[Buku Bahasa Indonesia stephen hawking] Grand Design
BAB 3 : APA ITU REALITAS?
Beberapa tahun lalu dewan kota Monza, Italia, melarang pemilik hewan peliharaan memelihara ikan mas dalam mangkuk ikan yang melengkung.
Pengusul kebijakan tersebut menjelaskan sebagian alasannya dengan mengatakan bahwa adalah tindakan kejam menempatkan ikan dalam mangkuk berdinding lengkung karena, ketika memandang keluar, ikan itu akan melihat realitas dalam bentuk yang terdistorsi.
Namun bagaimana kita tahu bahwa kita memiliki gambaran realitas yang benar dan tidak terdistorsi? Mungkinkah kita sendiri juga berada di dalam sebuah mangkuk ikan raksasa dan penglihatan kita terdistorsi oleh lensa yang sangat besar?
Gambaran realitas ikan mas berbeda dari gambaran kita, tetapi dapatkah kita memastikan bahwa gambaran mereka kurang nyata?
Pandangan ikan mas memang tidak sama dengan pandangan kita, tetapi ikan mas tetap dapat merumuskan hukum-hukum ilmiah yang mengatur gerak objek-objek yang mereka amati di luar mangkuk mereka.
Sebagai contoh, karena distorsi tersebut, suatu objek yang bergerak bebas yang menurut pengamatan kita bergerak dalam garis lurus akan diamati oleh ikan mas bergerak sepanjang lintasan melengkung.
Meski demikian, ikan mas dapat merumuskan hukum-hukum ilmiah dari kerangka acuan mereka yang terdistorsi, yang akan selalu berlaku dan memungkinkan mereka membuat prediksi tentang gerak objek-objek di luar mangkuk di masa depan.
Hukum-hukum mereka akan lebih rumit dibandingkan hukum-hukum dalam kerangka acuan kita, tetapi kesederhanaan adalah soal selera.
Jika seekor ikan mas merumuskan teori semacam itu, kita harus mengakui pandangan ikan mas tersebut sebagai gambaran realitas yang sah.
Contoh terkenal tentang gambaran realitas yang berbeda adalah model yang diperkenalkan sekitar tahun 150 M oleh Ptolemaios (sekitar 85—sekitar 165) untuk menjelaskan gerak benda-benda langit.
Ptolemaios menerbitkan karyanya dalam risalah tiga belas buku yang biasanya dikenal dengan judul Arabnya, Almagest.
Almagest diawali dengan penjelasan mengenai alasan-alasan untuk meyakini bahwa bumi berbentuk bulat, tidak bergerak, berada di pusat alam semesta, dan sangat kecil dibandingkan dengan jarak ke langit.
Meskipun telah ada model heliosentris Aristarkhos, keyakinan tersebut dipegang oleh sebagian besar orang Yunani terpelajar setidaknya sejak masa Aristoteles, yang karena alasan mistis percaya bahwa bumi seharusnya berada di pusat alam semesta.
Dalam model Ptolemaios, bumi tetap diam di pusat, sementara planet-planet dan bintang-bintang bergerak mengelilinginya dalam orbit-orbit rumit yang melibatkan episiklus, seperti roda di atas roda.
Model ini tampak alami karena kita tidak merasakan bumi di bawah kaki kita bergerak, kecuali saat gempa atau pada saat-saat penuh gairah.
Pembelajaran Eropa di kemudian hari didasarkan pada sumber-sumber Yunani yang diwariskan, sehingga gagasan Aristoteles dan Ptolemaios menjadi dasar bagi sebagian besar pemikiran Barat.
Model kosmos Ptolemaios diadopsi oleh Gereja Katolik dan dijadikan doktrin resmi selama empat belas abad.
Baru pada tahun 1543 sebuah model alternatif diajukan oleh Copernicus dalam bukunya De revolutionibus orbium coelestium (Tentang Revolusi Bola-Bola Langit), yang diterbitkan pada tahun kematiannya, meskipun ia telah mengerjakan teorinya selama beberapa dekade.
Copernicus, seperti Aristarkhos sekitar tujuh belas abad sebelumnya, menggambarkan dunia di mana matahari berada dalam keadaan diam dan planet-planet mengelilinginya dalam orbit melingkar.
Walaupun gagasan itu bukan hal baru, kebangkitannya disambut dengan perlawanan yang penuh gairah.
Model Copernicus dianggap bertentangan dengan Alkitab, yang ditafsirkan menyatakan bahwa planet-planet bergerak mengelilingi bumi, meskipun Alkitab tidak pernah secara jelas menyatakannya demikian.
Sesungguhnya, pada saat Alkitab ditulis orang-orang percaya bahwa bumi itu datar.
Model Copernicus memicu perdebatan sengit mengenai apakah bumi diam, yang berpuncak pada pengadilan Galileo atas tuduhan bidah pada tahun 1633 karena membela model Copernicus dan karena beranggapan “bahwa seseorang boleh memegang dan membela sebagai mungkin suatu pendapat setelah pendapat itu dinyatakan dan ditetapkan bertentangan dengan Kitab Suci.”
Baca Juga: [Buku Bahasa Indonesia] Cosmos - Carl Sagan
Ia dinyatakan bersalah, dikenai tahanan rumah seumur hidup, dan dipaksa mencabut pernyataannya.
Dikatakan bahwa ia bergumam pelan, “Eppur si muove,” “Namun demikian, ia tetap bergerak.”
Pada tahun 1992 Gereja Katolik Roma akhirnya mengakui bahwa mereka telah keliru dalam menghukum Galileo.
Lalu sistem mana yang nyata, sistem Ptolemaios atau Copernicus?
Meskipun tidak jarang orang mengatakan bahwa Copernicus membuktikan Ptolemaios salah, hal itu tidak benar.
Seperti dalam kasus pandangan normal kita dibandingkan dengan pandangan ikan mas, seseorang dapat menggunakan salah satu gambaran sebagai model alam semesta, karena pengamatan kita terhadap langit dapat dijelaskan dengan mengasumsikan bahwa bumi atau matahari berada dalam keadaan diam.
Terlepas dari perannya dalam perdebatan filosofis tentang hakikat alam semesta kita, keunggulan nyata sistem Copernicus semata-mata terletak pada kenyataan bahwa persamaan geraknya jauh lebih sederhana dalam kerangka acuan di mana matahari berada dalam keadaan diam.
Jenis realitas alternatif yang berbeda muncul dalam film fiksi ilmiah The Matrix, di mana umat manusia tanpa disadari hidup dalam realitas virtual tersimulasikan yang diciptakan oleh komputer cerdas untuk membuat mereka tetap tenang dan puas sementara komputer tersebut menyedot energi bioelektrik mereka.
Mungkin hal ini tidak terlalu mengada-ada, karena banyak orang lebih suka menghabiskan waktu mereka dalam realitas tersimulasikan dari situs web seperti Second Life.
Bagaimana kita tahu bahwa kita bukan sekadar karakter dalam opera sabun yang dihasilkan komputer?
Jika kita hidup dalam dunia imajiner sintetis, peristiwa-peristiwa tidak harus memiliki logika atau konsistensi atau mematuhi hukum apa pun.
Makhluk asing yang mengendalikan mungkin menganggapnya lebih menarik atau menghibur untuk melihat reaksi kita, misalnya, jika bulan purnama terbelah dua, atau semua orang di dunia yang sedang diet tiba-tiba memiliki hasrat tak terkendali terhadap pai krim pisang.
Namun jika makhluk asing itu menegakkan hukum yang konsisten, tidak ada cara bagi kita untuk mengetahui bahwa ada realitas lain di balik realitas tersimulasikan tersebut.
Akan mudah untuk menyebut dunia tempat makhluk asing itu hidup sebagai dunia “nyata” dan dunia sintetis sebagai dunia “palsu.”
Namun jika—seperti kita—makhluk dalam dunia tersimulasikan tidak dapat memandang alam semesta mereka dari luar, tidak ada alasan bagi mereka untuk meragukan gambaran realitas mereka sendiri.
Ini adalah versi modern dari gagasan bahwa kita semua hanyalah buah dari mimpi seseorang.
Contoh-contoh ini membawa kita pada sebuah kesimpulan yang akan penting dalam buku ini: tidak ada konsep realitas yang independen dari gambaran atau teori.
Sebaliknya, kita akan mengadopsi pandangan yang akan kita sebut realisme bergantung-model: gagasan bahwa teori fisika atau gambaran dunia adalah sebuah model, umumnya bersifat matematis, beserta seperangkat aturan yang menghubungkan unsur-unsur model tersebut dengan pengamatan.
Hal ini menyediakan kerangka untuk menafsirkan sains modern.
Baca Juga: Lighten PDF Converter OCR 6.1.1 Full Version
Para filsuf sejak Plato telah berdebat selama bertahun-tahun tentang hakikat realitas.
Sains klasik didasarkan pada keyakinan bahwa terdapat dunia eksternal yang nyata yang sifat-sifatnya pasti dan independen dari pengamat yang memersepsinya.
Menurut sains klasik, objek-objek tertentu ada dan memiliki sifat-sifat fisik, seperti kecepatan dan massa, yang memiliki nilai yang terdefinisi dengan jelas.
Dalam pandangan ini, teori-teori kita merupakan upaya untuk menggambarkan objek-objek tersebut dan sifat-sifatnya, dan pengukuran serta persepsi kita bersesuaian dengan mereka.
Baik pengamat maupun yang diamati merupakan bagian dari dunia yang memiliki keberadaan objektif, dan setiap perbedaan antara keduanya tidak memiliki makna yang signifikan.
Dengan kata lain, jika Anda melihat sekawanan zebra berkelahi memperebutkan tempat di garasi parkir, itu karena memang ada sekawanan zebra yang berkelahi memperebutkan tempat di garasi parkir.
Semua pengamat lain yang melihat akan mengukur sifat-sifat yang sama, dan kawanan tersebut akan memiliki sifat-sifat itu baik ada yang mengamati maupun tidak.
Dalam filsafat, keyakinan itu disebut realisme.
Walaupun realisme mungkin merupakan pandangan yang menggoda, seperti yang akan kita lihat nanti, apa yang kita ketahui tentang fisika modern membuatnya sulit dipertahankan.
Sebagai contoh, menurut prinsip-prinsip fisika kuantum, yang merupakan deskripsi alam yang akurat, sebuah partikel tidak memiliki posisi yang pasti maupun kecepatan yang pasti kecuali dan sampai besaran-besaran tersebut diukur oleh seorang pengamat.
Karena itu tidak tepat untuk mengatakan bahwa suatu pengukuran memberikan hasil tertentu karena besaran yang diukur memang memiliki nilai tersebut pada saat pengukuran.
Bahkan, dalam beberapa kasus, objek-objek individual bahkan tidak memiliki keberadaan independen, melainkan hanya ada sebagai bagian dari suatu himpunan banyak.
Dan jika teori yang disebut prinsip holografik terbukti benar, kita dan dunia empat dimensi kita mungkin hanyalah bayangan pada batas suatu ruang-waktu lima dimensi yang lebih besar.
Dalam hal itu, status kita di alam semesta analog dengan ikan mas.
Kaum realis yang ketat sering berpendapat bahwa bukti bahwa teori-teori ilmiah merepresentasikan realitas terletak pada keberhasilannya.
Namun teori-teori yang berbeda dapat berhasil menggambarkan fenomena yang sama melalui kerangka konseptual yang berbeda.
Bahkan, banyak teori ilmiah yang telah terbukti berhasil kemudian digantikan oleh teori lain yang sama-sama berhasil, tetapi didasarkan pada konsep realitas yang sepenuhnya baru.
Secara tradisional, mereka yang tidak menerima realisme disebut anti-realis.
Kaum anti-realis menganggap ada perbedaan antara pengetahuan empiris dan pengetahuan teoretis.
Mereka biasanya berpendapat bahwa observasi dan eksperimen bermakna, tetapi teori-teori tidak lebih dari instrumen yang berguna yang tidak mewujudkan kebenaran yang lebih dalam yang mendasari fenomena yang diamati.
Sebagian anti-realis bahkan ingin membatasi sains pada hal-hal yang dapat diamati.
Karena alasan itu, banyak orang pada abad kesembilan belas menolak gagasan tentang atom dengan alasan bahwa kita tidak akan pernah melihatnya.
George Berkeley (1685–1753) bahkan melangkah lebih jauh dengan mengatakan bahwa tidak ada yang ada selain pikiran dan gagasannya.
Ketika seorang teman mengatakan kepada penulis dan leksikografer Inggris Dr. Samuel Johnson (1709–1784) bahwa klaim Berkeley tidak mungkin dapat disanggah, Johnson dikisahkan berjalan ke arah sebuah batu besar, menendangnya, dan menyatakan, “Saya membantahnya dengan cara ini.”
Tentu saja rasa sakit yang dialami Dr. Johnson di kakinya juga merupakan sebuah gagasan dalam pikirannya, sehingga ia sebenarnya tidak membantah gagasan Berkeley.
Namun tindakannya menggambarkan pandangan filsuf David Hume (1711–1776), yang menulis bahwa meskipun kita tidak memiliki dasar rasional untuk mempercayai realitas objektif, kita juga tidak memiliki pilihan selain bertindak seolah-olah realitas itu benar.
Realisme bergantung-model memotong seluruh perdebatan dan diskusi antara aliran realis dan anti-realis ini.
Menurut konsep model-dependent realism, tidaklah bermakna untuk mempertanyakan apakah suatu model itu benar-benar nyata atau tidak. Pertanyaan yang lebih relevan justru apakah model tersebut sesuai dengan hasil pengamatan. Realitas, dalam pandangan ini, tidak dinilai dari “kebenaran mutlak”, melainkan dari seberapa baik suatu model menjelaskan apa yang kita amati.
Apabila terdapat dua model berbeda yang sama-sama sesuai dengan pengamatan—seperti gambaran dunia menurut ikan mas di dalam akuarium dan gambaran dunia menurut manusia di luar akuarium—maka tidak ada dasar untuk menyatakan bahwa salah satunya lebih nyata dibandingkan yang lain. Keduanya sama-sama valid selama konsisten dengan observasi yang tersedia.
Dalam praktiknya, kita bebas menggunakan model mana pun yang paling praktis dan relevan dengan situasi yang sedang dibahas. Misalnya, jika seseorang berada di dalam mangkuk akuarium, maka sudut pandang ikan mas akan menjadi model yang paling berguna. Namun bagi pengamat di luar, menggunakan kerangka mangkuk di atas bumi untuk menjelaskan peristiwa di galaksi yang jauh akan terasa sangat tidak efisien dan membingungkan.
Terlebih lagi, mangkuk tersebut sebenarnya bergerak mengikuti rotasi bumi pada porosnya dan revolusinya mengelilingi matahari. Artinya, kerangka acuan itu sendiri tidaklah statis. Hal ini menunjukkan bahwa kenyamanan dan kesederhanaan suatu model sering kali menjadi faktor penentu dalam pemilihannya.
Dalam sains, kita memang membangun model untuk memahami fenomena alam. Namun, proses ini tidak terbatas pada dunia ilmiah saja. Dalam kehidupan sehari-hari pun, kita terus-menerus membangun model mental—baik secara sadar maupun tidak sadar—untuk menafsirkan dan memahami realitas di sekitar kita.
Realisme yang bergantung pada model berlaku tidak hanya pada teori ilmiah, tetapi juga pada struktur kognitif yang kita gunakan untuk menafsirkan pengalaman sehari-hari. Tidak ada cara untuk sepenuhnya menghilangkan peran pengamat—yaitu diri kita sendiri—dari persepsi terhadap dunia. Apa yang kita sebut sebagai “realitas” selalu melalui proses penyaringan oleh indra dan cara berpikir kita.
Persepsi kita, dan karenanya pengamatan yang menjadi dasar teori-teori ilmiah, tidaklah bersifat langsung. Ia dibentuk oleh semacam lensa internal, yakni struktur interpretatif otak manusia. Dengan kata lain, kita tidak pernah melihat dunia “apa adanya”, melainkan dunia sebagaimana diproses dan ditafsirkan oleh sistem saraf kita.
Hal ini sangat jelas terlihat dalam proses penglihatan. Otak menerima sinyal melalui saraf optik yang berasal dari retina. Namun sinyal tersebut bukanlah gambar utuh seperti yang kita lihat di layar televisi. Bahkan terdapat titik buta di area tempat saraf optik menempel pada retina.
Selain itu, bagian retina yang memiliki resolusi tinggi hanya mencakup area sempit sekitar satu derajat sudut pandang visual di pusat retina—kira-kira selebar ibu jari ketika direntangkan sejauh lengan. Selebihnya, kualitas visual relatif rendah. Artinya, data mentah yang diterima otak sebenarnya seperti gambar yang terfragmentasi dan memiliki celah.
Untungnya, otak manusia memiliki kemampuan luar biasa dalam membangun model. Ia menggabungkan informasi dari kedua mata, mengisi kekosongan berdasarkan asumsi bahwa area di sekitarnya memiliki karakteristik visual yang serupa, serta melakukan interpolasi untuk menciptakan gambaran yang utuh.
Lebih jauh lagi, dari data dua dimensi yang diterima retina, otak membangun kesan ruang tiga dimensi. Dengan kata lain, otak menyusun sebuah model mental tentang dunia luar. Realitas yang kita rasakan adalah hasil konstruksi internal tersebut.
Kemampuan ini begitu kuat sehingga ketika seseorang memakai kacamata yang membalikkan gambar menjadi terbalik, otaknya secara bertahap menyesuaikan model persepsinya hingga dunia kembali terlihat normal. Namun saat kacamata itu dilepas, dunia justru tampak terbalik untuk sementara waktu sebelum akhirnya otak beradaptasi kembali.
Fenomena ini menunjukkan bahwa ketika kita berkata “saya melihat kursi”, yang sebenarnya terjadi adalah otak menggunakan cahaya yang dipantulkan kursi untuk membangun model mental tentang kursi tersebut. Jika model itu terbalik, biasanya otak akan memperbaikinya sebelum kita sempat duduk dan terjatuh.
Konsep realisme yang bergantung pada model juga membantu mengatasi persoalan filosofis tentang makna keberadaan. Misalnya, bagaimana kita tahu bahwa sebuah meja tetap ada ketika kita keluar ruangan dan tidak melihatnya lagi? Apa arti “ada” bagi sesuatu yang tidak sedang kita amati?
Secara teoritis, seseorang bisa saja membuat model bahwa meja tersebut menghilang saat kita meninggalkan ruangan dan muncul kembali saat kita masuk. Namun model seperti itu rumit dan tidak praktis. Bagaimana jika langit-langit runtuh ketika kita tidak berada di sana? Bagaimana menjelaskan meja yang kembali muncul dalam keadaan rusak tertimpa reruntuhan?
Model yang menyatakan bahwa meja tetap berada di tempatnya jauh lebih sederhana dan konsisten dengan pengamatan. Kesederhanaan dan kesesuaian dengan data empiris itulah yang membuat suatu model dianggap memadai.
Dalam konteks partikel subatomik yang tidak dapat kita lihat secara langsung, elektron adalah contoh model yang sangat berguna. Keberadaannya menjelaskan jejak dalam ruang kabut (cloud chamber), titik cahaya pada tabung televisi, dan berbagai fenomena fisika lainnya.
Elektron dikatakan ditemukan pada tahun 1897 oleh fisikawan Inggris J. J. Thomson di Cavendish Laboratory. Ia melakukan eksperimen terhadap arus listrik dalam tabung kaca hampa udara, fenomena yang dikenal sebagai sinar katoda.
Dari eksperimen tersebut, ia menyimpulkan secara berani bahwa sinar misterius itu tersusun atas partikel-partikel sangat kecil yang disebut “korpuskula”, yang merupakan bagian penyusun atom. Pada masa itu, atom masih dianggap sebagai unit materi yang tidak dapat dibagi lagi.
Thomson tidak benar-benar “melihat” elektron secara langsung, dan kesimpulannya tidak ditunjukkan secara mutlak oleh eksperimennya. Namun model elektron terbukti sangat berhasil dan menjadi fondasi penting dalam fisika modern serta berbagai aplikasi teknologi.
Saat ini, semua fisikawan menerima keberadaan elektron, meskipun tidak seorang pun dapat melihatnya dengan mata telanjang. Elektron adalah contoh bagaimana suatu entitas dianggap “ada” karena modelnya sangat efektif dalam menjelaskan dan memprediksi fenomena yang dapat diamati.
Quark, yang juga tidak dapat kita lihat, merupakan sebuah model untuk menjelaskan sifat-sifat proton dan neutron di dalam inti atom. Meskipun proton dan neutron dikatakan tersusun dari quark, kita tidak akan pernah mengamati quark karena gaya ikat di antara quark meningkat seiring dengan bertambahnya jarak pemisahan, sehingga quark yang terisolasi dan bebas tidak dapat eksis di alam.
Sebaliknya, quark selalu muncul dalam kelompok tiga (proton dan neutron), atau dalam pasangan quark dan anti-quark (meson pi), dan berperilaku seolah-olah mereka dihubungkan oleh gelang karet.
Pertanyaan mengenai apakah masuk akal untuk mengatakan bahwa quark benar-benar ada jika kita tidak pernah dapat mengisolasinya merupakan isu kontroversial pada tahun-tahun setelah model quark pertama kali diajukan. Gagasan bahwa partikel-partikel tertentu tersusun dari berbagai kombinasi sejumlah kecil partikel sub-subnuklir memberikan suatu prinsip pengorganisasian yang menghasilkan penjelasan yang sederhana dan menarik mengenai sifat-sifatnya. Namun, meskipun para fisikawan telah terbiasa menerima partikel yang keberadaannya hanya disimpulkan dari lonjakan statistik dalam data yang berkaitan dengan hamburan partikel lain, gagasan untuk menganggap nyata suatu partikel yang pada prinsipnya mungkin tidak dapat diamati terasa terlalu jauh bagi banyak fisikawan.
Seiring berjalannya waktu, ketika model quark menghasilkan semakin banyak prediksi yang benar, penentangan tersebut pun memudar. Sangat mungkin bahwa makhluk asing dengan tujuh belas lengan, mata inframerah, dan kebiasaan meniupkan krim kental beku dari telinga mereka akan membuat pengamatan eksperimental yang sama seperti kita, tetapi menggambarkannya tanpa quark. Namun demikian, menurut realisme yang bergantung pada model, quark ada dalam sebuah model yang selaras dengan pengamatan kita tentang bagaimana partikel subnuklir berperilaku.
Realisme yang bergantung pada model dapat menyediakan kerangka untuk membahas pertanyaan seperti: Jika dunia diciptakan pada suatu waktu yang terbatas di masa lalu, apa yang terjadi sebelumnya? Seorang filsuf Kristen awal, Santo Agustinus (354–430), mengatakan bahwa jawabannya bukanlah bahwa Tuhan sedang mempersiapkan neraka bagi orang-orang yang mengajukan pertanyaan semacam itu, melainkan bahwa waktu adalah sifat dari dunia yang diciptakan Tuhan, dan waktu tidak ada sebelum penciptaan, yang ia yakini terjadi belum terlalu lama.
Itu merupakan salah satu model yang mungkin, yang dianut oleh mereka yang mempertahankan bahwa kisah dalam Kitab Kejadian secara harfiah benar meskipun dunia mengandung fosil dan bukti lain yang membuatnya tampak jauh lebih tua. (Apakah semua itu ditempatkan untuk mengelabui kita?) Kita juga dapat memiliki model yang berbeda, di mana waktu berlanjut mundur hingga 13,7 miliar tahun ke peristiwa dentuman besar.
Model yang menjelaskan paling banyak tentang pengamatan kita saat ini, termasuk bukti historis dan geologis, merupakan representasi terbaik yang kita miliki tentang masa lalu. Model kedua dapat menjelaskan catatan fosil dan radioaktif serta fakta bahwa kita menerima cahaya dari galaksi-galaksi yang berjarak jutaan tahun cahaya dari kita, sehingga model ini—teori dentuman besar—lebih berguna daripada yang pertama. Namun demikian, tidak satu pun dari kedua model tersebut dapat dikatakan lebih nyata daripada yang lain.
Comments (0)