SEJARAH FISIKA

Fisika (Bahasa Yunani: (physikos), "alamiah", dan (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 berdirilama

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.

Sumber: Anwar Astuti Sari Dewi_Fisika_2008