Bab 7. Teori Relativitas
Apa itu Waktu?
Sedikit saja ide yang telah merasuki kesadaran manusia sedalam ide tentang waktu. Ide tentang waktu dan ruang telah menyibukkan pemikiran manusia selama ribuan tahun. Hal-hal ini sekilas nampak sederhana dan mudah dipahami, karena mereka sangat dekat dengan pengalaman sehari-hari. Segala hal hadir dalam ruang dan waktu, sehingga mereka nampak sebagai hal-hal yang akrab dengan kita. Walau demikian, apa yang akrab dengan kita tidaklah serta-merta dapat dipahami. Dengan penelitian yang lebih dekat, ruang dan waktu bukanlah hal yang mudah dipahami. Di abad ke-5, Santo Agustinus mengatakan: “Lalu, apa itu waktu ? Jika tidak ada yang bertanya, saya tahu apa waktu itu. Jika saya ingin menjelaskannya pada seseorang yang bertanya kepada saya, saya tidak tahu.” Kamus juga tidak banyak bermanfaat. Waktu didefinisikan sebagai “satu periode”, dan satu periode didefinisikan sebagai “waktu”. Kita tidak tambah pintar sama sekali! Pada kenyataannya, hakikat dari waktu dan ruang adalah sebuah masalah filsafat yang cukup kompleks.
Manusia jelas membedakan antara yang lalu dan yang akan datang. Satu pemahaman tentang waktu, walau demikian, tidaklah unik milik manusia atau hewan. Berbagai organisme memiliki “jam internal”, seperti tumbuhan, yang menghadap ke satu sisi di kala siang, dan ke sisi yang lain di kala malam. Waktu adalah satu pernyataan objektif tentang keadaan material yang berubah. Hal ini ditunjukkan bahkan oleh cara kita ketika berbicara tentangnya. Sangat jamak kita bicara tentang waktu yang “mengalir”. Pada kenyataannya, hanya materi yang berbentuk cairan yang mengalir. Penggunaan istilah waktu yang “mengalir” menunjukkan bahwa waktu tidak dapat dipisahkan dari materi. Waktu bukan sekedar hal yang subjektif. Ia adalah cara kita menyatakan satu proses aktual yang hadir dalam dunia fisik. Waktu hanyalah satu pernyataan akan fakta bahwa segala materi hadir dalam sebuah keadaan yang terus berubah. Adalah takdir dan keharusan bagi semua hal yang material untuk berubah menjadi hal yang lain daripada dirinya sendiri. “Segala yang ada ditakdirkan untuk musnah.”
Irama mendasari segalanya: detak jantung manusia, irama dalam berbicara, pergerakan dari bintang-bintang dan planet-planet, pasang naik dan pasang surut, pergantian musim. Hal-hal ini terukir sangat dalam pada kesadaran manusia, bukan sebagai pencitraan yang acak, tapi sebagai fenomena riil yang menyatakan satu kebenaran mendasar tentang alam semesta. Di sini intuisi manusia tidaklah keliru. Waktu adalah cara untuk menyatakan perubahan dalam keadaan dan pergerakan yang merupakan ciri tak terpisahkan dari materi dalam segala bentuknya. Dalam tata bahasa, kita memiliki sistem kala penunjuk waktu (tense): future tense (kala akan datang),present tense(kala kini), dan past tense (kala lampau). Penaklukan kolosal yang dilakukan nalar manusia ini memungkinkannya untuk membebaskan dirinya sendiri dari perbudakan waktu, untuk mengatasi situasi konkret dan menjadi “hadir”, bukan hanya di sini dan sekarang, tapi juga di masa lalu dan di masa datang, setidaknya di dalam pikiran.
Waktu dan gerak adalah dua konsep yang tidak terpisahkan. Keduanya hakiki bagi semua kehidupan dan semua pengetahuan di dunia, termasuk tiap perwujudan pemikiran dan imajinasi. Pengukuran, batu penjuru dari semua ilmu pengetahuan, akan mustahil tanpa ruang dan waktu. Musik dan tari didasarkan atas waktu. Seni sendiri mencoba menyampaikan satu rasa tentang waktu dan gerak, yang hadir bukan hanya diwakilkan oleh energi fisik tapi juga oleh disainnya. Warna, bentuk dan garis dari sebuah lukisan membimbing mata melintasi permukaan dalam irama dan tempo tertentu. Inilah yang menumbuhkan rasa, ide dan emosi tertentu pada kita setelah kita menikmati karya seni tersebut. Keabadian adalah kata yang sering digunakan untuk menggambarkan berbagai karya seni, tapi justru sebenarnya menyatakan persis kebalikan dari apa yang dimaksudkan. Kita tidak akan dapat merasakan ketiadaan waktu, karena waktu hadir dalam segala sesuatunya.
Ada satu perbedaan antara ruang dan waktu. Ruang dapat juga menyatakan perubahan, sebagaimana perubahan dalam posisi. Materi hadir dan bergerak melalui ruang. Tapi jumlah cara yang dapat dilalui oleh perubahan ini besar tak berhingga: maju, mundur, naik atau turun, dengan derajat apapun. Pergerakan dalam ruang dapat diputar balik. Pergerakan dalam waktu tidak dapat diputar balik. Keduanya adalah dua cara yang berbeda (dan bahkan bertentangan) dalam menyatakan satu ciri yang hakiki dari materi – perubahan. Inilah satu-satunya Kemutlakan yang ada.
Ruang adalah “kembaran” (otherness) materi, kalau kita pakai istilah Hegel, sementara ruang adalah proses di mana materi (dan energi, yang keduanya adalah hal yang sama) terus-menerus berubah menjadi hal yang lain daripada dirinya sendiri. Waktu –“api yang menelan kita semua”– biasanya dilihat sebagai suatu hal yang destruktif. Tapi sebenarnya waktu juga merupakan pernyataan dari proses permanen penciptaan diri sendiri (self-creation), di mana materi terus-menerus berubah menjadi bentuk-bentuk lain yang jenisnya tak berhingga. Proses ini dapat dilihat dengan cukup jelas dalam materi-materi yang anorganik, terutama di tingkat sub-atomik.
Pandangan tentang perubahan, seperti yang dinyatakan dalam berlalunya waktu, dengan begitu dalam merasuki kesadaran manusia. Inilah basis dari semua unsur tragis dalam kesusastraan, perasaan sedih karena berlalunya kehidupan, yang mencapai bentuknya yang paling indah dalam soneta-soneta Shakespeare, seperti yang satu ini, yang dengan gemilang menggambarkan satu rasa akan pergerakan waktu yang penuh keresahan:
“Like as the waves make toward the pebbled shore,
So do our minute hasten to their end;
Each changing place with that which goes before,
In sequent toil all forward to contend.”
[“Laksana ombak yang melaju ke pantai berpasir,
Demikianlah menit demi menit berpacu menuju kehancuran;
Semuanya bertukar tempat dengan para pendahulu,
Berturutan mereka menyeret diri ke dalam pertempuran”]
Kemustahilan kita untuk membalik waktu tidak hanya berlaku untuk makhluk-makhluk hidup. Bukan hanya manusia, tapi bintang-bintang dan galaksi juga dilahirkan dan mengalami kematian. Perubahan berlaku untuk segala hal, tapi bukan hanya dalam makna yang negatif. Berdampingan dengan kematian, hadirlah kehidupan, dan keteraturan lahir secara spontan dari kekacauan. Tanpa kematian, kehidupan itu sendiri tidaklah dimungkinkan. Tiap orang bukan hanya sadar akan dirinya sendiri, tapi juga akan negasi dari diri mereka, dari batasan terhadap diri mereka sendiri. Kita datang dari alam dan akan kembali ke alam.
Makhluk-makhluk fana memahami bahwa sebagai makhluk fana mereka akan menemui kematian di ujung jalan yang mereka tempuh. Sebagaimana kitab Ayub mengingatkan kita: “Manusia yang lahir dari perempuan, singkat umurnya dan penuh kegelisahan. Seperti bunga ia berkembang, lalu layu, seperti bayang-bayang ia hilang lenyap dan tidak dapat bertahan.”[1] Hewan tidaklah gentar akan kematian seperti halnya kita karena mereka tidak memahaminya seperti kita. Umat manusia telah berupaya meloloskan diri dari takdir mereka dengan mendirikan perkumpulan-perkumpulan istimewa yang menjanjikan satu kehidupan khayal setelah kematian. Ide tentang hidup abadi hadir dalam hampir tiap agama melalui bentuk yang satu atau yang lain. Inilah kekuatan penggerak di balik satu kehausan egoistis untuk keabadian khayal dalam Surga non-eksisten, yang diangankan akan menjadi penghiburan bagi “Lembah Kedukaan” yang ada di bumi yang penuh dosa ini. Maka, selama berabad-abad, manusia telah diajari untuk menyerah pasrah pada penderitaan dan kerasnya kehidupan di dunia karena mengharapkan satu hidup yang penuh kebahagiaan – setelah mereka mati.
Bahwa setiap individu harus meninggalkan dunia ini, itu diketahui oleh semua orang. Di masa datang, usia hidup manusia akan diperpanjang jauh melampaui harapan hidup “alamiah”-nya; walau demikian, kematian itu pasti akan datang. Tapi, apa yang terjadi pada individu tidak harus terjadi pada spesies. Kita terus hidup melalui anak-anak kita, melalui ingatan kawan-kawan kita dan melalui sumbangan yang kita buat untuk perbaikan nasib umat manusia. Inilah satu-satunya keabadian yang harus kita kejar. Bergenerasi umat manusia akan datang dan pergi, tapi akan selalu digantikan oleh generasi yang baru, yang akan mengembangkan dan memperkaya cakupan aktivitas dan pengetahuan umat manusia. Pencarian sejati akan keabadian diwujudkan dalam proses perkembangan dan penyempurnaan umat manusia yang tanpa henti, karena umat manusia akan terus memperbaharui diri dalam tingkatan yang semakin lama semakin tinggi. Tujuan tertinggi yang dapat kita tetapkan bagi diri kita sendiri, dengan demikian, bukanlah satu firdaus khayal nun jauh di atas sana, tapi untuk berjuang meraih kondisi sosial riil yang akan memungkinkan pembangunan surga di bawah sini, di dunia ini.
Sejak pengalaman kita yang paling awal, kita telah mencapai pemahaman tentang pentingnya waktu. Sehingga sangatlah mengejutkan bahwa masih ada orang yang beranggapan bahwa waktu adalah suatu ilusi, satu ciptaan pikiran belaka. Gagasan ini telah bertahan bahkan sampai saat ini. Pada kenyataannya, gagasan bahwa waktu dan perubahan adalah sekedar ilusi bukanlah sesuatu yang baru. Ia hadir dalam agama-agama kuno seperti agama Budha, dan juga dalam filsafat idealis seperti Pitagoras, Plato, dan Plotinus. Aspirasi dari ajaran Budha adalah untuk mencapai nirwana, satu keadaan di mana waktu berhenti berputar. Heraclitus, bapak dialektika, memahami dengan tepat hakikat waktu dan perubahan, ketika ia menulis bahwa “segalanya adalah dirinya sendiri sekaligus bukan dirinya sendiri, karena segalanya selalu berada dalam fluktuasi” dan “kita melangkah dan juga sekaligus tidak melangkah dalam arus yang sama, kita adalah diri kita sendiri dan sekaligus bukan.”
Ide tentang perubahan sebagai siklus datang dari masyarakat pertanian yang sangat bergantung pada perubahan cuaca. Cara hidup statis yang berakar dalam cara produksi masyarakat-masyarakat terdahulu menemukan perwujudannya dalam filsafat-filsafat yang statis. Gereja Katolik tidak sanggup mencerna kosmologi ala Copernicus dan Galileo karena itu adalah sebuah tantangan terhadap pandangan mereka terhadap dunia dan masyarakat. Hanya dalam masyarakat kapitalislah perkembangan industri berlangsung sedemikian rupa sehingga sanggup menggerus irama masyarakat pedesaan yang kuno dan lambat itu. Bukan hanya perbedaan dalam iklim kini diabaikan dalam produksi, tapi bahkan perbedaan siang dan malam, karena mesin-mesin bekerja 24 jam sehari, tujuh hari seminggu, 52 minggu per tahun, di bawah sorotan sinar buatan manusia. Kapitalisme telah merevolusionerkan alat-alat produksi, dan bersamaan dengannya cara berpikir manusia. Walau demikian, kemajuan dalam cara berpikir itu terbukti jauh lebih lambat dari kemajuan industri. Konservatisme pemikiran ditunjukkan dalam upaya yang terus muncul untuk terus mempertahankan ide-ide lama, kepastian-kepastian kuno yang seharusnya sudah dikubur sejak lama dan, akhirnya, pada harapan yang telah bertahan melewati berbagai jaman akan satu kehidupan setelah kematian.
Ide bahwa alam semesta ini harus memiliki awal dan akhir telah dibangkitkan kembali beberapa dekadebelakangan ini oleh teori Big Bang. Teori ini niscaya melibatkan satu makhluk supernatural yang menciptakan dunia dari ketiadaan menurut satu rencana yang tak dapat kita pahami, dan memeliharanya selama Ia menganggapnya perlu. Kosmologi religius kuno dari Musa, Yesaya, Tertullian dan Timaeus-nya Plato, dengan menakjubkan bangkit kembali dalam tulisan-tulisan dari beberapa kosmologis dan fisikawan teoritik modern. Tidak ada sesuatu pun yang baru dalam hal ini. Tiap sistem sosial yang memasuki tahap kemunduran yang sudah tak dapat dihentikan lagi selalu menggambarkan kemunduran dirinya sendiri sebagai akhir jaman, atau bahkan sebagai akhir dari alam semesta. Walau demikian, alam semesta ini masih terus berputar, tanpa memedulikan takdir yang menimpa formasi sosial yang fana di dunia ini. Umat manusia terus hidup, berjuang dan, sekalipun terjadi kemunduran-kemunduran, terus berkembang dan maju. Sehingga satu masa akan menyiapkan masa yang lebih maju dan lebih tinggi dari yang sebelumnya. Dan, secara prinsip, tidak ada batasan untuk hal ini.
Waktu dan Filsafat
Orang-orang Yunani kuno sebenarnya memiliki pemahaman yang jauh lebih dalam mengenai makna waktu, ruang dan gerak dibandingkan dengan orang-orang modern. Bukan hanya dalam filsafat Heraclitus, ahli dialektika yang paling besar dari Jaman Kuno, tapi para filsufEleatic (Permenides, Zeno) pun telah sampai pada satu pemahaman yang sangat ilmiah tentang gejala ini. Para atomis Yunani telah memajukan satu gambaran akan sebuah alam semesta yang tidak memerlukan seorang Pencipta, tanpa awal dan tanpa akhir. Ruang dan materi biasanya dilihat sebagai dua hal yang bertentangan, seperti yang dinyatakan dalam ide “kosong” dan “penuh”. Dalam prakteknya, yang satu tidak dapat hadir tanpa kehadiran yang lain. Mereka saling mensyaratkan, saling menentukan, saling membatasi dan saling mendefinisikan. Kesatuan ruang dan materi adalah kesatuan dari hal-hal bertentangan yang paling mendasar. Hal ini telah dipahami oleh para atomis Yunani yang menggambarkan alam semesta sebagai tersusun dari hanya dua hal - “atom” dan “kehampaan”. Pada hakikatnya, pandangan tentang alam semesta ini adalah tepat.
Relativisme telah sering kali didapati dalam sejarah filsafat. Para sofis memandang bahwa “manusia adalah tongkat pengukur bagi segala sesuatu”. Mereka adalah para relativis yang terbaik yang pernah ada. Dengan menyangkal adanya kebenaran yang absolut, mereka cenderung pada satu subjektivisme yang ekstrem. Pada masa kini para sofis memiliki reputasi yang buruk, tapi pada kenyataannya mereka mewakili satu langkah maju pada jamannya untuk sejarah filsafat. Walau di dalamnya terdapat banyak penipu, mereka juga memiliki sejumlah ahli dialektik yang berbakat seperti Protagoras.Dialektika dari sofisme didasarkan pada ide yang tepat bahwa kebenaran memiliki banyak segi. Satu hal dapat dibuktikan memiliki banyak properti. Kita harus bisa melihat satu fenomena tertentu dari segala seginya. Bagi para pemikir yang tidak dialektik, dunia ini adalah tempat yang sangat sederhana. Tiap “hal” menikmati satu kesendirian dalam waktu dan ruang. Ia ada di hadapan saya “kini” dan “di sini”. Walau demikian, penelitian yang lebih dekat akan menunjukkan bahwa kata-kata yang demikian sederhana dan akrab ini ternyata adalah hasil dari satu abstraksi yang sepihak.
Aristoteles, seperti di banyak bidang lainnya, juga berbicara banyak mengenai ruang, waktu dan gerak. Ia menulis bahwa hanya ada dua hal yang tidak mungkin dimusnahkan: waktu dan perubahan, yang dengan tepat dianggapnya sebagai sama dan sebangun:
“Walau demikian mustahillah kita menciptakan atau memusnahkan gerak; ia pasti telah hadir sepanjang segala masa. Demikian pula dengan waktu, yang tidak dapat dimulai dan tidak dapat dihentikan; karena tidak mungkin ada “sebelum” dan “sesudah” di mana waktu tidak hadir. Gerak, dengan demikian, juga kontinu dalam makna yang serupa dengan waktu, karena waktu adalah sama dengan gerak, atau merupakan salah satu dari hakikat gerak itu sendiri; sehingga gerak harus terus berlanjut seperti mengalirnya waktu, dan jika demikian ia harus bersifat lokal dan sirkular.” Di bagian lain ia menulis bahwa “Gerak tidak dapat lahir dan tidak dapat mati: demikian pula waktu tidak dapat lahir, atau mati.”[2]Betapa jauh lebih bijaksananya para filsuf dari Jaman Kuno dibandingkan mereka yang kini menulis tentang “awal waktu”, bahkan tanpa sambil tersenyum!
Filsuf idealis Jerman, Emmanuel Kant, adalah orang yang, setelah Aristoteles, menyelidiki masalah hakikat waktu dan ruang dengan paling penuh, sekalipun solusi-solusinya akhirnya tidak memuaskan. Setiap hal tersusun dari berbagai hakikat. Jika kita ambil semua hakikat-hakikat konkret ini, kita akan menemui dua abstraksi yang tersisa: waktu dan ruang. Ide tentang waktu dan ruang sebagai entitas metafisik yang benar ada diberi basis filsafat oleh Kant, yang mengklaim bahwa ruang dan waktu adalah “fenomena riil”, tapi yang tidak dapat dipahami “dalam dirinya sendiri”.
Waktu dan ruang adalah properti dari materi, dan tidak dapat dipahami terpisah dari materi. Dalam bukunya The Critique of Pure Reason, Kant mengklaim bahwa ruang dan waktu bukanlah konsep-konsep objektif yang ditarik dari pengamatan terhadap dunia nyata, tapi sesuatu yang dilahirkan oleh pemikiran manusia. Faktanya, semua konsepsi geometri diturunkan dari pengamatan atas objek-objek material. Salah satu pencapaian teori relativitas umum Einstein adalah pengembangan geometri sebagai ilmu yang empirik, aksioma yang dipahami melalui pengukuran yang aktual, dan yang berbeda dari aksioma geometri Euclides yang klasik, yang dianggap (secara keliru) sebagai murni hasil dari pemikiran, dideduksi semata dari logika.
Kant berusaha membenarkan klaimnya dalam bagian terkenal dari The Critique of Pure Reason yang disebut Antinomies, yang menangani gejala-gejala kontradiktif di dunia nyata, termasuk ruang dan waktu. Keempat antinomi (kosmologis) pertama Kant menangani masalah ini. Kant berjasa dalam mengungkapkan keberadaan kontradiksi-kontradiksi semacam ini, tapi penjelasannya sangatlah tidak lengkap. Tugas untuk menyelesaikan kontradiksi itu jatuh pada Hegel, ahli dialektika besar itu, dalam bukunya The Science of Logic.
Sepanjang abad ke-18, sains didominasi oleh teori mekanika klasik, dan satu orang menerakan stempelnya pada seluruh epos. Penyair Alexander Pope menyimpulkan sikap pemujaan dari para rekan sejaman Newton dalam bait-baitnya:
“Nature and Nature's law lay hid in night:
God said 'Let Newton be!' and all was light.”
[“Alam dan seluruh hukumnya tersembunyi di kegelapan:
Tuhan bersabda 'Jadilah Newton' dan lalu terang itu jadi.”
Newton memandang waktu sebagai sesuatu yang mengalir dalam garis lurus ke manapun. Bahkan jika di situ tidak terdapat materi, akan tetap ada satu kerangka tetap dari ruang dan waktu yang terus mengalir “melalui”-nya. Kerangka ruang Newton yang mutlak itu dianggap dipenuhi oleh satu zat hipotetikal yang disebut “ether” yang merupakan medium di mana cahaya mengalir. Newton berpendapat bahwa waktu adalah seperti satu “penampung” raksasa di mana segala sesuatu ada dan berubah. Dalam ide ini, waktu dipandang sebagai sesuatu yang memiliki keberadaan terpisah dari alam semesta. Waktu akan tetap ada sekalipun alam semesta ini telah musnah. Ini adalah ciri dari metode mekanik (dan idealis) di mana waktu, ruang, materi dan gerak dipandang sebagai hal yang mutlak terpisah. Pada kenyataannya, mustahil untuk memisahkan mereka.
Fisika Newton dikondisikan oleh mekanika yang di abad ke-18 merupakan ilmu sains yang paling maju. Pandangan ini juga dianut oleh kelas penguasa yang baru karena ia menyajikan pandangan atas alam semesta yang pada hakikatnya statis, abadi dan tidak berubah, di mana semua kontradiksi diabaikan – tanpa lompatan mendadak, tanpa revolusi, dan yang ada adalah keharmonisan yang sempurna, di mana segala sesuatu cepat atau lambat kembali menuju titik keseimbangan, seperti halnya parlemen Inggris mencapai satu keseimbangan yang memuaskan dengan monarki di bawah William dari Orange[3]. Abad ke-20 telah meruntuhkan tanpa ampun pandangan atas dunia yang seperti ini. Satu demi satu, mekanisme kuno yang kaku dan statis itu telah digeser dan digantikan. Sains modern dicirikan oleh satu perubahan tanpa henti, dengan kecepatan yang luar biasa, kontradiksi-kontradiksi dan paradoks-paradoks di segala tingkatannya.
Newton membedakan antara waktu mutlak dan “waktu yang relatif, kasat mata dan jamak”, seperti yang nampak pada jam yang ada di dunia. Ia mengajukan satu pandangan tentang “waktu mutlak”, satu skala waktu ideal yang akan menyederhanakan hukum-hukum mekanika. Abstraksi-abstraksi tentang waktu dan ruang ini terbukti merupakan ide yang dahsyat yang telah memajukan pemahaman kita akan alam semesta secara luar biasa. Untuk waktu yang lama ide-ide ini dianggap sebagai hal yang mutlak. Namun, setelah pengamatan yang lebih teliti, “kebenaran mutlak” dari mekanika klasik Newton terbukti relatif. Mekanika Newton hanya benar di dalam batas-batas tertentu.
Newton dan Hegel
Teori-teori mekanistik yang mendominasi sains selama dua abad setelah Newton pertama kali mendapatkan tantangan serius dari bidang biologi oleh penemuan revolusioner Charles Darwin. Teori evolusi Darwin menunjukkan bahwa kehidupan dapat muncul dan berkembang tanpa campur tangan ilahi, berdasarkan hukum-hukum alam. Pada akhir abad ke-19, ide tentang “panah waktu” dikemukakan oleh Ludwig Boltzmann dalam Hukum Kedua Termodinamika. Gagasan ini tidak lagi menyajikan waktu sebagai satu siklus yang tak terputus, melainkan bahwa waktu adalah laksana panah yang meluncur ke satu arah tunggal. Teori-teori ini mengasumsikan bahwa waktu adalah riil dan bahwa alam semesta sendiri adalah satu proses perubahan yang kontinu, seperti yang telah dinyatakan oleh Heraclitus tua beribu tahun yang lalu.
Hampir setengah abad sebelum karya Darwin yang menandai datangnya epos baru itu, Hegel telah mengantisipasi bukan hanya karya itu, tapi banyak penemuan lain dari sains modern. Dengan berani ia menantang asumsi-asumsi dari mekanika Newton yang masa itu masih berjaya. Ia mengajukan sebuah cara pandang dunia yang dinamik, yang berdasarkan proses dan perubahan melalui kontradiksi. Antisipasi yang gemilang dari Heraclitus diubah oleh Hegel menjadi satu sistem berpikir dialektik yang lengkap dan menyeluruh. Tidak ada keraguan bahwa, kalau sajapemikiran Hegel diperlakukan lebih serius, proses ilmu pengetahuan akan berjalan lebih cepat dari apa yang telah ditempuhnya sekarang.
Kebesaran Einstein terletak pada kemampuannya untuk melangkah keluar dari abstraksi-abstraksi ini dan mengungkapkan watak relatifnya. Aspek relatif dari waktu bukanlah sesuatu yang baru. Hal itu telah ditelaah secara menyeluruh oleh Hegel. Dalam karya awalnya The Phenomenology of Mind, ia menjelaskan hakikat kerelatifan dari kata-kata “di sini” dan “sekarang”. Ide-ide ini, yang kelihatannya cukup sederhana ternyata sangatlah kompleks dan kontradiktif. “Terhadap pertanyaan, Apa itu Sekarang? kami menjawab, misalnya, Sekarang adalah waktu malam. Untuk menguji kebenaran dari kepastian makna ini, kita hanya memerlukan satu percobaan sederhana saja: tuliskan kebenaran itu. Satu kebenaran tidak dapat kehilangan apapun hanya karena dituliskan, dan sama tetapnya jika kita memelihara dan menjaganya. Jika kita melihat lagi kebenaran yang telah kita tuliskan, lihatlah sekarang, pada waktu siang, kita akan melihat bahwa kebenaran itu telah basi dan ketinggalan jaman.”[4]
Sangat mudah untuk mengabaikan Hegel (atau juga Engels) karena tulisan mereka tentang sains terbatasi oleh tingkat ilmu sains pada masa mereka. Apa yang mengagumkan sebenarnya adalah betapa majunya sebenarnya pandangan Hegel atas sains. Dalam buku mereka Order out of Chaos, Prigogine dan Stengers menunjukkan bahwa Hegel menolak metode mekanistik dari fisika Newtonian, pada waktu di mana ide-ide Newton disakralkan secara universal:
“Filsafat alam Hegelian secara sistematik mencakup segala hal yang ditolak oleh pandangan Newton. Secara khusus, ia bersandar pada perbedaan kualitatif antara perilaku sederhana yang digambarkan oleh mekanika dan perilaku dari makhluk-makhluk yang lebih kompleks seperti makhluk hidup. Ia menolak kemungkinan mereduksi tingkatan-tingkatan itu, menolak ide bahwa perbedaan hanya pada penampakannya dan bahwa alam pada dasarnya homogen dan sederhana. Ia membenarkan keberadaan satu hierarki, tiap tingkatan mengandaikan adanya satu tingkatan di bawahnya.”[5]
Hegel mengkritik dengan tajam apa yang dianggap sebagai kebenaran-kebenaran mutlak oleh mekanika Newton. Ia adalah orang pertama yang menempatkan pendekatan mekanistik dari abad ke-18 pada kritik yang menyeluruh, sekalipun keterbatasan ilmu pengetahuan pada masanya tidak memungkinkannya mengajukan satu alternatif yang rapi. Bagi Hegel, segala yang finite termediasi, yakni relatif terhadap sesuatu yang lain. Lebih jauh lagi, hubungan ini bukanlah satu hubungan juxta posisi yang formal, tapi sebuah proses yang hidup: segala sesuatu adalah terbatas, terkondisikan dan ditentukan oleh hal yang lain. Dengan demikian, sebab dan akibat hanya berlaku dalam hubungannya dengan relasi-relasi yang terisolasi (seperti yang kita temukan dalam mekanika klasik), tapi tidak demikian jika kita memandang segala hal sebagai proses, di mana segala sesuatu adalah hasil dari kesalingterhubungan dan interaksi yang universal.
Waktu adalah bentuk keberadaan materi. Matematika dan logika formal tidak dapat menangani waktu dengan baik, melainkan memperlakukannya sebagai sekedar sebuah hubungan kuantitatif.Kita tidak meragukan pentingnya relasi-relasi kuantitatif untuk bisa memahami realitas, karena tiap-tiap hal yang finite dapat didekati dari sudut pandang kuantitatif. Tanpa satu pemahaman akan hubungan-hubungan kuantitatif, ilmu pengetahuan mustahil lahir. Tapi, di dalam dan dari dirinya sendiri, hubungan-hubungan kuantitatif ini tidaklah cukup untuk menyatakan kompleksitas kehidupan dan pergerakan, proses perubahan tanpa henti di mana perkembangan yang bertahap dan halus tiba-tiba menimbulkan perubahan yang penuh kekacauan.
Hubungan yang murni kuantitatif, mengutip istilah Hegel, menghadirkan proses alam “hanya dalam bentuk yang kaku dan lumpuh”.[6]Alam semesta ini adalah satu keseluruhan yang tanpa batas, dan menggerakkan dirinya sendiri, yang menghidupi dirinya sendiri dan mengandung kehidupan di dalam rahimnya. Gerak adalah sebuah fenomena yang kontradiktif, yang mengandung baik yang positif maupun yang negatif. Ini adalah satu dari proposisi paling mendasar dari dialektika, yang lebih dekat pada hakikat alam yang sesungguhnya daripada aksioma-aksioma matematika.
Hanya geometri klasik yang memungkinkan satu pandangan akan ruang yang seluruhnya kosong. Lagi-lagi ini adalah abstraksi matematika, yang memainkan satu peran penting, tapi hanya dapat menggambarkan realitas secara pendekatan saja. Geometri pada hakikatnya membandingkan berbagai besaran spasial. Berlawanan dengan apa yang dipercayai Kant, abstraksi matematika bukanlah sesuatu yang “apriori” dan lahir dari dirinya sendiri, tapi diturunkan dari pengamatan akan dunia material. Hegel menunjukkan bahwa orang-orang Yunani telah memahami keterbatasan dari penggambaran alam yang murni kuantitatif, dan berkomentar:
“Berapa jauh mereka [para filsuf Yunani] telah maju dalam pemikiran dibandingkan orang-orang pada masa kita, ketika beberapa dari kita menempatkan angka-angka dan determinasi angka-angka (seperti pangkat) sebagai ganti determinasi pikiran, di sisi hal-hal yang besar tak terhingga dan yang kecil tak terhingga, seperti angka satu yang dibagi tak berhingga, dan lain-lain determinasi macam itu, yang sering kali merupakan satu formalisme matematika yang salah kaprah, memilih kembali pada watak kekanak-kanakan yang impoten ini daripada menerima sesuatu yang berharga dan bahkan sesuatu yang menyeluruh dan mendasar seperti itu.”[7]
Kalimat-kalimat ini lebih tepat di masa kini daripada di masa ketika mereka dituliskan. Sangat mencengangkan ketika beberapa kosmologis dan ahli matematikamembuat klaim yang sangat absurd mengenai hakikat alam semesta tanpa upaya sedikit pun untuk membuktikannya melalui fakta-fakta yang dapat diamati, lalu menyandarkan diri pada keindahan dan kesederhanaan persamaan matematika yang mereka ciptakan sebagai pemegang keputusan tertinggi. Pemujaan terhadap matematika lebih besar di masa kini ketimbang di masa apapun setelah masa Pitagoras, yang berpendapat bahwa “segala hal adalah Angka”. Dan, seperti halnya Pitagoras, terdapat pula satu nuansa mistis di dalamnya. Matematika menyingkirkan segala determinasi kualitatif kecuali angka. Ia mengabaikan hakikat isi, dan menerapkan hukum-hukum internalnya pada segala hal. Tidak satu pun dari abstraksi-abstraksi ini memiliki keberadaan yang nyata. Hanya dunia material yang nyata ada. Fakta ini sudah terlalu sering terabaikan, dengan hasil yang benar-benar merusak.
Relativitas
Tak diragukan lagi, Albert Einstein adalah salah satu jenius terbesar sepanjang jaman. Antara ulang tahunnya yang ke-21 dan ke-28 ia telah menyelesaikan satu revolusi dalam ilmu pengetahuan, dengan akibat-akibat yang mendasar di banyak tingkatan. Dua terobosan besar itu adalah Teori Relativitas Khusus (1905) dan Teori Relativitas Umum (1915). Relativitas khusus menangani kecepatan tinggi, relativitas umum menangani gravitasi.
Sekalipun sangat bersifat abstrak, teori-teori Einstein pada akhirnya diturunkan dari percobaan-percobaan, dan telah mendapat penerapan praktis yang membuktikan ketepatannya berkali-kali. Einstein berangkat dari eksperimen Michelson-Morley[8] yang terkenal itu, “percobaan negatif yang terbesar sepanjang sejarah ilmu pengetahuan” (Bernal), yang mengungkapkan kontradiksi internal yang terkandung dalam fisika abad ke-19. Percobaan ini mencoba menggeneralisasi teori elektromagnetis cahaya dengan menunjukkan bahwa kecepatan cahaya yang terukur seharusnya tergantung dari kecepatan dari pengamat yang bergerak melalui “ether” yang diam. Pada akhirnya, tidak ada satu perbedaanpun ditemukan dalam kecepatan cahaya, bagaimanapun pengukuran dilakukan, bagaimana dan ke mana pun sang pengamat bergerak.
J.J. Thomson kemudian menunjukkan bahwa kecepatan elektron dalam medan listrik tegangan tinggi lebih rendah daripada yang telah diramalkan oleh fisika Newtonian klasik. Kontradiksi-kontradiksi dalam fisika abad ke-19 ini dipecahkan oleh teori relativitas khusus. Teori fisika yang lama tidak mampu menjelaskan fenomena-fenomena radioaktif. Einstein menjelaskan hal ini sebagai pelepasan sebagian kecil dari satu kumpulan energi raksasa yang terjebak dalam suatu materi yang “diam”.
Di tahun 1905, Einstein mengembangkan teori relativitas khususnya di waktu luang yang dimilikinya, sambil bekerja sebagai juru tulis pada sebuah kantor paten Swiss. Berangkat dari penemuan-penemuan dari mekanika kuantum, yang waktu itu masih baru, ia menunjukkan bahwa cahaya melintasi ruang dalam bentuk kuantum (sebagai berkas-berkas energi). Hal ini jelas bertentangan dengan teori yang sebelumnya diterima orang bahwa cahaya adalah gelombang. Pada hakikatnya, Einstein menghidupkan kembali teori yang lama, tapi dengan cara yang sama sekali berbeda. Di sini cahaya diperlihatkan sebagai satu jenis partikel baru, dengan watak yang kontradiktif, yang sekaligus menunjukkan properti-properti partikel dan gelombang. Teori yang mengejutkan ini memungkinkan orang mempertahankan penemuan-penemuan besar abad ke-19 di bidang optika, termasuk spektroskop dan persamaan Maxwell. Tapi teori ini memasung mati ide bahwa cahaya membutuhkan satu kendaraan khusus untuk berjalan melintasi ruang, apa yang disebut sebagai “ether”.
Teori relativitas khusus berangkat dari asumsi bahwa kecepatan cahaya dalam ruang hampa akan selalu terukur pada nilai yang sama, tidak tergantung dari kecepatan sumber cahaya relatif terhadap kecepatan pengamat. Dari sini disimpulkan bahwa kecepatan cahaya adalah batas kecepatan bagi segala sesuatu di alam semesta ini. Selain itu, relativitas khusus menyatakan bahwa massa dan energi pada kenyataannya adalah setara. Hal ini adalah pembenaran yang mengejutkan atas postulat filsafati yang mendasar dari materialisme dialektik – tak terpisahkannya materi dan energi, ide bahwa gerak (“energi”) adalah mode eksistensi dari materi.
Penemuan Einstein akan hukum kesetaraan massa dan energi dinyatakan dalam persamaannya yang terkenal E = mc², yang menyatakan energi raksasa yang terkunci di dalam atom. Inilah sumber dari segala pemusatan energi di alam semesta. Simbol e mewakili energi (dalam satuan erg), m untuk massa (dalam gram) dan c adalah kecepatan cahaya (dalam cm/detik). Nilai dari c² adalah 900 miliarmiliar. Ini sama dengan menyatakan bahwa satu gram energi yang terkunci dalam materi akan menghasilkan jumlah energi yang sangat besar, 900 miliarmiliar erg. Untuk memberi contoh konkret akan hal ini, energi yang terkandung dalam satu gram materi adalah setara dengan energi yang dihasilkan dengan membakar bensin seberat 2.000 ton.
Energi dan massa bukan hanya “dapat saling dipertukarkan”, seperti dolar dipertukarkan dengan Mark Jerman. Keduanya adalah satu dan sama, yang digambarkan Einstein sebagai “massa-energi”. Ide ini melangkah jauh lebih dalam dan lebih tepat ketimbang konsep mekanika lama di mana, misalnya, gesekan diubah menjadi panas. Di sini, materi hanyalah satu bentuk tertentu dari energi yang “dibekukan”, sementara berbagai bentuk energi yang lain, termasuk cahaya, memiliki massa tertentu yang diasosiasikan padanya. Untuk alasan ini, akan sangat keliru jika kita mengatakan bahwa materi “lenyap” ketika ia berubah menjadi energi.
Hukum Einstein menggantikan hukum lama tentang kekekalan massa, yang diajukan oleh Lavoisier, yang menyatakan bahwa materi, yang dipahami sebagai massa, tidak akan dapat diciptakan atau dihancurkan. Pada kenyataannya, tiap reaksi kimia yang melepaskan energi mengubah sejumlah kecil massa menjadi energi. Hal ini tidak dapat diukur dengan jenis reaksi kimia yang dikenal di abad ke-19, seperti pembakaran batu bara. Tapi reaksi nuklir melepaskan energi yang cukup besar sehingga jumlah massa yang hilang dapat terukur. Segala materi, bahkan yang berada dalam keadaan “diam”, mengandung sejumlah energi yang mengagumkan. Walau demikian, karena hal ini tidak dapat diamati, hal ini tidak dapat dipahami sampai Einstein memaparkan itu semua.
Einstein sama sekali tidak menggulingkan materialisme. Teori Einstein justru mendirikan kembali materialisme dengan basis yang lebih kokoh. Sebagai ganti teori mekanistik lama tentang “kekekalan massa”, kita kini memiliki hukum-hukum yang jauh lebih ilmiah dan umum tentang kekekalan massa-energi, yang mengekspresikan hukum pertama termodinamika dalam bentuk yang universal dan tak tergoyahkan. Massa sama sekali tidak “hilang”, melainkan diubah menjadi energi. Jumlah total massa-energi akan tetap sama. Tidak satu pun partikel materi yang dapat diciptakan atau dihancurkan. Ide kedua adalah sifat membatasi yang dikandung oleh kecepatan cahaya: pernyataan bahwa tidak satu pun partikel yang dapat melaju dengan kecepatan di atas kecepatan cahaya, karena sejalan dengan semakin dekatnya ia pada kecepatan kritis ini, massanya akan semakin dekat pada titik tak berhingga, sehingga ia akan semakin lama semakin sulit untuk melaju lebih cepat lagi. Ide ini nampaknya abstrak dan sulit dipahami. Ia bertentangan dengan semua asumsi “akal sehat”. Hubungan antara “akal sehat” dan sains telah diringkas oleh ilmuwan Soviet Profesor L. D. Landau dalam baris-baris berikut:
“Apa yang disebut akal sehat tidak lain adalah satu generalisasi sederhana dari pandangan-pandangan dan kebiasaan-kebiasaan yang telah tumbuh dalam kehidupan kita sehari-hari. Ia hanya memiliki tingkat pemahaman yang terbatas, yang mencerminkan satu tingkat eksperimen tertentu.” Dan ia menambahkan: “Sains tidak gentar untuk berbenturan dengan apa yang disebut akal sehat. Ia hanya gentar akan ketidakcocokan antara ide-ide yang ada dengan fakta-fakta eksperimen baru dan jika ketidakcocokan itu terjadi sains akan tanpa ampun menghancurkan ide yang tadinya ia bangun dan meningkatkan pengetahuan kita ke tingkat yang lebih tinggi.”[9]
Bagaimana mungkin satu objek yang bergerak meningkatkan massanya? Pandangan semacam ini jelas bertentangan dengan pengalaman kita sehari-hari. Sebuah topi yang diputar tidak terlihat menambah massanya ketika ia berputar. Nyatanya, massanya bertambah, tapi pertambahan itu demikian kecilnya sehingga dapat diabaikan secara praktis. Efek relativitas khusus tidak dapat diamati pada tingkat fenomena sehari-hari. Walau demikian, di bawah kondisi-kondisi yang ekstrem, misalnya, pada kecepatan yang demikian tinggi mendekati kecepatan cahaya, efek relativitas mulai memainkan perannya.
Einstein memprediksikan bahwa massa dari benda bergerak akan bertambah pada tingkat kecepatan yang sangat tinggi. Hukum ini dapat diabaikan ketika kita berurusan dengan kecepatan normal. Walau demikian, partikel-partikel sub-atomik bergerak dengan kecepatan hampir 16.000 km/detikatau lebih, dan pada kecepatan semacam itu efek-efek relativitas muncul. Penemuan –penemuan mekanika kuantum menunjukkan ketepatan dari teori relativitas khusus ini, bukan hanya secara kualitatif tapi juga secara kuantitatif. Sebuah elektron mendapat tambahan massa sebesar 3 1/6 kali massa-diamnya ketika ia bergerak pada kecepatan sebesar 9/10 kecepatan cahaya; tepat seperti yang diramalkan oleh teori Einstein. Sejak itu, relativitas khusus telah diuji berulang kali, dan sejauh ini ia selalu memberi hasil seperti yang diprediksi. Elektron yang muncul dari satu akselerator partikel yang kuat meluncur dengan massa 40.000 kali lebih berat dari massa-diamnya, massa tambahan itu merupakan satu bentuk lain dari energi gerak.
Pada kecepatan yang jauh lebih tinggi, penambahan dalam massa dapat diamati. Dan fisika modern berurusan dengan kecepatan tinggi ini, seperti kecepatan partikel-partikel sub-atomik, yang mendekati kecepatan cahaya. Di sini, hukum-hukum mekanika klasik, yang cukup untuk menjelaskan gejala-gejala sehari-hari, tidak dapat diterapkan. Bagi akal sehat, massa sebuah objek tidak akan berubah. Dengan demikian, satu topi yang berputar akan memiliki berat yang sama dengan topi yang diam. Dengan cara ini diturunkan satu hukum yang menyatakan bahwa massa adalah konstan, tidak tergantung dari kecepatannya.
Kemudian, hukum ini ternyata keliru. Ditemukan bahwa massa bertambah sejalan dengan bertambahnya kecepatan. Walau demikian, karena pertambahan itu baru nampak jelas ketika mendekati kecepatan cahaya, kita dapat menganggapnya sebagai konstan. Hukum yang tepat akan berbunyi: “Jika sebuah objek bergerak dengan kecepatan kurang dari 100 mil per detik [± 160 km/detik], massa dapat dikatakan konsisten, dengan kemungkinan penyimpangan seper sejuta bagian.” Untuk keperluan sehari-hari, kita dapat menganggap bahwa massa adalah konstan, tidak tergantung pada kecepatannya. Tapi, untuk kecepatan yang tinggi, hal ini adalah keliru. Dan semakin tinggi kecepatannya, semakin keliru perhitungan kita. Seperti pemikiran yang didasarkan pada logika formal, hukum itu dapat diterima untuk keperluan-keperluan praktis. Feynman menunjukkan:
“ ... Secara filsafati, kita sepenuhnya keliru bila memegang hukum-hukum pendekatan itu. Seluruh pandangan kita atas dunia harus diubah sekalipun massa hanya berubah sedikit saja. Ini adalah hal yang sangat aneh mengenai filsafat, atau ide, yang melatarbelakangi hukum-hukum itu. Bahkan perubahan yang sangat kecil kadang kala memaksa kita mengubah ide kita secara mendasar.”[10]
Prediksi-prediksi relativitas khusus telah terbukti sesuai dengan fakta-fakta. Melalui eksperimen para ilmuwan menemukan bahwa sinar gamma dapat menghasilkan partikel-partikel atomik, mengubah energi cahaya menjadi materi. Mereka juga menemukan bahwa energi minimum yang dibutuhkan untuk menghasilkan satu partikel tergantung dari energi-diamnya, seperti yang diramalkan oleh Einstein. Nyatanya, bukan hanya satu, melainkan dua partikel yang dihasilkan: satu partikel dan lawannya, “anti-partikel”. Dalam eksperimen sinar gamma, kita mendapatkan satu elektron dan satu anti-elektron (positron). Kebalikannya berlaku pula: ketika sebuah positron bertumbukan dengan elektron, mereka saling menghancurkan dan menghasilkan sinar gamma. Dengan demikian, energi diubah menjadi materi, dan materi menjadi energi. Penemuan Einstein menyediakan basis bagi pemahaman yang jauh lebih mendasar akan tata kerja alam semesta ini. Ia menyediakan sebuah penjelasan tentang sumber energi matahari, yang telah menjadi misteri sepanjang segala abad. Lumbung energi raksasa itu ternyata adalah – materi itu sendiri. Energi yang mengerikan, yang terkunci dalam materi telah ditunjukkan kepada dunia di bulan Agustus 1945 dalam keganasan ledakan bom atom di Hiroshima dan Nagasaki. Semua ini terkandung dalam rumus yang kelihatannya demikian bersahaja; E = mc².
Teori Relativitas Umum
Teori relativitas khusus cukup memadai ketika menangani sebuah objek yang bergerak pada kecepatan dan arah yang tetap relatif terhadap pengamat. Walau demikian, dalam prakteknya, gerak tidak pernah tetap. Selalu terdapat gaya yang menyebabkan berbagai variasi dalam kecepatan dan arah dari benda bergerak. Karena partikel-partikel sub-atomik bergerak pada kecepatan yang teramat tinggi dengan jarak yang teramat pendek, mereka tidak memiliki waktu banyak untuk berakselerasi, dan teori relativitas khusus dapat diterapkan. Walau demikian, dalam pergerakan planet dan bintang-bintang, relativitas khusus terbukti tidak mencukupi. Di sini kita berurusan dengan percepatan yang dahsyat, yang disebabkan oleh medan gravitasi yang besar. Sekali lagi kita menjumpai kasus kuantitas dan kualitas. Pada tingkat sub-atomik, gravitasi sangat kecil dibanding gaya-gaya yang lain, dan dapat diabaikan. Pada dunia yang kita jumpai sehari-hari, sebaliknya, semua gaya lain dapat kita abaikan – kecuali gravitasi.
Einstein berusaha menerapkan relativitas pada gerak secara umum, bukan hanya pada gerak yang tetap. Dengan demikian kita sampai pada teori relativitas umum, yang mengurusi masalah gravitasi. Ia adalah satu tonggak penentu yang menandai perpisahan dengan fisika klasik Newton, dengan alam semestanya yang mekanik dan absolut, tapi juga dengan geometri klasik Euclides yang sama absolutnya dengan fisika Newton. Einstein menunjukkan bahwa geometri Euclides hanya dapat diterapkan pada “ruang kosong”, satu abstraksi yang ditarik secara idealis. Pada kenyataannya, ruang tidaklah “kosong”. Ruang tidak dapat dipisahkan dari materi. Einstein menegaskan bahwa ruang itu sendiri dikondisikan oleh kehadiran benda-benda material. Dalam teori umumnya, ide ini digambarkan melalui pernyataan yang nampaknya kontradiktif bahwa, di dekat benda-benda berat, “ruang dilengkungkan”.
Alam semesta yang nyata, yakni yang material, tidaklah seperti dunia yang digambarkan oleh geometri Euclides, dengan lingkaran-lingkarannya yang sempurna, garis lurus yang sempurna, dan seterusnya. Dunia nyata penuh dengan ketidakteraturan. Ia tidaklah lurus tapi justru “melengkung” [“warped”]. Di pihak lain, ruang bukanlah sesuatu yang hadir terpisah dari materi. Lengkung ruang adalah salah satu cara saja untuk menyatakan lengkungan materi yang “mengisi” ruang.Contohnya, telah dibuktikan bahwa berkas cahaya berjalan melengkung di bawah pengaruh medan gravitasi dari benda-benda langit.
Teori relativitas umum ini pada hakikatnya memiliki sifat-sifat geometris, tapi geometrinya sama sekali berbeda dengan geometrinya Euclides. Dalam geometri Euclides, misalnya, dua garis paralel tidak akan pernah bertemu, dan sudut-sudut segitiga selalu berjumlah 180 derajat. Ruang-waktu [space-time]-nya Einstein (yang sebenarnya pertama kali dikembangkan oleh ahli matematika keturunan Rusia-Jerman, Hermann Minkowski, salah satu dari guru Einstein, di tahun 1907) merupakan satu sintesis dari ruang tiga dimensi (tinggi, lebar dan panjang) dengan waktu. Geometri empat-dimensi ini berurusan dengan bidang-bidang lengkung (“ruang-waktu yang lengkung”). Di sini sudut dari sebuah segitiga boleh jadi tidak berjumlah 180 derajat, dan garis-garis sejajar boleh jadi saling menyilang atau bersinggungan.
Dalam geometrinya Euclides, seperti yang ditunjukkan Engels, kita menemui serangkaian abstraksi yang sama sekali tidak bersesuaian dengan dunia nyata: satu titik yang tidak memiliki dimensi, yang menjadi sebuah garis lurus, yang, pada gilirannya, menjadi satu bidang datar sempurna, dan sebagainya, dan seterusnya. Di antara abstraksi-abstraksi ini kita mendapati abstraksi yang paling kosong dibandingkan yang lain, yaitu tentang “ruang kosong”. Ruang, apapun yang dipercayai Kant tentang hal itu, tidak dapat hadir tanpa sesuatu yang akan mengisinya, dan bahwa sesuatu itu persis adalah materi (dan energi, yang merupakan hal yang sama dengan materi). Geometri ruang ditentukan oleh materi yang dikandungnya. Inilah makna sejati dari “ruang yang melengkung” (curved space). Ia hanyalah satu cara untuk menyatakan properti-properti materi yang sesungguhnya. Masalah ini justru dibuat menjadi membingungkan oleh metafora-metafora yang keliru, yang digunakan untuk memopulerkan Einstein: “Bayangkan ruang sebagai selembar karet,” atau “Bayangkan ruang sebagai selembar kaca,” dan seterusnya. Pada kenyataannya, gagasan yang terutama adalah kesatuan yang tak terpisahkan antara waktu, ruang, materi dan gerak. Seketika kita melupakan kesatuan ini, kita akan tergelincir ke dalam mistifikasi idealistis.
Jika kita memandang ruang sebagai Dirinya-Sendiri, ruang kosong, seperti menurut Euclides, jelas bahwa ia tidak akan dapat dilengkungkan. Ia “tidak ada”. Walau demikian, seperti yang dinyatakan Hegel, tidak sesuatu pun di alam semesta ini yang tidak mengandung ada dan tiada sekaligus. Ruang dan materi bukanlah dua hal yang berlawanan secara berseberangan. Mereka bukanlah fenomena yang terpisah. Ruang mengandung materi, dan materi mengandung ruang. Keduanya sama sekali tidak terpisahkan. Kesatuan dialektik antara materi dan ruang adalah persis seperti adanya alam semesta ini. Dengan cara yang sangat mendasar, teori relativitas umum menyampaikan gagasan tentang kesatuan dialektik materi dan ruang ini. Dengan cara yang sama, angka nol dalam matematika bukanlah “ketiadaan”, tapi menyatakan satu kuantitas yang riil, dan memainkan peran yang menentukan.
Einstein menyajikan gravitasi sebagai salah satu properti ruang, bukan sebagai sebuah “gaya” yang bekerja atas satu benda. Menurut pandangan ini, ruang itu sendiri melengkung sebagai akibat dari kehadiran materi. Ini adalah cara yang unik untuk menyatakan kesatuan ruang dan waktu, dan yang membuka peluang besar untuk kesalahpahaman yang serius. Ruang itu sendiri, tentu saja, tidak dapat melengkung jika dipahami sebagai “ruang kosong”. Poin utamanya adalah bahwa mustahil ada ruang tanpa materi. Keduanya tidak terpisahkan. Apa yang kita bicarakan di sini adalah satu hubungan definitif antara ruang terhadap materi. Para atomis Yunani dahulu kala menunjukkan bahwa atom hadir dalam “kekosongan”. Yang satu tidak dapat ada tanpa keberadaan yang lain. Materi tanpa ruang adalah sama dengan ruang tanpa materi. Satu kekosongan yang sama sekali kosong adalah ketiadaan, itu saja. Tapi demikian pula halnya dengan materi yang tidak memiliki pembatas. Ruang dan materi, dengan demikian, adalah dua hal bertentangan yang saling mensyaratkan keberadaan yang lain, saling menentukan, saling membatasi, dan tak dapat hadir tanpa kehadiran yang lain.
Teori relativitas umum berfungsi menjelaskan setidaknya satu gejala yang tidak dapat dijelaskan oleh teori klasik Newton. Semakin planet Merkurius mendekati titik terdekatnya dengan matahari, orbit putarannya menunjukkan satu ketidakteraturan yang aneh, yang dahulu dikatakan disebabkan oleh gangguan yang disebabkan oleh gravitasi planet lain. Walau demikian, bahkan ketika gangguan ini diperhitungkan, hal itu tetap tidak dapat menjelaskan keadaan ini. Penyimpangan orbit Merkurius di dekat matahari (pada titik “perihelion”-nya) sangatlah kecil, tapi cukup untuk mengganggu perhitungan para astronom. Teori relativitas Einstein meramalkan bahwa perihelion dari segala benda langit yang berputar harus memiliki sebuah gerak di luar yang dicakup oleh hukum-hukum Newton. Hal ini terbukti tepat bagi Merkurius, dan setelah itu juga untuk Venus.
Ia juga memprediksikan bahwa medan gravitasi akan melengkungkan berkas cahaya. Maka, klaimnya, seberkas cahaya yang melintas dekat permukaan matahari akan dilengkungkan dengan sudut 1,75 arc-detik. Di tahun 1919, sebuah pengamatan terhadap gerhana matahari membuktikan bahwa hal ini benar terjadi. Teori Einstein yang gemilang itu telah dibuktikan benar dalam praktek. Ia sanggup menjelaskan pergeseran dalam posisi bintang-bintang yang dekat dengan matahari melalui pelengkungan terhadap berkas sinar mereka, dan juga gerak tidak teratur dari planet Merkurius, yang tidak dapat dihitung dengan menggunakan teori-teori Newton.
Newton menjabarkan hukum-hukum yang mengatur pergerakan benda-benda, menurut teori ini kekuatan tarikan gravitasi tergantung pada massanya. Ia juga menegaskan bahwa segala gaya yang dikenakan pada satu benda akan menghasilkan percepatan yang berbanding terbalik dengan massa benda tersebut. Resistensi terhadap percepatan ini disebut inersia. Semua massa diukur atau melalui efek gravitasinya atau efek inersianya. Pengamatan langsung telah menunjukkan bahwa massa inersia dan massa gravitasional adalah identik, dengan penyimpangan sebesar satu per satu triliun. Einstein memulai teorinya tentang relativitas umum dengan menganggap bahwa massa inersia dan massa gravitasional adalah persis setara, karena keduanya pada hakikatnya adalah hal yang sama.
Bintang-bintang yang nampaknya tidak bergerak itu sesungguhnya bergerak dengan kecepatan maha dahsyat. Persamaan kosmis Einstein di tahun 1917 mengimplikasikan bahwa alam semesta itu sendiri tidaklah tetap, tidak bergeming sepanjang segala abad, tapi dapat mengembang. Galaksi-galaksi bergerak menjauh dari kita dengan kecepatan sekitar 700 mil per detik [± 1120 km per detik]. Bintang-bintang dan galaksi-galaksi terus berubah, lahir dan mati. Seluruh alam semesta adalah arena raksasa di mana drama kelahiran dan kematian bintang-bintang dan galaksi-galaksi dimainkan di seluruh sudutnya sepanjang segala waktu. Ini adalah kejadian yang benar-benar revolusioner! Galaksi-galaksi yang meledak, supernova, benturan-benturan dahsyat antar bintang, lubang hitam dengan densitas miliaran kali dari matahari kita yang dengan rakus menelan bulat-bulat bintang-bintang lain. Imajinasi para penyair tidak akan pernah cukup untuk menggambarkan segala kedahsyatan ini.
Hubungan Antar Benda-benda
Banyak konsep murni bersifat kualitatif dalam hakikatnya. Misalnya, jika kita diminta mengatakan apakah sebuah jalan berada di sisi kiri atau kanan dari sebuah rumah, mustahil untuk memberi jawaban. Jawabannya akan tergantung pada arah mana yang ditempuh oleh orang yang bergerak relatif terhadap rumah tersebut. Di sisi lain, kita dapat bicara tentang tepi kanan dari sebuah sungai, karena aliran sungai menentukan arah dari sungai tersebut. Mirip dengan itu, kita dapat mengatakan bahwa mobil berjalan di sebelah kiri (setidaknya di Inggris!) karena pergerakan dari sebuah mobil memilih salah satu dari dua kemungkinan arah sepanjang jalan itu. Dalam semua contoh ini, walau demikian, konsep tentang “kiri” dan “kanan” terbukti relatif, karena mereka hanya mendapatkan maknanya sesuai dengan arah yang menjadi patokan untuk menentukan makna mereka.
Begitu juta ketika kita bertanya “Apakah saat ini siang atau malam?” jawabannya akan tergantung di mana kita sedang berada. Di London saat ini siang, tapi di Australia saat ini sedang malam hari. Siang dan malam adalah konsep yang relatif, ditentukan oleh kedudukan kita pada bola dunia. Satu objek akan nampak lebih besar atau lebih kecil tergantung pada jaraknya dari kedudukan pengamat. “Atas” dan “bawah” juga memiliki makna yang relatif, yang berubah ketika ditemukan bahwa bumi ini bulat, bukan datar. Bahkan sampai hari ini, sangat sulit bagi “akal sehat” untuk menerima bahwa penduduk Australia dapat berjalan “dengan kepala di bawah”– jika dilihat dari Inggris! Tapi tetap tidak ada kontradiksi di sini jika kita paham bahwa konsep tentang tegak lurus tidaklah mutlak melainkan relatif. Untuk keperluan praktis, kita dapat menganggap permukaan bumi sebagai “datar” dan, dengan demikian, semua yang tegak lurus dapat dianggap sejajar, ketika kita melihat misalnya, dua rumah di satu kota. Tapi ketika kita harus memperhitungkan jarak yang jauh lebih besar, yang melibatkan seluruh permukaan bumi, kita akan menemukan bahwa upaya untuk menggunakan konsepsi tegak lurus yang mutlak akan membawa kita pada hal-hal yang absurd dan kontradiktif.
Jika kita meluaskan konsep ini, posisi dari sebuah benda langit pastilah relatif terhadap posisi benda-benda langit yang lain. Mustahil bagi kita untuk menetapkan kedudukan satu objek tanpa rujukan terhadap objek lainnya. Konsep “pergantian tempat” dari satu benda langit tidak bermakna lebih dari bahwa ia bertukar posisi relatif terhadap benda langit lain. Sejumlah hukum alam yang penting memiliki sifat yang relatif, misalnya prinsip relativitas gerak dan hukum inersia. Hukum yang disebut terakhir itu menyatakan bahwa sebuah benda yang tidak dikenai satu gaya dari luar dirinya tidak hanya dapat hadir dalam keadaan diam, melainkan juga dalam sebuah gerak yang seragam, membentuk garis lurus. Hukum dasar fisika ini ditemukan oleh Galileo.
Dalam praktek, kita tahu bahwa benda-benda yang tidak dikenai satu gaya dari luar dirinya cenderung akan berada dalam keadaan diam, setidaknya dalam kehidupan sehari-hari. Di dunia nyata, kondisi-kondisi untuk berlakunya hukum inersia, yakni tidak adanya gaya eksternal yang bekerja pada sebuah benda, tidak akan pernah ada. Gaya-gaya seperti gesekan bekerja pada satu benda untuk membuatnya berhenti. Walau demikian, dengan terus memperbaiki kondisi eksperimen, dimungkinkanlah untuk semakin dekat pada kondisi ideal yang dibayangkan oleh hukum inersia, dan dengan demikian menunjukkan bahwa ia berlaku bahkan untuk gerak yang diamati dalam kehidupan sehari-hari. Aspek relatif (kuantitatif) dari waktu dinyatakan dengan jelas oleh teori Einstein, yang membawanya ke tingkat yang jauh lebih mendasar daripada yang dapat dilakukan oleh teori klasik Newton.
Gravitasi bukanlah “gaya”, tapi sebuah hubungan antara benda-benda nyata. Bagi seseorang yang sedang jatuh dari sebuah gedung tinggi, akan nampak bahwa tanah sedang “melaju ke arahnya”. Dari sudut pandang relativitas, pengamatan ini tidaklah keliru. Hanya jika kita menganut konsepsi tentang “gaya” yang mekanistik dan sepihaklah kita akan melihat proses ini sebagai proses bekerjanya gravitasi bumi dalam menarik tubuh orang itu ke bawah, bukannya melihat bahwa ini adalah satu proses di mana dua benda berinteraksi satu terhadap yang lain. Untuk kondisi-kondisi “normal” teori gravitasi Newton sesuai dengan teori gravitasi Einstein. Tapi dalam kondisi ekstrem, keduanya sama sekali tidak bersesuaian. Kenyataannya, teori Newton bertentangan dengan teori relativitas umum dengan cara yang serupa dengan pertentangan antara logika formal dengan dialektika. Dan, sampai hari ini, bukti-bukti menunjukkan bahwa baik relativitas maupun dialektika adalah tepat.
Seperti yang dijelaskan oleh Hegel, tiap pengukuran sebenarnya adalah pernyataan tentang rasio. Walau demikian, karena tiap pengukuran sebenarnya adalah perbandingan, harus ada satu standar yang tidak dapat diperbandingkan dengan apapun kecuali dirinya sendiri. Secara umum, kita hanya dapat memahami segala sesuatu dengan membandingkan mereka dengan hal lain. Hal ini menyatakan konsepsi dialektik tentang kesalingterhubungan universal. Esensi dari metode dialektika adalah analisa atas segala hal dalam pergerakan, perkembangan dan hubungan mereka. Ia adalah satu antitesis terhadap cara berpikir mekanistik (metode “metafisik” dalam makna yang dipergunakan oleh Marx dan Engels) yang memandang segala sesuatu sebagai statis dan mutlak. Inilah kecacatan dari pandangan klasik Newton atas alam semesta, yang, sekalipun telah mencapai banyak hal, tidak pernah dapat lolos dari kesepihakan yang merupakan ciri dari cara pandang dunia yang mekanistik.
Properti-properti dari satu benda bukanlah hasil dari hubungannya terhadap benda lain, tapi hanya dapat mewujudkan dirinya dalam hubungannya dengan benda lain. Hegel merujuk pada hubungan-hubungan ini secara umum sebagai “kategori-refleks”. Konsep relativitas adalah satu konsep yang penting, dan telah dikembangkan sepenuhnya oleh Hegel dalam jilid pertama dari adi karyanya, The Science of Logic.
Kita melihatnya, misalnya, pada kelembagaan sosial seperti kerajaan. Trotsky menjelaskan:
“Orang-orang yang pikirannya naif berpikir bahwa kuasa kerajaan bersemayam di tubuh raja itu sendiri, dalam jubah dan mahkotanya, dalam daging dan tulangnya. Pada kenyataannya, kuasa kerajaan adalah satu kesalingterhubungan antar seluruh penduduk kerajaan. Sang Raja hanya dapat menjadi raja karena kepentingan-kepentingan dan prasangka-prasangka dari jutaan orang tercermin melalui dirinya. Ketika tsunami perkembangan menyapu kesalingterhubungan ini, maka sang Raja akan nampak sebagai orang yang basah kuyup, yang bibirnya bengkak kedinginan. Dia yang dahulu disebut Alphonso XIII dapat berbincang dengan kita tentang itu dari pengalaman pribadinya.
“Para pemimpin yang memimpin karena kehendak rakyat berbeda dengan mereka yang memimpin atas nama Tuhan dalam makna bahwa yang disebut pertama itu diwajibkan membuka jalan bagi dirinya sendiri atau, setidaknya, membantu terjadinya berbagai kejadian sampai ia ditemukan. Meski demikian, kepemimpinan selalu merupakan hubungan antar orang, yakni individu yang memenuhi kebutuhan kolektif. Kontroversi tentang kepribadian Hitler menjadi semakin tajam bila rahasia kesuksesannya semakin dicari dari dalam diri dia sendiri. Sementara itu, sulit bagi kita untuk menemukan figur politik lain yang menjadi perwujudan dari pemusatan yang demikian dahsyat dari berbagai kekuatan historis yang tidak teridentifikasi. Tidak setiap borjuis kecil yang putus asa dapat menjadi Hitler, tapi satu partikel dari Hitler bersemayam dalam tiap borjuis kecil yang putus asa.”[11]
Dalam Capital, Marx menunjukkan bagaimana kerja manusia yang konkret menjadi medium untuk mengekspresikan kerja manusia yang abstrak. Kerja konkret itu adalah bentuk yang diambil oleh lawannya, kerja manusia yang abstrak, untuk mewujudkan diri. Nilai bukanlah satu benda material yang dapat diturunkan dari sifat-sifat fisik sebuah komoditi. Pada kenyataannya, ia adalah abstraksi di dalam pikiran. Tapi itu bukan alasan untuk menyebutnya satu ciptaan yang acak. Pada kenyataannya, ia adalah ekspresi dari sebuah proses objektif, dan ditentukan oleh jumlah kerja sosial yang diperlukan (socially necessary labour) dalam proses produksi. Begitu juga waktu adalah satu abstraksi yang, sekalipun tidak dapat dilihat, didengar atau disentuh, dan hanya dapat dinyatakan dalam bentuk-bentuk pengukuran relatif, bagaimanapun juga merujuk pada sebuah proses fisik yang objektif.
Ruang dan waktu adalah abstraksi-abstraksi yang memungkinkan kita untuk mengukur dan memahami dunia material. Segala pengukuran dilakukan relatif terhadap ruang dan waktu. Gravitasi, sifat-sifat kimia, bunyi, cahaya, semua ditelaah dari kedua sudut pandang ini. Dengan demikian, kecepatan cahaya adalah300.000 km per detik, sementara suara ditentukan oleh jumlah getaran per detik. Bunyi dari sebuah alat musik petik, misalnya, ditentukan oleh waktu di mana sejumlah getaran terjadi dan unsur-unsur spasial (panjang dan tebal) dari benda bergetar itu. Keserasian yang terasa bagi estetika dalam pikiran juga adalah manifestasi lain dari rasio, pengukuran, dan, dengan demikian, waktu.
Waktu tidak dapat dinyatakan kecuali dalam cara yang relatif. Begitu juta, nilai besaran dari sebuah komoditi hanya dapat dinyatakan relatif terhadap komoditi yang lain. Walau demikian, nilai adalah intrinsik bagi komoditi, dan waktu adalah sifat objektif dari materi secara umum. Ide bahwa waktu itu sendiri adalah subjektif, yakni hanya merupakan ilusi dari pikiran manusia, hanya mengingatkan kita pada prasangka bahwa uang hanyalah sebuah simbol, yang tidak memiliki signifikansi yang penting. Upaya untuk “men-demonetisasi” emas [menghilangkan nilainya sebagai alat tukar], yang muncul dari premis yang keliru ini, selalu membawa inflasi setiap kali dicoba dilakukan. Di Kekaisaran Romawi, nilai uang ditetapkan oleh dekrit kekaisaran, dan ada larangan untuk memperlakukan uang sebagai sebuah komoditi. Hasilnya adalah kejatuhan yang terus terjadi atas nilai mata uang mereka. Satu gejala yang serupa telah terjadi di tengah kapitalisme modern, terutama sejak Perang Dunia II. Dalam perekonomian, dalam kosmologi, tercampuraduknya pengukuran dengan sifat hakiki dari benda itu sendiri selalu membawa pada kerancuan-kerancuan di dalam praktek.
Pengukuran Atas Waktu
Walaupun upaya untuk mendefinisikan apa itu waktu merupakan satu kesulitan, pengukuran atasnya tidaklah demikian. Para ilmuwan sendiri tidaklah menjelaskan apa itu waktu, tapi membatasi diri mereka dengan pengukuran atas waktu. Dari pencampuradukan kedua konsep inilah muncul kebingungan tanpa akhir. Maka, kata Feynman:
“Mungkin sebaiknya kita menghadapi kenyataan bahwa waktu adalah salah satu hal yang tidak dapat kita definisikan (dalam makna kamus), dan kita dapat mengatakan bahwa ia adalah apa yang selama ini kita ketahui ia seperti apa: ia adalah berapa lama kita harus menunggu! Yang penting bukanlah bagaimana kita mendefinisikan waktu, tapi bagaimana kita mengukurnya.”[12]
Pengukuran atas waktu pasti melibatkan satu kerangka rujukan, dan tiap fenomena yang berubah sejalan dengan waktu – misalnya, rotasi bumi, atau ayunan pendulum. Rotasi harian bumi pada sumbunya menyediakan satu skala waktu. Peluruhan unsur-unsur radioaktif dapat digunakan untuk mengukur waktu dalam jangka yang sangat panjang. Pengukuran atas waktu melibatkan satu unsur subjektif. Orang-orang Mesir membagi siang dan malam menjadi dua belas bagian. Orang-orang Sumeria memiliki sistem angka berbasis 60, dan dengan demikian membagi jam menjadi 60 menit dan menit menjadi 60 detik. Satu meter didefinisikan sebagai seper sepuluh juta jarak dari kutub bumi ke khatulistiwa (sekalipun definisi ini tidaklah sepenuhnya akurat). Sentimeter adalah seper seratus meter, dan seterusnya. Pada awal abad ini, penyelidikan atas dunia sub-atomik membawa orang pada penemuan dua unit pengukuran yang alami: kecepatan cahaya, c, dan tetapan [konstanta] Planck, h. Kedua unit itubukanlah massa, panjang, atau waktu secara langsung, melainkan kesatuan dari ketiganya.
Ada satu perjanjian internasional bahwa satu meter didefinisikan sebagai jarak antara dua guratan pada sebuah batangan yang disimpan dalam satu laboratorium di Prancis. Baru-baru ini, telah disadari bahwa definisi ini tidak cukup akurat sehingga berguna, atau tidak cukup permanen dan universal seperti yang dikehendaki oleh orang-orang. Kini sedang dipertimbangkan untuk menggunakan satu definisi baru, yakni satu panjang gelombang tertentu (yang berdasarkan persetujuan) dari garis spektraltertentu. Di pihak lain, pengukuran atas waktu bervariasi tergantung pada skala dan rentang-usia dari objek yang sedang diteliti.
Jelaslah bahwa konsep tentang waktu akan berbeda tergantung pada kerangka rujukannya. Satu tahun di bumi tidaklah sama dengan satu tahun di Yupiter. Demikian pula ide tentang waktu dan ruang bagi seorang manusia dan bagi seekor nyamuk yang rentang-usianya hanya beberapa hari akan berbeda, atau bagi sebuah partikel sub-atomik yang rentang-usianya hanya seper semiliar detik (tentu dengan menganggap bahwa partikel itu dapat berpikir).Apa yang kita rujuk di sini adalah bagaimana waktu dipandang dalam berbagai konteks yang berbeda. Jika kita menerima satu kerangka rujukan tertentu, cara kita memandang waktu akan berbeda. Bahkan dalam praktek hal ini dapat dilihat, sampai derajat tertentu. Misalnya, cara normal untuk mengukur waktu tidak dapat diterapkan pada pengukuran terhadap rentang-usia partikel-partikel sub-atomik, dan standar yang berbeda harus pula digunakan untuk mengukur “waktu geologis”.
Dari sudut pandang ini, waktu dapat dikatakan relatif. Pengukuran pasti melibatkan keterhubungan. Pikiran manusia mengandung banyak konsep yang pada hakikatnya relatif, misalnya besaran relatif, seperti “besar” atau “kecil”. Manusia kecil dibandingkan dengan gajah, tapi besar jika dibandingkan dengan semut. Konsep kecil dan besar, dalam diri mereka sendiri, tidaklah memiliki makna. Seper sejuta detik, dalam makna sehari-hari, kelihatannya adalah waktu yang teramat singkat, tapi bagi partikel-partikel sub-atomik itu adalah waktu yang teramat panjang. Di titik ekstrem yang lain, sejuta tahun adalah waktu yang teramat singkat di tingkat kosmologi.
Semua ide tentang ruang, waktu dan gerak tergantung pada pengamatan kita akan hubungan-hubungan dan perubahan-perubahan di dunia material. Walau demikian, pengukuran atas waktu sungguh berbeda ketika kita meneliti berbagai jenis materi. Pengukuran ruang dan waktu niscaya akan relatif terhadap sejenis kerangka rujukan tertentu – bumi, matahari atau titik statis lainnya – yang dapat dijadikan rujukan bagi peristiwa-peristiwa lain di alam semesta. Kini jelaslah bahwa materi mengalami segala jenis perubahan yang berbeda-beda: perubahan dalam posisi, yang pada gilirannya melibatkan perubahan dalam kecepatan, perubahan keadaan, yang melibatkan perubahan dalam tingkat-tingkatenergi, kelahiran, pembusukan dan kematian, pengorganisasian dan disorganisasi atau pengacakan, dan banyak lagi perubahan yang lain, yang semua dapat dinyatakan dan diukur dalam bentuk waktu.
Bagi Einstein, waktu dan ruang tidak dianggap sebagai fenomena yang saling terisolasi, dan sesungguhnya mustahil untuk menganggap mereka sebagai “benda di dalam diri mereka sendiri”. Einstein mengajukan satu pandangan bahwa waktu tergantung pada pergerakan dari sebuah sistem dan bahwa selang waktu berubah dengan cara sedemikian rupa sehingga kecepatan cahaya pada sistem tersebut tidaklah tergantung pada pergerakannya. Skala spasial juga dapat berubah sewaktu-waktu. Teori klasik Newton tetap sahih untuk keperluan sehari-hari, dan bahkan merupakan pendekatan yang baik untuk cara kerja umum alam semesta. Mekanika Newton tetap berlaku pada banyak cabang ilmu pengetahuan, bukan hanya astronomi, tapi juga dalam ilmu praktis seperti permesinan. Pada kecepatan rendah, efek relativitas khusus dapat diabaikan. Misalnya, kesalahan pengukuran atas sebuah pesawat yang terbang dengan kecepatan 400 km/jamadalah sekitar sepuluh per miliar dari satu persen. Walau demikian, di luar batas tertentu, hukum ini gagal dan runtuh. Pada tingkat kecepatan yang kita temui pada mesin akselerator partikel, misalnya, kita perlu memperhitungkan prediksiEinstein bahwa massa tidaklah konstan tapi berubah sebanding dengan kecepatannya.
Dari sudut pandang pemahaman sehari-hari yang normal tentang pengukuran waktu, rentang-usia yang teramat singkat dari partikel-partikel sub-atomik tidak akan dapat dengan tepat dinyatakan. Sebuah pi-meson, misalnya, memiliki rentang-usia hanya sekitar 10-16 detik, sebelum ia meluruh. Begitu juga getaran inti atom, atau rentang usia dari satu partikel resonansi, yang hanya 10-24 detik, kira-kira sama dengan waktu yang dibutuhkan cahaya untuk melintasi sebuah inti atom hidrogen. Kita membutuhkan satu skala pengukuran yang lain. Waktu yang sangat singkat, katakanlah 10-12 detik, diukur dengan menggunakan sebuah osiloskop sorot elektron. Waktu yang bahkan lebih singkat lagi dapat diukur dengan bantuan teknik laser. Pada titik terjauh dari skala itu, waktu yang sangat panjang dapat diukur dengan bantuan “jam” radioaktif.
Sesungguhnya, tiap atom di alam semesta ini adalah sebuah jam, karena ia menyerap cahaya (yaitu, berkas elektromagnetik) dan memancarkannya persis pada frekuensi tertentu. Sejak 1967, standar waktu internasional yang diakui secara resmiadalah berdasarkan jam atomik (caesium). Satu detik didefinisikan sebagai 9.192.631.770 kali getaran radiasi gelombang mikro dari atom caesium-133 selama satu penataan ulang atomik tertentu. Bahkan jam yang teramat akurat ini tidaklah sepenuhnya sempurna. Beberapa pembacaan yang berbeda diambil dari jam atomik yang terdapat di 80 negara, dan satu kesepakatan dibuat, “mempertimbangkan” waktu sesuai dengan jam yang paling stabil. Dengan cara ini, kita dapat mengukur waktu yang akurat sampai pada seper sejuta detik dalam satu hari, atau bahkan kurang dari itu.
Untuk keperluan sehari-hari, pengukuran waktu “normal” yang didasarkan pada putaran bumi dan pergerakan matahari dan bintang-bintang, sudah mencukupi. Tapi bagi serangkaian operasi di bidang teknologi modern yang maju, seperti alat-alat bantu navigasi pada kapal laut dan pesawat terbang, pengukuran semacam itu tidaklah mencukupi, karena akan membawa kesalahan yang serius. Pada tingkat seperti inilah efek relativitas mulai terasa. Eksperimen telah menunjukkan bahwa jam atomik berjalan lebih lambat di permukaan tanah ketimbang di ketinggian, di mana efek gravitasional lebih lemah. Jam atomik, yang diterbangkan dengan ketinggian 10.000 meter bertambah panjang tiga per miliar detik dalam satu jam. Ini sesuai dengan prediksi Einstein dengan tingkat kesalahan kurang dari satu persen.
Masalah yang Belum Terselesaikan
Teori relativitas khusus adalah salah satu pencapaian terbesar dalam ilmu pengetahuan. Ia telah merevolusionerkan cara kita memandang alam semesta, dan dapat dibandingkan dengan penemuan bahwa bumi berbentuk bulat. Langkah raksasa ini telah dimungkinkan oleh fakta bahwa relativitas menyediakan sebuah metode pengukuran yang jauh lebih akurat daripada hukum-hukum Newtonian, yang telah disingkirkannya secara parsial. Walau demikian, masalah filsafati tentang waktu belumlah dapat disingkirkan dengan teori relativitas Einstein. Malah masalah itu bertambah akut, jauh melebihi yang sudah-sudah. Bahwa terdapat sesuatu yang subjektif dan bahkan acak dalam pengukuran waktu, itu adalah hal yang jelas, seperti yang telah kami kemukakan. Tapi hal ini tidaklah membawa kita pada kesimpulan bahwa waktu adalah satu hal yang sepenuhnya subjektif. Seluruh hidup Einstein telah diabdikannya untuk mencari hukum-hukum objektif alam semesta. Masalahnya adalah apakah hukum-hukum alam, termasuk waktu, adalah sama bagi tiap orang, terlepas dari tempat mereka berada dan kecepatan gerak mereka. Tentang masalah ini, Einstein bimbang. Pada satu waktu, ia nampak menyetujuinya, di waktu yang lain menolaknya.
Proses objektif alam semesta tidaklah ditentukan oleh apakah mereka diamati atau tidak. Mereka ada di dalam dan bagi diri mereka sendiri. Alam semesta, dan demikian pula waktu, telah ada sebelum manusia ada untuk mengamatinya, dan akan terus ada jauh setelah tidak ada lagi manusia yang berpikir tentang hal itu. Alam semesta material adalah abadi, tidak berhingga dan terus berubah. Walau demikian, supaya nalar manusia dapat memahami alam semesta yang tak berhingga ini, perlulah untuk menerjemahkannya dalam istilah-istilah yang berhingga atau finite, menelaah dan mengkuantifikasinya, sehingga hal itu dapat menjadi realitas bagi kita. Cara kita mengamati alam semesta tidak dapat mengubahnya (kecuali kalau itu melibatkan satu proses fisik yang turut campur dalam apa yang sedang diamati). Tapi cara alam semesta ini menampakkan dirinya bagi kita tentu dapat berubah. Dari sudut pandang kita, bumi kelihatannya diam. Tapi bagi seorang astronot yang terbang melintasi planet kita, bumi akan tampak melaju dengan kecepatan tinggi. Einstein, yang nampaknya memiliki rasa humor yang sangat garing, kabarnya pernah bertanya pada seorang petugas karcis, yang terkejut setengah mati mendengar pertanyaan ini: “Jam berapa Oxford berhenti pada kereta ini?”
Einstein bertekad menulis ulang hukum-hukum fisika dengan cara tertentu sehingga prediksi yang diturunkan darinya akan selalu tepat, tidak tergantung dari pergerakan berbagai benda, atau “sudut pandang” yang diturunkan daripadanya. Dari sudut pandang relativitas, gerak teratur pada sebuah garis lurus tidak dapat dibedakan dari keadaan diamnya. Ketika dua benda saling melintas pada kecepatan tetap, kita dapat mengatakan bahwa A melintasi B, sama mungkinnya dengan mengatakan B-lah yang sedang melintasi A. Maka kita sampai pada satu yang nampak sebagai kontradiksi, bahwa bumi sekaligus diam dan bergerak pada saat yang bersamaan. Dalam contoh astronot tadi, “harus benar keduanya, pernyataan bahwa bumi memiliki energi gerak yang besar, dan pernyataan bahwa ia tidak memiliki baik energi maupun gerak; sudut pandang astronot itu sama sahihnya dengan sudut pandang orang terpelajar yang ada di bumi.”[13]
Sekalipun nampaknya lurus-lurus saja, pengukuran atas waktu tetap saja menimbulkan persoalan, karena tingkat perubahan waktu harus dibandingkan pada sesuatu yang lain. Jika ada semacam waktu absolut, ia pun harus mengalir, maka ia harus pula diukur menurut waktu yang lain, dan demikian seterusnya tanpa akhir. Sangat penting untuk disadari bahwa persoalan ini hanya hadir dalam hubungannya dengan pengukuran waktu. Persoalan filsafati tentang hakikat waktu itu sendiri tidaklah turut serta di dalamnya. Untuk keperluan praktis perhitungan dan pengukuran, sangat pentinglah bagi kita untuk menetapkan satu kerangka rujukan tertentu. Kita harus mengetahui posisi dari seorang pengamat relatif terhadap gejala yang diamati. Teori relativitas menunjukkan bahwa pernyataan semacam “di satu tempat” dan “di satu waktu” tidak memiliki makna sama sekali.
Teori relativitas melibatkan kontradiksi. Ia menyatakan secara tidak langsung bahwa kesimultanan [simultaneity] adalah relatif pada satu sumbu rujukan tertentu. Jika satu sumbu rujukan bergerak relatif terhadap yang lain, maka kejadian-kejadian yang berlangsung bersamaan relatif terhadap yang satu tidaklah berlangsung bersamaan relatif terhadap yang lain, dan sebaliknya. Fakta ini, yang tidak akan tertangkap oleh akal sehat, telah didemonstrasikan secara fisik. Sayangnya, ia masih saja dapat jatuh dalam interpretasi idealis atas waktu, misalnya, penilaian bahwa dimungkinkan adanya berbagai macam“masa kini”. Lebih jauh lagi, masa datang dapat digambarkan sebagai benda-benda dan proses-proses yang “lahir” dalam wujud empat-dimensi setelah sebelumnya menempuh keberadaan dalam “potongan-potongan waktu”.
Kecuali masalah ini diselesaikan, segala macam kesalahan dapat terjadi: contohnya, ide bahwa masa depan sebenarnya telah ada, dan tiba-tiba mewujud dalam “masa kini”, layaknya sepotong batu yang tadinya tenggelam dalam air tiba-tiba muncul ketika air surut. Nyatanya, baik masa lalu maupun masa datang tergabung dalam masa kini. Masa datang adalah keberadaan-yang-masih-potensial. Masa lalu adalah apa-yang-telah-terjadi. “Masa kini” adalah kesatuan dari keduanya. Ia adalah keberadaan aktual kalau dibandingkan dengan keberadaan potensial. Persis karena alasan inilah kita biasanya merasakan penyesalan akan masa lalu dan ketakutan akan masa depan, bukan sebaliknya. Perasaan penyesalan datang dari kesadaran, yang dibenarkan oleh seluruh pengalaman manusia, bahwa masa lalu telah hilang selamanya; sementara masa depan penuh dengan ketidakpastian, yang mengandung sejumlah besar keadaan potensial.
Benjamin Franklin pernah mengatakan bahwa hanya dua hal yang pasti dalam kehidupan ini – kematian dan pajak, dan orang-orang Jerman memiliki pepatah: “Man muss nur sterben” - “Orang hanya harus mati”, yang berarti bahwa segala hal yang lain berupa pilihan. Tentu saja, hal ini tidaklah sepenuhnya benar. Masih banyak lagi hal-hal yang niscaya, bukan hanya kematian, atau bahkan pajak. Dari tak berhingga banyaknya keadaan potensial, dalam prakteknya kita tahu bahwa hanya sedikit saja yang benar-benar mungkin. Dari jumlah ini, lebih sedikit lagi yang boleh terjadi pada saat tertentu. Dan dari yang terakhir ini, pada akhirnya, hanya satu yang akan benar-benar terjadi. Menemukan bagaimana persisnya proses ini berlangsung adalah tugas dari berbagai ilmu pengetahuan. Tapi tugas ini akan terbukti mustahil jika kita tidak menerima bahwa kejadian-kejadian dan proses-proses berlangsung dalam waktu, dan bahwa waktu adalah fenomena objektif yang mengekspresikan fakta yang paling mendasar dari segala bentuk materi dan energi– perubahan.
Dunia material berada dalam keadaan yang terus berubah, maka ia “adalah dirinya sendiri dan sekaligus bukan dirinya sendiri”. Inilah proposisi fundamental dari dialektika. Para filsuf semacam Alfred North Whitehead dan intuisionis Prancis Henry Begson percaya bahwa aliran waktu adalah satu fakta metafisik yang hanya dapat ditangkap oleh intuisi yang non-ilmiah. “Filsuf proses” semacam ini, sekalipun memiliki nada yang mistik, setidaknya dengan tepat menyatakan bahwa masa depan adalah hal yang terbuka dan tidak dapat ditentukan, sementara masa lalu tidak dapat diubah, tetap dan pasti. Ini adalah“penggumpalan waktu” (congealed time). Di pihak lain kita melihat “filsuf-filsuf banyak segi” yang menganggap bahwa peristiwa-peristiwa di masa mendatang boleh terjadi tapi tidak dapat dihubungkan dengan cara yang teratur dengan kejadian-kejadian di masa lalu. Jika kita mengikuti pandangan filsafati yang tidak tepat seperti ini, kita akan sampai pada mistisisme yang telanjang, seperti pandangan tentang “multiverse”– sejumlah tak berhingga dari alam semesta“paralel” (jika istilah ini tepat, karena mereka seharusnya tidak hadir dalam ruang “seperti yang kita kenal”) yang hadir dalam waktu yang bersamaan (jika istilah ini tepat, karena mereka seharusnya tidak hadir dalam waktu “seperti yang kita kenal”). Demikianlah kebingungan yang muncul dari interpretasi idealis atas relativitas.
Interpretasi Idealistis
“There was a young lady named Bright
Whose speed was faster than light;
She set out one day
In a relative way
And returned home the previous night.”
(A.Buller, Punch, 19th December 1923)
Seperti halnya dengan mekanika kuantum, relativitas juga telah direbut oleh mereka-mereka yang ingin memasukkan mistisisme ke dalam sains. “Relativitas” diubah maknanya menjadi bahwa kita tidak dapat benar-benar memahami dunia. Seperti yang dijelaskan oleh J. D. Bernal:
“Akan tetapi, juga sama benarnya bahwa karya Einstein memiliki efek, di luar batasan bidang spesialis yang sempit di mana ia dapat diterapkan, sebagai salah satu mistifikasi umum. Karya itu dengan rakus ditelan oleh para intelektual yang mengalami keputusasaan pasca Perang Dunia I untuk membantu mereka menolak realitas. Mereka hanya butuh untuk menggunakan kata ‘relativitas’ dan mengatakan 'Segala sesuatu adalah relatif,' atau 'Tergantung apa yang Anda maksud.'“[14]
Ini adalah pemelintiran penuh terhadap ide-ide Einstein. Nyatanya, kata “relativitas” itu sendiri adalah sebuah istilah yang salah kaprah. Einstein sendiri lebih menyukai nama teori invariansi [invariance theory] yang memberi kita gambaran yang lebih tepat akan apa yang dimaksudkannya –yang berkebalikan dari ide vulgar tentang teori relativitas. Tidak benar bahwa bagi Einstein “segala sesuatunya adalah relatif”. Pertama, energi-diam (yaitu, kesatuan dari materi dan energi) adalah salah satu hal mutlak dalam teori relativitas. Kecepatan cahaya yang menjadi pembatas segala kecepatan di alam semesta ini adalah contoh yang lain. Einstein sangat jauh dari interpretasi yang subjektif dan acak atas realitas, di mana satu pendapat dianggap sama benarnya dengan pendapat lain, dan “semuanya tergantung bagaimana Anda melihat hal itu,” Einstein justru “menemukan apa yang 'mutlak' dan dapat diandalkan sekalipun nampak ada kebingungan, ilusi dan kontradiksi yang dihasilkan oleh pergerakan atau aksi gravitasi yang relatif.”[15]
Alam semesta ini hadir dalam keadaan yang terus berubah. Dalam makna itu, tidak ada sesuatu pun yang “mutlak” atau abadi. Satu-satunya hal yang mutlak adalah gerak dan perubahan, mode eksistensi materi yang paling mendasar – sesuatu yang ditunjukkan Einstein secara meyakinkan di tahun 1905. Waktu dan ruang, sebagai mode eksistensi dari materi adalah fenomena objektif. Mereka bukanlah sekedar abstraksi atau pandangan acak yang diciptakan oleh manusia (atau dewa) untuk kenyamanan mereka sendiri, tapi merupakan sifat materi yang mendasar, yang menyatakan keuniversalan materi itu sendiri.
Ruang memiliki tiga dimensi tapi waktu hanya memiliki satu. Sambil meminta maaf pada para produser film-film yang bercerita mengenai “perjalanan waktu”, kita hanya mungkin melintasi waktu dalam satu arah, yaitu dari masa lalu ke masa datang. Tidak ada kemungkinan adanya seorang petualang waktu yang kembali bumi sebelum dilahirkan, atau kemungkinan seseorang menikahi ibunya sendiri, semua itu hanya fantasi idiot yang diciptakan oleh orang-orang Hollywood. Waktu tidak mungkin diputar balik, dalam kata lain semua proses materi berkembang hanya dalam satu arah – dari masa lalu menuju masa depan. Waktu hanyalah satu cara untuk menyatakan pergerakan riil dan berubahnya materi. Materi, gerak, waktu dan ruang tidak dapat dipisahkan.
Kekurangan dari teori Newton adalah karena ia menganggap ruang dan waktu sebagai dua hal yang sama sekali terpisah, yang satu berjalan sejajar dengan yang lain, tidak tergantung dari materi dan gerak. Sampai abad ke-20 para ilmuwan menyamakan ruang dengan sebuah kehampaan (satu “ketiadaan”), yang dilihat sebagai sesuatu yang mutlak, yaitu, selalu sama di manapun, satu “benda” yang tidak pernah berubah. Abstraksi-abstraksi kosong ini telah dibuktikan keliru oleh fisika modern, yang telah menunjukkan hubungan mendasar antara waktu, ruang, materi dan gerak. Teori relativitas Einstein telah menyatakan dengan tegas bahwa waktu dan ruang tidak hadir dalam dan dari diri mereka sendiri, terpisah dari materi, tapi merupakan bagian dari satu kesalingterhubungan universal antar fenomena. Hal ini dinyatakan oleh konsep ruang-waktu yang utuh dan tak terbagi, di mana waktu dan ruang dilihat sebagai aspek-aspek relatif. Satu ide yang kontroversial di sini adalah prediksi bahwa sebuah jam yang bergerak akan menunjukkan waktu yang lebih lambat daripada jam yang diam. Walau demikian, sangatlah penting untuk dipahami bahwa efek ini baru nampak pada kecepatan yang teramat tinggi, yang mendekati kecepatan cahaya.
Jika teori relativitas umum Einstein tepat, maka akan ada kemungkinan teoritik di masa depan di mana kita dapat menempuh perjalanan yang tak terkira jauhnya di luar angkasa. Secara teoritik, manusia dapat terus bertahan hidup ribuan tahun ke masa mendatang. Seluruh masalahnya terletak pada apakah perubahan yang terjadi pada tingkat jam atomik terjadi juga pada rentang usia itu sendiri. Di bawah dampak gravitasi yang kuat, jam atomik bergerak lebih lambat daripada ketika di ruang kosong. Pertanyaannya adalah apakah kesalingterhubungan yang kompleks antar molekul yang menyusun kehidupan akan berperilaku yang sama. Isaac Asimov, yang paham satu dua hal mengenai fiksi ilmiah, menulis: “Jika pergerakan benar-benar melambatkan waktu, kita boleh jadi dapat melakukan perjalanan ke bintang-bintang yang jauh di masa hidup kita. Tapi tentu saja kita harus mengucapkan selamat tinggal pada generasi kita dan, jika kita kembali, kita akan kembali ke dunia di masa yang akan datang.”[16]
Argumen untuk hal ini adalah tingkat kecepatan proses kehidupan ditentukan oleh tingkat kecepatan aksi di tingkat atomik. Dengan demikian, di bawah gravitasi yang kuat, jantung akan berdetak lebih lambat, otak berdenyut lebih lambat pula. Nyatanya, seluruh energi meredup di bawah tekanan gravitasi. Jika seluruh proses berjalan lebih lambat, mereka juga berjalan lebih lama dalam waktu. Jika sebuah pesawat angkasa sanggup berjalan dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya, alam semesta akan terlihat melaju melintasinya, walaupun bagi mereka yang ada di dalam pesawat waktu kelihatannya akan tetap berjalan “normal”, yaitu pada tingkat yang jauh lebih lambat. Kesan yang didapat adalah bahwa waktu yang ada di luar pesawat dipercepat. Apakah hal ini tepat? Apakah ia nyatanya akan hidup di masa datang, relatif terhadap penduduk bumi, atau tidak? Einstein kelihatannya memberikan jawaban ya terhadap pertanyaan ini.
Segala jenis pandangan mistis muncul dari spekulasi semacam ini – contohnya tentang melompat ke dalam lubang hitam dan keluar di alam semesta yang lain. Jika lubang hitam benar-benar ada, dan hal itu belumlah dibuktikan secara definitif, apa yang akan kita temui di pusatnya pastilah hanya sisa-sisa dari sebuah bintang raksasa yang telah mati, bukan alam semesta yang lain. Siapapun yang masuk ke dalamnya akan dirobek-robek dan diubah menjadi energi murni. Jika itu yang dinamakan pergi ke alam semesta lain, maka kami mengundang mereka yang mengajukan ide itu untuk menjadi yang pertama mencobanya! Nyatanya, ini adalah murni spekulasi, betapapun menyenangkannya. Seluruh ide tentang “perjalanan waktu” niscayaakan mendarat pada segudang kontradiksi, bukan kontradiksi yang dialektik tapi yang absurd. Einstein pasti akan terkejut melihat interpretasi mistik atas teorinya, yang melibatkan pandangan tentang perjalanan ulang-alik melewati waktu, mengubah masa depan, dan segala omong kosong semacam itu. Tapi ia sendiri harus bertanggungjawab atas situasi ini karena unsur idealis dalam cara pandangnya, terutama pada persoalan tentang waktu.
Mari kita anggap bahwa sebuah jam atomik pada ketinggian yang tinggi berjalan lebih cepat daripada ketika ia diletakkan di atas tanah, karena efek gravitasi. Mari kita anggap juga bahwa, ketika jam ini dikembalikan ke bumi, ia ditemukan, katakanlah, lebih tua 50 per miliar dari satu detik dari jam serupa yang tidak pernah meninggalkan tanah. Apakah itu berarti bahwa orang yang turut bersama jam itu di ketinggian juga akan lebih tua? Proses ketuaan tergantung pada tingkat metabolisme. Ini dipengaruhi sebagian oleh gravitasi, tapi juga oleh berbagai faktor lainnya. Ia adalah sebuah proses biologis yang kompleks, dan tidak mudah untuk melihat bagaimana ia akan dipengaruhi secara mendasar baik oleh kecepatan atau gravitasi, kecuali bahwa kecepatan dan gravitasi yang ekstrem akan menghasilkan kerusakan material pada makhluk hidup.
Jika memang dimungkinkan untuk melambatkan tingkat metabolisme, sehingga, misalnya, detak jantung akan melambat sampai satu detak tiap dua puluh menit, proses menua pasti akan berjalan lebih lambat pula. Nyatanya, memang dimungkinkan untuk melambatkan metabolisme, contohnya, melalui pembekuan. Namun, apakah hal ini akan pula menjadi efek dari perjalanan dengan kecepatan amat tinggi, tanpa membunuh organisme itu sendiri, persoalan itu masih dapat diperdebatkan. Menurut teori yang sudah dikenal, sang petualang-angkasa relativistik itu, jika ia berhasil kembali ke bumi, akan kembali setelah, katakanlah, 10.000 tahun, danakan dapat menikahi salah satu cicitnya. Tapi ia tidak akan pernah dapat kembali ke waktu-”nya” sendiri.
Percobaan yang dilakukan dengan partikel sub-atomik (muon) menunjukkan bahwa partikel-partikel yang melaju dengan kecepatan 99,94 persen dari kecepatan cahaya memperpanjang rentang usia mereka sebanyak hampir tiga puluh kali lipat, tepat seperti yang diprediksi oleh Einstein. Walau demikian, apakah kesimpulan ini dapat diterapkan pada materi dalam skala yang lebih besar, khususnya pada materi hidup.Ini masih harus ditinjau lebih lanjut. Banyak kesalahan serius yang telah dibuat dengan mencoba menerapkan hasil-hasil yang dicapai di satu bidang ke bidang yang lain, yang berbeda sama sekali. Di masa depan, perjalanan angkasa dengan kecepatan sangat tinggi – bahkan mungkin mencapai sepersepuluh kecepatan cahaya – mungkin dapat terwujud. Pada kecepatan semacam itu, satu perjalanan yang menempuh lima tahun cahaya akan membutuhkan waktu tempuh lima puluh tahun (walau menurut Einstein, perjalanan itu akan lebih cepat tiga bulan dari perhitungan biasa). Apakah kelak akan benar-benar dimungkinkan untuk melakukan perjalanan dengan kecepatan cahaya, yang akan memungkinkan umat manusia mencapai bintang-bintang? Pada saat ini, prospek untuk itu masih terasa jauh sekali. Tapi, seratus tahun yang lalu – hanya sekejap mata saja dalam rentang sejarah – gagasan berkunjung ke bulan masih merupakan satu impian yang dituangkan secara indah dalam sebuah novel oleh Jules Verne.
Mach dan Positivisme
“The object, however, is the real truth, is the essential reality; it is quite indifferent to wheter it is known or not; it remainsand stand even though it is not known, while the knowledgedoes not exist if the object is not there.” (Hegel)[17]
“Namun objek adalah kebenaran yang sesungguhnya, adalah realitas yang hakiki; ia tidak peduli apa dia diketahui atau tidak; ia tetap ada dan tetap berdiri bahkan bila dia tidak diketahui, sementara pengetahuan tidak eksis bila objek itu tidak ada.” (Hegel)
Keberadaan masa silam, masa kini dan masa depan telah terukir di dalam kesadaran manusia. Kita hidup sekarang, tapi kita dapat mengingat kejadian-kejadian lampau, dan, sampai tahap tertentu, meramalkan kejadian-kejadian yang akan datang. Ada yang disebut “sebelum” dan “setelah”. Tapi beberapa filsuf dan ilmuwan membantah hal ini. Mereka menganggap waktu sebagai sebuah produk dari pikiran, sebuah ilusi. Dalam pandangan mereka, jika tidak ada manusia yang mengamatinya, tidak akan ada waktu, tidak ada masa silam, masa kini maupun masa depan. Inilah sudut pandang idealisme subjektif, sebuah cara pandang yang sepenuhnya irasional dan anti-ilmiah yang walau demikian telah mencoba selama seratus tahun terakhir untuk mendasarkan dirinya pada penemuan-penemuan fisika. Ini dilakukannya guna memperoleh wibawa bagi pandangan atas dunia yang sepenuhnya mistik ini. Sangatlah ironis bahwa mazhab filsafat yang telah memiliki dampak terbesar bagi ilmu pengetahuan di abad ke-20, yaitu positivisme-logika, adalah salah satu cabang dari idealisme subjektif.
Positivisme adalah pandangan sempit yang menganggap bahwa sains harus membatasi dirinya pada “fakta-fakta yang dapat diamati”. Para pendiri mazhabini sangat enggan untuk mengatakan satu teori benar atau salah, melainkan lebih memilih untuk menyebutnya kurang lebih “berguna”. Sangatlah menarik untuk dicatat bahwa Ernst Mach, bapak spiritual sejati dari neo-positivisme, menolak teori atom dari bidang fisika dan kimia. Ini adalah hasil alamiah dari empirisme sempit dari cara pandang kaum positivis. Karena atom tidak dapat dilihat, bagaimana mungkin ia ada? Atom mereka anggap paling-paling sebagai satu fiksi yang menghibur, atau sebagai satu hipotesis ad hoc yang tidak dapat diterima. Salah satu rekan berpikir Mach, Wilhelm Ostwald telah benar-benar mencoba untuk menurunkan hukum-hukum dasar kimia tanpa bantuan hipotesis tentang atom!
Boltzmann dengan tajam mengkritik Mach dan kaum positivis, seperti halnya yang dilakukan Max Planck, bapak fisika kuantum. Lenin mengkritik habis-habisan pandangan-pandangan Mach dan Richard Avenarius, dalam bukunya Materialism and Empirio-criticism (1908). Walau demikian, pandangan-pandangan Mach memiliki dampak yang besar dan, di antaranya, turut pula mengesankan Albert Einstein muda. Berangkat dari pandangan bahwa semua ide harus diturunkan dari “apa yang ada”, yaitu dari informasi yang disediakan semata oleh indera kita, mereka meneruskannya dengan penyangkalan terhadap dunia alam, yang tidak tergantung dari indera-perasa manusia. Mach dan Avenarius merujuk pada objek fisik sebagai “himpunan kompleks dari sensasi”. Maka, misalnya, meja ini tidaklah lebih dari sekumpulan kesan-perasaan seperti kekerasannya, warnanya, massanya dan seterusnya. Tanpa hal-hal ini, menurut mereka, tidak akan ada yang tersisa. Dengan demikian, ide tentang materi (dalam makna filsafati, yaitu, dunia objektif yang ada bagi kita melalui indera-perasa kita) dinyatakan sebagai tidak bermakna sama sekali.
Seperti yang telah kami tunjukkan, ide-ide ini membawa kita langsung pada solipsisme – ide bahwa hanya “saya” yang ada. Jika saya menutup mata saya, dunia ini berhenti ada. Mach menyerang ide Newton bahwa ruang dan waktu adalah mutlak dan merupakan entitas yang riil, tapi ia melakukannya dari sudut pandang idealisme subjektif. Yang mengherankan, aliran filsafat modern yang paling berpengaruh (dan yang memiliki pengaruh paling kuat di kalangan ilmuwan) diturunkan dari idealisme subjektif Mach dan Avenarius.
Obsesi terhadap “sang pengamat” yang merupakan benang yang menjalin seluruh fisika teoritik di abad ke-20 diturunkan dari filsafat idealisme subjektif Ernst Mach.Dengan mengambil titik berangkatnya dari argumen empiris bahwa “semua pengetahuan kita diturunkan dari perasaan langsung dari indra-perasa kita”, Mach berargumen bahwa objek tidak dapat hadir secara terpisah dari kesadaran kita. Jika kita membawa ini ke kesimpulan logisnya, ini akan berarti bahwa dunia ini tidak mungkin ada sebelum ada orang untuk mengamatinya. Dunia ini tidak mungkin ada sebelum saya ada, karena saya hanya dapat mengetahui apa yang dirasakan oleh indera saya, dan dengan demikian saya tidak akan pernah yakin bahwa kesadaran lain juga benar-benar ada.
Einstein sendiri pada awalnya terkesan oleh argumen-argumen ini, yang meninggalkan bekasnya pada tulisan-tulisan awalnya tentang relativitas. Hal ini, tak diragukan lagi, telah membawa pengaruh yang sangat buruk terhadap sains modern. Sementara Einstein berhasil menyadari kesalahannya dan mencoba membetulkannya, mereka-mereka yang membuntut pada sang gurutidak mampu memisahkan beras dari kulit gabahnya. Seperti yang sering terjadi, para murid yang terlalu bersemangat malah menjadi dogmatis. Mereka lebih Paus daripada Paus itu sendiri! Dalam otobiografinya, Karl Popper menunjukkan dengan jelas bahwa di akhir hayatnya Einstein menyesali idealisme subjektif yang pernah dianutnya, atau “operasionalisme”, yang menuntut keberadaan seorang pengamat untuk menentukan apakah satu proses terjadi di alam atau tidak:
“Fakta yang sangat menarik adalah bahwa Einstein sendiri selama bertahun-tahun adalah seorang positivis dan operasionalis yang dogmatis. Ia kemudian menyangkal interpretasi ini: ia mengatakan pada saya di tahun 1950 bahwa ia tidak pernah menyesali satu kesalahanpun dalam hidupnya seperti ia menyesali kesalahan ini. Kesalahan itu mengambil bentuk yang benar-benar serius dalam buku populernya, Relativity: The Special and General Theory. Di sana ia mengatakan, 'Saya akan meminta para pembaca untuk tidak maju lebih jauh sampai ia benar-benar yakin akan hal ini.' Hal itu adalah, singkatnya, bahwa 'kesimultanan' (simultaneity) harus didefinisikan – dan didefinisikan dengan cara yang operasional – karena jika tidak demikian 'Saya membiarkan diri saya diperdaya ... ketika saya membayangkan bahwa saya sanggup melekatkan satu makna pada pernyataan tentang kesimultanan.' Atau, dengan kata lain, satu istilah harus didefinisikan secara operasional atau ia akan menjadi tidak bermakna. (Singkatnya, inilah positivisme yang kemudian dikembangkan oleh Lingkaran Wina[18]di bawah pengaruh buku Tractatus-nya Wittgenstein, dan dalam bentuk yang sangat dogmatis).”
Ini menunjukkan bahwa Einstein pada akhirnya menolak interpretasi subjektif atas teori relativitasnya. Semua omong kosong tentang “sang pengamat”sebagai faktor penentu bukanlah merupakan bagian hakiki dari teori tersebut, melainkan cerminan dari kesalahan filsafati, seperti yang kemudian diakui oleh Einstein sendiri.Sayangnya, ini tidak menghalangi para pengikut Einstein untuk mengambil alih kesalahan itu, dan mengembangkannya sampai titik di mana ia nampak sebagai salah satu batu penjuru utama dari teori relativitas. Di sinilah kita menemukan asal-muasal dari idealisme subjektif Heisenberg:
“Tapi, banyak fisikawan hebat,” lanjut Popper, “yang sangat terkesan oleh operasionalisme Einstein, yang mereka anggap (seperti Einstein sendiri juga menganggap demikian untuk waktu yang lama) sebagai satu bagian tak terpisahkan dari teori relativitas. Inilah bagaimanaoperasionalisme menjadi ilham bagi paper Heisenberg di tahun 1925, dan gagasannya yang telah diterima luas bahwa konsep tentang jalur sebuah elektron, atau tentang posisi-cum-momentum klasiknya, adalah tidak bermakna sama sekali.”[19]
Fakta bahwa waktu adalah sebuah fenomena objektif, yang mencerminkan proses riil di alam pertama kali ditunjukkan oleh hukum-hukum termodinamika, yang ditemukan di abad ke-19 dan yang masih terus memainkan peran sentral dalam fisika modern. Hukum-hukum ini, khususnya yang dikembangkan oleh Boltzmann, menegaskan bahwa waktu bukan hanya hadir secara objektif, namun juga mengalir hanya ke satu arah, dari masa silam ke masa depan. Waktu tidak dapat diputar balik, waktu juga tidak tergantung dari “pengamat” apapun.
Boltzmann dan Waktu
Masalah mendasar yang harus dijawab adalah: Apakah waktu sebuah fitur objektif dari alam semesta fisik? Atau ia adalah sesuatu yang murni subjektif, sebuah ilusi dari pikiran, atau satu cara yang enak untuk menjelaskan berbagai hal yang tidak memiliki hubungan riil dengan waktu itu sendiri? Posisi yang disebut terakhir ini telah diambil, pada satu atau lain tingkat, oleh berbagai aliran pemikiran, yang semuanya berkaitan erat dengan filsafat idealisme subjektif. Seperti yang telah kita lihat, Mach memperkenalkan subjektivisme ini ke dalam sains. Menjelang akhir abad ke-19, masalah ini telah dijawab dengan tegas oleh pelopor ilmu tentang termodinamika, Ludwig Boltzmann.
Einstein, di bawah pengaruh Ernst Mach, memperlakukan waktu sebagai satu hal yang subjektif, yang tergantung pada sang pengamat, setidaknya pada awalnya sebelum ia menyadari konsekuensi buruk yang ditimbulkan dari pendekatan semacam ini. Di tahun 1905, karyanya tentang teori relativitas khusus memperkenalkan konsep tentang “waktu lokal” yang berhubungan dengan tiap pengamat yang berbeda. Konsep tentang waktu di sini mengandung satu ide yang diambil dari fisika klasik, yaitu bahwa waktu dapat diputar balik. Ini benar-benar pandangan yang luar biasa, dan yang akan segera hancur bila dihadapkan dengan pengalaman manusia. Para sutradara film biasanya menyandarkan diri pada satu tipuan fotografis, di mana kamera diputar terbalik, yang mengakibatkan segala hal yang aneh terjadi: susu mengalir dari gelas kembali ke botol, bus dan mobil berjalan mundur, telur kembali ke cangkangnya, dan seterusnya. Reaksi kita terhadap semua ini adalah tertawa, yang memang adalah tujuannya. Kita tertawa karena kita tahu bahwa apa yang kita lihat itu bukan saja mustahil, tapi aneh sekali. Kita tahu bahwa proses yang sedang kita lihat itu tidak dapat diputar balik.
Boltzmann memahami hal ini, dan konsep tentang waktu yang tidak dapat diputar balik ada di jantung teorinya yang terkenal tentang panah waktu. Hukum-hukum termodinamika merupakan satu terobosan besar dalam sains, tapi terobosan yang kontroversial. Hukum-hukum ini tidak dapat didamaikan dengan hukum-hukum fisika yang telah ada menjelang akhir abad ke-19. Hukum kedua termodinamika tidak dapat diturunkan dari hukum-hukum mekanika atau kuantum, dan pada kenyataannya, adalah perpecahan dari teori-teori fisika yang sebelumnya. Ia menyatakan bahwa entropi [tingkat kekacauan dalam sebuah sistem] bertambah dalam satu arah ke masa depan, bukan masa lalu. Ia menunjukkan satu perubahan keadaan seiring dengan waktu, yang tidak mungkin diputar balik. Konsep tentang pelepasan panas (disipasi) berbenturan dengan ide yang waktu itu diterima luas bahwa tugas fisika adalah untuk mereduksi kompleksitas alam ini menjadi beberapa hukum gerak yang sederhana.
Ide tentang entropi, yang biasanya dipahami sebagai suatu kecenderungan segala hal untuk menuju tingkat disorganisasi dan degenerasi yang lebih besar sejalan dengan berlalunya waktu, menyatakan apa telah dipercaya orang sepanjang segala masa: bahwa waktu hadir secara objektif dan bahwa ia adalah sebuah proses yang searah. Kedua hukum termodinamika menunjukkan fenomena entropi dalam proses-proses yang tidak dapat diputar balik. Definisinya didasarkan pada properti lain yang dikenal sebagai ketersediaan energi. Entropi dari sebuah sistem yang terisolasi dapat bertambah atau tetap, tapi tak dapat berkurang. Salah satu konsekuensi dari kondisi ini adalah kemustahilan “mesin gerak abadi”.
Einstein menganggap ide tentang waktu yang tak dapat diputar balik sebagai satu ilusi yang tidak memiliki tempat di dalam fisika. Mengutip Max Planck, hukum kedua termodinamika menyatakan ide bahwa di alam terdapat satu kuantitas yang berubah di dalam semua proses alam. Hal ini tidak tergantung pada sang pengamat, tapi merupakan sebuah proses yang objektif. Tapi pandangan Planck hanyalah pandangan minoritas pada masa itu. Mayoritas ilmuwan, termasuk Einstein, menganggapnya sebagai faktor yang subjektif. Posisi Einstein tentang masalah ini menunjukkan kelemahan sentral dari sudut pandangnya yang membuat proses objektif menjadi tergantung pada ada atau tidak adanya seorang“pengamat”. Tak diragukan lagi bahwa inilah titik terlemah dari seluruh cara pandangnya, dan, persis karena alasan itu, justru menjadi bagian yang paling populer di antara penerusnya, yang kelihatannya tidak sadar akan fakta bahwa Einstein sendiri mengubah cara pandang itu menjelang akhir hayatnya.
Dalam fisika dan matematika, waktu dinyatakan sebagai hal yang dapat diputar balik. Satu “Varian bolak-balik” menyatakan bahwa hukum-hukum fisika yang sama berlaku baik dalam situasi yang satu maupun dalam situasi yang lain. Kejadian yang kedua tidak dapat dibedakan dari yang pertama dan aliran waktu tidak memiliki arah tertentu dalam interaksi-interaksinya yang mendasar. Contohnya, sebuah film tentang dua bola biliar yang bertumbukan dapat diputar ke depan atau ke belakang, tanpa memberi gambaran apapun mengenai urutan kejadian yang sebenarnya. Hal yang sama juga dianggap berlaku pada interaksi pada tingkat sub-atomik, tapi bukti yang menunjukkan kebalikannya telah ditemukan di tahun 1964 dalam interaksi weak force pada inti atom. Untuk waktu yang lama, dipercaya bahwa hukum-hukum alam yang mendasar bersifat “simetris dalam muatan”. Contohnya, satu antiproton dan positron memiliki perilaku yang sama persis dengan proton dan elektron. Eksperimen-eksperimen telah menunjukkan kini bahwa hukum-hukum alam dapat disebut simetris jika tiga hal dasar dapat digabungkan – waktu, muatan dan paritas – time, charge, parity. Hal ini dikenal sebagai “cermin CPT”.
Dalam dinamika, arah dari satu trajektori tertentu tidaklah penting. Contohnya, satu bola yang memantul pada tanah akan kembali pada posisi awalnya. Tiap sistem, dengan demikian, dapat “berputar kembali dalam waktu”, jika semua titik di dalamnya dijalani secara terbalik. Semua keadaan yang telah ditempuhnya akan begitu saja ditempuhnya kembali dalam arah yang berlawanan. Dalam dinamika klasik, perubahan seperti pembalikan waktu (t ->-t) dan pembalikan kecepatan (v ->-v) diperlakukan sama secara matematika. Perhitungan semacam ini berlaku bagi sistem sederhana yang tertutup, di mana tidak ada interaksi. Sesungguhnya, tiap sistem tunduk pada berbagai macam interaksi. Salah satu problem yang paling penting dalam fisika adalah sistem “tiga-benda”, contohnya pergerakan bulan yang dipengaruhi oleh bumi dan matahari. Dalam dinamika klasik, satu sistem berubah menurut satu trajektori yang tertentu dan tetap, yang titik awalnya tidak pernah dilupakan. Kondisi-kondisi awal menentukan trajektorinya sepanjang segala waktu. Semua trajektori dalam fisika klasik adalah sederhana dan deterministik. Tapi ada trajektori-trajektori lainyang tidak demikian mudah ditetapkan, contohnya, sebuah pendulum kaku, di mana satu gangguan sekecil apapun akan cukup untuk membuatnya berotasi atau berosilasi.
Makna penting dari karya Boltzmann adalah bahwa ia menangani fisika proses bukan fisika benda. Pencapaian terbesarnya adalah dengan menunjukkan bahwa properti-properti atom (massa, muatan, struktur) menentukan properti materi yang kasat mata (viskositas, konduktivitas panas, difusi, dan lain-lain). Ide-idenya dengan ganas diserang orang selama masa hidupnya, tapi telah dibenarkan oleh penemuan-penemuan fisika atomik beberapa saat sebelum abad ke-19 berakhir, dan penemuan bahwa pergerakan acak dari partikel-partikel mikroskopik yang terkandung dalam fluida (“gerak Brown”) hanya dapat dijelaskan dengan mekanika statistik yang ditemukan oleh Boltzmann.
Kurva lonceng Gauss menggambarkan gerak acak molekul-molekul gas. Satu pertambahan suhu akan membawa pertambahan dalam kecepatan rata-rata dari molekul dan energi yang diasosiasikan dengan geraknya. Sementara Clausius dan Maxwell mendekati masalah ini dari sudut pandang trajektori yang ditempuh oleh tiap-tiap molekul, Boltzmann mendekatinya dari populasi molekul itu. Persamaan kinetiknya memainkan peranan penting dalam fisika gas dan merupakan satu kemajuan besar dalam fisika proses. Boltzmann adalah seorang pelopor besar, yang diperlakukan seperti orang gila oleh para pemuka fisika di jamannya. Ia akhirnya terdorong melakukan bunuh diri di tahun 1906, setelah sebelumnya dipaksa untuk mundur dari upayanya untuk menegaskan sifat tidak dapat dibaliknya waktu sebagai fitur objektif alam.
Sementara dalam teori mekanika klasik, kejadian dalam film yang digambarkan di atas sangat dimungkinkan, dalam praktek, hal ini mustahil. Dalam teori dinamika, contohnya, kita mendapati satu dunia ideal di mana segala halseperti gesekan dan benturan tidak ada sama sekali. Dalam dunia ideal ini, segala invariansi yang terlibat dalam satu gerak tertentu sudah ditetapkan sejak awal. Tidak sesuatu pun yang dapat mengubah arah perlintasannya. Hal ini berarti, kita akan sampai pada sebuah pandangan alam semesta yang statis, di mana segala hal direduksi menjadi persamaan-persamaan yang mulus dan linear. Kendatipencapaian-pencapaian revolusioner dari teori relativitas, Einstein, di dalam hatinya, tetap menganut gagasan tentang alam semesta yang statis dan harmonis – seperti halnya Newton.
Persamaan-persamaan gerak Newton, atau juga mekanika kuantum, tidak memiliki irreversibilitas di dalam dirinya. Kita dapat memutar sebuah film ke depan atau ke belakang. Tapi ini tidak berlaku di alam secara umum. Hukum kedua termodinamika memprediksikan bahwa ada kecenderungan ke arah keadaan ketidakberaturan yang tak dapat dibalik. Hukum inimenyatakan bahwa tingkat keacakan akan selalu bertambah sejalan dengan waktu. Belum lama ini, orang masih berpendapat bahwa hukum-hukum alam bersifat simetris-waktu. Tapi waktu bersifat asimetris dan berjalan searah, dari masa silam ke masa depan. Kita melihat fosil, jejak kaki, foto dan rekaman dari masa silam, tapi tidak pernah dari masa depan. Mudah bagi kita untuk mengaduk telur untuk membuat telur dadar atau memasukkan susu dan gula ke dalam secangkir kopi, tapi tidak mudah bagi kita untuk membalik proses itu. Air panas di dalam bak mandi memindahkan panasnya ke udara sekitarnya, tapi tidak sebaliknya.
Hukum kedua termodinamika adalah “panah waktu”. Kaum subjektivis menyangkal hal itu, mereka mengatakan bahwa proses-proses yang tak dapat dibalik seperti afinitas kimia, penghantaran panas, viskositas, dsb., akan tergantung pada “sang pengamat”. Pada kenyataannya, semua ini adalah proses objektif yang terjadi di alam, dan hal ini jelas bagi setiap orang dalam hubungannya dengan kehidupan dan kematian. Sebuah pendulum (setidaknya dalam keadaan ideal) dapat berayun kembali ke posisinya semula. Tapi semua orang tahu bahwa kehidupan seseorang bergerak hanya ke satu arah, dari ayunan bayi ke liang kubur. Itu adalah proses yang tak dapat dibalik. Ilya Prigogine, salah seorang teoretikus terkemuka dalam teori chaos, telah memberikan banyak perhatian pada masalah waktu. Ketika pertama kali belajar fisika sebagai seorang mahasiswa di Brussel, Prigogine mengingat bahwa ia “terkejut akan fakta bahwa sains hanya sedikit saja menangani persoalan waktu, terutama karena latar belakang pendidikan awalnyaadalah sejarah dan arkeologi.”Mengenai konflik antara mekanika klasik (dinamika) dengan termodinamika, Prigogine dan Stenger menulis:
“Sampai tahap tertentu, adakemiripan antara konflik ini dengan apa yang melahirkan Materialisme Dialektik. Kami telah menjelaskan ... satu alam yang dapat disebut sebagai 'historis' – yaitu yang mampu melahirkan perkembangan dan inovasi. Gagasan mengenai sejarah alam sebagai satu bagian integral dari materialisme telah ditegaskan oleh Marx dan, secara lebih rinci, oleh Engels. Perkembangan-perkembangan kontemporer dalam fisika, penemuan peran konstruktif yang dimainkan oleh ireversibilitas, telah menimbulkan sebuah pertanyaan dalam ilmu-ilmu alam, sebuah pertanyaan yang telah lama diangkat oleh para materialis. Bagi mereka, pemahaman terhadap alam bermakna bahwa ia mampu menghasilkan manusia dan masyarakat-masyarakatnya.
“Lebih jauh lagi, pada masa Engels menulis Dialectics of Nature-nya, ilmu-ilmu fisika kelihatannya telah mulai menolak pandangan mekanistik dan mulai mendekat pada ide tentang perkembangan historis alam. Engels menyebut tiga penemuan mendasar: energi dan hukum-hukum yang mengatur transformasi kualitatifnya, sel sebagai penyusun dasar kehidupan, dan penemuan Darwin atas evolusi spesies. Engels sampai pada kesimpulan bahwa pandangan atas dunia yang statis sudah mati.”
Terhadap interpretasi yang subjektif atas waktu, sang penulis menyimpulkan:
“Waktu mengalir searah, dari masa silam ke masa depan. Kita tidak dapat merekayasa waktu, kita tidak dapat menempuh perjalanan ke masa silam.”[20]
Relativitas dan Lubang Hitam
Dalam pandangan Einstein, tidak seperti Newton, gravitasi mempengaruhi waktu karena ia mempengaruhi cahaya. Jika kita dapat membayangkan sebuah partikel cahaya yang mengapung di tepi sebuah lubang hitam, ia akan mengapung di sana tanpa batas, tidak maju tapi juga tidak mundur, tidak mendapat tambahan energi atau kehilangan energi. Dalam keadaan seperti itu, kita dapat mengatakan “waktu berhenti”. Inilah argumen dari kaum relativis penganjur lubang hitam dan segala properti yang dikandungnya. Kesimpulan utama dari semua ini adalah bahwa bila segala gerak berhenti, maka tidak akan ada perubahan keadaan maupun kedudukan, dan dengan demikian tidak akan ada waktu. Situasi seperti ini katanya terjadi tepat di tepi sebuah lubang hitam. Namun ini adalah interpretasi yang sangatlah spekulatif dan mistis terhadap sebuah fenomena, yang keberadaannya sendiri belumlah terbukti.
Semua materi hadir dalam keadaan bergerak dan berubah terus-menerus.Yang ingin dikatakan di atas adalah bahwa jika materi dan gerak dilenyapkan, waktu juga akan lenyap; pernyataan yang sebenarnya adalah tautologi sempurna. Ini seperti mengatakan - jika tidak ada materi, maka tidak akan ada materi; atau jika tidak ada waktu maka tidak akan ada waktu. Kedua pernyataan itu bermakna sama. Anehnya, kita telah mencari dengan sia-sia dalam teori relativitas satu definisi tentang apa itu waktu dan ruang. Einstein sendiri kelihatannya kesulitan menerangkan hal ini. Walau demikian, ia telah hampir sampai ke sana ketika ia menjelaskan perbedaan antara geometrinya dengan geometri klasik Euclid. Ia mengatakan bahwa kita dapat membayangkan sebuah alam semesta di mana ruang tidak melengkung sama sekali, tapi ruang itu tidak akan berisi materi. Pernyataan ini jelas mengarah ke arah yang benar. Setelah semua keributan mengenai lubang hitam, Anda mungkin masih akan terkejut bahwa persoalan ini sama sekali tidak pernah disebutkan oleh Einstein. Ia bersandar pada pendekatan yang ketat, yang terutama didasarkan pada matematika yang rumit, dan membuat prediksi yang dapat dibuktikan melalui pengamatan dan percobaan. Fisika lubang hitam, yang tidak memiliki satu pun data empirik yang jelas, memiliki sifat yang sangat spekulatif.
Sekalipun sukses, teori relativitas umum masih bisa terbukti keliru. Tidak seperti relativitas khusus, eksperimen yang telah dilakukan berdasarkan teori ini masih sedikit sekali. Tidak ada bukti yang meyakinkan tentang teori ini, sekalipun sampai saat ini belum ada konflik antara teori dengan fakta-fakta yang teramati. Bahkan bukan tidak mungkin kalau pernyataan dari teori relativitas khusus, yakni bahwa tidak adayang bisa melebihi kecepatan cahaya, dapat terbukti keliru di masa depan.[21]
Teori-teori relativitas yang lain telah diajukan, contohnya, oleh Robert Dicke. Teori Dicke meramalkan penyimpangan orbit bulan beberapa kaki ke arah matahari. Dengan menggunakan teknologi laser yang maju, observatorium McDonald di Texas tidak dapat menemukan penyimpangan ini. Walau demikian, tidak ada alasan untuk menganggap bahwa persoalannya telah selesai sampai di sini. Sejauh ini, teori Einstein telah dibuktikan oleh berbagai eksperimen. Tapi penyelidikan terus-menerus terhadap kondisi-kondisi ekstrem cepat atau lambat akan menemukan fenomena-fenomena yang tidak dapat dijelaskan oleh persamaan-persamaan Einstein, dan ini akan membuka jalan untuk penemuan-penemuan besar yang baru. Teori relativitas tidak mungkin merupakan akhir cerita, sama seperti teori mekanika Newton, teori elektromagnet Maxwell dan teori-teori lain sebelumnya.
Selama dua ratus tahun teori-teori Newton telah dianggap mutlak sahih. Kebenarannya tidak boleh disangkal. Setelah wafatnya Newton, Laplace dan beberapa orang lain membawa teorinya ke tingkat ekstrem sehingga justru menjadi absurd. Perpecahan radikal dengan Kemutlakan mekanika lama adalah satu prasyarat untuk kemajuan fisika di abad ke-20. Para fisikawan modern menepuk dada bahwa mereka telah mengubur monster Kemutlakan untuk selama-lamanya. Tiba-tiba pikiran dibebaskan untuk menjelajah ke dunia yang sampai saat itu belum terpikirkan. Masa-masa itu adalah masa-masa yang memabukkan! Sayangnya, kebahagiaan semacam itu tidak mungkin bertahan selamanya. Mengutip Robert Burne:
“But pleasures are like poppies spread:
You seize the flow'r, its bloom is shed.”
[“Namun kebahagiaan itu laksana bunga rumput:
Kau petik bunganya, dan kelopaknyapun runtuh.”]
Fisika modern dapat menyelesaikan berbagai masalah, tapi dengan menghasilkan kontradiksi-kontradiksi baru, yang masih belum dapat diselesaikan sampai sekarang. Sebagian besar abad ini, fisika telah didominasi oleh dua teori besar: mekanika kuantum dan relativitas. Apa yang secara umum tidak disadari adalah bahwa kedua teori ini tidak dapat digabungkan. Nyatanya, keduanya tidak cocok satu sama lain. Teori relativitas umum tidak memperhitungkan prinsip ketidakpastian sama sekali. Einstein menghabiskan tahun-tahun terakhir dari hidupnya untuk menyelesaikan kontradiksi ini, tapi ia gagal.
Teori relativitas adalah sebuah teori yang besar dan revolusioner. Demikian pula mekanika Newton di masa lalu. Namun merupakan takdir dari semua teori untuk berubah menjadi ortodoks, untuk menderita sejenis penebalan pembuluh darah, sampai mereka tidak lagi sanggup menjawab pertanyaan-pertanyaan yang diajukan oleh kemajuan sains. Untuk waktu yang lama, para fisikawan teoritik telah berpuas diri dengan bersandar pada penemuan-penemuan Einstein, mirip dengan generasi sebelumnya yang puas ketika dapat bersumpah atas nama Newton. Dan mirip pula dengan nasib yang dialami teori Newton, orang-orang ini juga bersalah karena telah mencoreng nama baik relativitas umum dengan membawanya ke dalam pandangan-pandangan yang paling absurd dan fantastis, yang tidak pernah dipikirkan bahkan oleh penemunya.
Singularitas, lubang hitam di mana waktu berhenti berputar, multiverse [pandangan bahwa ada beberapa alam semesta yang secara sejajar hadir dalam waktu bersamaan, bahwa kita memiliki kembaran di 'dunia lain'], waktu sebelum dimulainya waktu, hal-hal yang tidak dapat dipertanyakan sama sekali – kita dapat membayangkan Einstein menggeleng-gelengkan kepalanya sendiri! Semua ini katanya niscaya diturunkan dari relativitas umum, dan setiap orang yang mengajukan keberatan sekecil apapun akan segera berhadapan dengan otoritas dari Einstein sang Maha Agung. Ini tidak sedikit pun lebih baik daripada situasi sebelum datangnya relativitas, di mana otoritas Newton digunakan sedemikian rupa untuk mempertahankan ortodoksi. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa pandangan-pandangan fantastis dari Laplace masih kelihatan sangat masuk nalar dibandingkan dengan segala abrakadabra mistis yang ditulis oleh beberapa fisikawan modern. Dan bahkan Einstein sendiri, tidak seperti Newton, tidak dapat dipersalahkan atas segala impian di siang bolong dari para penerusnya, yang menciptakanreductio ad absurdum [reduksi sampai tingkat absurd] dari teori asli yang ditulisnya.
Spekulasi yang tak masuk nalar dan asal-asalan ini adalah bukti terbaik bahwa kerangkah teoritik dari fisika modern membutuhkan perubahan total. Karena persoalannya di sini terletak pada metodenya. Ini bukan mereka tidak dapat menyediakan jawaban.Ini karena mereka bahkan tidak tahu bagaimana menanyakan pertanyaan yang tepat. Ini lebih pada persoalan filsafati daripada persoalan ilmiah. Jika semuanya mungkin, maka tiap teori (lebih tepatnya, tebakan) akan sama baiknya dengan teori lainnya. Seluruh sistem ini telah terdorong hampir sampai titik patahnya.Dan untuk menutupi fakta ini, mereka menggunakan bahasa mistis, di mana pernyataan-pernyataan yang tidak jelas maknanya menutupi kegagalan untuk memberi hakikat yang tegas ke dalam pernyataan itu.
Keadaan ini sama sekali tidak dapat ditolerir, dan telah mendorong beberapa ilmuwan untuk mempertanyakan asumsi-asumsi dasar di mana ilmu pengetahuan selama ini beroperasi. Penyelidikan David Bohm terhadap teori mekanika kuantum, interpretasi baru Ilya Prigogine terhadap Hukum Kedua Termodinamika, upaya Hannes Alfén untuk mengajukan sebuah alternatif terhadap kosmologi ortodoks yang bersandar pada Big Bang, dan terutama, kemunculan spektakuler dari teori kompleksitas dan chaos – semua ini menunjukkan adanya gejolak di dalam sains. Walaupun masih terlalu dini untuk meramalkan apa yang sebenarnya akan muncul dari semua ini, kelihatannya sangat mungkin bahwa kita sedang memasuki masa-masa yang menggairahkan dari sejarah sains, dimana sebuah pendekatan yang benar-benar baru akan muncul.
Ada segala macam alasan untuk menganggap bahwa pada akhirnya teori Einstein akan digantikan oleh teori yang baru, yang lebih luas basisnya, sementaratetap memelihara segala yang berguna dalam teori relativitas. Teori baru ini akan mengoreksi dan memperkuatnya sekaligus. Dalam proses ini, kita pasti akan sampai pada sebuah pemahaman yang lebih tepat dan seimbang akan masalah-masalah yang berkaitan dengan sifat-sifat waktu, ruang dan sebab-akibat. Hal ini tidaklah berarti kembali pada fisika mekanik yang lama, seperti halnya berkembangnya fisika unsur tidaklah berarti kita kembali ke jaman alkimia. Seperti yang telah kita lihat, sejarah ilmu pengetahuan sering kali melibatkan satu pembalikan yang kelihatannya membawa kita kembali ke posisi awal kita, tapi sebenarnya dalam tingkat kualitas yang lebih tinggi.
Satu hal yang dapat kita ramalkan dengan sangat pasti: ketika fisika yang baru ini benar-benar muncul dari kekacauan yang terjadi sekarang ini, tidak akan ada tempat di dalamnya untuk perjalanan waktu, multiverse, atau singularitas yang memeras seluruh alam semesta menjadi satu titik tunggal, yang tidak mengizinkan kita mengajukan keberatan apapun. Ini akan membuat orang-orang semakin sulit memenangkan penghargaan-penghargaan untuk menyediakan pembenaran 'ilmiah' bagi mistisisme, fakta yang akan disesali beberapa orang, tapi yang, dalam jangka panjang, pastilah bukan sesuatu yang berakibat buruk bagi ilmu pengetahuan secara keseluruhan!
___________________
Catatan Kaki
[1] Kitab Ayub 14:1-2
[2] Aristotle, op cit., hal. 342 dan 1b.
[3] Pada 1640-1660, kaum borjuasi Inggris melakukan revolusi borjuasi demokratis yang menumbangkan Raja Charles I, yang dieksekusi pada 1649. Periode ini dikenal juga sebagai Perang Sipil Inggris. Pemerintahan republik parlementer didirikan pada 1649, namun pada 1660 kontra-revolusi mengembalikan monarki di bawah Raja Charles II. Kaum borjuasi Inggris lalu membuat persekutuan dengan William of Orange dari Belanda untuk menumbangkan Raja Charles II, yang ditumbangkan pada 1688. Persekutuan ini melahirkan sistem monarki konstitusional di bawah William of Orange (William III of England).
[4] Hegel, Phenomenology of Mind, hal. 151.
[5] Prigogine dan Stengers, Order Out of Chaos, Man’s New Dialogue with Nature, hal. 89.
[6] Hegel, Phenomenology of Mind, hal. 104.
[7] Hegel, Science of Logic, Vol. 1, hal. 229.
[8] Eksperimen Michelson-Morley adalah eksperimen sains yang dilakukan oleh Alberta A. Michelson dan Edward W. Morley yang dilakukan pada 1887 di Ohio, AS. Eksperimen ini berusaha mendeteksi gerak relatif sebuah benda atau materi melalui angin ether yang diam. Hasil negatif dari eksperimen ini membuktikan bahwa tidak ada ether, dan hasil negatif ini yang membuka jalan bagi berkembangnya teori relativitas spesial.
[9] Landau dan Rumer, What is Relativity? hal. 36 dan 37.
[10] Feynman, op. cit., Vol. 1, 1-2.
[11] Trotsky, The Struggle Against Fascism in Germany, hal. 399.
[12] Feynman, op. cit., bab 5, hal. 2.
[13] N. Calder, Einstein’s Universe, hal. 22.
[14] J. D Bernal, Science in History, hal. 527-8.
[15] N. Calder, op. cit., hal. 13.
[16] Asimov, op. cit., hal. 359.
[17] Hegel, The Phenomenology of Mind, hal. 151.
[18] Lingkaran Wina (Vienna Circle) adalah perkumpulan para filsuf di Universitas Wina, Austria, pada 1922, yang juga dikenal sebagai Ernst Mach Society. Buku Tractatus Logico-Philosophicus karya Ludwig Wittgenstein menjadi basis dari filsafat kelompok ini, yakni positivisme logis. Lingkaran Wina memiliki pengaruh yang tidak kecil pada filsafat abad ke-20.
[19] K. Popper, Unended Quest, hal. 96-7 dan 98.
[20] Prigogine dan Stengers, op. cit., hal. 10, 252-3 dan 277.
[21] Ramalan ini mungkin telah dibuktikan lebih cepat dari apa yang kami harapkan. Sebelum buku ini dikirim ke percetakan, telah muncul berita di media massa tentang sebuah percobaan yang dilakukan para ilmuwan Amerika yang kelihatannya menunjukkan bahwa foton dapat berjalan dengan kecepatan di atas kecepatan cahaya. Percobaan ini adalah percobaan yang sangat rumit, berdasarkan satu gejala aneh yang dikenal sebagai “lorong kuantum” (quantum tunnelling). Jika kelak percobaan ini telah divalidasi, ia akan menuntut perombakan terhadap seluruh konsepsi relativitas.
