Untuk memahami alam semesta dan segala
mekanismenya, manusia mengembangkan teori-teori fisika. Teori fisika
memberikan penjelasan berdasarkan rasio empiris yang dimiliki manusia.
Pada dasarnya, teori fisika terdiri dari dua unsur, yaitu bagian formal
dan bagian interpretif (Everett, 1973:133). Bagian formal mencakup
struktur yang murni logika matematika. Struktur ini disebut pula model
matematika. Manusia mengabstraksi alam menjadi seperangkat
persamaan-persamaan dan aturan logika untuk memanipulasi persamaan
tersebut. Sebuah konsep yang ditarik dari alam dibentuk menjadi simbol
dan direkayasa sesuai aturan berpikir jernih sehingga diperoleh
konsekuensi-konsekuensi. Bagian interpretif mencakup seperangkat
asosiasi antara model matematika dengan pengalaman duniawi. Artinya,
konsekuensi yang didapatkan dari aturan bernalar kemudian di kembalikan
ke alam untuk diuji kebenarannya. Aturan ini berbentuk semantik yang
mengkaitkan bahasa teori formal dengan bahasa hidup sehari-hari (Frank,
1946:3-4). Tulisan ini akan menunjukkan kalau terdapat beberapa teori
dalam fisika pada dasarnya dibangun bukan oleh pembuktian tersebut,
namun berdasarkan keimanan. Lebih lanjut, juga ditunjukkan kalau
setidaknya dalam kasus tafsir multijagad, teori yang dipercaya secara
dogmatis tersebut berhasil ditunjukkan, secara tidak langsung,
berdasarkan perkembangan teknologi kemudian.
A. Mitos Lenyapnya Mitos dalam Sains
Mitos
merupakan sebuah penjelasan sementara yang dianggap menjadi penjelasan
pasti atas sesuatu. Sementara diartikan sebagai sebuah penjelasan yang
tidak memiliki bukti. Apabila ada bukti, maka penjelasan sementara akan
digantikan dengan penjelasan yang objektif dan bersifat permanen.
Penjelasan tersebut mengangkat mitos menjadi faktual, jika mitos
tersebut terbukti benar. Sebaliknya, ketika mitos tersebut terbukti
salah, mitos baru muncul sampai ada mitos yang terbukti benar.
Mengatakan
kalau pelangi merupakan turunnya bidadari dari langit adalah mitos,
karena setelah diperiksa, ternyata tidak ada bidadari di ujung pelangi.
Mitos bidadari dan pelangi berangkat dari pengalaman penutur mitos,
mungkin ia membayangkan para bidadari memiliki selendang aneka warna dan
berada di langit, sehingga ketika pelangi terlihat menyentuk langit,
dapat diasosiasikan kalau bidadari turun dari langit dan selendangnya
membekas menjadi aneka warna. Orang kemudian memunculkan mitos baru
berdasarkan pengalamannya, katakanlah bahwa pelangi adalah hasil
pembiasan cahaya. Mitos ini diuji dalam realitas kembali dan ternyata
benar, pembiasan cahaya menghasilkan pelangi. Mitos tersebut menjadi
sebuah fakta.
Sains sendiri dapat
dipahami sebagai ilmu dan sebagai proses. Sebagai ilmu, teori yang belum
terbukti benar atau salah merupakan bagian dari sains. Ia menjadi
bagian penjelasan umum yang sementara atas sebuah fenomena alam. Sebagai
proses, teori yang belum terbukti benar atau salah bukan merupakan
bagian dari sains. Ia dapat dipahami sebagai mitos pula, hingga sains
membuktikannya benar atau tidak. Karena sains pada intinya bukan lagi
dipandang sebagai koleksi pengetahuan umum namun dipandang sebagai
sebuah semangat untuk menggunakan nalar (baik deduktif rasional maupun
induktif empiris) maka teori di masa sekarang dapat disebut sebagai
mitos, dalam artian teori yang belum terbukti kebenarannya.
B. Antara Realitas dan Teori sebagai Mitos
Sebuah
teori memiliki seperangkat proposisi atau pernyataan yang membangun
teori tersebut. Sebagai contoh, teori gerak Newton terdiri dari empat
proposisi: tiga proposisi yang terkenal sebagai hukum gerak Newton dan
satu proposisi tentang hukum gravitasi. Keempat proposisi ini semua
terbukti benar dan menjadi pendukung kuat kebenaran teori gerak Newton
sebagai teori yang ilmiah.
Dalam
pandangan hubungan antara teori sebagai mitos dan realitas senyatanya,
filsafat sains memiliki dua aliran besar, yaitu positivisme ekstrim dan
positivisme moderat. Keduanya merupakan positivis karena menekankan pada
nalar dan logika dalam mencari fakta dan untuk menerima teori (Psillos,
2007:184).
Positivisme ekstrim atau
positivisme garis keras memandang proposisi-proposisi yang menyusun
sebuah teori, seluruhnya harus dianggap mitos dan dibuktikan
kebenarannya (Barrett, 2011). Dengan kata lain, sebuah teori yang ilmiah
haruslah teori yang isomorfisme yaitu memiliki korespondensi satu-satu
dengan realitas. Positivisme moderat sebaliknya, cukup beberapa
proposisi saja dalam sebuah teori yang perlu dibuktikan dan proposisi
lainnya cukup diimani saja sebagai bagian yang tak dapat lepas dari
perangkat teori yang telah terbukti sebagian kebenarannya tersebut
(Frank, 1955:291-2). Teori ilmiah dalam perspektif positivisme moderat
cukup bersifat homomorfisme yaitu sebagian saja yang berkorespondensi
dengan realitas (Everett, 1973:133). Dalam wacana positivisme moderat,
maka sains akan penuh dengan teori-teori tidak sempurna dalam pandangan
positivisme garis keras. Sementara itu, bagi positivisme moderat
sendiri, desakan agar seluruh proposisi sebuah teori sains dibuktikan
akan memiskinkan sains karena beberapa teori yang telah dipandang ampuh
walaupun masih terjelaskan parsial, akan diusir keluar dari sains.
C. Wacana Teori Segalanya
Bagi
penganut positivisme garis keras, teori segalanya adalah sebuah utopia.
Teori segalanya adalah teori yang dimaksudkan untuk menjelaskan
segalanya. Hal ini adalah konsekuensi logis dari penyempurnaan teori
terus menerus. Sebagai contoh, katakanlah suatu teori mengandung 3
proposisi dan ketiga proposisi ini telah menjadi sebuah kepastian, maka
teori ini menjadi kokoh. Ketika ada fenomena baru yang tak dapat
dijelaskan teori ini, maka dibangun teori baru yang menyempurnakan
dengan menambahkan, katakanlah satu proposisi, sehingga menjadi teori
dengan 4 proposisi. Hal ini terus berlanjut sehingga sebuah teori baru
muncul dari teori-teori lama dengan menambahkan proposisi-proposisinya.
Anggap alam semesta dapat dijelaskan oleh sebuah teori dengan 40
proposisi, maka suatu saat, akumulasi dari proposisi-proposisi teori
pada akhirnya akan mencapai kesempurnaan dengan 40 proposisi ini, dan
tercapailah akhir dari sains. Dikatakan sebagai akhir dari sains karena
telah tidak ada lagi proses penemuan induktif empiris. Yang tersisa
adalah penemuan deduktif yang tidak lagi mampu diartikan sebagai
penemuan, karena pada dasarnya hanya menarik dari satu teori utama,
yaitu teori segalanya.
Masalahnya
sekarang adalah kita tidak tahu berapa banyak proposisi yang dapat
dimiliki oleh sebuah teori segalanya. Ilmuan di abad ke-19 misalnya,
percaya kalau teori Newton adalah teori segalanya dengan keempat
proposisinya. Karena ia dianggap sebagai teori segalanya maka ialah
realitas yang sesungguhnya (Everett, 1973:134), dalam artian aturan
matematis yang tersemantikkan dalam dunia pengalaman manusia. Tetapi
setelah Einstein menemukan teori relativitasnya, teori Newton menjadi
tidak selengkap relativitas Einstein. Kekuasaan teori relativitaspun tak
lama ketika teori mekanika kuantum dirumuskan. Akibatnya teori
segalanya harus mencakup proposisi-proposisi yang mewadahi teori
relativitas Einstein dan mekanika kuantum sekaligus.
Kemudian
bagaimana jika teori segalanya memiliki 6 juta proposisi didalamnya,
apakah ini berarti teori tersebut tidak akan pernah dicapai manusia
kapanpun. Dan jika tercapaipun, akankah teori tersebut terpahami oleh
manusia? Bagaimana bentuk semantiknya?
Aliran
positivisme moderat memandang teori segalanya mungkin tak akan pernah
tercapai secara mutlak karena beberapa bagian dari teori tersebut akan
berada di luar pengalaman manusia. Tak mungkin dapat lagi beberapa
proposisinya diuji secara empiris karena untuk itu dibutuhkan
pengetahuan menyeluruh mengenai alam semesta. Tidak ada cara untuk
memverifikasi kalau suatu teori segalanya sepenuhnya benar, semata
karena totalitas seluruh pengalaman tidak akan pernah terakses oleh kita
(Everett, 1973:134).
D. Tafsir Mekanika Gelombang Murni
Teori
relativitas telah begitu rumitnya dan tak kalah rumitnya mekanika
kuantum. Dalam upaya mencapai teori segalanya, ilmuan semestinya
memahami bagaimana teori relativitas dan teori kuantum dapat disatukan.
Teori kuantum khususnya, memiliki tiga penafsiran: (1) tafsiran standar
von Neumann-Dirac, (2) tafsiran Kopenhagen, dan (3) tafsiran mekanika
gelombang murni (Barrett, 2011). Dari ketiga tafsiran ini, yang umum
diterima sekarang adalah tafsiran mekanika gelombang murni dari Hugh
Everett III. Lebih jauh, tafsiran ini juga yang paling sederhana.
Teori
multijagad berangkat dari pemahaman kuantum kalau keadaan alam semesta
merupakan bentuk sebuah benda matematis yang disebut fungsi gelombang.
Dimensi waktu membuat keadaan alam semesta ini berevolusi. Dalam
mekanika kuantum sendiri, keadaan partikel bersifat acak dan tidak
pasti. Walau begitu, fungsi gelombang berevolusi dengan cara yang
deterministik (Tegmark, 2005).
Penafsiran
Everett meramalkan kalau keacakan yang muncul pada dasarnya adalah
determinisme. Jika seseorang diajak pergi makan malam dan orang tersebut
merespon ajakan tersebut, dunia membelah menjadi dua (atau berapapun
banyaknya pilihan yang ada) yaitu dunia dengan orang yang memutuskan
untuk menerima dan dunia dengan orang yang memutuskan untuk menolak.
Gambar 1: Terciptanya dua dunia (sumber: Tegmark, 2005)
Ilustrasi
yang lebih matematis adalah sebagai berikut. Jika peluang mata dadu 3
muncul adalah 1/6, dan ternyata setelah dikocok keluar mata dadu 2, maka
berdasarkan teori Everett, mata dadu 3 juga keluar, hanya di alam
semesta lain yang membelah. Tidak ada alasan jika kemungkinan 1/6 keluar
menjadi 1 atau 0 setelah dadu digulirkan. Ketika dadu digulirkan, maka
alam semesta kita bercabang menjadi enam alam semesta, masing-masing
dengan mata dadunya sendiri (1 hingga 6). Kita hidup di dunia dimana
dadu menunjukkan 2, dan ada kita yang lain sebanyak lima orang yang
mengalami mata dadu lainnya, sehingga seluruh kemungkinan yang bisa ada,
menjadi ada. Seluruh potensi mewujud dalam cabang-cabang alam semesta.
Kita tidak sadar kalau diri dan seluruh alam kita tersalin menjadi alam
semesta baru dengan sejarah masa depan yang berbeda (de Witt, 2003).
Tafsiran
Everett terasa janggal ditinjau dari manapun. Tafsiran Everett bersifat
tidak intuitif bagi realitas. Disinilah penjelasan mengejutkan Everett,
seluruh potensi yang ada dari fungsi gelombang sebenarnya mewujud,
tetapi di alam semesta lain. Lebih mengejutkan lagi, alam semesta ini
pertama kali ada saat itu juga. Tindakan pengamatan menjadikan sebuah
fungsi gelombang membelah menjadi begitu banyak dunia, masing-masing
dengan realitas sama nyatanya dengan realitas yang kita alami. Dari
sini, disebutlah teori Everett sebagai teori multijagad. Ada tak
terhingga jagad, setiap saat membelah dan membelah dengan berbagai
realitas alternatif. Ada jagad raya dimana dinosaurus menjadi presiden
dan ada jagad raya dimana tidak satupun manusia ada di dalamnya.
Dalam
sudut pandang katak di permukaan bumi, mungkin kita menganggapnya aneh.
Tegmark (2005) menjelaskan kita untuk mencoba mengambil sudut pandang
elang yang berada di luar multijagad. Bagi pandangan elang, hanya ada
satu fungsi gelombang. Hanya ada satu alam semesta yang sebenar-benarnya
semesta (fisikawan lebih senang menyebutnya ruang Hilbert). Alam
semesta membelah di mana-mana dan bercabang-cabang ke sana kemari akibat
kesadaran.
Kapanpun terjadi pengambilan keputusan, sebuah keadaan kuantum di otak
membagi dunia berdasarkan pilihan yang ada. Ketika anda membaca tulisan
ini dan memutuskan membaca paragraf selanjutnya, ada dunia baru dimana
anda membaca tulisan ini tapi tidak memutuskan membaca paragraf
selanjutnya.
Teori multijagad begitu
anehnya sehingga kita dapat langsung menggolongkannya sebagai mitos.
Tapi bahkan mitospun tak seaneh ini. Tetapi beberapa filsuf dan ilmuan
setuju kalau teori multijagad punya beberapa bukti, dan bukti ini dapat
menjadikan penganut positivisme moderat memegangnya sebagai landasan
kalau teori multijagad adalah teori yang ilmiah.
Teori
multijagad berangkat dari asumsi kalau evolusi waktu fungsi gelombang
bersifat uniter. Walaupun alam semesta tidak diketahui apakah memiliki
fungsi gelombang uniter, tetapi komponen-komponen mikro telah
menunjukkan fungsi gelombang uniter. Fungsi gelombang uniter bukan hanya
terbukti pada level atom namun bahkan level molekul buckyball 60 dan
serat optik sepanjang satu kilometer. Secara teori, korespondensi
AdS/CFT yang dikembangkan teori string (sebuah kandidat teori segalanya)
menunjukkan kalau gravitasi kuantum bersifat uniter pula. Atas dasar
ini, lubang hitam tidak merusak informasi tapi mengirimkannya entah
kemana.
Konsekuensinya adalah tidak
terhingga alam semesta. Ketika big bang terjadi, tak terhingga
kemungkinan kombinasi nilai fisika yang berpotensi. Dalam teori Everett,
seluruh kombinasi tersebut mewujud. Kita kebetulan saja berada di satu
alam semesta yang memiliki kombinasi tertentu yang seolah terpilih acak
(atau teliti – tergantung ideologi anda).
Walau
begitu, jumlah alam semesta seiring bertambahnya waktu tidak bertambah.
Tegmark (2005) menghitung ada 10 pangkat 10 pangkat 118 buah alam
semesta pada suhu dibawah 100 juta kelvin pada level kuantum. Dari
pandangan burung, fungsi gelombang hanya ada satu tapi ketika dilihat
lebih dekat, terdapat cabang-cabang saling berpisah dan bertemu yang
jumlahnya sebanyak bilangan
di atas. Realitas yang anda rasakan mengenai berjalannya waktu adalah
pergeseran dari satu cabang ke cabang lainnya terus menerus tanpa akhir.
Ketika anda membaca ini, anda berada di alam semesta A. Sekarang anda
membaca kalimat ini, anda telah berada di alam semesta B. Alam semesta B
memiliki pengamat (yaitu anda) sama seperti alam semesta A, tetapi anda
dan salinan anda memiliki sejarah berbeda.
E. Penutup
Agama sering dikritik sebagai sebuah keyakinan
berlandaskan keimanan yaitu percaya begitu saja. Apakah keberadaan
bukti menjadi keimanan lemah atau kuat bukanlah pertanyaan dalam artikel
ini, namun keimanan memang dapat ada walaupun tanpa bukti atas apa yang
diyakini. Sains setidaknya berdasarkan keimanan bagi para positivis
moderat. Keimanan dalam sains terletak pada ketiadaan bukti atas
proposisi-proposisi teori. Ketiadaan bukti ini memang ada yang bersifat
sementara seperti proposisi dalam teori relativitas khusus yang pada
akhirnya terbukti benar. Tetapi ada pula proposisi yang tak akan pernah
dapat terbuktikan seperti proposisi yang diajukan tafsiran mekanika
gelombang murni fisika kuantum. Tidak ada cara untuk mengetahui apakah
alam semesta kita ini tunggal atau jamak, karena setiap usaha untuk
mengambil keputusan (misalnya eksperimen untuk mengukur keberadaan alam
semesta jamak) akan menjadikan alam semesta itu jamak dan kita terpaksa
mendeteksi satu keadaan padahal ingin mendeteksi seluruh keadaan. Katak
tidak dapat menjadi elang walau bagaimanapun caranya. Karenanya, sains
harus bertopang pada keimanan pula.
Materi yang menarik ini didapat dari :
