Bagaimana Teori Sains Dirumuskan ?
Foto oleh JESHOOTS.com dari Pexels
Teori sains bukanlah rumusan awur-awuran. Ini yang sering disalahpahami orang. Mereka mengira teori sains itu dikarang pakai khayalan, macam orang membuat cerita dongeng. Tidak demikian.
Bermula dari renungan para filusuf zaman dulu, yang mereka-reka segala sesuatu. Dulu misalnya diduga terbuat dari apa benda-benda di sekitar kita. Filusuf mereka-reka, bahwa benda-benda terbuat dari sesuatu yang sangat kecil, yang tak bisa dibagi lagi, yang disebut atom. Tapi kelak ditemukan adanya elektron. Berdasarkan temuan ini model atom berubah. Diketahui ada 2 komponen penyusun atom, sehingga atom kemudian digambarkan seperti roti, sebuah benda bulat yang didalamnya bertebaran elektron-elektron seperti kismis bertebaran dalam sebuah roti.
Tapi kelak Rutherford berhasil menemukan fakta bahwa atom tidak pejal semua, melainkan banyak ruang kosong didalamnya. Lalu disusunlah teori baru bahwa atom terdiri dari inti pejal yang dikelilingi oleh elektron-elektron. Model ini kemudian disempurnakan oleh Bohr yang memperkenalkan konsep kuantisasi.
Teori atom terus berkembang hingga kini. Apa yang membuatnya berubah? Adanya informasi baru. Begitu ditemukan fakta baru yang tidak lagi sesuai dengan teori lama, maka teori harus diubah dan disesuaikan.
Dalam dunia yang makin modern, teori tidak lagi dirumuskan dengan reka-reka filsafat, tapi dengan matematika. Tahun 1930-an Paul Dirac menurunkan persamaan matematis tentang elektron. Dari persamaan itu ia meramalkan adanya partikel seperti elektron, tapi bermuatan positif, yang ia sebut positron. Semula ramalan itu dianggap omong kosong, sekadar kesalahan hitung matematika saja. Tapi beberapa tahun kemudian, keberadaan positron itu terbukti.
Sama halnya dengan black hole. Einstein merumuskan teori relativitas umum yang berkonsekuensi pada rumusan gravitasi. Karl Schwarzschild kemudian mengurai persamaan gravitasi Einstein, dan secara matematis meramalkan adanya objek yang maha padat, dengan kekuatan gravitasi yang dahsyat. Ketika para ilmuwan makin intensif mengamati ruang angkasa, keberadaan black hole mulai jelas. Ada bintang yang pola pergerakannya tidak memenuhi hukum gravitasi kalau bintang itu hanya sendiri. Diduga bintang itu tak sendiri. Pasanganya adalah black hole. Nah, tahun lalu bukti adanya black hole makin nyata, ilmuwan sudah berhasil memotretnya.
Masih soal gravitasi, dari teori Einstein diramalkan adanya gelombang gravitasi bila terjadi interaksi antara 2 objek bermassa maha besar, misalnya bergabungnya 2 black hole. Tahun 2015 para ilmuwan berhasil mendeteksi gelombang gravitasi itu.
Dari pengamatan terhadap spektrum cahaya yang dipancarkan bintang-bintang diketahui bahwa bintang-bintang bergerak saling menjauhi. Kok bisa begitu? Lalu muncullah ide bahwa alam semesta ini tadinya satu, kemudian "meledak" melalui peristiwa yang disebut big bang. Sisa "ledakan" itu membuat objek-objek yang dihasilkan masih bergerak saling menjauh hingga sekarang.
Hasil perhitungan teoretis menunjukkan bahwa alam semesta ini diperkirakan terbentuk 13,5 milyar tahun yang lalu. Dari perhitungan matematis, ditemukan bahwa bila big bang terjadi, seharusnya ada sisanya berupa gelombang elektromagnetik latar. Eh, ternyata benar. Cosmic microwave background berhasil diamati pada dekade 60-an. Pencarian bukti-bukti lain makin intensif dilakukan.
Teori sains dirumuskan berdasarkan bukti awal, baik dari pengamatan maupun perhitungan matematis. Fakta-fakta yang diamati dihubungkan, membentuk sebuah skenario. Untuk menghubungkannya dipakai logika dan teori sains yang sudah ada. Skenario yang bertentangan dengan rumusan sains yang sudah ada, tidak akan dipakai.
Sains terhubung satu dengan yang lain. Dalam merumuskan hukum-hukum biologi, misalnya, ilmuwan biologi tidak independen. Mereka harus memakai rumusan-rumusan fisika dan kimia, karena penyusun makhluk hidup adalah atom dan molekul yang patuh pada hukum-hukum fisika dan kimia. Demikian pula rumusan di bidang lain, seperti geologi, meteorologi, oseanografi, dan sebagainya.
Benarkah teori-teori itu? Puncak kebenaran sains adalah ketika manusia bisa mengendalikan alam berbasis pada pengetahuan mereka tentang hukum-hukum alam itu. Anda bisa membaca artikel yang saya tulis ini karena kebenaran teori atom, gelombang elektromagnetik, gravitasi, optika, dan ribuan rumusan sains lainnya.
Sains itu seperti sebuah gambar besar yang tersusun oleh mozaik-mozaik. Mozaik-mozaik itu tidak lengkap. Faktanya, masih begitu banyak mozaik itu yang belum ada. Tapi dari mozaik yang ada sekarang sudah terlihat adanya gambaran yang utuh tentang alam semesta.
Temuan-temuan baru, fakta-fakta baru adalah potongan mozaik baru adalah sebuah potongan baru yang akan ditempatkan pada gambar besar tadi, dan semakin melengkapinya. Tentu saja menempatkannya tidak sembarangan. Penempatannya harus konsisten dengan gambar besar tadi. Bila tidak konsisten, tidak akan dipakai. Bisa puka penemuan baru itu mengubah susunan yang tadinya dianggap sudah benar.
0 Comments