science world · this is college

Fisika = Rumus? Matematika itu Bahasa!

“Bagi seorang fisikawan, matematika adalah bahasa, bukan ilmu.”

– Pak Soegianto, dosen Mekanika, Pemrograman Komputer, dan Fisika Komputasi saya.

Sebenarnya, saya sudah agak sering mendengar kalimat seperti ini. Kalimat yang menyatakan bahwa matematika adalah bahasa ilmu pengetahuan. Lalu, apa kaitannya dengan fisika?

Saya selalu mengaitkan fisika dengan dua hal : rumus dan angka. Dunia fisika itu dunia sejuta rumus. Benar? Fisika tidak bisa dipisahkan dari rumus. Benar? Yang menyebabkan fisika adalah momok bagi pelajar dan mahapelajar (terutama di Indonesia) adalah karena banyaknya rumus yang mengambang mengerikan dalam akuarium bernama fisika. Tapi, benarkah?

“Rumus sebenarnya adalah penyederhanaan makna dari suatu aspek fisis yang kalau dijabarkan atau pun dicoba dideskripsikan dengan bahasa kita yang biasanya (bahasa indonesia – red) akan sangat rumit dan ribet.” – Pak Herri, dosen Gelombang dan Optika.

Maksudnya? Beliau memberi contoh melalui hukum kedua Newton yang dirumuskan melalui persamaan ΣF=ma. Mari saya jelaskan sedikit mengenai makna fisis dari rumus tersebut (saya harap anda tidak berhenti membaca sampai di sini, hehe)…

Hukum kedua Newton tersebut menjelaskan, bahwa apabila sebuah benda bermassa m dikenai gaya eksternal (gaya luar) yang bekerja pada benda tersebut dan mengakibatkan benda tersebut bergerak dipercepat dengan percepatan sebesar a, maka besarnya a akan sebanding dengan jumlah total gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut dan akan berbanding terbalik dengan besarnya massa m benda tersebut. Wew… Panjang? Yup, itu hanya rumus yang berisi lima karakter tapi sudah menghabiskan jatah satu paragraf.

persamaan Schrodinger

Masih belum mengerti di mana esensinya? Maksud saya begini, rumus atau pun persamaan yang ada dalam fisika sebenarnya berfungsi sebagai penyederhanaan makna fisis. Intinya, kalimat yang sepanjang rel kereta api Surabaya – Madiun bisa dipersingkat dengan sebaris persamaan. Lantas, apa yang membuat rumus itu menjadi momok padahal niat si rumus sebenarnya baik, untuk mempermudah kita? Jawabannya, karena kita masih awam dengan bahasa matematis, dan, kurang motivasi untuk berkenalan dengannya. Wanna try? Coba kamu ambil selembar kertas folio dan pulpen bertinta penuh, lalu jabarkan makna fisis dari persamaan Schrodinger. Apakah kertasnya bakal cukup? Saya meragukan itu. Hehehe…

Lantas, bagaimana caranya? Ingat gak, kalau kita belajar bahasa suatu bangsa, berarti kita juga mempelajari budaya bangsa tersebut? Begitu juga dengan ini. Kalau mau berteman akrab dengan fisika, salah satu syaratnya adalah mengerti dan memahami bahasa yang digunakan, yaitu : matematika.

“Seseorang bisa dikatakan mengerti fisika jika ia mampu menjelaskan dengan bahasa (manusia) apa makna fisis yang ada di balik suatu persamaan.” – Pak Soegianto. Dan itulah pekerjaan orang yang berkutat di bidang ini. Itu jugalah yang dipelajari oleh mahasiswa yang kuliah di jurusan ini : bagaimana me-matematis-kan suatu peristiwa fisis dan menjelaskan kembali makna fisis yang terkandung dalam sebuah rumus.

Bergelut di dunia ini, mau tidak mau, suka tidak suka, kita harus mau dan harus suka sama yang namanya matematika. Makanya, ketika di semester awal, dosen-dosen kuliah saya selalu mengingatkan untuk memantapkan lagi kemampuan kalkulus (dan matematika), karena kalau matematikanya jelek, kuliahnya bakalan gak lancar (waduh!). Bagi kami, (mahasiswa fisika) berteman dengan integral, diferensial, trigonometri, deret Fourier, transformasi Laplace, metode Lagrange-Hamilton, dan saudara sedarahnya itu wajib hukumnya! Dosen kami malah sering guyon-setengah-serius dengan mengatakan kalau “sebenarnya orang fisika itu lebih bisa matematika ketimbang orang matematika sendiri, karena kita mengaplikasikan matematika ke dunia nyata mulai dari makroskopis sampe mikroskopis!” – Pak Sami’an, dosen Mekanika, Optika Laser dan Serat. Kalau bisa, dijadiin makanan sehari-hari, dipelototin kalau lagi nganggur, bahkan didongengin sebelum tidur (wow!). Tujuannya cuma satu kok : supaya kita bisa berkomunikasi dengan lancar!

Ada satu lagi dosen saya yang menarik dan eksentrik, Pak Adri, dosen Fisika Modern, Fisika Matematik I & II. Satu kalimat khas beliau yang sangat saya ingat adalah “ah, sisanya kan hanya matematika biasa…” hehehe. Kalimat itu selalu beliau lontarkan ketika memberi contoh soal di kelas tapi hanya beberapa baris di awal pengerjaan saja (sisanya harus kami yang melanjutkan sendiri, meskipun itu adalah integral lipat tiga, deret Fourier yang rumit, atau yang lain – phew!) dan para mahasiswa yang lagi duduk-mengernyit-melototin tulisan beliau melenguh putus asa sambil senyum-senyum saja setiap beliau mulai bertingkah 😀

Ya, benar. Sekarang saya tau, bagian tersulit dari fisika bukanlah menyelesaikan kondisi fisis ke dalam persamaan yang sudah ada, tapi menemukan persamaan itu! Analoginya seperti ini, jika kita ingin menghitung kecepatan bola basket yang terjatuh dari keranjang (hasil slamdunk-nya Hanamichi Sakuragi), yang sulit bukanlah mengukur massa bola, sudut datang bola, kecepatan Hanamichi, dan lain-lain, tapi, menemukan suatu aturan (yang disebut persamaan) sehingga angka-angka yang ada harus diapakan? Dikali, diakar, dikuadratkan? (mau tau penyelesaiannya? Bisa menggunakan metode Newton, Lagrange, atau Hamilton – tinggal pilih. Mau tau lebih jelas? Silakan ikut kuliah mekanika!). Kalau udah ketemu harus diapakan, tinggal masukin aja angka-angka yang bersangkutan ke kalkulator. Tuh bener kan matematika biasa :p

Ah… Semenjak saya kuliah mekanika, saya mulai merasakan (lagi) keindahan fisika. Saya yang notabene sangat ngefans sama mata kuliah satu ini mulai mendapat pencerahan apa gunanya deret Fourier dan berbagai tools yang diajarkan semester sebelumnya di fisika matematik I, hehe, dan meskipun saya masih kurang sreg sama fisika matematik (karena faktor dosennya, saudara!) saya berusaha mati-matian untuk menyukainya.

Dan inilah salah satu misi saya selama liburan ini. Membuka-buka kembali textbook kuliah semester-semester lalu untuk memahami (sekaligus mencoba menjelaskan kepada diri saya sendiri) apa makna fisis di balik setiap rumus atau persamaan yang muncul.

Panjang sekali ya postingan kali ini? Yah, saya pun sulit mengambil intinya yang mana. Di salah satu sisi saya ingin menekankan bahwa rumus sebenarnya bukanlah momok, niat si rumus cukup baik kok, mempermudah kita. Gak percaya? Coba deh saran saya yang tentang persamaan Schrodinger itu dilakuin, hehe. Saya ingin membagi keindahan fisika kepada kita semua – niat lainnya. Selain itu juga fisika bukan masalah hafal-hafalan rumus – apalah artinya hafalan tanpa ngerti maknanya – ingat, ada udang di balik batu kan? Ada makna fisis juga di balik tiap abjad yunani dan konstanta-konstanta yang menyusun sebaris rumus – temukan itu!

6 thoughts on “Fisika = Rumus? Matematika itu Bahasa!

  1. Salah satu sebab utama dari kesulitan memahami fisika ialah karena sifat bahasanya yang abstrak. Bahasa fisika adalah matematika, bahasa yang dipenuhi oleh begitu banyak simbol. Matematika adalah bahasa alam atau bahasa fisika, tanpa matematika deskripsi tentang fisika menjadi sangat terbatas dan tidak akurat.

**Silakan Berkomentar~! ^.^

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s