Update : 23 Juli 2012
ALBERT EINSTEIN (14 Maret 1879 – 18 April 1955)
Albert Einstein (lahir 14 Maret 1879
– meninggal 18 April 1955 pada umur 76 tahun) adalah seorang ilmuwan
fisika teoretis yang dipandang luas sebagai ilmuwan terbesar dalam abad ke-20.
Masa Muda dan Universitas
Einstein dilahirkan di Ulm di
Württemberg, Jerman; sekitar 100 km sebelah timur Stuttgart. Bapaknya bernama
Hermann Einstein, seorang penjual ranjang bulu yang kemudian menjalani
pekerjaan elektrokimia, dan ibunya bernama Pauline. Mereka menikah di
Stuttgart-Bad Cannstatt. Keluarga mereka keturunan Yahudi; Albert disekolahkan
di sekolah Katholik dan atas keinginan ibunya dia diberi pelajaran biola.
Pada umur lima tahun, ayahnya
menunjukkan kompas kantung, dan Einstein menyadari bahwa sesuatu di ruang yang
"kosong" ini beraksi terhadap jarum di kompas tersebut; dia kemudian
menjelaskan pengalamannya ini sebagai salah satu saat yang paling menggugah
dalam hidupnya. Meskipun dia membuat model dan alat mekanik sebagai hobi, dia
dianggap sebagai pelajar yang lambat, kemungkinan disebabkan oleh dyslexia,
sifat pemalu, atau karena struktur yang jarang dan tidak biasa pada otaknya
(diteliti setelah kematiannya). Dia kemudian diberikan penghargaan untuk teori
relativitasnya karena kelambatannya ini, dan berkata dengan berpikir dalam
tentang ruang dan waktu dari anak-anak lainnya, dia mampu mengembangkan
kepandaian yang lebih berkembang. Pendapat lainnya, berkembang belakangan ini,
tentang perkembangan mentalnya adalah dia menderita Sindrom Asperger, sebuah
kondisi yang berhubungan dengan autisme.
Einstein mulai belajar matematika
pada umur dua belas tahun. Ada gosip bahwa dia gagal dalam matematika dalam
jenjang pendidikannya, tetapi ini tidak benar; penggantian dalam penilaian
membuat bingung pada tahun berikutnya. Dua pamannya membantu mengembangkan
ketertarikannya terhadap dunia intelek pada masa akhir kanak-kanaknya dan awal
remaja dengan memberikan usulan dan buku tentang sains dan matematika.
Pada tahun 1894, dikarenakan
kegagalan bisnis elektrokimia ayahnya, Einstein pindah dari Munich ke Pavia,
Italia (dekat kota Milan). Albert tetap tinggal untuk menyelesaikan sekolah,
menyelesaikan satu semester sebelum bergabung kembali dengan keluarganya di
Pavia.
Kegagalannya dalam seni liberal
dalam tes masuk Eidgenössische Technische Hochschule (Institut Teknologi Swiss
Federal, di Zurich) pada tahun berikutnya adalah sebuah langkah mundur dia oleh
keluarganya dikirim ke Aarau, Swiss, untuk menyelesaikan sekolah menengahnya,
di mana dia menerima diploma pada tahun 1896, Einstein beberapa kali mendaftar
di Eidgenössische Technische Hochschule. Pada tahun berikutnya dia melepas
kewarganegaraan Württemberg, dan menjadi tak bekewarganegaraan.
Pada 1898, Einstein menemui dan
jatuh cinta kepada Mileva Marić, seorang Serbia yang merupakan teman kelasnya
(juga teman Nikola Tesla). Pada tahun 1900, dia diberikan gelar untuk mengajar
oleh Eidgenössische Technische Hochschule dan diterima sebagai warga negara
Swiss pada 1901. Selama masa ini Einstein mendiskusikan ketertarikannya
terhadap sains kepada teman-teman dekatnya, termasuk Mileva. Dia dan Mileva
memiliki seorang putri bernama Lieserl, lahir dalam bulan Januari tahun 1902.
Lieserl Einstein, pada waktu itu, dianggap tidak legal karena orang tuanya
tidak menikah.
Kerja dan Gelar Doktor
Pada saat kelulusannya Einstein
tidak dapat menemukan pekerjaan mengajar, keterburuannya sebagai orang muda
yang mudah membuat marah professornya. Ayah seorang teman kelas menolongnya
mendapatkan pekerjaan sebagai asisten teknik pemeriksa di Kantor Paten Swiss
pada tahun 1902. Di sana, Einstein menilai aplikasi paten penemu untuk alat
yang memerlukan pengetahuan fisika. Dia juga belajar menyadari pentingnya
aplikasi dibanding dengan penjelasan yang buruk, dan belajar dari direktur bagaimana
"menjelaskan dirinya secara benar". Dia kadang-kadang membetulkan
desain mereka dan juga mengevaluasi kepraktisan hasil kerja mereka.
Einstein menikahi Mileva pada 6
Januari 1903. Pernikahan Einstein dengan Mileva, seorang matematikawan. Pada 14
Mei 1904, anak pertama dari pasangan ini, Hans Albert Einstein, lahir. Pada
1904, posisi Einstein di Kantor Paten Swiss menjadi tetap. Dia mendapatkan
gelar doktor setelah menyerahkan thesis "Eine neue Bestimmung der
Moleküldimensionen" ("On a new determination of molecular
dimensions") pada tahun 1905 dari Universitas Zürich.
Di tahun yang sama dia menulis
empat artikel yang memberikan dasar fisika modern, tanpa banyak sastra sains
yang dapat ia tunjuk atau banyak kolega dalam sains yang dapat ia diskusikan tentang
teorinya. Banyak fisikawan setuju bahwa ketiga thesis itu (tentang gerak
Brownian), efek fotolistrik, dan relativitas khusus) pantas mendapat
Penghargaan Nobel. Tetapi hanya thesis tentang efek fotoelektrik yang
mendapatkan penghargaan tersebut. Ini adalah sebuah ironi, bukan hanya karena
Einstein lebih tahu banyak tentang relativitas, tetapi juga karena efek
fotoelektrik adalah sebuah fenomena kuantum, dan Einstein menjadi terbebas dari
jalan dalam teori kuantum. Yang membuat thesisnya luar biasa adalah, dalam
setiap kasus, Einstein dengan yakin mengambil ide dari teori fisika ke
konsekuensi logis dan berhasil menjelaskan hasil eksperimen yang membingungkan
para ilmuwan selama beberapa dekade.
Dia menyerahkan thesis-thesisnya ke
"Annalen der Physik". Mereka biasanya ditujukan kepada "Annus
Mirabilis Papers" (dari Latin: Tahun luar biasa).
Dia mengemukakan teori relativitas dan juga banyak
menyumbang bagi pengembangan mekanika kuantum, mekanika statistik, dan
kosmologi. Dia dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisika pada tahun 1921 untuk
penjelasannya tentang efek fotoelektrik dan "pengabdiannya bagi Fisika
Teoretis".
Setelah teori relativitas umum
dirumuskan, Einstein menjadi terkenal ke seluruh dunia, pencapaian yang tidak
biasa bagi seorang ilmuwan. Di masa tuanya, keterkenalannya melampaui ketenaran
semua ilmuwan dalam sejarah, dan dalam budaya populer, kata Einstein dianggap
bersinonim dengan kecerdasan atau bahkan jenius. Wajahnya merupakan salah satu
yang paling dikenal di seluruh dunia. Pada tahun 1999, Einstein dinamakan
"Tokoh Abad Ini" oleh majalah Time. Kepopulerannya juga membuat nama
"Einstein" digunakan secara luas dalam iklan dan barang dagangan lain,
dan akhirnya "Albert Einstein" didaftarkan sebagai merk dagang. Untuk
menghargainya, sebuah satuan dalam fotokimia dinamai einstein, sebuah unsur
kimia dinamai einsteinium, dan sebuah asteroid dinamai 2001 Einstein. Rumus
Einstein yang paling terkenal adalah E=mc².
Gerakan
Brown
Di artikel pertamanya di tahun 1905
bernama "On the Motion—Required by the Molecular Kinetic Theory of Heat—of
Small Particles Suspended in a Stationary Liquid", mencakup penelitian
tentang gerakan Brownian. Menggunakan teori kinetik cairan yang pada saat itu
kontroversial, dia menetapkan bahwa fenomena, yang masih kurang penjelasan yang
memuaskan setelah beberapa dekade setelah ia pertama kali diamati, memberikan
bukti empirik (atas dasar pengamatan dan eksperimen) kenyataan pada atom. Dan
juga meminjamkan keyakinan pada mekanika statistika, yang pada saat itu juga
kontroversial.
Sebelum thesis ini, atom dikenal
sebagai konsep yang berguna, tetapi fisikawan dan kimiawan berdebat dengan
sengit apakah atom itu benar-benar suatu benda yang nyata. Diskusi statistik
Einstein tentang kelakuan atom memberikan pelaku eksperimen sebuah cara untuk
menghitung atom hanya dengan melihat melalui mikroskop biasa. Wilhelm Ostwald,
seorang pemimpin sekolah anti-atom, kemudian memberitahu Arnold Sommerfeld
bahwa ia telah berkonversi kepada penjelasan komplit Einstein tentang gerakan
Brown.
Risalah Kata:
Hidup itu
seperti naik sepeda. Agar tetap seimbang, kau harus terus bergerak.
“When you are
courting a nice girl an hour seems like a second. When
you sit on a red-hot cinder a second seems like an hour. That’s relativity.”
JAMES CLERK MAXWELL (1831-1879)
Maxwell dilahirkan di Edinburgh,
Skotlandia, tahun 1831. Dia teramatlah dini berkembang: pada usia lima belas
tahun dia sudah mampu mempersembahkan sebuah kertas kerja ilmiah kepada
“Edinburgh Royal Society.” Dia masuk Universitas Edinburgh dan tamat
Universitas Cambridge.
Menikah, tetapi tak beranak.
Maxwell umumnya dianggap teoritikus terbesar di bidang fisika dalam seluruh
masa antara Newton dan Einstein. Kariernya yang cemerlang berakhir terlampau
cepat karena dia meninggal dunia tahun 1879 akibat serangan kanker, tak berapa
lama sehabis merayakan ulang tahunnya yang ke-48.
Fisikawan Inggris kesohor James
Clerk Maxwell ini terkenal melalui formulasi empat pernyataan yang menjelaskan
hukum dasar listrik dan magnit.
Kedua bidang ini sebelum Maxwell
sudah diselidiki lama sekali dan sudah sama diketahui ada kaitan antar
keduanya. Namun, walau pelbagai hukum listrik dan kemagnitan sudah diketemukan
dan mengandung kebenaran dalam beberapa segi, sebelum Maxwell, tak ada satu pun
dari hukum-hukum itu yang merupakan satu teori terpadu.
Melalui empat perangkat hukum
yang dirumuskan secara ringkas (tetapi punya bobot tinggi), Maxwell berhasil
menjabarkan secara tepat perilaku dan saling hubungan antara medan listrik dan
magnit. Dengan begitu dia mengubah sejumlah besar fenomena menjadi satu teori
tunggal yang dapat dijadikan pegangan. Pendapat Maxwell telah jadi anutan pada
abad sebelumnya secara luas baik di sektor teori maupun dalam praktek ilmu
pengetahuan.
Nilai terpenting dari pendapat
Maxwell yang baru itu adalah: banyak persamaan umum yang bisa terjadi dalam
semua keadaan. Semua hukum-hukum listrik dan magnit yang sudah ada sebelumnya
dapat dianggap berasal dari pendapat Maxwell, begitu pula sejumlah besar hukum
lainnya, yang dulunya merupakan teori yang tidak dikenal. Dari pendapat Maxwell
ini dapat diperlihatkan betapa getaran bolak-balik bidang elektromagnetik
secara periodik adalah sesuatu hal yang bisa terjadi. Gerak bolak-balik seperti
pendulum ini disebut gelombang elektromagnetik, yang bilamana sekali digerakkan
akan menyebar terus hingga angkasa luar. Ia mampu menunjukkan bahwa kecepatan
gelombang elektromagnetik itu mencapai sekitar 300.000 kilometer (186.000 mil)
per detik. Maxwell mengetahui bahwa ini sama dengan ukuran kecepatan cahaya.
Dari sudut ini dia dengan tepat mengambil kesimpulan bahwa cahaya itu sendiri
terdiri dari gelombang elektromagnetik.
Jadi, pendapat Maxwell bukan
semata merupakan hukum dasar dari kelistrikan dan kemagnitan, tetapi juga
sekaligus merupakan hukum dasar optik. Sesungguhnya, semua hukum terdahulu yang
dikenal sebagai hukum optik dapat dikaitkan dengan pendapatnya, juga banyak
fakta dan hubungan dengan hal-hal yang dulunya tidak terungkapkan. Cahaya yang
tampak oleh mata bukan semata jenis yang memungkinkan radiasi elektromagnetik.
Pendapat Maxwell menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik lain, berbeda
dengan cahaya yang tampak oleh mata dengan panjang gelombang dan frekuensi yang
berbeda, bisa saja ada.
Kesimpulan teoritis ini secara mengagumkan diperkuat
oleh Heinrich Hertz, yang sanggup menghasilkan dan menemui kedua gelombang yang
tampak oleh mata yang diramalkan oleh Maxwell itu. Beberapa tahun kemudian
Guglielmo Marconi memperagakan bahwa gelombang yang tak terlihat mata itu dapat
digunakan untuk komunikasi tanpa kawat sehingga menjelmalah apa yang namanya
radio itu. Kini, kita gunakan juga buat televisi, sinar X, sinar gamma, sinar
infra, sinar ultraviolet adalah contoh-contoh dari radiasi elektromagnetik.
Semuanya bisa dipelajari lewat hasil pemikiran Maxwell.
Meski kemasyhuran Maxwell yang paling menonjol terletak pada sumbangan
pikirannya yang dahsyat di bidang elektromagnetik dan optik, dia juga memberi
sumbangan penting bagi dunia ilmu pengetahuan di segi lain termasuk teori-teori
astronomi dan termodinamika (penyelidikan ihwal panas). Salah satu minat
khususnya adalah teori kinetik tentang gas. Maxwell menyadari bahwa tidak semua
molekul gas bergerak pada kecepatan sama. Sebagian lebih lambat, sebagian lebih
cepat, dan sebagian lagi dengan kecepatan yang luar biasa. Maxwell mencoba
rumus khusus menunjukkan bagian terkecil molekul bergerak (dalam suhu tertentu)
pada kecepatan yang tertentu pula. Rumus ini disebut “penyebaran Maxwell,”
merupakan rumus yang paling luas terpakai dalam rumus-rumus ilmiah, dan
mengandung makna dan manfaat penting pada tiap cabang fisika.
Dilahirkan pada
tanggal 23 April 1858 di kota Kiel, Jerman. Dia belajar di Universitas Berlin
dan Munich, memperoleh gelar Doktor dalam ilmu fisika dengan summa cum laude
dari Universitas Munich selagi berumur baru dua puluh satu tahun. Sebentar dia
mengajar di Universitas Munich, kemudian di Universitas Kiel. Di tahun 1889 dia
jadi mahaguru Univeristas Berlin sampai pensiunnya tiba tatkala usianya
mencapai tujuh puluh. Itu tahun 1928.
Sikap anti Nazi
Planck yang keras membuat kedudukannya serba sulit di masa pemerintahan Hitler.
Anak laki-lakinya dihukum mati di awal tahun 1945 akibat peranannya dalam
komplotan para perwira yang memiliki rencana membunuh Hitler. Planck sendiri meninggal
pada tanggal 4 Oktober 1947, pada umur delapan puluh sembilan tahun.
Pada bulan
Desember tahun 1900 dunia ilmu pengetahuan terperanjat dan terlompat dari
tempat tidur panjangnya. Apa yang terjadi?
Max Planck mempublikasikan
hipotesanya yang sangat berani dan revolusioner. Dia menyebutkan bahwa radiasi
energi (energi gelombang cahaya) tidaklah mengalir dalam arus yang kontinyu,
tetapi terdiri dari potongan-potongan (diskrit) yang disebutnya quanta. Cahaya bisa
dipandang sebagai paket-paket energi berupa foton-foton, dimana tiap paket
memiliki energi yang terkuantitasi bergantung pada panjang gelombang atau
frekuensi cahaya itu sendiri.
Hipotesa Planck
yang bertentangan dengan teori klasik tentang cahaya dan gelombang elektromagnetik
ini merupakan titik mula dari teori kuantum yang sejak itu merevolusionerkan
bidang fisika dan menyuguhkan kita pengertian yang lebih mendalam tentang alam
benda dan radiasi.
Planck, seperti
halnya ilmuwan lain, tertarik dengan "radiasi kuantitas gelap,"
julukan untuk radiasi elektromagnetik dikeluarkan oleh obyek gelap sempurna
apabila dipanaskan. (Suatu obyek gelap sempurna dijelaskan sebagai sesuatu yang
tidak memantulkan cahaya, tetapi sepenuhnya menyerap semua cahaya yang jatuh di
atasnya). Percobaan-percobaan para ahli fisika telah membuat ukuran yang
hati-hati perihal radiasi yang dikeluarkan oleh obyek itu bahkan sebelum Planck
bekerja dalam masalah itu. Hasil karya Planck pertama adalah penemuannya dalam
hal formula secara aljabar yang ruwet yang dengan tepat menggambarkan
"radiasi kuantitas gelap." Formula ini yang kerap digunakan dalam
teori fisika sekarang dengan rapi meringkas data-data percobaan. Tetapi ada
satu masalah: hukum fisika yang sudah diterima meramalkan adanya suatu formula
yang samasekali berbeda.
Planck
berkecimpung dalam-dalam terhadap soal ini dan akhirnya tampil dengan teori
baru yang radikal: energi radiant cuma keluar pada pergandaan yang tepat dari
unit elementer yang disebut Planck "kuanta". Menurut teori Planck,
ukuran kuantum cahaya tergantung pada frekuensi cahaya (misalnya pada
warnanya), dan juga berimbang dengan kuantitas fisik yang oleh Planck diringkas
dengan "h", tetapi sekarang disebut "patokan atau tetapan Planck."
Besarnya energi tiap
kuanta memenuhi persamaan E = hf, dengan E adalah energi tiap kuanta dalam
satuan joule, h : tetapan Planck, dan f : frekuensi cahaya.
Hipotesa Planck
amatlah berlawanan dengan apa yang jadi konsep umum fisika. Tetapi, dengan
penggunaan ini dia mampu menemukan keaslian teoritis yang tepat dan benar
tentang "radiasi kuantitas gelap."
Teori Planck
begitu revolusioner, yang tak syak lagi bisa dianggap suatu gagasan eksentrik
kalau saja Planck bukan seorang ahli fisika yang mantap dan konservatif.
Kendati hipotesanya terdengar aneh, dalam soal khusus ini jelas merupakan
penuntun ke arah formula yang benar.
Pada mulanya, umumnya ahli fisika
(termasuk Planck sendiri) melihat hipotesanya sebagai tak lain dari sebuah
fiksi matematik yang cocok. Sesudah beberapa tahun, hal itu berubah sehingga
konsepsi Planck tentang kuantum dapat digunakan untuk pelbagai fenomena fisik
selain untuk "radiasi kuantitas gelap."
Einstein menggunakan konsep ini di
tahun 1905 dalam rangka menjelaskan efek fotolistrik, yakni tumbukan antara
cahaya dengan elektron pada permukaan logam.
Niels Bohr menggunakannya di tahun
1913 dalam teorinya tentang struktur atom. Salah satu postulat Bohr mengatakan
bahwa elektron tidak mengelilingi inti dalam sembarang lintasan, melainkan pada
orbit-orbit stasioner, dimana dalam tiap orbit energi elektron terkuantitasi
yang besarnya melibatkan nilai konstanta Planck. Dengan ini teori Bohr sukses
dalam menjelaskan kestabilan atom pada atom tunggal hidrogen.
Menjelang tahun 1918 tatkala Planck
peroleh Hadiah Nobel, jelaslah sudah bahwa hipotesanya pada dasarnya benar dan
itu mempunyai arti penting yang fundamental dalam teori fisika.
Perkembangan mekanika kuantum
mungkin yang paling penting dari perkembangan ilmu pengetahuan dalam abad
ke-20, lebih penting ketimbang teori relativitas Einstein. Patokan
"h" Planck memegang peranan penting dalam teori fisika dan sekarang
dihimpun jadi dua atau tiga patokan fisika paling dasar. Patokan itu muncul
dalam teori struktur atom, dalam prinsip "ketidakpastian" Heisenberg,
dalam teori radiasi dan dalam banyak lagi formula ilmiah.
Planck umumnya dianggap Bapak Mekanika Kuantum.
Kendati dia memainkan peranan tak seberapa dalam perkembangan teori
selanjutnya, adalah keliru mengecilkan arti Planck. Jalan mula yang
disuguhkannya sungguh penting. Dia membebaskan pikiran orang dari
anggapan-anggapan keliru yang ada sebelumnya, dan dia memungkinkan orang-orang
sesudahnya menyusun teori yang jauh lebih jernih daripada era sebelumnya.
