Di
tahun 1925 Werner Heisenberg mengajukan rumus baru di bidang fisika, suatu
rumus yang teramat sangat radikal, jauh berbeda dalam pokok konsep dengan rumus
klasik Newton. Teori rumus baru ini sesudah mengalami beberapa perbaikan oleh
orang-orang sesudah Heisenberg sungguh-sungguh berhasil dan cemerlang.
Rumus
itu hingga kini bukan cuma diterima melainkan digunakan terhadap semua sistem
fisika, tak peduli yang macam apa dan dari yang ukuran bagaimanapun. Dapat
dibuktikan secara matematik, sepanjang pengamatan hanya dengan menggunakan
sistem makroskopik melulu, perkiraan kuantum mekanika berbeda dengan mekanika
klasik dalam jumlah yang terlampau kecil untuk diukur.
Atas dasar alasan ini,
mekanika klasik yang secara matematik lebih sederhana daripada kuanturn
mekanika masih dapat dipakai untuk kebanyakan perhitungan ilmiah. Tetapi,
bilamana berurusan dengan sistem dimensi atom, perkiraan tentang kuantum
mekanika berbeda besar dengan mekanika klasik.
Percobaan-percobaan membuktikan
bahwa perkiraan mengenai kuantum mekanika adalah benar. Salah satu konsekuensi
dari teori Heisenberg adalah apa yang terkenal dengan rumus "prinsip
ketidakpastian" yang dirumuskannya sendiri di tahun 1927.
Prinsip itu
umumnya dianggap salah satu prinsip yang paling mendalam di bidang ilmiah dan
paling punya daya jangkau jauh. Dalam praktek, apa yang diterapkan lewat
penggunaan "prinsip ketidakpastian" ini adalah mengkhususkan
batas-batas teoritis tertentu terhadap kesanggupan kita membuat ukuran-ukuran
ilmiah.
Akibat serta pengaruh dari sistem ini sangat dahsyat. Apabila hukum
dasar fisika menghambat seorang ilmuwan bahkan dalam keadaan yang ideal
sekalipun mendapatkan pengetahuan yang cermat dari suatu penyelidikan, ini
disebabkan karena sifat-sifat masa depan dari sistem itu tidak sepenuhnya bisa
diramalkan.
Menurut "prinsip ketidakpastian," tak akan ada perbaikan
pada peralatan ukur kita yang akan mengijinkan kita mengungguli kesulitan, ini.
"Prinsip ketidakpastian" ini menjamin bahwa fisika, dalam keadaannya
yang lumrah, tak sanggup membikin lebih dari sekedar dugaan-dugaan statistik.
Seorang ilmuwan yang menyelidiki radioaktivitas, misalnya, mungkin mampu
menduga bahwa satu dari setriliun atom radium, dua juta akan mengeluarkan sinar
gamma dalam waktu sehari sesudahnya. Tetapi, Heisenberg sendiri tidak bisa
menaksir apakah ada atom radium yang khusus yang akan berbuat begitu.
Dalam
banyak hal yang praktis, ini bukannya satu pembatasan yang ketat. Bilamana
menyangkut jumlah besar, metoda statistik sering mampu menyuguhkan basis
pijakan yang dapat dipercaya untuk sesuatu langkah. Tetapi, jika menyangkut
jumlah dari ukuran kecil, soalnya jadi lain.
Di sini "prinsip
ketidakpastian" memaksa kita menghindar dari gagasan sebab-akibat fisika
yang ketat. Ini mengedepankan suatu perubahan yang amat mendasar dalam pokok
filosofi ilmiah. Begitu mendasarnya sampai-sampai ilmuwan besar Einstein tak
pernah mau terima prinsip ini.
"Saya tidak percaya," suatu waktu
Einstein berkata, "bahwa Tuhan main-main dengan kehancuran alam
semesta." Tetapi, ini pada hakekatnya sebuah pertanda bahwa ahli-ahli
fisika yang paling modern merasa perlu menerimanya.
Jelaslah sudah, dari sudut
teori kuantum, dan pada tingkat lebih lanjut bahkan lebih besar dari
"teori relativitas," telah merombak konsep dasar kita tentang dunia
fisik. Tetapi, konsekuensi teori ini tidaklah semata bersifat filosofis.
Diantara
penggunaan praktisnya, dapat dilihat pada peralatan modern seperti mikroskop
elektron, laser dan transistor. Teori kuantum juga secara luas digunakan dalam
bidang fisika nuklir dan tenaga atom. Ini membentuk dasar pengetahuan kita
tentang bidang "spectroscopy" (alat memprodusir dan meneliti spektra
cahaya), dan ini digunakan secara luas di sektor astronomi dan kimia.
Dan juga
dimanfaatkan dalam penyelidikan teoritis dalam masalah yang topiknya beraneka
ragam seperti kualitas khusus cairan belium, dasar susunan intern
binatang-binatang, daya penambahan kekuatan magnit, dan radio aktivitas. Werner
Heisenberg lahir di Jerman tahun 1901.
Dia terima gelar doktor dalam bidang
fisika teoritis dari universitas Munich tahun 1923. Dari tahun 1924 sampai 1927
dia kerja di Kopenhagen bersama ahli fisika besar Denmark, Niels Bohr. Kertas
kerja penting pertamanya tentang ihwal kuantum mekanika diterbitkan tahun 1925
dan rumusnya tentang "prinsip ketidakpastian" keluar tahun 1927.
Heisenberg meninggal tahun 1976 dalam usia tujuh puluh empat tahun. Dia hidup
bersama isteri dan tujuh anak. Dari sudut arti penting kuantum mekanika, para
pembaca mungkin heran apa sebab Heisenberg tidak ditempatkan lebih tinggi dari
nomornya sekarang.
Tetapi perlu diingat, Heisenberg bukanlah satu-satunya
ilmuwan penting yang berhubungan dengan pengembangan kuantum mekanika.
Sumbangan pikiran penting telah diberikan oleh beberapa pendahulu yang tenar
seperti Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, dan ilmuwan Perancis Louis
Broglie.
Sebaris tambahan masih bisa ditulis di sini seperti ilmuwan Austria
Erwin Schrodinger, ahli Inggris P.A.M. Dirac. Semua mereka ini turut memberi sumbangan
yang amat membantu bagi teori kuanturn pada tahun-tahun tak lama sesudah
Heisenberg menerbitkan kertas kerjanya yang bermakna besar laksana sperma buat
kesuburan ilmu pengetahuan.
Namun begitu, saya pikir Heisenberg-lah tokoh yang
paling utama dalam pengembangan mekanika kuantum ini dan atas dasar itulah dia
layak diberi tempat urutan tinggi dalam buku ini Ke tangan siapa Hadiah Nobel
untuk bidang fisika jatuh di tahun 1932? Ke tangan Werner Heisenberg, ahli
fisika Jerman.
Tak ada orang dapat Hadiah Nobel tanpa sebab-sebab yang jelas.
Dan sebab itu pun mesti luar biasa. Kalau sekedar penemu sih banyak, dan
rasanya sulit hadiah itu dikantonginya. Kenapa bisa Heisenberg? Karena kreasi
dan penemuannya dalam bidang "kuantum mekanika."
Ini bukan barang sembarangan.
Ini salah satu prestasi penting dalam seluruh sejarah ilmu pengetahuan.
Mekanika tiap orang mafhum belaka adalah cabang ilmu fisika yang berhubungan
dengan hukum-hukum umum ihwal gerak sesuatu benda. Dan bukan cabang sembarangan
cabang, melainkan cabang yang punya bobot fundamental dalam dunia ilmu
pengetahuan.
