Max Born, Penyempurna Mekanika Kuantum

Max Born adalah ahli fisika murni, mula-mula warga negara Jerman, kemudian jadi warga negara Inggris. Pada tahun 1954 bersama Walther Bothe, Max Born menerima hadiah Nobel untuk fisika karena karya-karyanya di bidang mekanika kuantum. Mekanika kuantum adalah cabang ilmu fisika matematika yang memberi uraian tentang gerak elektron, proton, neutron, dan partikel subatom (benda-benda yang lebih kecil dari pada atom). Max Born membuat telaah statistik tentang fungsi gelombang. Karyanya menggantikan teori kuantum yang di temukan Max Plank, ahli fisika Jerman, pada tahun 1900.

Max Born lahir di Breslau , Jerman, pada tanggal 11 Desember 1882. Kota Breslau sekarang bernama Wroclaw dan termasuk wilayah Polandia. Max Born meninggal di Gottingen pada tanggal 5 Januari 1970, pada umur 88 tahun. Max Born mendapat pendidikan di 4 universitas, ialah universitas Breslau, Heidelberg , Zurich , dan Gottingen. Max Born mendapat gelar doktor dari Universitas Gottingen pada umur 25 tahun (1907). Kemudian Max Born mengajar di Berlin Frankfurt am Main . Pada umur 39 tahun (1921) Max Born diangkat jadi guru besar di Universitas Gottingen . Max Born mengajar fisika teori atau fisika murni.

Pada tahun itu juga Max Born merumuskan kembali hukum kekekalan  energi atau hukum kekekalan energi atau hokum pertama termodinamika. Max Born membuat definisi yang tepat tentang kuantitas panas. Dengan demikian, Max Born menyajikan pernyataan matematik yang sangat memuaskan untuk hokum tersebut. Tiga orang ahli matematika di Universitas Gottingen mempengaruhi cara berpikir Born. Mereka itu adalah David Hilbert, Felix Klein, Dan Hermann Minkowski. Di Berlin Max Born berkenalan dan bersahabat dengan Max Planck dan Albert Einstein. Sebagai guru, Born memberi inspirasi kepada pemuda-pemuda yang sangatcerdas, yang kemudian jadi ahli matematika dan fisika yang termahsyur di seluruh dunia. Mereka adalah Enrico Fermi, Werner Heisenberg, dan J. Robert Oppenheimer.

Pada tahun 1924 Louis de Broglie, ahli fisika prancis, mengemukakan bahwa gelombang materi mengatur gerak partikel-partikel atom. Setelah mengetahui hal itu Erwin Schrodinger, ahli fisika Austria, mengembangkan system prosedur matematika dan konsep fisika yang disebut mekanika gelombang. Terutama atas dasar karya Schrodinger ini, Max Born mengambil kesimpulan bahwa gelombang materi menunjukkan kemungkinan hadirnya electron di suatu tempat. Interpretasi (tafsiran) Max Born atas persamaan gelombang Schrodinger ini sangat penting bagi teori kuantum yang baru.

Pada tahun 1926 Werner Karl Heisenberg, mahasiswa dan asisten Max Born, merumuskan hukum  pertama  teori kuantum yang baru. Max Born,yang sangat ahli di bidang matematika, segera mengembangkan teori tersebut dengan menggunakan matematika yang cermat dan sistematik. Teori kuantum yang baru ini kemudian terkenal dengan nama  mekanika kuantum. Mekanika kuantum lebih sempurna daripada teori kuantum Max Planck. Teori kuantum Max Planck lebih sempurna daripada mekanika Newton . Mekanika Newton tidak dapat dipakai untuk membahas benda-benda sekecil atom. Max Born bukanlah orang yang menemukan mekanika kuantum. Mekanika kuantum ditemukan oleh Werner Heisenberg dan Erwin Schrodinger. Born mendapat Hadiah Nobel karena menyempurnakan mekanika kuantum.

Disamping menyempurnakan mekanika kuantum, Max Born mengembangkan teori tumbukan partikel subatom. Teori ini dipakai untuk menyelesaikan problema partikel atom yang berserakan. Max Born dapat menjelaskan sifat kembar materi sebagai partikel dan gelombang.

Pada tahun 1933 Hitler jadi dictator di Jerman. Max Born menyuruh agar semua orang Yahudi dibunuh. Padahal Born orang yahudi. Karena tidak ingin dibunuh Hitler, Max Born melarikan diri ke Inggris, musuh Jerman. Di Inggris Born mendapat pekerjaan sebagai pengajar di Universitas Cambridge. Tiga tahun kemudian Max Born jadi guru besar di Universitas Edinburg. Pada tahun 1939 pecah Perang Dunia II. Max Born masuk warga Negara Inggris. Kemudian Max Born diangkat jadi anggota Lembaga Ilmu Pengetahuan Inggris.

Max Born pensiun pada tahun 1953 dan kembali ke Jerman, ke Gottingen. Sisa hidupnya Max Born gunakan untuk mengarang buku dan menulis banyak artikel. Max Born menerbitkan sejumlah karya termasuk, The Restless Universe, Einsteins Theory of Relativity (1924), dan Natural Philosophy of Cause and Chance. Selain itu karyanya juga dibukukan dengan judul Karya Pilihan dan terbit pada tahu 1963. Max Born mengutuk penyalahgunaan ilmu pengetahuan untuk kepentingan perang. Max Born berpendapat bahwa para ilmuwan bertanggung jawab atas penggunaan energi nuklir dalam perang dan dalam waktu damai.

Baca selanjuntnya...

Ts'ai Lun (Cai Lun), Penemu Kertas

Penemu bahan kertas Ts'ai Lun (Cai Lun) besar kemungkinan sebuah nama yang asing kedengaran di kuping pembaca. Menimbang betapa penting penemuannya, amatlah mengherankan orang-orang Barat meremehkannya begitu saja. Tidak sedikit ensiklopedia besar tak mencantumkan namanya barang sepatah pun. Ini sungguh keterlaluan. Ditilik dari sudut arti penting kegunaan kertas amat langkanya Ts'ai Lun disebut-sebut bisa menimbulkan sangkaan jangan-jangan Ts'ai Lun sebuah figur tak menentu dan tidak bisa dipercaya ada atau tidaknya. Tetapi, penyelidikan seksama membuktikan dengan mutlak jelas bahwa Ts'ai Lun itu benar-benar ada dan bukan sejenis jin dalam dongeng.

Dia seorang pegawai negeri pada pengadilan kerajaan yang di tahun 105 M mempersembahkan contoh kertas kepada Kaisar Ho Ti. Catatan Cina tentang penemuan Ts'ai Lun ini (terdapat dalam penulisan sejarah resmi dinasti Han) sepenuhnya terus terang dan dapat dipercaya, tanpa sedikit pun ada bau-bau magi atau dongeng. Orang-orang Cina senantiasa menghubungkan nama Ts'ai Lun dengan penemu kertas dan namanya tersohor di seluruh Cina.

Tak banyak yang dapat diketahui perihal kehidupan Ts'ai Lun, kecuali ada menyebut dia itu orang kebirian. Tercatat pula kaisar teramat girang dengan penemuan Ts'ai Lun, dan ia membuatnya naik pangkat, dapat gelar kebangsawanan dan dengan sendirinya jadi cukong. Tetapi, belakangan dia terlibat dalam komplotan anti istana yang menyeret ke kejatuhannya. Catatan-catatan Cina menyebut --sesudah dia disepak-- Ts'ai Lun mandi bersih-bersih, mengenakan gaunnya yang terindah, lantas meneguk racun.

Penggunaan kertas meluas di seluruh Cina pada abad ke-2, dan dalam beberapa abad saja Cina sudah sanggup mengekspor kertas ke negara-negara Asia. Lama sekali Cina merahasiakan cara pembikinan kertas ini. Di tahun 751, apa lacur, beberapa tenaga ahli pembikin kertas tertawan oleh orang-orang Arab sehingga dalam tempo singkat kertas sudah diprodusir di Bagdad dan Sarmarkand. Teknik pembikinan kertas menyebar ke seluruh dunia Arab dan baru di abad ke-12 orang-orang Eropa belajar teknik ini. Sesudah itulah pemakaian kertas mulai berkembang luas dan sesudah Gutenberg menemukan mesin cetak modern, kertas menggantikan kedudukan kulit kambing sebagai sarana tulis-menulis di Barat.

Kini penggunaan kertas begitu umumnya sehingga tak seorang pun sanggup membayangkan bagaimana bentuk dunia tanpa kertas. Di Cina sebelum penemuan Ts'ai Lun umumnya buku dibuat dari bambu. Keruan saja buku macam itu terlampau berat dan kikuk. Memang ada juga buku yang dibuat dari sutera tetapi harganya amat mahal buat umum. Sedangkan di Barat --sebelum ada kertas-- buku ditulis di atas kulit kambing atau lembu. Material ini sebagai pengganti papyrus yang digemari oleh orang-orang Yunani, Romawi dan Mesir. Baik kulit maupun papyrus bukan saja termasuk barang langka tetapi juga harga sulit terjangkau.

Sekarang, entah buku entah barang tulisan lain dapat diprodusir secara murah dan sekaligus dalam jumlah besar-besaran. Ini semua berkat adanya kertas. Memang, arti penting kertas tidaklah begitu menonjol tanpa adanya mesin cetak, tetapi sebaliknya mesin cetak pun tak banyak makna tanpa adanya bahan kertas yang begitu banyak dan begitu murah.

Pertanyaan yang agak musykil sekarang: Siapa yang mesti urutan tingkatnya lebih atas antara Ts'ai Lun dan Gutenberg? Meskipun ruwet juga saya menentukan siapa diantara kedua orang ini berhubung sama-sama pentingnya, tetapi akhirnya saya ambil putusan tingkat Ts'ai Lun sedikit lebih tinggi dalam urutan ketimbang Gutenberg. Alasan-alasan saya begini: (1) Kertas digunakan banyak sekali semata-mata untuk bahan tulisan. (2) Ts'ai Lun mendahului Gutenberg dan Gutenberg mungkin tak terpikirkan bikin mesin cetak kalau saja kertas tidak diketemukan. (3) Andaikata hanya salah satu dari mereka melakukan ciptaan, saya duga tanpa mesin ciptaan Gutenberg pun buku-buku masih bisa diprodusir lewat sistem cetak blok (yang sudah lama dikenal orang jauh sebelum Gutenberg) lewat kombinasi kertas daripada lewat kombinasi dengan kulit domba.

Apakah pada tempatnya memasukkan baik Ts'ai Lun maupun Gutenberg dalam urutan orang-orang yang paling berpengaruh di dunia? Untuk menyelami arti penting yang sempurna tentang penemuan kertas dan mesin cetak, sangatlah perlu memahami perkembangan kebudayaan Barat dan Cina. Sebelum masuk abad ke-2 M kebudayaan Cina masih dalam tarap lebih rendah ketimbang kebudayaan Barat. Tetapi pada tahun-tahun seribuan Masehi, kemajuan-kemajuan Cina sudah melebihi Barat bahkan di abad ke-7 dan ke-8 kebudayaan Cina dalam banyak segi merupakan kebudayaan termaju di dunia. Sesudah abad ke-15 M, Barat ngebut meninggalkan Cina di belakang. Pelbagai penyelesaian kultural mengenai perubahan-perubahan ini telah banyak dikembangkan, tetapi pelajaran teori tampaknya mengabarkan satu segi penting yang justru menurut saya sekedar suatu penjelasan yang tersederhana sifatnya.

Tentu saja benar, pertanian dan tulis-menulis berkembang lebih dulu Timur Tengah ketimbang Cina. Tetapi hal ini bukanlah suatu jawaban apa sebab kebudayaan Cina begitu lambat dan berada di belakang Barat. Satu masalah muskil, menurut hemat saya, adalah sebelum adanya Ts'ai Lun tak ada satu tulisan bermutu pun di Cina. Di dunia Barat papyrus sudah ada, dan meskipun bahan itu mengalami kemunduran, tulisan dalam bentuk gulungan tak terbatas jumlahnya dan buku-buku lebih baik kualitasnya daripada ditulis di atas kayu atau bambu. Kekurangan bahan untuk menulis merupakan faktor penghambat utama kemajuan kebudayaan Cina. Seorang sarjana Cina memerlukan satu gerobak untuk membawa sejumlah buku yang dianggapnya bermanfaat. Bayangkan saja betapa berabenya berusaha mengatur administrasi pemerintahan dengan keadaan seperti itu.

Penemuan kertas oleh Ts'ai Lun merombak total keadaan itu. Dengan sejumlah bahan-bahan tulisan yang ada, kebudayaan Cina melonjak naik begitu cepat sehingga hanya dalam beberapa abad sudah mampu mengimbangi Barat. Tentu, perpecahan politik di Barat menjadi sebab penting, tetapi ini sama sekali bukan sebab utama. Di abad ke-4 M Cina pun secara politis terpecah-pecah, tetapi biar begitu kebudayaan tetap maju dengan cepatnya. Dalam abad-abad berikutnya, tatkala kemajuan di Barat tersendat-sendat, Cina justru berhasil meraih penemuan-penemuan penting seperti kompas, bahan peledak,dan cara mencetak dengan blok. Sejak kertas jatuh lebih murah ketimbang kulit kambing serta dapat diperoleh dalam jumlah besar, keadaan sekarang terbalik.

Sesudah orang-orang Barat mulai menggunakan kertas, mereka mampu duduk berhadapan dengan Cina, bahkan berhasil menyempitkan jurang pemisah kultural. Tulisan-tulisan Marco Polo menekankan keyakinannya bahwa bahkan di abad ke-13 M Cina berada jauh di atas Eropa dalam hal kemakmuran.

Mengapa selanjutnya Cina berada di belakang Eropa? Berbagai penjajagan kultural yang njlimet telah dicoba, tetapi mungkin pengamatan teknologi yang sederhana dapat menemukan jawabannya. Di abad ke-15 di Eropa, seorang genius bernama Johann Gutenberg menemukan cara memproduksi buku sebanyak-banyaknya. Akibat penemuan itu, kultur Eropa maju dengan pesat. Karena Cina tidak punya orang seperti Gutenberg, Cina tetap bertahan pada sistem pencetakan blok sehingga perkembangan kulturnya merangkak lebih lambat.

Apabila orang menerima analisa di atas, dia tidak bisa tidak harus menerima kesimpulan bahwa Ts'ai Lun dan Gutenberg adalah dua manusia yang merupakan tokoh sentral dalam sejarah dunia.

Memang, Ts'ai Lun berada di barisan paling depan dari penemu-penemu lain karena beberapa alasan. Umumnya penemuan-penemuan merupakan produk dari jamannya dan bisa juga terjadi biarpun orang yang betul-betul menemukannya tak pernah hidup samasekali. Tetapi, keadaan ini samasekali tidak berlaku pada masalah kertas. Orang-orang Eropa tidak mulai memproduksi kertas beribu-ribu tahun sesudah Ts'ai Lun. Mereka baru terbuka pikiran dan membikinnya sesudah belajar proses pembikinannya dari orang Arab. Dalam hubungan ini, biarpun orang sudah menyaksikan bagaimana orang Cina memproduksi kertas, bangsa-bangsa Asia lainnya tak pernah punya kemampuan memproduksinya. Jadi jelaslah, penemuan cara memproduksi kertas bukanlah pekerjaan gampang, tak bisa begitu saja bisa dilaksanakan oleh kebudayaan maju yang serba tanggung, melainkan erat kaitannya dengan sumbangan pikiran dari perseorangan yang punya kelebihan luar biasa. Ts'ai Lun adalah model orang macam itu, dan cara membikin kertas yang dilakukannya (disamping modernisasi yang diperkenalkan sekitar tahun 1800 M) pada dasarnya sama serupa apa yang dilakukan orang hingga kini.

Baca selanjuntnya...

Elias Howe, Penemu Mesin Jahit

Elias Howe adalah warga negara Amerika Serikat, penemu mesin jahit, prajurit, dan pengusaha industri mesin jahit. Ia lahir di Spencer, Massachusetts, Amerika Serikat, pada tanggal 9 Juli 1819 dan meninggal di Brooklyn, New York. Waktu kecil Elias Howe sakit-sakitan tapi jiwanya ulet dan minatnya pada mesin. Oleh karena itu, setelah remaja ia belajar dan bekerja di pabrik mesin kapas di Lowell, Masschusetts, kemudian pindah ke pabrik arloji di Boston, dan akhirnya bekerja di pabrik instrument ilmiah di Cambridge.

Ketika di Cambridge, Elias Howe mendengar orang berkata bahwa siapa saja yang berhasil membuat mesin jahit akan kaya raya. Elias Howe lalu membuat mesin. Elias Howe bekerja keras selama 5 tahun. Mesin jahit yang pertama gagal karena menirukan gerak tangan manusia yang sedang menjahit. Lubang jarum terletak di pangkal jarum. Pada tahun 1844 pada umur 25 tahun, Elias Howe membuat mesin jahit yang kedua. Kali ini usahanya berhasil karena lubang jarum terletak di ujung jarum seperti mesin jahit zaman sekarang. Mesin jahit itu dapat menjahit 250 setik per menit. Dengan mesin jahit itu Elias Howe berlomba dengan 5 orang gadis yang menjahit dengan tangan. Mesin jahit Elias Howe ternyata lebih cepat dan lebih rapi. Elias Howe mendapat paten pada tahun 1846, tapi tak ada orang Amerika yang membeli mesin jahitnya.

Mesin jahit itu terlalu rumit dan tampaknya akan menimbulkan banyak pengangguran. Karena kecewa, Elias Howe pindah ke Inggris dan menjual patennya kepada William Thomas pada tahun 1847. Hak paten Itu dijualnya murah sekali, hanya £ 250 atau kira-kira Rp 357.750. Kemudian ia bekerja pada William Thomas dengan gaji cukup rendah yaitu £ 5 atau kira-kira Rp 7.155 seminggu. Elias Howe disuruh memperbaiki mesin jahitnya hingga mampu untuk menjahit korset, kulit, dan sejenisnya. Tapi William Thomas curang hingga Howe jatuh miskin.

Howe terpaksa menabung. Kemudian Elias Howe pulang ke Amerika Serikat. Rupanya nasib sial tidak berhenti di situ. Setibanya di Amerika Elias Howe bertemu dengan istrinya yang sedang sakit keras. Tak lama kemudian Istrinya meninggal. Sementara itu para pengusaha mencuri model mesin jahit Elias Howe. Mereka membuat mesin jahit dan menjualnya dengan melanggar hak paten Elias Howe. Isaac M. Singer juga berbuat begitu. Sekarang Howe harus berjuang keras melawan para pembajak itu. Berulang-ulang selama 5 tahun (1849-1854) Elias Howe pergi ke pengadilan untuk merebut kembali hak patennya. Elias Howe masih berjuang selama 13 tahun untuk memperpanjang hak patennya. Usahanya berhasil dengan gilang-gemilang. Ketika hak patennya berakhir pada tahun 1867, Elias Howe menerima royalti dari tiap mesin jahit yang terjual di Amerika Serikat. Elias Howe jadi jutawan dan mendirikan pabrik mesin jahit dengan nama Howe Machine Company di Bridgeport, Connecticut. Ketika di Amerika Serikat pecah Perang Saudara, Elias Howe jadi prajurit dan membentuk pasukan infantri. Semua peralatan dan pakaian pasukan itu dijahit dengan mesin jahit hasil temuannya.

Baca selanjuntnya...

Sir William Crookes, Ahli Kimia Penemu Tabung Crookes

Sir William Crookes adalah ahli fisika dan kimia Inggris, penemu talium (1861), radio metar (1875), Tabung Crookes (1875) dan Spintariskop (1903). Sir William Crookes lahir di London pada tanggal 17 juni 1832 dan meninggal di London juga pada tanggal 4 april 1919 pada umur 87 tahun ayah Sir William Crookes adalah seorang tukang jahit miskin tapi kemudian jadi kaya raya karena jual beli tanah. Pada umur 16 tahun Sir William Crookes masuk Royal College jurusan kimia di bawah asuhan August Wilhelm von Hofmenn. Kuliahnya selesai ketika Sir William Crookes berumur 19 tahun. Kemudian ia bekerja di berbagai tempat.

Pada umur 22 tahun Sir William Crookes jadi pengawas departemen meteorologi di laboratoriom Radcliffe, Oxford. Tahun berikutnya Sir William Crookes mendapat kedudukan di College Of Science di Chester,Chesfire. Setelah Ayahnya meninggal, Sir William Crookes mendapat warisan seharga jutaan rupiah. Minatnya pada ilmu makin besar. Mula-mula Sir William Crookes tertarik pada seni fotografi. Kemudin Sir William Crookes tertarik pada media massa ilmiah. Pada tahun 1856, Sir William Crookes mendirikan laboratorium pribadi dan sejak itu Sir William Crookes sibuk mengadakan riset. Pada tahun 1857 Sir William Crookes jadi editor jurnal milik London Photoghrapic Society. Dua tahun kemudian, Sir William Crookes mendirikan majalah berita kimia.

Sir William Crookes sangat tertarik pada iklan Kirchhoff, ahli fisika Jerman. Pada tahun 1847, Kirchhoff Bunsen menemukan analisis spektrum. Mereka menunjukkan bahwa tiap unsur memancarkan cahaya bila dipanaskan hinggaa berpijar. Bila diuraikan dengan prisma, cahaya itu akan berubah jadi garis-garis cemerlang. Tiap unsur menghasilkan pola garis cahaya tertentu. Pada tahun 1861 ketika Crookes sedang mempelajari senyawa yang mengandung selenium, tiba-tiba ia melihat garis hijau indah pada spektrumnya. Garis semacam itu tak terdapat pada unsur lain. Hal ini berarti ia menemukan unsur baru yang ia beri nama talium, perkataan Yunani yang artinya ranting hijau.

Pada tahun 1875 Sir William Crookes membuat tabung hampa udara yang lebih baik mutunya dari pada tabung buatan Geissler. Tabung itu kemudian terkenal dengan nama tabung Crookes. Tabung Crookes berjasa besar kepada ilmu pengetahuan. Pada tahun 1895 Roentgen mengadakan eksperimen dengan tabung Crookes dan menemukan sinar-X. Pada tahun 1897 Thomson mengadakan eksperimen dengan tabung Crookes dan menemukan elektron.

Baca selanjuntnya...