Pemecahan Fermi
Pada pukul lima lewat duapuluh sembilan menit di suatu Senin pagi dalam bulan Juli 1945, bom atom pertama di dunia diledakkan di padang pasir enam puluh mil sebelah barat laut Alamorgordo, New Mexico. Empat puluh sekon kemudian, gelombang kejut ledakan mencapai pangkalan pusat dimana ilmuwan berdiri dalam perenungan yang mempesonakan melihat pertunjukan bersejarah tersebut. Orang pertama yang terpesona adalah fisikawan berkebangsaan Italia-Amerika Enrico Fermi yang hadir untuk menyaksikan puncak dari suatu proyek yang telah ia bantu memulainya.
Sebelum bom didetornasikan, Fermi merobek sehelai kertas buku catatan menjadi potongan-potongan kecil. Kemudian ketika ia merasakan getaran pertama dari gelombang kejut yang menyebar keluar melalui udara, dilemparkannya potongan-potongan kertas itu ke atas kepalanya. Potongan-potonga tersebut melayang-layang turun ke bawah dan menjauhi awan berbentuk jamur yang terbentuk di kaki langit dan mendarat dua setengah yard di belakangnya. Setelah menghitung secara singkat di luar kapala, Fermi mengumumkan bahwa energi bom adalah ekivalen dengan energi yang dihasilkan oleh sepuluh ribu ton TNT. Di lapangan juga terdapat alat ukur yang canggih. Analisis yang dilakukan dari hasil pembacaan kecepatan dan tekanan gelombang kejut yang makan waktu berminggu-minggu untuk menyelesaikannya membenarkan taksiran cepat Fermi tersebut.
Tim percobaan sangat terkesan walau tidak terkejut oleh sedikit improvisasi ilmiah yang cemerlang ini. Kejeniusan Enrico Fermi terkenal di seluruh dunia fisika. Pada tahun 1938 ia memperolah hadiah nobel untuk karyanya dalam bidang fisika, partikel elementer dan empat tahun kemudian di Chicago menghasilkan reaksi inti berantai yang pertama. Dengan demikian mengantar ke zaman senjata atom dan tenaga nuklir komersial. Tidak ada satu pun fisikawan dalam generasinya maupun setelah itu yang merupakan jagoan eksperimen yang hebat da sekaligus sebagai teoritisi terkemuka. Secara miniatur potongan kertas kecil dan analisis gerakan potongan –potongan tersebut merupakan contoh gabungan yang unik ini.
Seperti semua ahli lainnya, Fermi mempunyai gaya tersendiri. Pendekatan pada ilmu fisika tidak membolehkan adanya tentangan, tidak pernah terjadi padanya bahwa ia gagal memperoleh pemecahan dari suatu soal. Naskah ilmiah dan bukunya tidak bertele-tele. Suatu pilihan unutk jejak yang paling langsung alih-alih rute yang paling parlente secara intelektual menuju jawaban. Jika ia mencapai batas-batas kepandaiannya , Fermi menyelesaikan tugasnya dengan gaya yang kasar.
Untuk menggambarkan pendekatan ini, bayangkan seorang fisikawan harus menentukan volume suatu benda yang tak beraturan, misalnya bumi ini yang mempunyai bentuk agak mirip buah pir. Tanpa suatu jenis rumus, mungkin orang mungkin terasa terhalang, padahal ada banyak cara untuk memperolehnya. Berkonsultasi dengan seorang matematikawan adalah suatu cara, tapi membutuhkan matematikawan yang berpengetahuan yang cukup dan bersedia membantu, biasanya sukar. Mencari melalui bacaan matematika mungkin merupakan cara lain, namun ini membutuhkan banyak waktu dan ini mungkin tidak membuahkan hasil sebab bentuk-bentuk ideal yang diminati para matematikawan sering tidak cocok dengan bentuk yang tak beraturan yang ada di alam. Akhirnya fisikawan itu mempertimbangkan untuk mengesampingkan semua riset lainnya untuk menurunkan rumus dari prinsip dasar matematika tetapi sudah barang tentu siapapun yang ingin mencurahkan begitu banyak waktu pada geometri toeritis tidak akan menjadi seorang fisikawan.
Sebagai alternatif, fisikawan itu dapat melakukan apa yanng dialkukan Fermi, menghitung volume secara numerik. Daripada bergantung pad suatu rumus , mungkin fisikawan tersebut dapat membayangkan membagi planet bumi ini menjadi sebuah kubus-kubus kecil yang masing-masing mudah ditemukan volumenya dengan mengalikan panjang kali lebar kali tinggi dan kemudian menjumlahkan bersama jawaban-jawabanini sehingga persoalan lebih mudah dikerjakan. Metode ini hanya menghasilkan pemecahan pendekatan, tetapi karena tidak bergantung pada rumus-rumus yang tidak diketahui maka pastilah menghasilkan jawaban-jawaban yang diharapkan, inilah yang dipersoalkan Fermi. Setelah Perang Dunia kedua dengan pengenalan akan komputer kemudian kalkulator saku dan penghitungan numerik telah menjadi prosedur standar dalam fisika.
Teknik membagi persoalan yang sulit menjadi persoalan yang lebih kecil dan dapat diatur berlaku untuk banyak persoalan disamping persoalan yang dapat dipertanggung jawabkan dengan penghitunga n numerik. Fermi sangat unggul dalam metode kasar tapi cepat ini. Untuk meneruskan metode kepada mahasiswanya ia menghubungkan suatu jenis pertanyaan yang telah dihubungkan dengan namanya. Suatu soal Fermi mempunyai profil yang khas. Pada waktu mendengar untuk pertama kali, ornag bahkan tidak mempunyai gagasan sejauh apapun tentang jawaban yang mungkin.
Sebagai contoh, seseorang ingin menentukan keliling bumi tanpa harus mencarinya di buku.Orang tahu bahwa New York dan Los Angeles dipisahkan oleh jarak kira-kira tigaribu mil dan bahwa perbedaan waktu antar kedua pantai itu adalah tiga jam. Tiga jam menytakan seperdelapan hari, dan satu hari adalah waktu yang diperlukan oleh bumi untuk berputar lngkap satu kali. Karena itu, keliling bumi dapat diperkirakan delapan kali tiga ribu atau dua puluh empat ribu mil. Dikatulistiwa , keliling bumi adalah 24.902 mil. Dalam kata-kata John Milton :
“ Begitu mudah tampaknya. Sekali ditemukan, hal yang belum pernah ditemukan. Yang kebanyakan orang akan berfikir tidak mungkin.”
Soal-soal Fermi mungkin mirip dengan asah otak yang biasa muncul di bagian belakang majalah-majalah penerbangan atau bagian publikasi lainnya. Jawaban untuk soal Fermi berbeda dengan asah otak, tidak dapat dibuktikan dengan penalaran logis belaka dan selalu merupakan pendekatan . Selanjutnya untuk dalam memecahkan soal-soal Fermi juga dibutuhkan pengetahuan mengenai fakta yang tidak disebutkan dalam soal.
Perbedaan-perbedaan ini berarti bahwa soal-soal Fermi lebih terikat pada dunia fisiska alih-alih teka-teki matematika yang jarang mempunyai sesuatu yang praktis untuk ditawarkan pada para fisikawan. Begitu pula soal-soal Fermi mengingatkan pada dilema biasa yang dihadapi para non fisikawan dalam kehidupan sehari-hari. Sebenarnnya soal-soal Fermi dan pemecahannya tidak hanya penting bagi pelatihan fisika, tetapi juga berharga untuk pelajaran dalam seni kehidupan.
Pemecahan Fermi
Pada pukul lima lewat duapuluh sembilan menit di suatu Senin pagi dalam bulan Juli 1945, bom atom pertama di dunia diledakkan di padang pasir enam puluh mil sebelah barat laut Alamorgordo, New Mexico. Empat puluh sekon kemudian, gelombang kejut ledakan mencapai pangkalan pusat dimana ilmuwan berdiri dalam perenungan yang mempesonakan melihat pertunjukan bersejarah tersebut. Orang pertama yang terpesona adalah fisikawan berkebangsaan Italia-Amerika Enrico Fermi yang hadir untuk menyaksikan puncak dari suatu proyek yang telah ia bantu memulainya.
Sebelum bom didetornasikan, Fermi merobek sehelai kertas buku catatan menjadi potongan-potongan kecil. Kemudian ketika ia merasakan getaran pertama dari gelombang kejut yang menyebar keluar melalui udara, dilemparkannya potongan-potongan kertas itu ke atas kepalanya. Potongan-potonga tersebut melayang-layang turun ke bawah dan menjauhi awan berbentuk jamur yang terbentuk di kaki langit dan mendarat dua setengah yard di belakangnya. Setelah menghitung secara singkat di luar kapala, Fermi mengumumkan bahwa energi bom adalah ekivalen dengan energi yang dihasilkan oleh sepuluh ribu ton TNT. Di lapangan juga terdapat alat ukur yang canggih. Analisis yang dilakukan dari hasil pembacaan kecepatan dan tekanan gelombang kejut yang makan waktu berminggu-minggu untuk menyelesaikannya membenarkan taksiran cepat Fermi tersebut.
Tim percobaan sangat terkesan walau tidak terkejut oleh sedikit improvisasi ilmiah yang cemerlang ini. Kejeniusan Enrico Fermi terkenal di seluruh dunia fisika. Pada tahun 1938 ia memperolah hadiah nobel untuk karyanya dalam bidang fisika, partikel elementer dan empat tahun kemudian di Chicago menghasilkan reaksi inti berantai yang pertama. Dengan demikian mengantar ke zaman senjata atom dan tenaga nuklir komersial. Tidak ada satu pun fisikawan dalam generasinya maupun setelah itu yang merupakan jagoan eksperimen yang hebat da sekaligus sebagai teoritisi terkemuka. Secara miniatur potongan kertas kecil dan analisis gerakan potongan –potongan tersebut merupakan contoh gabungan yang unik ini.
Seperti semua ahli lainnya, Fermi mempunyai gaya tersendiri. Pendekatan pada ilmu fisika tidak membolehkan adanya tentangan, tidak pernah terjadi padanya bahwa ia gagal memperoleh pemecahan dari suatu soal. Naskah ilmiah dan bukunya tidak bertele-tele. Suatu pilihan unutk jejak yang paling langsung alih-alih rute yang paling parlente secara intelektual menuju jawaban. Jika ia mencapai batas-batas kepandaiannya , Fermi menyelesaikan tugasnya dengan gaya yang kasar.
Untuk menggambarkan pendekatan ini, bayangkan seorang fisikawan harus menentukan volume suatu benda yang tak beraturan, misalnya bumi ini yang mempunyai bentuk agak mirip buah pir. Tanpa suatu jenis rumus, mungkin orang mungkin terasa terhalang, padahal ada banyak cara untuk memperolehnya. Berkonsultasi dengan seorang matematikawan adalah suatu cara, tapi membutuhkan matematikawan yang berpengetahuan yang cukup dan bersedia membantu, biasanya sukar. Mencari melalui bacaan matematika mungkin merupakan cara lain, namun ini membutuhkan banyak waktu dan ini mungkin tidak membuahkan hasil sebab bentuk-bentuk ideal yang diminati para matematikawan sering tidak cocok dengan bentuk yang tak beraturan yang ada di alam. Akhirnya fisikawan itu mempertimbangkan untuk mengesampingkan semua riset lainnya untuk menurunkan rumus dari prinsip dasar matematika tetapi sudah barang tentu siapapun yang ingin mencurahkan begitu banyak waktu pada geometri toeritis tidak akan menjadi seorang fisikawan.
Sebagai alternatif, fisikawan itu dapat melakukan apa yanng dialkukan Fermi, menghitung volume secara numerik. Daripada bergantung pad suatu rumus , mungkin fisikawan tersebut dapat membayangkan membagi planet bumi ini menjadi sebuah kubus-kubus kecil yang masing-masing mudah ditemukan volumenya dengan mengalikan panjang kali lebar kali tinggi dan kemudian menjumlahkan bersama jawaban-jawabanini sehingga persoalan lebih mudah dikerjakan. Metode ini hanya menghasilkan pemecahan pendekatan, tetapi karena tidak bergantung pada rumus-rumus yang tidak diketahui maka pastilah menghasilkan jawaban-jawaban yang diharapkan, inilah yang dipersoalkan Fermi. Setelah Perang Dunia kedua dengan pengenalan akan komputer kemudian kalkulator saku dan penghitungan numerik telah menjadi prosedur standar dalam fisika.
Teknik membagi persoalan yang sulit menjadi persoalan yang lebih kecil dan dapat diatur berlaku untuk banyak persoalan disamping persoalan yang dapat dipertanggung jawabkan dengan penghitunga n numerik. Fermi sangat unggul dalam metode kasar tapi cepat ini. Untuk meneruskan metode kepada mahasiswanya ia menghubungkan suatu jenis pertanyaan yang telah dihubungkan dengan namanya. Suatu soal Fermi mempunyai profil yang khas. Pada waktu mendengar untuk pertama kali, ornag bahkan tidak mempunyai gagasan sejauh apapun tentang jawaban yang mungkin.
Sebagai contoh, seseorang ingin menentukan keliling bumi tanpa harus mencarinya di buku.Orang tahu bahwa New York dan Los Angeles dipisahkan oleh jarak kira-kira tigaribu mil dan bahwa perbedaan waktu antar kedua pantai itu adalah tiga jam. Tiga jam menytakan seperdelapan hari, dan satu hari adalah waktu yang diperlukan oleh bumi untuk berputar lngkap satu kali. Karena itu, keliling bumi dapat diperkirakan delapan kali tiga ribu atau dua puluh empat ribu mil. Dikatulistiwa , keliling bumi adalah 24.902 mil. Dalam kata-kata John Milton :
“ Begitu mudah tampaknya. Sekali ditemukan, hal yang belum pernah ditemukan. Yang kebanyakan orang akan berfikir tidak mungkin.”
Soal-soal Fermi mungkin mirip dengan asah otak yang biasa muncul di bagian belakang majalah-majalah penerbangan atau bagian publikasi lainnya. Jawaban untuk soal Fermi berbeda dengan asah otak, tidak dapat dibuktikan dengan penalaran logis belaka dan selalu merupakan pendekatan . Selanjutnya untuk dalam memecahkan soal-soal Fermi juga dibutuhkan pengetahuan mengenai fakta yang tidak disebutkan dalam soal.
Perbedaan-perbedaan ini berarti bahwa soal-soal Fermi lebih terikat pada dunia fisiska alih-alih teka-teki matematika yang jarang mempunyai sesuatu yang praktis untuk ditawarkan pada para fisikawan. Begitu pula soal-soal Fermi mengingatkan pada dilema biasa yang dihadapi para non fisikawan dalam kehidupan sehari-hari. Sebenarnnya soal-soal Fermi dan pemecahannya tidak hanya penting bagi pelatihan fisika, tetapi juga berharga untuk pelajaran dalam seni kehidupan.
Comments
Post a Comment