Berikut ini adalah kutipan-kutipan yang saya kumpulkan dari buku Tujuh Pelajaran Singkat Fisika oleh Carlo Rovelli.
Tanpa harus membacanya semua, Anda mendapatkan hal-hal yang menurut saya menarik dan terpenting.
Saya membaca buku-buku yang saya kutip ini dalam kurun waktu 11 – 12 tahun. Ada 3100 buku di perpustakaan saya. Membaca kutipan-kutipan ini menghemat waktu Anda 10x lipat.
Sains menunjukkan kepada kita cara memahami dunia dengan lebih baik, sekaligus memperlihatkan betapa luasnya ketidaktahuan kita.
(hlm.1)
PELAJARAN PERTAMA Teori Terindah di Antara Semua Teori
Albert membaca karya Kant dan terkadang menghadiri kuliah di Universitas Pavia: karena suka, tanpa terdaftar sebagai mahasiswa di sana ataupun harus memikirkan ujian. Seperti itulah ilmuwan terbentuk.
(hlm.3)
Ada mahakarya-mahakarya yang menggugah kita secara intens: Requiem Mozart, Odysseus Homeros, Kapel Sistine, King Lear. Untuk mengapresiasi sepenuhnya kehebatan karya-karya itu mungkin diperlukan masa belajar yang panjang, namun imbalannya adalah keindahan paripurna—dan bukan hanya itu, melainkan juga terbukannya mata kita terhadap sudut pandang baru atas dunia. Permata Einstein, teori relativitas umum, adalah mahakarya sekelas itu.
(hlm.4)
Sejak kita menemukan bahwa bumi itu bulat dan berputar seperti gasing, kita telah mengerti bahwa realitas tidaklah sebagaimana yang kita lihat: tiap kali kita menyimak aspek barunya, terjadilah pengalaman amat emosional. Satu lagi tabir telah tersingkap.
(hlm.5)
Sejak muda, Einstein sudah kagum dengan medan elektromagnetik yang memutar rotor pembangkit listrik buatan ayahnya, dan dia segera mengerti bahwa gravitasi, seperti listrik, mesti dihantarkan oleh medan juga: suatu “medan gravitasi” yang sepadan dengan “medan listrik” mesti ada. Dia bertekad memahami bagaimana “medan gravitasi” bekerja dan cara menjabarkannya dengan persamaan.
Dan di titik itulah suatu gagasan luar biasa terpikir oleh Einstein, suatu langkah genius sejati: medan gravitasi bukan menyebar melalui ruang; medan gravitasi adalah ruang itu sendiri. Itulah inti teori relativitas umum. “Ruang” Newton, tempat benda-benda bergerak, dan “medan gravitasi” adalah hal yang sama.
(hlm.6)
Tak ada gaya misterius yang dibangkitkan di tengah corong; sifat lengkung dindingnya yang membuat kelereng bergulir. Planet-planet mengelilingi matahari, dan benda-benda jatuh, karena ruang melengkung.
(hlm.7)
Tapi bukan hanya ruang yang melengkung; waku juga melengkung. Einstein memprediksi bahwa waktu berlalu lebih cepat di ketinggian daripada di bawah, lebih dekat ke bumi.
(hlm.8)
Pendek kata, teori itu menjabarkan dunia penuh warna dan luar biasa di mana alam semesta meledak, ruang runtuh menjadi lubang tanpa dasar, waktu melambat dekat planet, dan perluasan ruang antarbinatang tanpa batas beriak dan berombak seperti permukaan laut.
(hlm.12)
PELAJARAN KEDUA Kuanta
Einstein menunjukkan bahwa cahaya tersusun dari paket-paket: zarah cahaya. Kini kita menyebutnya “fotoan”.
(hlm.13)
Baris-baris sederhana dan jelas itu adalah akta kelahiran teori kuantum. Perhatikan pembukanya yang menakjubkan “Tampaknya bagi saya…”, menyerupai “Saya pikir…” yang Darwin gunakan untuk membuka buku catatanya yang berisi gagasan besar bahwa spesies berevolusi, atau “keraguan” yang disebut Faraday ketika memperkenalkan gagasan revolusioner medan magnet untuk pertama kali. Orag genius itu meragu.
(hlm.14)
Mengapa unsur-unsur itu bisa didaftar di sana, dan mengapa tabel periodik punya struktur tertentu yang berulang, dan unsur-unsur memiliki sifat-sifat spesifik? Jawabannya adalah bahwa tiap unsur berkaitan dengan satu jawaban persamaan utama mekanika kuantum. Seluruh ilmu kimia berasal dari satu persamaan.
Orang pertama yang menulis persamaan-persamaan teori baru itu, berdasarkan gagasan-gagasan memusingkan, ialah seorang genius muda asal Jerman, Werner Heisenberg.
Heisenberg membayangkan bahwa bahwa elektron tak selalu ada. Elektron hanya ada ketika seseorang atau sesuatu mengamatinya, atau lebih baik lagi, ketika berinteraksi dengan sesuatu probabi yang lain. Elektron mewujud di satu tempat, dengan probabilitas yang bisa dihitung, ketika bertumbuhan dengan sesuatu. “Lompatan kuantum” dari satu orbit ke orbit lain adalah satu-satunya cara elektron menjadi “nyata”: satu elektron adalah serangkaian lompatan dari satu interaksi ke interaksi lain. Ketika tak ada yang mengganggunya, elektron tak berada di satu tempat tertentu. Elektron tak berada di satu tempat tertentu. Elektron tak berada di satu “tempat” sama sekali.
(hlm.15)
Dalam mekanika kuantum, tak ada benda yang punya posisi pasti, kecuali ketika bertumbuhan dengan sesuatu yang lain.
(hlm.17)
Persamaan-persamaannya bukan menjabarkan apa yang terjadi pada suatu sistem fisik, melainkan hanya bagaimana suatu sistem fisik memengaruhi sistem fisik lain.
(hlm.19)
PELAJARAN KETIGA Arsitektur Jagat Raya
Pelajaran ini tersusun atas gambar-gambar yang sebagaimana besarnya sederhana. Alasannya adalah bahwa sebelum ada percobaan, pengukuran, matematika, dan dedukasi ketat, sains adalah soal pandangan. Sains adalah soal pandangan. Sains berawal dari pandangan. Pemikiran sains dihidupkan oleh kapasitas “melihat” hal-hal secara berbeda daripada sebelumnya.
(hlm.28)
PELAJARAN KEEMPAT Zarah
Hakikat zarah-zarah itu, dan cara geraknya, dijabarkan oleh mekanika kuantum. Zarah-zarah itu hak nyata seperti batu, melainkan “kuanta” medan tertentu, seperti foton yang merupakan “kuanta” medan elektromagnetik.
Kekosongan sejati, yang sepenuhnya tak berisi apa pun, itu tak ada.
(hlm.36)
PELAJARAN KELIMA Bulir-Bulir Ruang
Pada pagi hari, dunia adalah ruang melengkung di mana semuanya kontinu; siangnya, dunia adalah ruang datar tempat kuanta-kuanta energi melompat.
Anehnya, kedua teori bekerja sangat baik,
Sekelompok ahli fisika teori di lima benua berusaha keras mencoba membereskan persoalan itu. Bidang studi mereka disebut “gravitasi kuantum”; tujuannya adalah menemukan teori, yaitu satu set persamaan—tapi utamanya adalah suatu visi koheren atas dunia—untuk menyelesaikan skizofrenia yang ada.
(hlm.37)
Newton menemukan gravitasi universal dengan memadukan parabola Galileo dengan elips Kepler. Maxwell menemukan persamaan-persamaan elektromagnetisme dengan memadukan teori listrik dan magnetisme. Einstein menemukan relativitas ketika menyelesaikan konflik antara elektromagnetisme dan mekanika.
(hlm.38)
Relativitas umum telah mengajari kita bahwa ruang bukanlah kotak lembam melainkan sesuatu yang dinamis: seperti cangkang siput besar yang dapat bergerak, di mana kita menempel pada permukaannya—yang bisa dimampatkan dan dipelintir. Di pihak lain, mekanika kuantum telah mengajari kita bahwa semua medan “terbuat dari kuanta” dan punya struktur halus berbutir. Artinya ruang fisik itu juga “terbuat dari kuanta”.
Dimanakah kuantum ruang berbeda? Tidak di mana-mana. Mereka bukan berada di ruang karena mereka adalah ruuang itu sendiri. Ruang diciptakan oleh pertautan kuanta-kuanta gravitasi individu. Sekali lagi, dunia tampak lebih berupa hubungan interaktif dibanding objek-objek kebendaan.
(hlm.39)
Ilusi ruang dan waktu yang kontinu di sekitar kita adalah akibat pandangan kabur atas bergerombolnya proses-proses dasar, sebagaimana danau Alpen yang tenang dan jernih sebenernya berisi tarian cepat banyak sekali molekul-air yang amat sangat kecil.
(hlm.41)
Tahap terakhir hipotetis kehidupan suatu binatang, di mana fluktuasi kuantum ruang-waktu mengimbangi berat bintang tersebut, dikenal sebagai “bintang Planck”. Jika matahari berhenti bersinar dan berubah menjadi lubang hitam, maka garis tengahnya berukuran kira-kira satu setengah kilometer. Di dalam lubang hitam itu materi matahari bakal terus runtuh, dan akhirnya menjadi bintang Planck. Ukurannya kira-kira sebesar atom. Semua materi matahari termampatkan menjadi sebesar atom: suatu bintang Planck mestinya tersusun dari materi dalam keadaan ekstrem seperti ini.
(hlm.45)
PELAJARAN KEENAM Probabilitas, Waktu, dan Panas Lubang Hitam
Bersama teori-teori besar yang sudah saya bahas dan yang menjabarkan unsur-unsur dasar alam, ada satu lagi persoalan besar dalam fisika yang agak berbeda dengan yang lain. Satu pertanyaan tanpa diduga memunculkannya: “Apa itu panas?”
(hlm.46)
Benda panas adalah benda yang ato-atomnya bergerak lebih cepat.
(hlm.47)
Perbedaan antara masa lalu dan masa depan hanya ada jika ada panas. Fenomena dasar yang membedakan masa depan dan masa lalu adalah kenyataan bahwa panas beralih dari bedan-benda yang lebih panas ke benda-benda yang lebih dingin.
Jadi sekali lagi, seiring berjalannya waktu, mengapa panas berpindah dari benda panas ke benda dingin, dan tidak sebaliknya?
Alasannnya ditemuka Boltzmann dan ternyata amat sederhana: murni karena peluang.
Alasanya adalah bahwa menurut statistik lebih besar kemungkinan satu atom bergerak cepat di benda panas bertumbukan dengan atom dingin lalu meninggalkan sebagian energi, daripada sebaliknya.
(hlm.50)
Sendok dan balon berperilaku sebagimana mestinya, mengikuti hukum-hukum fisika secara independen dari pengetahuan dan ketidaktahuan kita.
(hlm.51)
Masalah-masalah seperti itu membawa kita ke inti masalah waktu: sebenernya apa itu aliran waktu?
(hlm.54)
Tapi karena keterbatasan kesadaran, kita hanya mendapat pandangan kabur atas dunia dan hidup dalam waktu.
(hlm.56)
Panas lubang hitam ibarat batu Rosetta bagi fisika, ditulis menggunakan kombinasi tiga bahasa—kuantum, gravitasi, dan termodinamika—yang masih menunggu diuraikan untuk mengungkap hakikat sejati waktu.
(hlm.59)
PENUTUP Dari Kita
Selama masa panjang idealisme Jerman, Schelling dapat mengajukan pemikiran bahwa manusia adalah puncak alam, titik tertinggi di mana realitas menjadi sadar atas dirinya sendiri. Hari ini, dari sudut pandang yang diberikan pengetahuan kita sekarang mengenai alam, gagasan itu hanya membuat kita tersenyum.
(hlm.60)
Dengan kesadaran bahwa kita selalu bisa kerilu, sehingga siap kapan saja untuk berubah arah bila suatu jejak baru muncul; namun mengetahui juga bahwa bila kita cukup baik dalam melakukannya, kita akan mendapatkan yang benar dan menemukan apa yang kita cari. Itulah hakikat sains.
(hlm.64)
Bebas merdeka bukan berarti perilaku kita tak diatur hkum alam. Artinya perilaku kita diatur hukum alam yang bekerja dalam otak kita.
Keputusan bebas kita ditentukan seara merdeka oleh hasil kekayaan interaksi antara miliaran self saraf dalam otak kita: bebas dalam batas diperkenankan dan ditentukan interaksi sel-sel saraf itu.
(hlm.70)
Di sana, di ujung pengetahuan kita, di depan sammudra ketidaktahuan, bersinarlah misteri dan keindahan dunia. Sungguh menakjubkan.
“Medan gravitasi bukan menyebar melalui ruang; medan gravitasi adalah ruang itu sendiri. Itulah inti teori relativitas umum. “Ruang” Newton, tempat benda-benda bergerak, dan “medan gravitasi” adalah hal yang sama.”
