Falsafah Kuantum: Dari Fizik Ke Metafizik (2/6)

Penerokaan fizik kuantum

Berkaitan falsafah kuantum, bidang ini dirangsang menerusi penemuan saintifik oleh sekumpulan fizikawan Barat, terutamanya dari kalangan fizikawan Jerman. Antara yang terawal meletakkan asas fizik ini ialah Max Planck melalui makalahnya pada tahun 1901. Di sini, Planck percaya bahawa dalam sesebuah jasad hitam, cahaya yang terpancar mahupun yang meresap sebenarnya berbentuk diskrit, bukannya selanjar sepertimana yang kental dipercayai oleh fizik Newton. (Meminjam sifat diskrit inilah, perkataan kuanta (ketul-ketulan) mula menjadi popular. Kemudian, setelah dijamakkannya maka lahirlah perkataan kuantum).

Walau bagaimanapun, penemuan revolusioner Planck ini pada peringkat awal tidak diberi perhatian, meskipun ideanya itu telah merombak perspektif Newtonian. Sambutan sepi dari kalangan komuniti sains ini berterusan, sehinggalah pada tahun 1905 Albert Einstein yang ketika itu bertugas sebagai pemeriksa paten di Berne julung kalinya menghargai aksiom serta postulat Planck tersebut menerusi ujikaji terhadap kesan fotoelektrik. Menariknya, melalui makalah Einstein yang termuat dalam Annalen der Physik itulah yang melengkapkan tahun ajaibnya, hingga membawanya ke anugerah Nobel Fizik pada tahun 1921.

Selepas itu, penyelidikan tentang sains Jerman (baca: fizik kuantum) ini mulai rancak. Ini dibuktikan sepanjang 30 tahun pertama pada abad ke-20, di mana banyak penemuan baru yang telah berjaya diteroka. Ini termasuklah menerusi penyelidikan yang diusahakan oleh Neils Bohr tentang teori spektra kuantum, Arthur Compton menerusi penyerakan foton oleh elektron, Wolfgang Pauli menerusi prinsip pengecualian, dan tidak ketinggalan juga Louis de Broglie menerusi penjelasannya tentang gelombang zarah.

Malah, keghairahan terhadap fizik kuantum ini diteruskan lagi oleh Erwin Schrödinger dengan rumusan persamaan gelombang, manakala Werner Heisenberg pula mengemukakan prinsip ketakpastian, dan Davisson & Germer melakukan ujikaji mengenai kegelombangan zarah elektron, sebelum Max Born pada tahun 1927 menafsirkan fungsi gelombang.

Menerusi kegigihan yang diserlahkan oleh fizikawan kuantum dalam tiga dekad terawal inilah, William H. Cooper dalam The Quantum Physicist menyifatkan detik tersebut sebagai 30 tahun yang sangat heroik buat dunia sains! Buktinya, kesemua fizikawan yang dinyatakan tersebut akhirnya meraih anugerah Nobel atas sumbangan masing-masing. Itulah episod bersejarah bagaimana kemunculan dan awal pengukuhan salah satu bidang fizik moden ini (selain fizik kuantum, fizik kenisbian turut dianggap sebahagian dari bidang fizik moden, yang mula-mula sekali diperkenalkan oleh Einstein, menerusi makalah On the Electrodynamics of Moving Bodies).

Walau bagaimanapun, arus revolusi fizik ini masih belum terhenti setakat itu. Ini kerana, fizikawan kuantum masih lagi gagal untuk menerangkan hasil cerapan ujikaji yang di dapati mempunyai ciri-ciri tidak mantik, bersifat kedualan gelombang-zarah, serta tak-tentuisme. Malah, semua sifat-sifat ini kemudiannya di dapati telah berseberangan dengan pencirian fizik Newton yang selama ini kuat dipercayai oleh komuniti sains. Maka, usaha untuk memberi tafsiran terhadap fizik kuantum mula dibahaskan, terutamanya selepas 1930-an. Neils Bohr, yang pintar berbahas itu, umpamanya adalah antara mereka yang terawal memimpin perbincangan ini sehingga melahirkan mazhab Copenhagennya

Selain mazhab Copenhagen yang dipimpin oleh Bohr tersebut, banyak lagi tafsiran-tafsiran yang lain yang telah dikemukakan untuk menjelaskan tentang fenomena fizik kuantum ini. Dan, antara tafsiran yang memberi saingan kepada Copenhangen ialah tafsiran Banyak Alam yang diperkenalkan oleh Hugh Everett III sebelum diperkemaskan oleh John A. Wheeler, tafsiran Bohm yang holisme, teorem ketaksamaan Bell, tafsiran Kochen, tafsiran Healey, dll. Malah, penafsiran tunggal tidak pernah diselesaikan, sampai kini sekalipun!

Di satu sisi yang lain, Einstein dan sekelompok kecil fizikawan lain memilih untuk menolak fizik kuantum kerana sifatnya yang tak-tentuisme serta kegagalannya untuk mematuhi prinsip kebersebaban. Pada tahun 1935, menerusi jurnal The Physical Review, bangkangan Einstein—bersama-sama Boris Padolsky dan Nathan Rosen—dibentangkan menerusi makalah mashyurnya yang bertema, Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality be Considered Complete. Dalam makalah EPRnya tersebut, mereka bertiga memberikan formulasi yang tajam untuk memaparkan paradoks serta betapa tidak lengkapnya fizik kuantum seperti saranan Copenhagenisme.

Himpunan Siri Ini:
— Falsafah Kuantum: Dari Fizik Ke Metafizik (6/6)
— Falsafah Kuantum: Dari Fizik Ke Metafizik (5/6)
— Falsafah Kuantum: Dari Fizik Ke Metafizik (4/6)
— Falsafah Kuantum: Dari Fizik Ke Metafizik (3/6)
— Falsafah Kuantum: Dari Fizik Ke Metafizik (2/6)
— Falsafah Kuantum: Dari Fizik Ke Metafizik (1/6)