Si Eksentrik Fermi (2)

Tim percobaan bom sangat terkesan, meski tidak terkejut, oleh sedikit improvisasi ilmiah yang cemerlang ini. Kejeniusan Enrico Fermi terkenal di seluruh dunia fisika. Pada tahun 1938 ia memperoleh hadiah nobel untuk karyanya dalam bidang fisika partikel elementer, dan empat tahun kemudian, di Chicago, menghasilkan reaksi inti berantai yang pertama, dengan demikian menghantar ke zaman senjata atom dan tenaga nuklir komersial. Tidak seorangpun fisikawan dalam generasinya, maupun setelah itu, yang merupakan jagoan eksperimen yang hebat sekaligus seorang teoritisi terkemuka. secara miniatur, potongan kertas kecil dan analisis gerakan potongan-potongan kertas kertas tersebut merupakan contoh gabungan anugerah yang unik.

Seperti semua ahli lainnya, Fermi mempunyai gaya tersendiri. Pendekatannya pada ilmu fisika tidak membolehkan adanya tantangan; tidak pernah terjadi padanya bahwa ia gagal memperoleh pemecahan suatu soal. Naskah ilmiah dan buku-bukunya tidak bertele-tele -suatu pilihan untuk jejak yang paling langsung alih-alih rute yang paling perlente secara intelektual menuju jawaban. Jika ia mencapai batas-batas kepandaiannya, Fermi menyelesaikan tugasnya dengan gaya yang kasar.

Soal-soal Fermi mungkin seperti asah-otak. Jawaban untuk soal Fermi berbeda dengan asah otak, tidak dapat dibuktikan dengan penalaran logis belaka dan selalu merupakan pendekatan. Berikut soal Fermi lainnya. Berapa orang penyelaras piano (seorang “penyetem” seperti gitar) di Chicago?

Anehnya pertanyaan ini, ketidakmungkinan bahwa ada yang mengetahui jawabannya, dan kenyataan bahwa Fermi menyampaikan hal ini di kelas-kelasnya di Universitas of Chicago telah menaikkan statusnya sebagai legenda. Tidak ada pemecahan standar (inilah yang penting), tetapi setiap orang dapat membuat asumsi yang dengan segera menuju suatu jawaban pendekatan. Berikut ini adalah satu cara:

Jika penduduk kota metropolitan Chicago berjumlah tiga juta orang, suatu keluarga rata-rata terdiri dari empat orang, dan sepertiga dari jumlah keluarga memiliki piano, maka terdapat 250.000 buah piano dalam kota itu. Jika setiap piano diselaraskan setiap sepuluh tahun, maka ada 25.000 orang penyelarasan dalam satu tahun. Jika seorang penyelaras dapat melayani 4 piano tiap hari, 250 hari dalam setahun, maka jumlah 1.000 penyelarasan setahun, dibutuhkan 25 orang penyelaras piano di kota itu.

Jawaban tersebut tidak eksak; mungkin saja ada paling sedikit 10 atau paling banyak 50 orang. Akan tetapi, seperti yang dibuktikan oleh halaman kuning dalam buku telepon, jawaban itu pasti ada dalam batas-batas yang mungkin.

Sudah barang tentu, soal-soal Fermi yang dihadapi para fisikawan  lebih berhubungan dengan atom dan molekul daripada piano. Misalnya, berapa ketebalan telapak ban karet yang aus dari sebuah mobil yang menempuh jarak 1 km?

Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan itu, kita perlu menghapal beberapa nilai-nilai dasar besaran tertentu, seperti perkiraan diameter sebuah atom biasa atau sejumlah molekul dalam setitik air. Dengan dibekali fakta semacam itu, kita dapat menaksir pertanyaan pada soal di atas. Bagian ban mobil yang aus dalam satu putaran dengan kondisi yang normal. Asumsikan bahwa karet ban mempunyai ketebalan kira-kira 1 cm dan bahwa akan aus setelah perjalanan 60.000 km. Dengan kata lain, laju keausan ban adalah 1 cm ban setiap 60.000 km. Dengan demikian, ketebalan yang aus setiap kilometer adalah kira-kira 0,2 mikrometer/km atau secara kasar setara dengan diameter molekul.

Fisikawan yang bijaksana -mereka yang menghindari petunjuk yang salah dan jalan buntu – bekerja sesuai dengan prinsip yang sudah berlangsung lama: Jangan sekali-kali memulai suatu penghitungan yang panjang sebelum Anda tahu jangkauan nilai di mana jawabannya (dan, sama pentingnya, jangkauan di mana jawabannya tidak mungkin berada). Para fisikawan ini memecahkan setiap persoalan dengan menganggapnya sebagai persoalan Fermi, menaksir orde magnitudo hasilnya sebelum masuk dalam penelitian.

Orde magnitudo adalah suatu bilangan yang dibulatkan ke pangkat terdekat dari bilangan pokok 10. Orde magnitudo suatu besaran seringkali dapat diperkirakan dengan menggunakan asumsi yang masuk akal dan dengan penghitungan sederhana. Contoh, orde magnitudo dari massa elektron adalah 10‾³º kg.

Akhirnya nilai penanganan soal-soal sains, atau kehidupan sehari-hari, dengan cara yang dilakukan Fermi, terletak pada penghargaan yang diperoleh seseorang dalam melakukan penemuan yang bebas. Mengintip jawaban, atau menyuruh orang lain memecahkan persoalan-persoalan, sebenarnya akan menghilangkan gregetnya; hilang pula kenikmatan dan kebanggaan yang mengiringi kreativitas dan melenyapkan salah satu pengalaman, yang lebih dari segalanya dalam kehidupan ini, membina rasa percanya diri. Sebaliknya rasa percaya diri inilah yang merupakan prasayarat yang penting untuk pemecahan soal-soal Fermi. Jadi, mendekati dilema seperti mendekati soal-soal Fermi, dengan semacam reaksi berantai, dapat menjadi kebiasaan yang memperkaya hidup.

Selesai…

Sumber: Pemecahan Fermi oleh Prof. Hans Christian von Baeyer, terjemahan pada buku Tipler, Paul A, Fisika untuk sains dan teknik, jilid 1, Erlangga 1998 dengan pengubahan seperlunya.