Sabtu, 10 Januari 2009

Misteri Lubang Hitam

Dalam astronomi dan fisika, kita mengenal adanya suatu fenomena alam yang sangat menarik yaitu lubang hitam (black hole). Lubang hitam adalah suatu entitas yang memiliki medan gravitasi yang sangat kuat sehingga setiap benda yang telah jatuh di wilayah horizon peristiwa (daerah di sekitar inti lubang hitam), tidak akan bisa kabur lagi. Bahkan radiasi elektromagnetik seperti cahaya pun tidak dapat melarikan diri, akibatnya lubang hitam menjadi "tidak kelihatan".

Ternyata, dalam matematika juga ada fenomena unik yang mirip dengan fenomena lubang hitam yaitu bilangan lubang hitam. Bagaimana sebenarnya bilangan lubang hitam itu? Mari kita bermain-main sebentar dengan angka.



Coba pilih sesuka hati Anda sebuah bilangan asli (bilangan mulai dari 1 sampai tak hingga). Sebagai contoh, katakanlah 141.985. Kemudian hitunglah jumlah digit genap, digit ganjil, dan total digit bilangan tersebut. Dalam kasus ini, kita dapatkan 2 (dua buah digit genap), 4 (empat buah digit ganjil), dan 6 (enam adalah jumlah total digit). Lalu gunakan digit-digit ini (2, 4, dan 6) untuk membentuk bilangan berikutnya, yaitu 246.

Ulangi hitung jumlah digit genap, digit ganjil, dan total digit pada bilangan 246 ini. Kita dapatkan 3 (digit genap), 0 (digit ganjil), dan 3 (jumlah total digit), sehingga kita peroleh 303. Ulangi lagi hitung jumlah digit genap, ganjil, dan total digit pada bilangan 303. (Catatan: 0 adalah bilangan genap). Kita dapatkan 1, 2, 3 yang dapat dituliskan 123.

Jika kita mengulangi langkah di atas terhadap bilangan 123, kita akan dapatkan 123 lagi. Dengan demikian, bilangan 123 melalui proses ini adalah lubang hitam bagi seluruh bilangan lainnya. Semua bilangan di alam semesta akan ditarik menjadi bilangan 123 melalui proses ini, tak satu pun yang akan lolos.

Tapi benarkah semua bilangan akan menjadi 123? Sekarang mari kita coba suatu bilangan yang bernilai sangat besar, sebagai contoh katakanlah 122333444455555666666777777788888888999999999. Jumlah digit genap, ganjil, dan total adalah 20, 25, dan 45. Jadi, bilangan berikutnya adalah 202.545. Lakukan lagi iterasi (pengulangan), kita peroleh 4, 2, dan 6; jadi sekarang kita peroleh 426. Iterasi sekali lagi terhadap 426 akan menghasilkan 303 dan iterasi terakhir dari 303 akan diperoleh 123. Sampai pada titik ini, iterasi berapa kali pun terhadap 123 akan tetap diperoleh 123 lagi. Dengan demikian, 123 adalah titik absolut sang lubang hitam dalam dunia bilangan.

Namun, apakah mungkin saja ada suatu bilangan, terselip di antara rimba raya alam semesta bilangan yang jumlahnya tak terhingga ini, yang dapat lolos dari jeratan maut sang bilangan lubang hitam, sang 123 yang misterius ini?








Read More…

Gerakan Pemuda Untuk Sains Dunia

Posisi dan peran pemuda makin ramai dipropagandakan. Catatan-catatan prestasi yang mereka torehkan di masa silam pun dibuka, dirujuk, dan diwartakan kembali. Banyak yang mengabarkan bahwa perubahan mendasar selalu dimulai dari reaksi dan pengorbanan kaum muda idealis terhadap persoalan besar. Target yang disasar propaganda itu cukup jelas: meyakinkan dunia agar kesempatan dan kepercayaan dibuka lebar-lebar bagi darah-darah muda nan segar.

Sheila Kinkade dan Christina Macy menambah panjang daftar pendukung. Dalam Our Time is Now: Young People Changing the World, keduanya menubuatkan bahwa abad ke-21 bakal jadi milik kaum muda. Ini diisyaratkan dengan kian berpengaruhnya peran mereka dalam perubahan dunia. Melalui buku itu, diriwayatkan bagaimana puluhan anak muda di seluruh penjuru berhasil memperbaiki dan mengubah komunitasnya menjadi lebih baik, jauh melampaui apa yang bisa kaum tua lakukan.



Sebetulnya agenda peneguhan semacam itu tidak perlu benar. Para pemuda sudah mengubah dunia (setidaknya-tidaknya pernah). Bukan perubahan kecil yang serba tanggung, tapi perubahan berskala raksasa dan mendasar. Mereka tidak bergerak di arena yang pekat dengan atmosfer kegagahan. Mereka bergerak di ruang-ruang yang dingin dan senyap. Mereka ada di dunia yang kerap dilupakan oleh aura heroisme: dunia sains.

Yang Muda yang Mengubah Dunia

Mari kita undur jarum waktu, dan telisik apa yang terjadi di Eropa pada 4,5 abad silam. Itu adalah era bersemainya fajar akalbudi. Dua buah risalah ilmiah diresmikan sebagai ikon lahirnya era baru tersebut, On the Revolutions of the Celestial Spheres (1543) karya Nicolaus Copernicus serta On the Structure of the Human Body (1543) karya Andreas Vesalius.

Ada dua hal yang istimewa di sana. Pertama, semangat modern telah lahir dan merevolusi model berpikir jumud ala Abad Pertengahan. Kedua, ini yang barangkali lebih mengejutkan, Vesalius menerbitkan On the Structure setebal tujuh volume saat berusia 29 tahun. Para pemuda Indonesia memang mampu meruntuhkan kolonialisme Belanda yang selama 3,5 abad telah membuat nusantara berkarat. Namun, lewat kajian rinci ihwal anatomi manusia, Vesalius sanggup merontokkan paradigma yang sudah mengurat-akar selama satu milenium lebih.

Seabad berikutnya, tepatnya pada 1667, ada seorang pemuda yang oleh Alfred North Whitehead ditabalkan sebagai lambang keberhasilan intelektual terbesar yang pernah dicapai umat manusia. Di usia yang ke-25, pemuda itu telah menelurkan gagasan-gagasan besar tentang bagaimana alam bekerja. Dialah pencetus kalkulus, teori optik, serta mahateori gerak dan gravitasi—meski karya monumentalnya Mathematical Principles of Natural Philosophy baru dipublikasikan pada 1687.

Pemuda itu adalah Isaac Newton. Dia telah membangun suatu visi dunia perihal alam material, di mana memungkinkan kita untuk menghitung perincian terkecil dari sebuah peristiwa tertentu. Konsepsinya telah menjelma menjadi sebuah karakter fundamental benda. Tanpa konsepsi itu, sains (dan pengetahuan berbasis akal lainnya sebagaimana yang kini kita kenal) muskil bisa tumbuh dan berkembang.

Para pemuda belum puas sampai di situ. Di sepanjang abad ke-20, kontribusi mereka bahkan kian meraksasa. Yang paling mentereng tentu saja Albert Einstein. Tiga gagasan revolusioner dia terbitkan pada usia 26, termasuk teori relativitas khusus yang tersohor itu. Serupa Newton, gagasan Einstein juga turut menyebar hingga ke ranah filsafat dan merombak tatanan berpikir manusia.

Selain Einstein, masih ada James Watson (25 tahun) yang menemukan struktur dan cara kerja DNA. Sementara di bidang fisika kuantum—ilmu yang juga demikian besar pengaruhnya bagi kebudayaan dunia—kita bisa temukan pula figur-figur muda macam Erwin Schrodinger (39 tahun), Louis de Broglie (31 tahun), Paul Dirac (26 tahun), Warner Heisenberg (24 tahun), dan Wolfgang Pauli (25 tahun). Untuk matematika, keperkasaan pemuda diwakili oleh John von Neumann (25 tahun) dan Kurt Godel (25 tahun).

Menilik betapa luar biasa temuan-temuan ilmiah yang dihasilkan, tak keliru jika dunia menahbiskan abad ke-20 sebagai abad ilmu pengetahuan. Dan sebagaimana telah diuraikan, tak sedikit di antaranya merupakan hasil jerih payah kaum muda. Kalau Sheila Kinkade dan Christina Macy baru meramalkan bahwa abad ke-21 bakal jadi milik pemuda, maka abad ke-20 justru sudah berada dalam genggaman mereka.

Sains dan Usia Muda

Sains dan usia muda agaknya menampakkan keterkaitan erat, meski untuk mengetahuinya secara presisi masih dibutuhkan banyak kajian terperinci. Hal itu khususnya terlihat jelas dalam bidang matematika. Bagi kebanyakan orang, 30 tahun adalah pemisah antara masa muda dan masa dewasa. Tetapi, para matematikawan cenderung memandangnya dengan agak berbeda. Bagi mereka, 30 tahun menandakan sesuatu yang jauh lebih suram.

Seorang matematikawan muda yang ambisius lazimnya memandang kalender dengan kekhawatiran dan kecemasan yang setara atau bahkan lebih besar ketimbang yang dirasakan oleh seorang model, aktor, atau olahragawan. Ini juga tak luput dari perhatian GH Hardy, yang lantas merekamnya dalam buku The Mathematician’s Apology (1967). Di sana, dia menulis bahwa sepengetahuannya tak ada karya matematika kelas satu yang sanggup dihasilkan oleh matematikawan di atas umur 50 tahun.

Namun, sebagaimana kata matematikawan umumnya, kecemasan seputar usia tersebut paling parah terjadi saat menjelang 30 tahun. Karena itu, banyak yang menasihati agar para jenius pemula berusaha semaksimal mungkin sebelum berusia 30, apa pun hasilnya.

“Saya cenderung berpendapat bahwa kita mencapai puncak sekitar 30-an. Saya tidak mengatakan Anda pasti demikian. Mudah-mudahan Anda tidak begitu. Tapi, menurut saya, selewat itu Anda tidak mungkin berprestasi lebih baik. Itu firasat saya,” ujar matematikawan Paul Cohen. Nada serupa juga datang dari Von Neumann, yang biasa mengatakan bahwa kemampuan matematika utama menurun sejak sekitar umur 26. Setelah itu, sambungnya, matematikawan harus puas hanya dengan mengandalkan kecerdasan biasa yang sama sekali tidak istimewa.

Barangkali karena alasan itulah mengapa Anugerah Fields Medal—penghargaan tertinggi di bidang matematika yang sama prestisiusnya dengan Hadiah Nobel—hanya diperuntukkan bagi matematikawan yang berusia di bawah 40 tahun. Lewat anugerah yang dilangsungkan sekali dalam empat tahun, Fields Medal agaknya sengaja dirancang untuk menjunjung semangat para jenius belia agar segera menghasilkan karya-karya besar sebelum tertelan usia tua, usia yang memang sudah sulit untuk mengakomodasi kesegaran, kreativitas, dan orisinalitas pikiran.

Demikianlah, darah-darah muda telah menancapkan tiang-tiang utama bagi sains, yang lantas berdampak besar bagi pembentukan peradaban dunia. Walau banyak yang makin sinis terhadap cara berpikirnya yang dianggap kian merusak, namun sainslah yang sudah membuka jalan bagi ditemukannya penisilin dan dikirimnya manusia ke bulan. Dan atas kemajuan itu, kita mau tidak mau harus berterima kasih pada kaum muda.

Sampai di sini, pertanyaan penting pantas kita ajukan kembali: masihkah dunia perlu diyakinkan lagi agar sudi membuka kesempatan seluas-luasnya kepada para pemuda? Jika masih kurang yakin juga, bersiaplah menyaksikan kembali aksi-aksi cemerlang di berbagai bidang yang bakal disajikan semangat-semangat muda berikutnya. Siapa tahu nubuat Sheila Kinkade dan Christina Macy benar-benar terwujud: abad ke-21 (lagi-lagi) sepenuhnya jadi milik angkatan muda.






Read More…

Sejarah Perkembangan Komputer

Komputer yang kita gunakan sekarang ini tidak serta merta muncul begitu saja melainkan melalui proses yang panjang dalam evolusinya. Hal ihwal munculnya komputer mungkin dapat dilihat dalam kilas balik sejarah sejak digunakannya Abacus, Pascaline, Arithometer, Babbage’s Folly dan Hollerith. Kesemuanya masih berbentuk mesin sepenuhnya tanpa tenaga listrik. Ukuran dan kerumitan strukturnya berdasarkan atas tingkat pengoperasian perhitungan yang dilakukan. Barulah pada tahun 1940, era baru komputer elektrik dimulai sejak ditemukannya komputer elektrik yang menerapkan sistem aljabar Boolean. Perkembangan teknologi komputer yang dijabarkan di bawah ini di bagi atas empat generasi berdasarkan atas komponen-komponen yang digunakannya, mulai dari yang berukuran “big” hingga mikro yang sejalan juga dengan kerumitan komponennya.

Generasi Pertama

Saat ini merupakan jamannya komputer-komputer raksasa, seperti Z3, Colossus, ENIAC, EDVAC, EDSAC, UNIVAC I. Karakteristik komputer pada zaman ini ditandai dengan ukurannya yang hampir sebesar kamar tidur, mengunakan tube vakum dengan jumlah yang amat banyak untuk menyimpan dan memproses perintah atau instruksi, memakan tenaga listrik ribuan watt, menggunakan bahasa mesin dan hanya dapat digunakan oleh orang yang terlatih. Jadi, orang awam tidak akan dapat menggunakannya sehingga komputer jenis ini belum dikomersialisasikan ke khalayak ramai. Hanya perusahaan-perusahaan besar, institusi pendidikan dan instansi pemerintah yang menggunakannya.

Generasi Kedua

Jaman ini dimulai dengan pemakaian transistor dan dioda sebagai pengganti dari tube vakum sehingga sizenya lebih kecil dibandingkan generasi pendahulunya. Penemuan lainnya yaitu penggunaan memori inti magnetik yang berfungsi menyimpan data, sehingga lebih cepat dalam pemrosesan data, serta bahasa mesin telah digantikan dengan bahasa assembly (Fortran dan Cobol) yang memudahkan dalam pengoperasiannya. Beberapa contoh komputer pada masa ini, yaitu Stretch, LARC, DEC PDP-8, IBM 1401, IBM 7090 dan IBM 7094.

Generasi Ketiga

Era baru komunikasi komputer mulai menapakkan kakinya pada momentum ini. Sebagian besar perusahaan-perusahaan besar menerapkan sistem on-line dengan menggunakan terminal jarak jauh dalam pemakaian komputer (baca : on-line). Teknologi ini tentunya didukung pula oleh kinerja komputer yang semakin baik dari segi penggunaan hardware maupun software. Penemuan baru di bidang hardware dilakoni dengan munculnya IC (Integrated Circuit) dalam komponen komputer. Karena kelebihannya dalam menyatukan berbagai komponen-komponen dalam suatu chip tunggal sehingga komputer pada saat itu ukuran komputer menjadi semakin kecil tanpa menurunkan kinerja yang dihasilkan, bahkan semakin meningkatkan kinerjanya. Pada bagian software, teknik-teknik pemrograman jamak (Multi Programming) mulai dikembangkan sehingga makin menambah koleksi berbagai bahasa pemrograman yang ada. Cray-1, UNIVAC 90/30 dan IBM 360 adalah beberapa contoh komputer pada generasi ini.

Generasi Keempat

Seiring dengan lajunya waktu perkembangan komputer sebagai alat pemrosesan data semakin meningkat pesat terutama pada generasi ini. Kecepatannya yang semakin bertambah berbanding terbalik dengan ukurannya yang semakin kecil dengan didukung oleh kemampuan memori yang lebih besar. Harganya pun semakin murah disebabkan oleh karena komponen-komponennya telah diproduksi dan dijual secara missal. Pada periode ini berbagai IC disatukan menjadi satu kesatuan membentuk komponen yang disebut dengan VLSI (Very Large Scale IC). Penggunaan perangkat lunak yang semakin mudah dan berkembang mulai diterapkan pada komputer-komputer rumahan, seperti word processing dan spreadsheet. Jaringan internet pun makin luas yang dahulunya hanya dinikmati oleh kelompok-kelompok elite kini sudah bisa digunakan juga oleh masyarakat awam. Penggunaan mikroprosessor kini tidak mutlak lagi digunakan hanya pada komputer melainkan sudah diaplikasikan pada produk-produk elektronik lainnya, seperti televisi dan microwave. Melihat perkembangan dunia komputer yang tingkat pertumbuhannya sangat tinggi mulai dari generasi awal hingga sekarang ini dapat kita prediksikan bagaimana karakteristik komputer pada generasi mendatang. Mungkin saja, komputer nantinya tidak harus terus didikte oleh manusia tetapi ia sudah dapat melakukan segala sesuatunya sendiri. Boleh dikata kemampuannya sudah menyerupai kepandaian manusia. Kemampuan seperti itu (Kecerdasan Buatan atau Artificial Intelegence) kini aktif diteliti oleh negara-negara maju seperti Jepang dan Amerika Serikat.

Read More…
Science Never Die © 2008 Template by:
SkinCorner