Ngunandiko.115
Sains
(Ilmu Pengetahuan)
Bagian
ke-3
4. REVOLUSI SAINS
Gerakan mempelajari sains (ilmu pengetahuan) dengan melakukan
pengamatan (observation) dan percobaan (experiment) dimulai pada abad ke-16.
Dan selama abad ke-17 gerakan ini telah menjadi suatu revolusi sains.
Pada tahun-tahun awal abad ke-17 muncul sejumlah pernyataan tertulis
tentang bagaimana sains (ilmu pengetahuan) harus dilakukan. Pada tahun 1600, sebuah buku berjudul De Magnete
("Mengenai Magnet") karya Williams Gilbert (1540-1603) telah terbit.
Dalam buku itu, Gilbert melakukan lebih daripada studi langsung tentang magnet,
ia memberi contoh bagaimana melakukan suatu
percobaan (experiment). Hal seperti itu
merupakan suatu pendekatan baru dalam dunia sains. Gilbert dalam
bukunya itu menunjukan kepada orang-orang bahwa "mencari ilmu pengetahuan
tidak semata-mata mencarinya dari isi suatu buku, namun juga harus mencari
langsung langsung dari benda-benda alam itu sendiri”
a. Francis Bacon (1561 1626).
Francis-Bacon menguraikan secara rinci metode ilmiah baru dan teori (ideas)-tentang
peng-organisasi-an sains yang tepat. Dapat dikemukakan disini bahwa Bacon
sendiri bukanlah seorang ilmuwan yang terlatih dan tidak memiliki
penemuan-penemuan ilmiah. Francis Bacon adalah seorang pengacara yang menjadi
salah satu pejabat tinggi di pemerintahan Inggris.
Bacon
mengusulkan bahwa teori dan metode berlatih dapat berjalan bersama-sama dalam suatu
studi ilmu. Bacon bersikeras bahwa
pengetahuan manusia yang telah diperolehnya di semua bidang bisa
dimanfaatkan. Bacon mengatakan bahwa tujuan sebenarnya dari ilmu pengetahuan
adalah menyediakan cara untuk mengendalikan (control) alam, bukan hanya untuk
memahami alam. Dengan demikian Bacon berbeda dengan faham Yunani tentang ilmu pengetahuan,
dimana tujuan ilmu pengetahuan menurut faham Yunani itu adalah mahami alam.
 |
| Francis Bacon & Co |
Bacon
menjelaskan metode ilmiah dalam bukunya “Novum
organum (New Instrument)” sebagai berikut :
- pertama ; kumpulkanlah fakta sebanyak mungkin tentang objek yang akan diteliti ;
- kedua ; susunlah fakta-fakta tersebut dalam urutan yang logis ; dan
- ketiga ; bentuklah hipotesa atau teori tentang bagaimana fenomena alam itu bekerja.
Bacon menyebut
metode seperti itu sebagai metode induktif. Bacon menulis bahwa
setelah hipotesa (teori) dibentuk, maka ilmuwan harus melakukan percobaan (experiments) untuk
membuktikan kebenaran hipotesa-nya.
Dalam suatu
tulisan fiksi yang disebut sebagai “The New Atlantis”, Bacon menjelaskan
rencananya untuk membentuk sebuah organisasi ilmiah baru. Bacon mengatakan
bahwa organisasi ilmiah baru itu sebuah akademi sains (sekolah ilmu pengetahuan)
yaitu suatu lembaga di mana orang bekerja sama dalam serangkaian proyek dan
memberi laporan tentang pekerjaan-nya kepada seluruh anggota akademi. Kemudian
para ilmuwan Inggris mendidirikan lembaga seperti itu pada tahun 1660, lembaga
itu menjadi Royal Society of London. The Royal Society itu diatur sesuai dengan
ide-ide yang diusulkan oleh Bacon, dan kemudian menjadi masyarakat ilmiah
paling penting di Inggris.
b. Galileo (1564 – 1642)
Sebagaimana
diketahui “Revolusi Sains” dimulai dengan munculnya tanda-tanda sebagai berikut
:
- pendekatan dan temuan baru dalam mempelajari ilmu seperti yang dikemukakan oleh Copernicus dan Vesalius ;
- metode ilmiah baru seperti yang untuk pertama kalinya dijelaskan oleh Francis Bacon. dan
- penjelasan William Gilbert tentang bagaimana percobaan (experiment) telah dilakukan oleh para ilmuwan.
Galileo adalah
orang pertama yang dapat membuktikan bahwa metode baru itu membuahkan suatu
hasil yang bermanfaat, oleh karena itu Galileo disebut sebagai “ilmuwan modern
pertama”. Dua buku yang menandai kebesaran Galileo adalah :
- Dialogue on the Two Chief Systems of the World, terbit tahun 1632 ;
- Discourses on the Two New Sciences, terbit tahun 1638.
Galileo selain terkenal dengan tulisannya dalam dua
buku besar tersebut juga terkenal dengan berbagai karya ilmiah seperti :
- telah membuktikan bahwa matahari titik sentral sistem tata-surya ;
- pengamatan dibidang astronomi (mendukung Copernicus) ;
- hukum kelembaman (hukum gerak pertama dan kedua).;
- telah berhasil memodernisasi teropong ;
- pengamatan dibidang astronomi ;
- menemukan sejumlah instrumen ilmiah baru a.l “termometer udara”, yang digunakan untuk menemukan suhu tubuh manusia.
Ketika
Galileo dengan teleskop-nya melihat ke arah bulan, maka ia melihat bahwa permukaan
bulan tidak halus sempurna seperti yang dipercayai oleh banyak orang pada waktu
itu. Sebaliknya, permukaannya menunjukkan penuh dengan gunung dan kawah. Galileo
juga melihat bahwa planet Jupiter memiliki bulan yang mengitarinya, seperti
bulan yang berputar mengelilingi bumi.
Dan Galileo menunjukkan bahwa “Bima Sakti” benar-benar terdiri dari banyak
bintang, yang sebelumnya tidak pernah terlihat.
Di
sekitar tahun 1590. sebuah mikroskop telah diciptakan oleh orang di Belanda. Kemudian
Galileo menciptakan mikroskop yang
merupakan pengembangan yaitu mikroskop majemuk (compound microscope achieves higher
levels of magnification than a stereo or low power microscope. It is used to
view smaller specimens). Galileo sendiri tidak membuat banyak pengamatan (obsevations)
dengan mikroskop itu, tapi teman-temannya di Academia dei Lancei (Akademi Lynx) telah menggunakan-nya untuk melakukan
pengamatan terhadap benda-benda kecil
yang pada waktu itu tidak dapat terlihat.
Galileo
menerima teori Copernicus bahwa bumi dan planet-planet lainnya bergerak
mengelilingi matahari. Dia menggunakan hasil pengamatan dengan teleskop untuk
membela teori Copernicus. Galileo juga menjelaskan bahwa benda-benda langit
bergerak sesuai dengan hukum yang sama dengan
hukum yang mengatur gerakan bumi. Dengan demikian Galileo menunjukkan bahwa tidak ada yang misterius
tentang gerakan benda-benda di langit.
Galileo dalam
studinya tentang benda bergerak telah menggunakan pendekatan matematika dan pendekatan
eksperimen. Galileo, berdasar sains, menunjukkan bagaimana menghitung jalan-nya
lintasan suatu benda ketika ditembakkan dari meriam. Bersama dengan kelompok-kelompok
ilmuwan Galileo melakukan eksperimen untuk
menunjukkan bahwa ada hukum yang mengatur benda yang jatuh. Hukum itu
menyatakan bahwa semua benda, terlepas dari berat-nya, jika jatuh (dalam ruang
hampa) melalui jarak yang sama, maka akan memakan waktu yang sama pula. Galileo
melakukan banyak percobaan lainnya, beberapa di antaranya masih digunakan untuk
membuktikan prinsip-prinsip ilmiah.
c. Hukum pergerakan planet (The Laws of Planetary Motion).
Astronom Jerman : Johannes-Kepler (1571 – 1630) yang
hidup pada saat yang sama dengan penemuan-penemuan yang Galileo lakukan, telah membuat
beberapa perubahan dalam teori Copernicus. Kepler membuktikan secara matematis
bahwa planet-planet mengorbit matahari melalui jalur elips daripada melalui
jalur lingkaran sempurna. Kepler merumuskan
tiga hukum gerak planet, yang menjelaskan lebih akurat tentang gerakan planet. Tiga Hukum Gerakan Planet Kepler ini adalah :
- Setiap planet bergerak dengan lintasan yang berbentuk elips, Matahari berada di salah satu fokusnya.
- Luas daerah yang disapu pada selang waktu yang sama akan selalu sama.
- .Perioda kuadrat suatu planet berbanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari Matahari.
Secara
matematis Hukum Kepler tersebut dapat ditulis sebagai berikut :
Keterangan :
- (T1).(T1)/(r1)(r1)(r1) = (T2)(T2)/(r2)(r2)(r2) = konstan.
Keterangan :
T1= Periode
planet pertama
T2= Periode
planet kedua
r1 = jarak
planet pertama dengan matahari
r2 = jarak
planet kedua dengan matahari
Hukum Kepler tentang gerak planet itu sekarang masih
digunakan dalam penelitian astronomi. Hukum-hukum itu juga digunakan dalam
perencanaan orbit satelit buatan.
d. Peredaran Darah (The Discovery of the Circulation of the
Blood).
Dokter
William Harvey (1578 – 1657) seorang Inggris, merubah sama sekali pandangan,
dalam studi tentang tubuh manusia. Harvey lebih menekankan studi tentang fungsi
dari bagian tubuh, yang disebut fisiologi. Untuk alasan ini Harvey dikenal
sebagai pendiri ilmu fisiologi.
 |
| Peredaran darah |
Harvey menggunakan metode eksperimental ilmiah yang baru
dalam hal studi tentang hidup. Harvey melakukan serangkaian percobaan yang
berlian untuk membuktikan bahwa darah bersirkulasi melalui sistem tertutup dari
arteri dan vena. Dia menunjukkan bahwa jantung bertindak sebagai pompa untuk
menjaga sirkulasi darah. Harvey untuk pertama kalinya menjelaskan sirkulasi
darah dalam serangkaian kuliah-nya pada tahun 1616. Bukunya De motu cordis et
sanguinis (“On the Motion of the
Heart and Blood”) diterbitkan pada tahun 1628.
e. Mikroskop
William
Harvey memperkenalkan metode eksperimental untuk studi biologi. Mikroskop memiliki
peranan yang signifikan kuat untuk hal
ini.
Mikroskop
majemuk ini memiliki satu kelebihan yang besar. Pengguna mikroscope itu dapat
melihat sinar berwarna atau pinggiran di sekitar objek yang diperiksanya. Sementara
itu sebuah mikroskop sederhana yang kuat diciptakan oleh Anton van Leeuwenhoek
dari Holand yang dapat memberi pandangan lebih jelas dari objek.
Dengan
mikroskop sederhana yang kuat itu, Anton van Leeuwenhoek, dapat mengamati
bentuk-bentuk yang sangat kecil dari mahluk hidup. Dia menunjukkan bahwa air
kolam mengandung berbagai jenis mahluk kecil (sekarang disebut protozoa) di
setiap tetesnya. Leeuwenhoek adalah orang pertama yang melihat sel darah merah,
yaitu sel darah yang ditemukan dalam darah.
Dengan
berjalannya waktu, perbaikan terhadap mikroskop majemuk telah dilakukan. Robert Hooke (1635 - 1703) telah
menggunakan mikroskop yang telah dperbaiki itu untuk berbagai studi yang hasilnya
antara lain sbb :
- Manusia menemukan bahwa tanaman itu terdiri dari serangkaian struktur kecil, yang disebut sel ;
- Manusia dapat melihat benda-benda hidup yang terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang ; dan
- Dengan “teleskop”, memungkinkan manusia melakukan studi tentang ruang angkasa.
f. Sir Isaac Newton.
Beberapa
tokoh ilmuwan lain juga telah memegang
peran penting dalam pengembangan sains (ilmu
pengetahuan}, namun jelas Isaac Newton berdiri di puncaknya. Isaac Newton adalah
simbol perubahan ilmu pengetahuan, dari ilmu
pengetahuan awal (lama) ke ilmu pengetahuan modern (baru). Abad ke-16 dan
ke-17 dimana kedua pisahan ilmu pengetahuan itu bertemu,
merupakan masa lahirnya sains modern, sains yang menggunakan
teori, pengamatan, percobaan dan hubungan matematika. Sains modern berusaha tidak hanya untuk
memahami alam, tetapi juga mengendalikan dan mengubah alam itu sendiri. Teori-teori seperti teori gravitasi, teori cahaya, teori
partikel nya materi, dan hukum gerak telah menyediakan kerangka ilmu bagi generasi
berikutnya.
Awal karya
Newton dalam ilmu pengetahuan modern antara lain adalah studi tentang cahaya.. Newton
menggunakan prisma untuk melaksanakan serangkaian
percobaan dengan sinar matahari. Dia menunjukkan bahwa cahaya putih terdiri
dari seberkas sinar dengan banyak warna cahaya-nya. Buku Newton “Opticks”, yang
terbit pada tahun 1704, berisi deskripsi dan penjelasan dari semua karya yang
telah dia lakukan dalam studi cahaya. Serangkaian masalah- masalah yang
dikemukakan oleh Newton di akhir bukunya,
kemudian menjadi dasar untuk melakukan pekerjaan-pekerjaan percobaan tentang
cahaya di abad ke-18.
Buku
terbesar Newton adalah “Principia” (Mathematical
Principles of Natural Philosophy) terbit pada tahun 1687, Dalam Principia itu, Newton
menyimpulkan serangkaian studi yang telah dilakukan oleh Gilbert, Galileo,
Kepler, dan lain-lain.
“Principia”
berisi studi matematika dan teori ilmu fisika. Teori gravitasi universal
dijelaskan dalam buku ini, dan Newton mengetrapkannya ke salah satu ilmu gerak benda-benda langit
dan gerakan benda di muka bumi. Teori ini sangat penting bagi teori Copernicus,
karena dengan adanya teori ini teori Copernicus mendapatkan pembuktian secara
meyakinkan. Hukum gerak Newton dan sebagian besar pekerjaan yang lain telah berfungsi
sebagai dasar bagi banyak ilmu pengetahuan modern tentang fisika.
g. Organisasi masyarakat sains (Organization of Scientific
Societies).
Salah
satu perkembangan yang paling penting dari “revolusi sains” adalah bahwa
revolusi sains itu hanyalah harus dikaitkan dengan bagaimana para ilmuwan
(scientists) melakukan pekerjaan, meng-komunikasi-kan, dan meng-organisasi-kan
kegiatan mereka. Selama abad ke-17, akademi ilmiah baru dan masyarakat ilmiah
baru telah didirikan di kota-kota di Eropa, dan akademi-akademi itu memiliki kelompok-kelompok
ilmuwan (scientists) yang aktif.
Akademi
itu mula-mula didirikan di Roma pada awal abad ke-17 ; disebut Academia dei
Lincei. Galileo adalah salah satu anggota dari kelompok ilmuwan di akademi ini.
Akademi Lynx menerbitkan dua karya awal yang penting tentang astronomi. Kelompok
ilmuwan di akademi ini adalah yang pertama
menggunakan mikroskop untuk studi ilmiah. Para anggota akademi ini memberi
nama instrumen yang dipakainya "mikroskop". Namun akademi ini tidak
berumur panjang dan berhenti setelah mengadakan sejumlah pertemuan selama 28
atau 30 tahun.
Accademia del Cimento (Akademi Percobaan) dari Florence
didirikan pada 1657. Para anggota akademi ini sangat dipengaruhi oleh obyek
persoalan-persoalan dan metode studi yang diwariskan oleh Galileo. Tujuan utama
Accademia del Cimento sesuai dengan namanya adalah eksperimen. Akademi ini kurang
memperhatikan perkembangan teori-teori baru dan lebih berkonsentrasi pada apa
yang bisa dilakukan di laboratorium. Accademia del Cimento berumur pendek,
didirikan 1657 oleh murid-murid Galileo, Giovanni Alfonso Borelli dan
Vincenzo Viviani dan
berdiri sekitar satu dekade
The Royal
Society of London saat ini adalah asosiasi ilmuwan tertua. Society ini tumbuh
dari serangkaian pertemuan informal, yang disebut sebagai “Invisible College”,
yang diselenggarakan di London dan di Oxford. Pertemuan society secara formal di
mulai pada tahun 1660, dan pada 1662 society menerima piagam dari Raja Charles II. Society tidak
menerima uang dari Raja, kegiatannya dibayar oleh para anggota dan oleh
pelanggan pribadi.
Pada setiap
pertemuan, para anggota diwajibkan membacakan makalah (paper) topik ilmiah atau
mendemontrasikan eksperimen yang akan disajikan. Dengan cara ini, maka ide-ide
ilmiah baru ditetapkan terlebih dahulu sebelum orang bisa menggunakan-nya.
Dalam
rangka untuk menyebarkan ide baru dan hasil eksperimen baru, maka di tahun 1665
Royal Society menterbitkan journal “Philosophical Transactions”, dan masih
terbit sampai hari ini.
Di Paris,
Akademik Royale des Sciences (Royal Academy of Sciences) pada tahun 1666 mulai menyelenggarakan
pertemuan formal. Satu tahun kemudian, mengikuti contoh apa yang dilakukan oleh
The Royal Society of London, Akademik Royale des Sciences juga menerbitkan
jurnal.
Raja
Perancis menaruh minat besar dalam ilmu pengetahuan, dan raja menetapkan aktivitas “Akademik Royale des Sciences” adalah bagian
dari aktivitas istana. Para anggota akademi menerima gaji dan peralatan
eksperimen dari kerajaan. Sebagai imbalannya, para ilmuwan Perancis, harus
melaksanakan berbagai tugas yang ditetapkan oleh pemerintah cq raja. Para
anggota akademi menjadi inspektur paten dan perancang (design) mesin-mesin
baru.
Contoh
yang dilakukan oleh masyarakat scientific di Italia, Inggris, dan Perancis tersebut
diikuti oleh negara-negara lain di Eropa. Setiap negara memiliki kelompok sendiri ilmuwan sendiri, dan setiap
negara mendirikan akademi Di pertengahan
abad ke-18 American Phylosophical Society di bawah kepemimpinan Benjamin
Frankiln mendirikan di Philadelphia, Amerika Serikat.
Masyarakat
ilmiah di Eropa dan Amerika menyediakan tempat untuk pertukaran informasi
ilmiah. Para ilmuwan memperlakukan tempat itu untuk memeriksa penemuan-penemuan
(hasil karya) ilmiah, dan secara tidak tertulis juga untuk melakukan karya
ilmiah.
5. ABAD SAINS EKSPERIMENTAL.
Pada abad
ke-18 yang sering disebut sebagai “Masa Percobaan”, sebagian besar ilmu dan ide-ide ilmiah
(theory) dari abad ke-17 telah menjadi mapan. Sumbangan terbesar abad ke-18 terhadap sains adalah di ilmu fisika khusudnya dalam hal
studi gas. Instrumen-instrumen ilmiah baru dikembangkan dan yang lebih tua
ditingkatkan. Timbangan (pengukur benda berat), barometer, pompa udara,
dan mesin-mesin listrik baru ditemukan,
semuanya itu banyak yang masih digunakan pada saat ini. Kemajuan pesat ilmu
fisika di bidang panas (heat) dan di bidang listrik (electricity) telah berlangsung.
Walaupun studi di bidang panas telah dikembangkan, namun ternyata tidak ada
metode yang baik yang telah ditemukan untuk mempelajari dan mengukur panas (bersambung).
*
To
know that we know what we know, and to know that we do not know what we do not
know, that is true knowledge (Nicolaus
Copernicus).
*
