oleh

Pentingnya Matematika dalam Ilmu Fisika

Oleh:

Tasya Afrizah

Mahasiswi Pendidikan Fisika FITK UIN RFP

APAKAH kalian tau apa sih matematika itu ? Ada yang menganggap matematika sebagai ilmu, tetapi ada juga yang tidak setuju menggolongkannya sebagai sains. Namun banyak orang sepakat bahwa yang dipelajari dalam matematika adalah hal-hal yang berkaitan dengan kuantitas, bentuk, susunan, besaran dan konsep-konsep yang berhubungan satu dengan yang lainnya dengan jumlah yang banyak dan terbagi kedalam tiga bidang yaitu aljabar, analisis dan geometri, sebagaimana dideskripsikan dalam kamus.

Sesungguhnya, bila kita ingin mengetahui apa matematika itu, kita perlu mendalaminya – bercengkerama dengannya terlebih dahulu. Kalau kita hanya baru ‘berjumpa’ dengan satu atau dua soal matematika dan mengerjakannya (dengan mudah atau sebaliknya, dengan susah-payah), barangkali kita belum bisa menjelaskan apa matematika itu. Paling kita bilang: matematika itu asik! Atau sebaliknya: “Saya benci matematika!”.

Bukan karena Kimia dan Fisika sama-sama memiliki elemen hitung-menghitung seperti dalam Matematika. Akan tetapi, Matematika membantu kita memahami matapelajaran lain yang memerlukan proses berpikir serupa. Matematikalah yang membentuk proses berpikir kita, sehingga kita lebih mudah memahami Kimia dan Fisika. Itulah sebabnya, Matematika sering disebut sebagai induk ilmu pengetahuan, khususnya sains dan teknologi. Kita belajar Matematika untuk melatih logika dan kerangka pemikiran yang sistematis – bukan sekedar belajar tentang menggunakan rumus-rumus dan menyelesaikan soal-soal latihannya.

Dan apakah fisika itu ? Secara umum, fisika sering diartikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang materi atau zat yang meliputi sifat fisis, komposisi, perubahan, dan energi yang dihasilkannya. Dari sini, kita bisa mendapatkan gambaran bahwa bidang kajian dari ilmu fisika adalah segala materi yang ada di alam semesta. Itulah sebabnya mengapa fisika disebut juga sebagai ilmu alam.

Dan fisika juga merupakan bidang ilmu tertua, karena dimulai dengan pengamatan-pengamatan dari gerakan benda-benda langit, bagaimana lintasannya, periodenya, usianya, dan lain-lain. Bidang ilmu ini telah dimulai berabad-abad yang lalu, dan berkembang pada zaman Galileo dan Newton. Galileo merumuskan hukum-hukum mengenai benda yang jatuh, sedangkan Newton mempelajari gerak pada umumnya, termasuk gerak planet-planet pada sistem tata surya.

Teori, hukum dasar, atau percobaan-percobaan fisika selalu berkaitan dengan materi-materi yang ada di alam semesta, mulai dari yang terkecil (mikroskopis) sampai dengan yang terbesar (makroskopis). Semakin dalam seseorang mempelajari Fisika maka penggunaan Matematika terlihat sangat essensial. Dalam Olimpiade Fisika SMA misalnya, para siswa dituntut memiliki intuisi matematis yang bagus untuk menyelesaikan persoalan. Apalagi ketika mempelajari Ilmu Fisika di Universitas, Matematika yang digunakan menjadi semakin rumit.

Lalu, apa sih sebenarnya beda yang mencolok antara Fisika dan Matematika? kalau di Fisika kita juga akan menggunakan Matematika, kenapa Fisika tidak digabung saja dengan Matematika? Matematika merupakan “Bahasa” yang dipakai para fisikawan untuk mengekspresikan kejadian fisis di alam semesta. yaaap, Bahasa. Mungkin sebagian dari para pembaca menganggap bahwa matematika merupakan pelajaran yang berkutat dengan rumus dan menghafalkan rumus itu sangat penting. Namun tidak benar begitu kenyataannya. Matematika merupakan bentuk cerita dari suatu kejadian. Saat melihat akan suatu persamaan matematis, banyak hal yang dapat diimplikasikan dari persamaan tersebut. Namun berdasarkan pengalaman saya, memahami matematika sebagai suatu cerita tidaklah mudah, dibutuhkan pemahaman fundamental yang kuat, kenapa suatu rumus berlaku benar-benar harus diteliti dari mana asal usulnya.

Dalam perkembangan sains, matematika dan fisika saling menstimulasi satu sama lain. seperti ketika Sir Isaac Newton menanyakan “kalau apel jatuh? apakah bulan juga jatuh?” pertanyaan seperti ini merupakan pertanyaan fisika. Jawabannya adalah, “ya, bulan juga jatuh” yang kemudian menjadi dasar Teori Gravitasi Newton. Pertanyaan fisis seperti ini membuat Newton memikirkan suatu metode matematika baru yang dapat menjelaskan fenomena gravitasi. Untuk menjelaskan teorinya Newton menemukan kalkulus. Dari hal dapat kita lihat bahwa fisika menstimulasi perkembangan matematika. Namun adakalanya juga Matematika yang ditemukan terlebih dahulu. Seperti ketika pengembangan Matematis untuk Higher Dimension dan Hyper Dimension, Topologi dan sebagainya. Namun kemudian dengan adanya string teori dari fisika, matematika saat itu tidak mumpuni untuk menjelaskan sehingga hadirlah konsep konsep matematika seperti super symetri.

Matematika memang bias berjalan sendiri tanpa ilmu fisika, tetapi tanpa ilmu fisika, matematika kehilangan tujuan selain dari kesenangan untuk mengolah logika dan pikiran. Matematika akan menjadi bermakna ketika matematika dapat menjadi alat bantu untuk mengutarakan konsep-konsep dan keteraturan alam ini.

Fisika tidak mungkin berjalan tanpa matematika, karena konsep tentang alam ini tidak akan bisa diutarakan dan dimanfaatkan dengan baik tanpa matematika. Melihat hal ini mungkin akan mengingatkan kita akan suatu bahasa di kalangan siswa : jago matematik belum tentu jago fisika, tapi kalo jago fisika pasti jago juga matematiknya.

Meskipun fisika membahas beraneka ragam sistem, ada beberapa teori yang digunakan secara keseluruhan dalam fisika, bukan di satu bidang saja. Setiap teori ini diyakini benar adanya, dalam wilayah kesahihan tertentu. Contohnya, teori mekanika klasik dapat menjelaskan pergerakan benda dengan tepat, asalkan benda ini lebih besar daripada atom dan bergerak dengan kecepatan jauh lebih lambat daripada kecepatan cahaya. Teori-teori ini masih terus diteliti; contohnya, aspek mengagumkan dari mekanika klasik yang dikenal sebagai teori chaos ditemukan pada abad kedua puluh, tiga abad setelah dirumuskan oleh Isaac Newton. Namun, hanya sedikit fisikawan yang menganggap teori-teori dasar ini menyimpang. Oleh karena itu, teori-teori tersebut digunakan sebagai dasar penelitian menuju topik yang lebih khusus, dan semua pelaku fisika, apa pun spesialisasinya, diharapkan memahami teori-teori tersebut.

Dalam beberapa kasus ketika konsep matematika yang dibahas nyaris bersamaan dengan fisika, sifat interaksi antar-keduanya boleh dikatakan komensalisme atau saling melengkapi. Biasanya sifat komensalisme muncul karena siswa merasa lebih mudah menangkap konsep matematika ketika dihadapkan kepada kasus empiris maupun lebih enjoy tatkala konsep fisika dirangkum secara matematis.

​Matematikawan seringkali hanya berfokus pada pengembangan ide tertentu yang membutuhkan deep understanding. seringkali ide tersebut tidak diketahui apa gunanya dalam waktu lama. Namun kemudian tetap saja akan berguna di masa mendatang.

Fisikawan berfokus pada fenomena alam dan pengembangan teori serta model yang mampu memprediksi fenomena di alam semesta. Dalam studinya fisikawan menggunakan Bahasa matematika.

​Kesimpulannya bahwa, matematika dan fisika, sangat erat hubungannya. tapi tidak sama. dan tidak semua fisikawan hebat dalam matematika, juga tidak semua matematikawan hebat dalam pengembangan teori fisika. Seperti halnya fisika dan kimia, matematika juga merupakan himpunan pengetahuan dan temuan manusia, yang diperoleh dengan metode yang solid, disepakati oleh para pakar dalam bidangnya masing-masing, dan telah banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. (*)

Komentar

News Feed