau  pengamatan  pola  pembentukan  dalam  sistem
biologi.  Pada  1932,  Horrace  Lamb  meramalkan:  Saya  sudah  tua  sekarang,  dan
ketika  saya  meninggal  dan  pergi  ke  surga  ada  dua  hal  yang  saya  harap  dapat
diterangkan. Satu adalah elektrodinamika kuantum, dan satu lagi adalah gerakan
turbulens dari fluida. Dan saya lebih optimis terhadap yang pertama.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar