Kalau sampai awal abad-21 ini Teori M masih bikin orang pusing, dia sebenernya senasib dengan teori relativitas di awal abad-20, atau teori kuantum di pertengahan abad-20. Tahun2 kemaren, website ini suka cerita tentang penolakan2 atas teori2 pembentuk abad-20 itu.

Waktu kita belajar relativitas di SMA, kita memulai dari cerita percobaan menghitung kecepatan cahaya oleh Michelson, yang memberikan hasil bahwa kecepatan cahaya itu konstan, berapa pun cepatnya asal cahaya itu bergerak. Juga kita masuk ke transformasi Lorentz. Baru Einstein masuk panggung, menggunakan hasil temuan mereka, dan berbekal matematika Gauss/Riemann/Poincaré. Yang jarang kita ketahui adalah bahwa baik Michelson, Lorentz, maupun Poincaré menolak relativitas Einstein.

Tapi Einstein didukung Max Planck. Jadi teori relativitas tidak mati sebelum berkembang.

Einstein sendiri memperoleh hadiah Nobel bukan dari relativitas, tapi dari tulisannya tentang efek fotoelektrik, yang merujuk pada temuan Planck tentang kuantum energi. Tulisan Einstein ini kemudian menjadi dasar terbentuknya mekanika kuantum oleh Bohr dkk. Tapi kemudian Einstein selalu menolak mekanika kuantum ini. Juga Planck.

Gimana nanti Teori M berkembang?

Kayak apa sih Teori M? String, katanya, bukan bentuk partikel fundamental, melainkan hanya salah satu bentuk objek yang dinamai brane, singkatan dari membrane. Brane berdimensi banyak, sementara string hanya berdimensi tunggal. Hukum2 fisika akan tergantung oleh getaran dari brane ini. Jumlah dimensi bukan 10 (seperti yang dinyatakan teori string masa itu), tapi 11. Dan lucunya, dilihat dari salah satu dasar Teori M, ruang dan waktu bukan bagian dari dimensi itu.

Pada skana brane tertentu, yang tidak terlalu kecil dan tidak terlalu besar, barulah matriks dimensi2 ini membentuk koordinat yang dapat diamati dan dikenali sebagai ruang-waktu.

Hingga 1995, hanya Stephen Hawking yang pernah menyusun teori yang berisi sekaligus teori relativitas umum dan mekanika kuantum, yaitu waktu dia mengisahkan entropi black hole. Tahun 1996, Andrew Strominger dan Cumrun Vafa menyusun model black hole teoretis dari brane. Entropi black hole hasil hitungan mereka ternyata sama dengan hasil hitungan Hawking.

Waktu (entah sebagai dimensi atau sekedar hasil aproksimasi) yang akan menyaksikan apakah Teori M merupakan lompatan baru bagi fisika masa depan.

Kita ketahui, skala string dan teori2 selanjutnya, seluruhnya di bawah skala Planck, yang artinya nyaris tak mungkin teramati secara fisik. Aneh juga bahwa namanya masih ‘fisika’ :). Biasanya namanya baru jadi fisika kalau si konsep sudah terinstansiasi jadi obyek :). Ed Witten sendiri tidak memperoleh hadiah Nobel, tetapi medali Fields, yang konon lebih bergengsi bagi para matematikawan.

Jadi Ed Witten itu fisikawan atau matematikawan? Buat bikin kita keki, sebenernya dia mengambil major di sejarah. Fisika cuman jadi minor? Lebih bikin keki lagi: dia nggak ambil kuliah fisika — fisika itu cuman hobby.

Si makhluk ajaib ini, di konferensi teori string 1995, menyampaikan bahwa teori2 string yang sedemikian banyaknya itu tidak saling bertentangan. Dia menunjukkan bahwa semua teori itu adalah sebuah pendekatan dari sebuah teori yang lebih besar, yang sekarang dinamai “Teori-M”. Hadirin yang umumnya fisikawan, heboh. Pembicara berikutnya, Nathan Seiberg, begitu kacaunya, dan cuma berucap, “Seharusnya saya jadi spoir truk saja.”

Tahun 1981, John Schwarz disapa Richard Feynman: “Hai. Berapa dimensi kamu hari ini?” Bahwa Feynman tukang melucu, kita sudah dipaksa hafal. Bahwa Schwarz selalu jadi bahan ejekan, itu juga wajar: teori string yang dikembangkannya, sampai saat itu, tidak pernah mencapai bentuk agak final. Komplikasi matematika yang dibentuknya membuat para ahli string (kemudian dinamai superstring, setelah dipadukan dengan teori supersimetri) tidak pernah sepakat dengan jumlah dimensi yang ada — dan perubahan itu bersifat harian pula.

Schwarz tadinya satu2nya ilmuwan yang menseriusi teori string. Satu lagi sudah bunuh diri akibat krisis multidimensi (percayalah). Dua orang itu tadinya dikoleksi Murray GellMann sebagai barang unik di Caltech.

Tapi seperti Newton yang menyusun fundamental fisika dengan menemukan matematika baru bernama kalkulus (setelah Leibniz maksudnya), atau Einstein yang menyusun fundamental baru dengan menggunakan matematika baru rekaan Riemann, ternyata teori superstring juga harus disusun dengan matematika model baru. Einstein memang beruntung, soalnya tulisan Riemann sempat jadi acuan Einstein (atas jasa baik Marcel Grossmann, sohibnya). Tapi Schwaz tidak punya acuan itu, sampai suatu hari si pencipta matematika baru itu lah yang bergabung dengan para fisikawan supersting. Namanya Edward Witten.