Bukan berarti fisikawan jadi bahagia dengan teori Bohm. Teori ini, kata Lee Smolin, tidak bisa dibuktikan (dengan eksperimen). Fakta bahwa von Neumann salah tidak menunjukkan bahwa Bohm benar. Memang, kata Bohm. Tapi teori superstring juga perlu waktu beberapa dekade lagi untuk bisa diuji dengan eksperimen.
Jadi di buku Smolin (yang kita jadikan acuan untuk fisika awal abad 21), teori holografi ini nggak disebut-sebut. Dianggap hanya merupakan varian dari teori sum-over-histories dari Feynman.
Kalau Feynman mengatakan bahwa cahaya merambat dengan segala cara dan jurusan untuk mencapai mata kita, Bohm bisa kita peralat untuk mengatakan bahwa gelombang pilot lah yang merasakan seluruh ruang-waktu dan menyuruh partikel cahaya mengambil arah ke mata kita.
Kayaknya sih, Bohm mencoba merelativitaskan partikel-energi bersama ruang-waktu, sementara Smolin mencoba mengkuantumkan ruang-waktu bersama partikel-energi.
Memang, masih selalu ada pertanyaan yang tersisa. (a) Dari mana asal fluktuasi kuantum? Hawking dan rekan-rekan seangkatannya bilang: akibat ketidakpastian Heisenberg. Tapi itu tidak menjawab pertanyaan kita. Soalnya: (b) Dari mana asal ketidakpastian Heisenberg? Gimana kalau aku jawab: akibat fluktuasi kuantum yang selalu terjadi. Jawaban yang nggak bisa disangkal. Atau mungkin jawabannya dicari dengan merujuk ke persamaan Planck. Tapi itu juga nggak menjawab persoalan (c) Dari mana timbul batas kuantum pada persamaan Planck? Tentu, boleh dijawab dengan usil lagi: Dari titik batas ketidakpastian Heisenberg.
George Gamow berjalan kaki dengan Albert Einstein, suatu hari di tahun 1940. Gamow bercerita, bahwa salah satu rekannya, memakai teori relativitas umum, mengatakan bahwa sebuah bintang bisa diciptakan begitu saja dari kehampaan, karena kalau massanya dianggap sebagai energi positif, maka gaya gravitasi total yang diciptakannya akan menjadi energi negatif yang jumlahnya setara. Tidak ada hukum fisika yang dilanggar. Einstein kaget, lalu diam untuk berpikir. Padahal mereka sedang menyeberang jalan. Jadi mobil-mobil terpaksa ikutan berhenti menunggu Einstein berpikir.
Mungkin agak lucu, kalau kita berpikir bahwa dari ketiadaan langsung muncul sebuah bintang begitu saja. Cling. Tapi di tahun 1970-an, Stephen Hawking memakai pendekatan yang sama untuk menjelaskan kenapa sebuah blackhole bisa memancarkan cahaya.
Ketidakpastian Heisenberg, katanya, memaksa adanya fluktuasi kuantum di mana pun. Ruang hampa tidak boleh kita anggap kosong, karena artinya kita memastikan posisi dan momentum ‘partikel’ di ruang itu. Lucu memang. Tapi karena angka 0 itu angka, maka “tidak ada partikel” itu partikel juga kan? Di ruang hampa, barangkali (artinya: ketidakpastian dijalankan) ada fluktuasi di mana sepasang foton dan antifoton tercipta, kemudian saling meniadakan. Anti foton, kayak yang pernah diulas berbulan-bulan di sini, adalah foton juga. Hawking melanjutkan, kalau fluktuasi ini terjadi di batas pengaruh blackhole, maka satu foton bisa jadi tertarik masuk ke blackhole, sementara foton pasangannya tidak bisa saling meniadakan, dan akhirnya mengembara. Maka blackhole pun seolah memancarkan foton.
Fluktuasi kuantum tidak hanya bisa melibatkan foton. Bisa jadi fluktuasi yang sama menciptakan misalnya pasangan elektron dan positron. Berbeda dengan foton yang tidak memiliki massa dan muatan, baik elektron dan positron memiliki massa dan muatan. Muatan mereka memang berlawanan, jadi total muatan tetap nol. Tapi massa mereka tidak berlawanan, jadi massa semesta bertambah. Nah.
Kembali ke obrolan Einstein dan Gamow, fluktuasi ini memang mungkin terjadi. Massa partikel itu (yang tak lain hanya energi) akan langsung diimbangi oleh gravitasi (yaitu energi negatif) yang tercipta oleh terciptanya massa itu. Dan kalau kurang yakin dengan pernyataan ini, silakan mulai merenung. Tapi jangan di tengah jalan. Ketiadaan tidak selalu terjadi akibat tabrakan dengan anti partikel. Kadang-kadang cukup dengan mobil ngebut. Ini bukan tahun 1940-an.
Seperti yang diceritakan Feynman, teori Wheeler-Feynman mengenai interaksi foton dua arah waktu, hanya berhasil untuk fisika klasik, tetapi tidak pernah berhasil diterapkan di mekanika kuantum. Feynman kemudian beralih ke QED.
Tahun 1970-an, baru beberapa ilmuwan mulai menemukan jalan memadukan teori itu dengan fisika kuantum: Hoyle dan Narlikar, juga Paul Davies. Tapi seperti juga Feynman, mereka juga hanya memakai gelombang elektromagnetik alias foton.
Pertengahan 1980-an, John Cramer memperluas gagasan ini ke fungsi gelombang Schrödinger, yang lajunya sama dengan foton. Mula-mula memang tidak ada yang memikirkan ide itu, karena selama ini diketahui fungsi Schrödinger hanya memiliki satu arah — yang diasumsikan adalah arah maju. Yang terlupakan adalah bahwa seperti fungsi Maxwell untuk elektromagnetika, fungsi ini bisa dicerminkan untuk menggambarkan aliran energi ke masa lalu.
Sayangnya risalah Cramer tidak begitu bergema. Pertengahan tahun 1990-an, Chu dan beberapa ilmuwan yang mendalami superstring, sekali lagi menemukan hasil yang serupa, tanpa pernah berkomunikasi dengan Cramer. Chu menulis: “Korelasi seketika antara dua partikel terpisah terjadi melalui partikel ketiga, yang berkorelasi dengan partikel pertama melalui interaksi maju, dan dengan partikel kedua melalui interaksi mundur.” Waktu akhirnya Chu tahu bahwa soal interaksi maju mundur ini sudah disepakati para ilmuwan, dia cuman bilang, “Tahu gitu, saya nggak akan terlalu khawatir menggeneralisasikan teori Wheeler-Feynman ke superstring.”
Kira-kira Feynman sendiri bakal bilang apa? Kalau masih hidup sampai tahun 1990-an, barangkali dia lebih suka main drum :). Tapi di tahun 1960-an, dia pernah bilang bahwa tidak ada satu orang pun yang mengerti teori kuantum, dalam arti kenapa interaksi yang terjadi kok seperti itu. Barangkali akhirnya orang tahu, dan itu akibat salah satu teori dia juga, yang tidak dia teruskan, tapi diteruskan orang-orang lain selama setengah abad.
Quark dimodelkan oleh dua orang secara tidak bersamaan. Satu Murray Gell-Mann, ilmuwan yang sudah ternama karena risetnya di bidang spesifikasi materi subatom, yang darinya dapat disusun semacam sistem periodik untuk partikel subatom, plus beberapa prediksi. Dia menulis ide tentang “triplet” ini dengan malu-malu dalam paper yang hanya dua lembar, di tahun 1964. Yang bikin dia ogah adalah bahwa riset matematika dia menunjukkan bahwa quark bisa memiliki muatan 1/3 dan 2/3 unit muatan elektron, yang waktu itu dianggap tidak mungkin. Di paper itu dia malah nyaris menyangkal bahwa idenya itu ada dalam realitas. [Mirip kisah foton, relativitas, dll, yang mulanya oleh penemunya dianggap hanya model matematika]
Penemu yang lain, George Zweig, menyusun idea tentang “ace” dengan permodelan fisika, bukan matematika. Dia menerbitkan idenya di CERN (dengan berbagai kesulitan) pada tahun 1964, sepanjang 24 halaman, lebih rinci dari Gell-Mann. Tapi dia juga menulis bahwa hasil itu aneh karena pendekatan yang kasar.
Gell-Mann kemudian menamai partikel itu quark, bukan triplet atau ace lagi. Penelitian Gell-Mann yang berkelanjutan, membuat ia memperoleh hadian Nobel pada tahun 1969, untuk spesifikasi partikel subatom, tanpa menyebut soal quark. Waktu akhirnya konsep quark diterima sebagai bakuan, komite Nobel merasa tidak pantas memberikan Nobel kepada Gell-Mann dua kali untuk satu kali kerja, tapi juga tidak memberikan Nobel kepada Zweig karena artinya harus memberikan kepada Gell-Mann juga. Syukurlah, di kalangan ilmuwan itu pun Nobel tidak terlalu dihargai.
Namun bagaimana pendapat Feynman sendiri tentang Pauli? Berbeda dengan buku Gribbin yang mengatakan bahwa konsep foton maju mundur itu temuan Feynman (dan Wheeler hanya jadi supervisor), buku Feynman menyebutkan bahwa konsep itu sebenarnya adalah gagasan Wheeler. Wheeler membagi dua tugas itu. Feynman kebagian mengulas efek itu dari mata fisika klasik (teori Maxwell dan relativitas), dan Wheeler kemudian menyusul untuk soal fisika kuantumnya. Ini adalah presentasi ilmiah Feynman pertama di Princeton.
Pauli dan Wheeler
Aku sudah sempat menulis tentang idenya sendiri, dan bagaimana Pauli menyanggah, dan bagaimana Einstein membela ide itu. Di buku Feynman, ditambahkan bahwa setelah itu Pauli berbincang, menanyakan hasil riset Wheeler. Feynman, jujur, menjawab tidak tahu. Pauli mengatakan, tidak mungkin Wheeler tidak mamu memberi tahu. Pasti memang risetnya tidak berhasil. Dan memang akhirnya riset Wheeler tidak diteruskan. Feynman mencoba meneruskan soal efek kuantum ide ini selama bertahun-tahun, tapi akhirnya gagal juga. Dia menyesal, mengapa dia betul-betul tak dapat mengingat isi sanggahan Pauli. Barangkali Pauli mencoba memberi tahu sesuatu.
Akhirnya memang Feynman berhasil menyusun konsep yang berbeda, dan diakui sebagai karya yang hebat: QED. Aku belum pernah mengulas soal QED ini. Aku harus jujur juga. Aku sudah baca beberapa buku soal QED, tapi belum juga paham. Udah ah.
Partikel bermuatan, misalnya elektron, memberikan reaksi lebih atas gaya dorong. Pasti muatan elektron itu berinteraksi dengan sesuatu, tapi dengan apa? Bukan dengan ruang hampa, tentu. Interaksi antar muatan selalu menggunakan gelombang elektromagnetik (atau dengan kata lain, foton). Tapi foton perlu waktu untuk bergerak antar partikel bermuatan, dan kalau si elektron itu sendirian di antara galaksi-galaksi, perlu waktu miliaran tahun bagi foton untuk terbang ke galaksi-galaksi, dan terbang kembali ke si elektron.
Lalu Feynman mengingatkan: teori relativitas khusus bilang, benda dengan kecepatan cahaya (termasuk cahaya atau foton itu sendiri donk) tidak memiliki skala waktu. Buat foton, waktu selalu nol, dan tidak perduli apa itu +0 atau -0. Dia bisa berlari selama 1 miliar tahun ke galaksi terdekat, lalu lari selama -1 miliar tahun ke mana-mana termasuk kembali ke elektron tadi. Dan bagi si elektron, itu berarti interaksi tanpa waktu. Tapi itu berarti si elektron bisa dibilang berinteraksi dengan semua partikel di semesta :), dan dari segala waktu :) :). Tentu semua interaksi itu dijumlahkan plus dan minus menghasilkan total reaksi yang cuman berujud geseran.
Setelah Feynman menyampaikan ini di tahun 1940, Pauli menyampaikan keberatan. Bahkan Feynman yang konon genius pun tidak bisa mengerti kata-kata Pauli lebih dari because of this this and this. Tetapi Einstein ada di situ juga, dan dia menjawab ringan, The theory seems possible. Setelah QED dirumuskan, fakta bahwa waktu buat foton bisa maju dan mundur dianggap tidak aneh lagi.
Foton dalam waktu mundur bisa dipertimbangkan sama dengan anti foton dengan waktu maju. Namun kita ingat, anti foton adalah foton itu sendiri
Proyek Genome mencoba membuat sebuah bakuan atas genetika manusia. Tentu, genetika manusia tidak ada yang baku. Jadi mereka mencari 200 orang untuk disampling, kemudian dilakukan konsensus tertentu untuk menentukan standar manusia. Naif yah :). Atau barangkali cuman salah arah.
Genetika manusia bervariasi bukan karena ketidaksengajaan, atau bukan karena evolusi yang belum selesai, tetapi lebih karena variasi itu sendiri merupakan karakteristik yang dilekatkan pada genetika. Yang sederhana adalah golongan darah. Golongan A memiliki kekebalan pada tipe kolera tertentu, dan B pada tipe kolera lain. Golongan AB sangat kebal pada semua macam kolera, dan sebaliknya golongan O paling tidak kebal. Tapi golongan O paling kuat menghadapi malaria. Beberapa macam penyakit lain bisa ditangkal oleh golongan darah tertentu. Wabah yang mendunia pun diharapkan tidak akan memusnahkan manusia. Jadi kalau malaria menyerang, ada golongan O yang selamat, tapi kalau kolera menyerang, ada kelompok AB yang selamat. Dengan demikian dalam jangka panjang manusia akan survive (tapi bakal beda kalau bumi ketabrak komet atau asteroid).
Ada banyak variasi selain golongan darah yang juga bersifat serupa dalam menangkal penyakit tertentu. Jadi tidak ada satu standar manusia. Pakar genetika akhir abad 20 menghadapi penemuan yang sama dengan fisikawan awal abad 20: mau mencari standar, tapi menemukan bahwa yang namanya standar itu salah. Sekarang mereka lagi asyik dengan teori chaos juga. Nggak tau tuh apa yang dibahas. Tata istilah perchaosan itu rumit bener, harus ada yang ngajarin aku nih.
Sambil punya mainan baru: Fractal Explorer. Mandelbrot tak gentar.
Waktu Szilard dan Fermi lari ke Amerika, Eropa masih punya ilmuwan seperti Hahn, Strassman, dan bahkan Heisenberg. Waktu Bohr menginformasikan ke Szilard bahwa Jerman sudah bisa membuat fisi terkendali, Szilard melobby ilmuwan dan akhirnya ke presiden Roosevelt melalui Einstein. Perlu waktu lama dari lobby sampai terbentuknya proyek Manhattan. Sementara itu, di mana bom atom Jerman?
Menteri Persenjataan dan Produksi Perang Jeman Albert Speer sudah menyediakan lab bawah tanah buat Heisenberg. Tapi Heisenberg menyatakan bahwa pembuatan bom atom belum mungkin. Konon sih Heisenberg punya alasan moral agar Nazi tidak bisa menggunakan bom atom. Sementara itu proyek Manhattan berhasil. Tapi sebelum dipakai, Jerman keburu kalah perang. Heisenberg, Hahn, dll, ditawan di Inggris. Waktu akhirnya bom atom diledakkan di Hiroshima, Heisenberg menunjukkan ketidakpercayaannya. Ia menunjukkan ke Hahn bahwa bom itu harus memiliki jejari kritis setengah meter, jadi volumenya setengah meter kubik, dan massanya seratusan kilogram. Dan U-238 seberat itu bisa diproduksi dalam beberapa tahun, dengan pemurnian dari U-235. Tapi Heisenberg salah hitung. Bom yang dijatuhkan di Hiroshima, massa U-238-nya hanya 1 kg saja. Berat 1 kg itu bisa diproduksi dalam hitungan hari saja di Amerika.
Jadi bom atom Jerman gagal karena kesalahan hitung, bukan karena alasan moral. Tapi, kalau menyangkut nama Heisenberg, tentu harus dipertimbangkan juga unsur ketidakpastian.
