[Buku Bahasa Indonesia stephen hawking] Grand Design
Konsep modern tentang hukum alam muncul pada abad ketujuh belas. Johannes Kepler tampaknya menjadi ilmuwan pertama yang memahami istilah tersebut dalam arti modern, meskipun ia masih mempertahankan pandangan animistik terhadap benda fisik.
Galileo Galilei tidak menggunakan istilah “hukum” dalam karya ilmiahnya yang paling penting, tetapi ia menemukan banyak hukum dan menegaskan bahwa pengamatan adalah dasar sains serta bahwa tujuan sains adalah meneliti hubungan kuantitatif antara fenomena fisik.
Orang pertama yang secara eksplisit dan ketat merumuskan konsep hukum alam seperti yang kita pahami sekarang adalah René Descartes (1596–1650).
Descartes percaya bahwa semua fenomena fisik harus dijelaskan melalui tumbukan massa-massa yang bergerak, yang diatur oleh tiga hukum—pendahulu hukum gerak Newton. Ia menyatakan bahwa hukum alam berlaku di semua tempat dan waktu, dan ketaatan terhadap hukum tersebut tidak berarti bahwa benda-benda memiliki pikiran.
Ia juga memahami pentingnya apa yang kini kita sebut kondisi awal, yaitu keadaan sistem pada awal rentang waktu yang ingin kita prediksi. Dengan kondisi awal tertentu, hukum alam menentukan bagaimana sistem akan berkembang. Tanpa kondisi awal yang spesifik, evolusi itu tidak dapat ditentukan.
Posisi serupa kemudian diadopsi oleh Isaac Newton (1643–1727). Newtonlah yang membuat konsep hukum ilmiah modern diterima luas melalui tiga hukum geraknya dan hukum gravitasi, yang menjelaskan orbit bumi, bulan, dan planet-planet, serta fenomena seperti pasang surut.
Persamaan yang ia ciptakan masih diajarkan hingga kini dan digunakan dalam perancangan bangunan, kendaraan, hingga roket ke Mars. Seperti yang dikatakan penyair Alexander Pope:
“Nature and Nature’s laws lay hid in night:
God said, Let Newton be! and all was light.”
Ilmuwan modern umumnya mendefinisikan hukum alam sebagai aturan berdasarkan keteraturan yang teramati dan memberikan prediksi melampaui situasi langsung yang diamati. Namun tidak semua generalisasi adalah hukum.
Filsuf John W. Carroll membandingkan pernyataan “Semua bola emas berdiameter kurang dari satu mil” dengan “Semua bola uranium-235 berdiameter kurang dari satu mil.” Yang pertama bukan hukum alam; yang kedua dapat dianggap hukum, karena berdasarkan fisika nuklir, bola uranium-235 yang terlalu besar akan meledak dengan sendirinya.
Jika alam diatur oleh hukum, muncul tiga pertanyaan:
-
Apa asal-usul hukum tersebut?
-
Apakah ada pengecualian, yaitu mukjizat?
-
Apakah hanya ada satu kemungkinan hukum?
Pertanyaan-pertanyaan penting ini telah dijawab dengan berbagai cara oleh para ilmuwan, filsuf, dan teolog.
Jawaban yang secara tradisional diberikan terhadap pertanyaan pertama—jawaban dari Kepler, Galileo, Descartes, dan Newton—adalah bahwa hukum-hukum tersebut merupakan karya Tuhan. Namun, hal itu tidak lebih dari mendefinisikan Tuhan sebagai perwujudan hukum-hukum alam.
Kecuali jika seseorang menganugerahkan kepada Tuhan atribut-atribut lain, seperti menjadi Tuhan dalam Perjanjian Lama, menggunakan Tuhan sebagai jawaban atas pertanyaan pertama hanya menggantikan satu misteri dengan misteri lain. Maka, jika kita melibatkan Tuhan dalam jawaban atas pertanyaan pertama, titik krusial yang sesungguhnya muncul pada pertanyaan kedua: apakah ada mukjizat, pengecualian terhadap hukum-hukum tersebut?
Pendapat mengenai jawaban atas pertanyaan kedua terbelah tajam. Plato dan Aristoteles, dua penulis Yunani kuno yang paling berpengaruh, berpendapat bahwa tidak mungkin ada pengecualian terhadap hukum-hukum itu.
Namun, jika seseorang mengambil pandangan Alkitab, maka Tuhan bukan hanya menciptakan hukum-hukum tersebut, tetapi juga dapat dimohon melalui doa untuk membuat pengecualian—untuk menyembuhkan penyakit terminal, mengakhiri kekeringan lebih awal, atau mengembalikan kroket sebagai cabang olahraga Olimpiade.
Berbeda dengan pandangan Descartes, hampir semua pemikir Kristen berpendapat bahwa Tuhan harus mampu menangguhkan hukum-hukum alam untuk melaksanakan mukjizat. Bahkan Newton mempercayai mukjizat dalam arti tertentu.
Ia berpandangan bahwa orbit planet-planet akan menjadi tidak stabil karena tarikan gravitasi satu planet terhadap planet lain akan menimbulkan gangguan pada orbit yang semakin membesar seiring waktu dan pada akhirnya akan menyebabkan planet-planet jatuh ke matahari atau terlempar keluar dari tata surya.
Tuhan harus terus-menerus mengatur ulang orbit-orbit itu, demikian keyakinannya, atau “memutar kembali jam langit agar tidak berhenti.”
Namun Pierre-Simon, marquis de Laplace (1749–1827), yang umumnya dikenal sebagai Laplace, berpendapat bahwa gangguan tersebut bersifat periodik, yakni ditandai oleh siklus yang berulang, bukan bersifat kumulatif.
Dengan demikian, tata surya akan mengatur ulang dirinya sendiri, dan tidak diperlukan campur tangan ilahi untuk menjelaskan mengapa ia tetap bertahan hingga sekarang.
Baca Juga: [Buku Bahasa Indonesia] Cosmos - Carl Sagan
Laplace biasanya dianggap sebagai orang pertama yang secara jelas mengemukakan determinisme ilmiah: jika keadaan alam semesta pada suatu waktu diketahui, maka seperangkat hukum yang lengkap sepenuhnya menentukan baik masa depan maupun masa lalu.
Hal ini meniadakan kemungkinan adanya mukjizat atau peran aktif Tuhan. Determinisme ilmiah yang dirumuskan Laplace merupakan jawaban ilmuwan modern terhadap pertanyaan kedua.
Sesungguhnya, itulah dasar dari seluruh sains modern dan sebuah prinsip yang penting sepanjang buku ini. Suatu hukum ilmiah bukanlah hukum ilmiah jika ia hanya berlaku ketika makhluk adikodrati memutuskan untuk tidak campur tangan.
Menyadari hal ini, Napoleon dikisahkan bertanya kepada Laplace bagaimana Tuhan masuk dalam gambaran tersebut. Laplace menjawab, “Yang Mulia, saya tidak memerlukan hipotesis itu.”
Karena manusia hidup di alam semesta dan berinteraksi dengan objek-objek lain di dalamnya, determinisme ilmiah harus berlaku bagi manusia juga.
Namun banyak orang, meskipun menerima bahwa determinisme ilmiah mengatur proses fisik, membuat pengecualian bagi perilaku manusia karena mereka percaya bahwa kita memiliki kehendak bebas.
Descartes, misalnya, untuk mempertahankan gagasan kehendak bebas, menyatakan bahwa pikiran manusia adalah sesuatu yang berbeda dari dunia fisik dan tidak mengikuti hukum-hukumnya.
Menurut pandangannya, manusia terdiri atas dua unsur: tubuh dan jiwa. Tubuh tidak lebih dari mesin biasa, tetapi jiwa tidak tunduk pada hukum ilmiah.
Descartes sangat tertarik pada anatomi dan fisiologi dan menganggap sebuah organ kecil di pusat otak, yang disebut kelenjar pineal, sebagai tempat utama bersemayamnya jiwa.
Kelenjar itu, menurut keyakinannya, adalah tempat di mana seluruh pikiran kita terbentuk, sumber dari kehendak bebas kita.
Apakah manusia memiliki kehendak bebas? Jika kita memiliki kehendak bebas, pada titik mana dalam pohon evolusi ia berkembang?
Apakah ganggang biru-hijau atau bakteri memiliki kehendak bebas, ataukah perilaku mereka otomatis dan berada dalam ranah hukum ilmiah? Apakah hanya organisme multisel yang memiliki kehendak bebas, atau hanya mamalia?
Kita mungkin berpikir bahwa seekor simpanse sedang menjalankan kehendak bebas ketika ia memilih melahap pisang, atau seekor kucing ketika ia mencabik-cabik sofa Anda.
Namun bagaimana dengan cacing gelang bernama Caenorhabditis elegans—makhluk sederhana yang hanya terdiri dari 959 sel?
Ia mungkin tidak pernah berpikir, “Bakteri yang tadi kumakan sungguh lezat,” tetapi ia memiliki preferensi makanan yang jelas dan akan menerima santapan yang kurang menarik atau pergi mencari sesuatu yang lebih baik, bergantung pada pengalaman terbaru.
Apakah itu merupakan pelaksanaan kehendak bebas?
Walaupun kita merasa bahwa kita dapat memilih apa yang kita lakukan, pemahaman kita tentang dasar molekuler biologi menunjukkan bahwa proses biologis diatur oleh hukum fisika dan kimia dan karena itu sama terdeterminasi seperti orbit planet-planet.
Eksperimen terbaru dalam ilmu saraf mendukung pandangan bahwa otak fisik kitalah, yang mengikuti hukum-hukum sains yang telah diketahui, yang menentukan tindakan kita, dan bukan suatu agen yang berada di luar hukum-hukum tersebut.
Sebagai contoh, sebuah studi terhadap pasien yang menjalani operasi otak dalam keadaan sadar menemukan bahwa dengan merangsang secara elektrik wilayah otak yang tepat, seseorang dapat menimbulkan pada pasien keinginan untuk menggerakkan tangan, lengan, atau kaki, atau untuk menggerakkan bibir dan berbicara.
Sulit membayangkan bagaimana kehendak bebas dapat berfungsi jika perilaku kita ditentukan oleh hukum fisik, sehingga tampaknya kita tidak lebih dari mesin biologis dan bahwa kehendak bebas hanyalah ilusi.
Baca Juga: Lighten PDF Converter OCR 6.1.1 Full Version
Sambil mengakui bahwa perilaku manusia memang ditentukan oleh hukum-hukum alam, tampaknya masuk akal untuk menyimpulkan bahwa hasilnya ditentukan dengan cara yang begitu rumit dan melibatkan begitu banyak variabel sehingga secara praktis mustahil untuk diprediksi.
Untuk itu, seseorang perlu mengetahui keadaan awal dari setiap seribu triliun triliun molekul dalam tubuh manusia dan memecahkan jumlah persamaan yang kira-kira sama banyaknya.
Hal itu akan memakan waktu beberapa miliar tahun, yang tentu saja sudah terlambat untuk menghindar ketika orang di hadapan Anda melayangkan pukulan.
Karena begitu tidak praktis menggunakan hukum-hukum fisika yang mendasari untuk memprediksi perilaku manusia, kita mengadopsi apa yang disebut teori efektif.
Dalam fisika, teori efektif adalah kerangka yang diciptakan untuk memodelkan fenomena tertentu yang teramati tanpa menggambarkan secara rinci semua proses yang mendasarinya.
Sebagai contoh, kita tidak dapat secara tepat menyelesaikan persamaan yang mengatur interaksi gravitasi setiap atom dalam tubuh seseorang dengan setiap atom di bumi.
Namun untuk semua tujuan praktis, gaya gravitasi antara seseorang dan bumi dapat dijelaskan hanya dengan beberapa angka, seperti massa total orang tersebut.
Demikian pula, kita tidak dapat menyelesaikan persamaan yang mengatur perilaku atom dan molekul kompleks, tetapi kita telah mengembangkan teori efektif yang disebut kimia yang memberikan penjelasan memadai tentang bagaimana atom dan molekul berperilaku dalam reaksi kimia tanpa memperhitungkan setiap detail interaksi.
Dalam kasus manusia, karena kita tidak dapat menyelesaikan persamaan yang menentukan perilaku kita, kita menggunakan teori efektif bahwa manusia memiliki kehendak bebas.
Studi tentang kehendak kita, dan perilaku yang muncul darinya, adalah ilmu psikologi.
Ekonomi juga merupakan teori efektif, yang didasarkan pada gagasan kehendak bebas ditambah asumsi bahwa manusia mengevaluasi berbagai alternatif tindakan yang mungkin dan memilih yang terbaik.
Teori efektif tersebut hanya cukup berhasil dalam memprediksi perilaku karena, seperti yang kita semua ketahui, keputusan sering kali tidak rasional atau didasarkan pada analisis yang cacat terhadap konsekuensi pilihan.
Itulah sebabnya dunia berada dalam kekacauan seperti sekarang.
Pertanyaan ketiga menyentuh isu apakah hukum-hukum yang menentukan baik alam semesta maupun perilaku manusia itu unik.
Jika jawaban Anda atas pertanyaan pertama adalah bahwa Tuhan menciptakan hukum-hukum tersebut, maka pertanyaan ini menanyakan: apakah Tuhan memiliki keleluasaan dalam memilihnya?
Baik Aristoteles maupun Plato meyakini, seperti halnya Descartes dan kemudian Einstein, bahwa prinsip-prinsip alam ada karena “keniscayaan,” yakni karena hanya itulah aturan yang masuk akal secara logis.
Karena keyakinannya bahwa asal-usul hukum-hukum alam terletak pada logika, Aristoteles dan para pengikutnya merasa bahwa seseorang dapat “menurunkan” hukum-hukum tersebut tanpa terlalu memperhatikan bagaimana alam benar-benar berperilaku.
Hal itu, bersama dengan fokus pada mengapa objek mengikuti aturan alih-alih pada rincian tentang apa aturan itu sebenarnya, membawanya pada hukum-hukum yang terutama bersifat kualitatif yang sering kali keliru dan dalam hal apa pun tidak terbukti sangat berguna, meskipun mendominasi pemikiran ilmiah selama berabad-abad.
Baru jauh kemudian tokoh-tokoh seperti Galileo berani menantang otoritas Aristoteles dan mengamati apa yang sebenarnya dilakukan alam, alih-alih apa yang menurut “akal murni” seharusnya dilakukannya.
Buku ini berakar pada konsep determinisme ilmiah, yang menyiratkan bahwa jawaban atas pertanyaan kedua adalah bahwa tidak ada mukjizat, atau pengecualian terhadap hukum-hukum alam.
Namun, kita akan kembali membahas secara mendalam pertanyaan pertama dan ketiga, yakni isu tentang bagaimana hukum-hukum itu muncul dan apakah hukum-hukum tersebut satu-satunya yang mungkin ada.
Akan tetapi, terlebih dahulu, dalam bab berikutnya, kita akan membahas persoalan tentang apa sebenarnya yang digambarkan oleh hukum-hukum alam.
Sebagian besar ilmuwan akan mengatakan bahwa hukum-hukum tersebut merupakan refleksi matematis dari realitas eksternal yang ada secara independen dari pengamat yang melihatnya.
Namun ketika kita merenungkan cara kita mengamati dan membentuk konsep tentang lingkungan sekitar, kita berhadapan dengan pertanyaan: apakah kita benar-benar memiliki alasan untuk percaya bahwa realitas objektif itu ada?
Comments (0)