Toshihide Maskawa, Penerima Nobel Fisika 2008: Penyuka Matematika yang Lebih Memilih Fisika



Toshihide Maskawa adalah fisikawan Jepang yang berhasil menerima nobel fisika tahun 2008, bersama dengan Yoichiro Nambu, dan Makoto Kobayashi.

Dilahirkan pada tahun 1940, Maskawa adalah anak kedua dalam sebuah keluarga yang tinggal di Nagoya. Saudaranya tertua Maskawa, seorang perempuan, meninggal pada usia yang masih sangat muda, ketika baru akan memasuki sekolah dasar, akibat penyakit tuberkulosis. Maskawa adalah seorang anak yang lemah fisik, postur tubuhnya kurus karena mengalami masalah pada pencernaan. Orang tuanya sempat mengkhawatirkan kesehatannya sehingga berkali-kali harus membawanya ke dokter terkenal untuk diperiksa. Praktis, dalam masa pertumbuhannya, Maskawa kecil tidak menggunakan waktunya untuk bermain-main dengan anak-anak lain seusianya, tetapi justru berkembang di tengah interaksinya dengan orang-orang dewasa. Hal ini menjadi penyebab sehingga gaya bicara Maskawa kecil terdengar lebih dewasa dari usianya. Tetapi justru karena kondisi inilah, saat bersekolah di sekolah dasar, Maskawa pernah mendapatkan skor yang sempurna dalam ujian Bahasa Jepang yang dirancang untuk menguji kemampuan murid-murid sekolah dasar dalam menggunakan kata-kata bahasa Jepang dalam kehidupan sehari-hari, misalnya dengan membuat kalimat sederhana menggunakan kata-kata tertentu. Namun di sisi lain, untuk aspek membaca dan menulis dalam huruf-huruf China yang digunakan juga di Jepang, Maskawa paling sering mendapat nilai nol.

Ketika sebuah perpustakaan baru di kota dibuka di dekat sekolahnya, Maskawa segera menjadi salah satu pengunjung yang paling rajin dan mulai berkenalan dengan buku-buku jenis apapun. Kebiasaan ini pelan-pelan membuat Maskawa memiliki kemampuan membaca secara efektif yang baik. Pertanyaan yang sering sekali muncul dalam benak Maskawa ketika membaca sebuah buku adalah mengapa seorang penulis memilih untuk menuliskan suatu cara tetapi tidak menuliskan cara yang lain meskipun kedua cara itu memiliki arti yang hampir sama? Pada masa tersebut, Maskawa sering sekali tenggelam dalam kebiasaan memikirkan tentang keadaan psikologi penulis-penulis buku yang dibacanya. Kebiasaan tersebut terbukti sangat bermanfaat beberapa masa kemudian dalam kariernya sebagai peneliti. Saat Maskawa berdiskusi dengan teman-temannya, sering sekali Maskawa dapat memperoleh informasi yang lebih banyak dibandingkan dengan teman-temannya yang lain dari makalah yang sama mereka baca. Walaupun tak disangkal, sering pula dia melakukan kesalahan dengan membaca apa yang tidak tertulis dalam makalah.

Di sekolah dasar dan sekolah menengah pertamanya, Maskawa tidak terlalu fokus pada kelas dan tidak dapat dianggap sebagai seorang murid yang baik dengan standar apapun. Pernah suatu ketika, di akhir tahun ketiganya di SMP, ada kelas bahasa Jepang dimana guru mata pelajaran tersebut meminta siswa untuk menulis esai yang akan disertakan dalam sebuah kumpulan karangan kenangan alumni. Semua teman-teman sekelas Maskawa menulis esai mereka tentang ambisi masing-masing di masa depan. Ada yang mau menjadi tukang kayu mengikuti jejak bapaknya, ada yang berharap dapat kuliah di perguruan tinggi agar bisa menjadi insinyur, dan sebagainya, tetapi Maskawa justru menulis esainya tentang evolusi bintang, topik yang ia baca dari sebuah majalah remaja pada masa itu. Maskawa rupanya tidak mendengarkan penjelasan gurunya bahwa esai itu akan dimasukkan ke dalam jilid buku tentang kenangan alumni.

Pada masa-masa kecilnya, Maskawa tidak pernah berpikir tentang masa depannya atau pun tujuan-tujuan tertentu yang ingin diraihnya. Maskawa masuk SMA tanpa motivasi yang kuat, hanya sekedar ikut-ikutan dengan teman-temannya. Namun demikian, ada sebuah kenangan yang terpatri di memori Maskawa. Sebuah kenangan yang dialaminya saat baru saja tamat SMP dan akan masuk SMA. Ketika itu, Maskawa membeli sebuah buku yang diperlukan untuk SMA dan membawanya ke rumah. Saat dia sedang membuka-buka buku teks matematika yang dibelinya itu, Maskawa memperhatikan sebuah karakter yang asing baginya, sebuah simbol penjumlahan sigma. Segera setelah Maskawa membaca penjelasannya, akhirnya dia memahami bagaimana menggunakan simbol tersebut. Dari penjelasan itu, Maskawa mengetahui bahwa dengan menggunakan simbol sigma tersebut, dia dapat menghitung jumlah pangkat ke-n dari bilangan asli, 1n + 2n + ... + kn untuk sebarang nilai n. Maskawa sangat tertarik sehingga dia menghitung hasil penjumlahan tersebut untuk pangkat n yang lebih tinggi meskipun membutuhkan waktu yang cukup lama baginya. Tidak mengherankan untuk seorang laki-laki yang belum masuk SMA, sebab untuk murid seusia itu belum memiliki pengetahuan yang cukup untuk memikirkan sebuah fungsi pembangkit untuk penjumlahan tersebut.

Saat masa perang dunia kedua usai, orang tua Maskawa menjalankan bisnis kecil-kecilan yang menuntutnya untuk ikut terlibat bekerja sama dari pagi-pagi sekali sampai menjelang malam, sehingga mereka tidak memiliki waktu untuk memperhatikan studi anak-anaknya. Mengambil keuntungan dari kesibukan orang tuanya, Maskawa hanya mengisi waktunya dengan bermain dan bermain saja seharian tanpa pernah belajar. Meski demikian, Maskawa sangat mencintai buku. Uang jajan dan uang tambahan yang ia terima jika membantu-bantu bisnis orang tuanya hampir semuanya digunakan oleh Maskawa untuk membeli buku. Dalam membeli buku pun, Maskawa membelinya begitu saja, tanpa memilah-milah buku yang dibutuhkannya. Maskawa baru membaca buku itu setelah tanpa sengaja ia melihatnya di rak buku-bukunya.

Saat di SMA, sebagai dampak dari perang dunia II, buku sulit ditemukan. Maskawa yang suka membeli buku terpaksa berkeliling daerah untuk mencari toko buku bekas setiap akhir pekan. Dengan uang sakunya Maskawa membeli buku-buku cerita detektif dan misteri serta novel karangan Ryunosuke Akutagawa. Belakangan, Maskawa secara perlahan-lahan mulai membeli buku-buku matematika.

Buku matematika pertama yang dibelinya adalah buku yang berjudul “Theory of Functions” yang diterbitkan sebagai sebuah volume dalam buku New Mathematics Series oleh Baifu-kan, Tokyo. Maskawa sangat terpesona bagaimana sebuah buku matematika ditulis, karena selama ini dia hanya selalu melihat buku-buku teks sekolah yang biasa saja. Maskawa mengetahui istilah “fungsi” itu hanya dari buku teks matematika untuk pelajar. Buku “Theory of Functions” tersebut telah memberi sedikit pandangan kepada Maskawa tentang fungsi variabel kompleks yang dapat didiferensialkan dan merasa pusing seolah-olah dia terjebak ke dalam sebuah dunia yang asing, yang sangat berbeda dengan yang sering dihadapi sehari-hari.

Ads by Google
Pada masa-masa akhir SMA Maskawa, Uni Sovyet berhasil mendaratkan satelit buatan pertamanya, Sputnik I. Setelah peristiwa tersebut, Maskawa mulai menghitung orbit satelit dan roket dengan menggunakan sebuah aturan penggeseran dan sebuah sempoa. Dari posisi relatif bulan dan bumi, Maskawa menunjukkan kepada temannya prediksinya kapan Sovyet akan meluncurkan sebuah roket untuk tahapan berikutnya. Untuk dapat mengonfirmasi kebenaran prediksinya itu, Maskawa selalu mendengarkan pancaran radio Moskow mulai pukul 11.00 malam hari. Maskawa kemudian menyadari bahwa ada sebuah isu tentang ketepatan waktu yang ditunjukkan oleh jam. Berdasarkan pengukuran yang dilakukannya, Maskawa menemukan bahwa jam yang dia miliki memiliki kesalahan sistematis sebesar -8 sekon tiap hari dan kesalahan acak kurang lebih 2 sekon per hari. Hal tersebut muncul sebagai akibat dari adanya perubahan musim dan merupakan sumber kesalahan sistematik. Jika temperatur naik, keseimbangan roda menjadi lebih besar, momen inersia juga menjadi lebih besar, sehingga jam akan menjadi lebih lambat. Kebergantungan temperatur pada penyimpangan inilah yang membelokkan perkiraan Maskawa. Hal ini telah mengganggunya selama beberapa tahun sehingga Maskawa selalu mencari-cari buku tentang jam dan menelaahnya tiap kali dia mengunjungi sebuah toko buku besar, namun penjelasan yang dicari-carinya tidak ditemukan juga. Butuh waktu lima tahun kemudian sampai akhirnya Maskawa menemukan jawabannya. Pemuaian termal keseimbangan roda dan perubahan inersia tersebut sebenarnya dikompensasi oleh sebuah alat mekanis yang hebat. Dari pengalamannya ini, Maskawa belajar bahwa jam dinding memiliki semacam alat koreksi temperatur yang dapat dilihat dengan jelas. Kejadian ini mengandung nilai moral bagi Maskawa bahwa sesuatu harus dipikirkan secara hati-hati, menimbang sebanyak mungkin hal-hal yang relevan dengan apa yang dipikirkan itu.

Maskawa terdaftar di Nagoya University setelah setahun belajar keras, termotivasi oleh keinginannya untuk menghindari menjadi pelanjut bisnis orang tuanya sebagai penjual gula. Kelas pertama di universitas itu adalah analisis matematis yang dibawakan oleh seorang profesor berinisial H. Maskawa mengingat betul kata-kata dosennya itu seperti ini, “Misalkan ada dua bilangan positif sebarang e dan a, maka akan selalu ada sebuah bilangan asli N sedemikian sehingga berlaku Ne > a. Pernyataan ini disebut aksioma Archimedes.” Setelah dosen itu mengatakan, “Saya akan membuktikannya”, maka dimulainyalah kuliah itu dengan menjelaskan tentang potongan Dedekind. Maskawa heran, “apa pula ini!” batinnya. “Mengapa tidak langsung saja kita menghitung a/e dan mengambil N sebagai bagian integer ditambah dengan satu?”. Maskawa mengalami keterkejutan budaya.

Kelas berikutnya adalah kelas biologi oleh profesor T. Ketika Maskawa mengambil tempat duduk di barisan depan, selembar kertas diarahkan kepadanya dari belakang. Kertas itu mengandung tantangan, dengan perintah “Selesaikanlah masalah berikut ini!” lalu di bawahnya terdapat 6 soal matematika. Soal-soal matematika itu adalah soal-soal yang memerlukan pemecahan persamaan diferensial seperti penentuan catenary, bentuk rantai yang menggantung, dan sejenisnya. Dengan cara seperti ini lingkaran teman Maskawa bertambah dan dia dapat bertemu dengan sejumlah guru-guru yang bagus.

Situasi di Nagoya University saat Maskawa mulai menjalani masa-masa mahasiswa secara tidak langsung mendukung karier fisikanya. Pada saat itu, kampus untuk mahasiswa yang masih baru dan mereka yang sudah tingkat lanjut terpisah. Kurikulum untuk kuliah-kuliah pendidikan yang umum bagi mahasiswa dua tahun pertama sebelumnya merupakan pelajaran yang dipelajari di sekolah menengah atas pada sistem pendidikan yang lama oleh karena itu ada beberapa pengajar pada sistem lama tersebut masih tetap tinggal di jurusan fisika. Maskawa dan teman-teman yang berdiskusi tentang soal-soal yang tidak mereka pahami, sering kali menemui guru-guru ini di ruangan mereka untuk minta penjelasan. Awalnya hal ini biasa saja. Namun, lama kelamaan, para guru-guru itu mulai menghindari Maskawa dan teman-temannya karena mereka sering kali menanyakan pertanyaan yang rumit-rumit. Tetapi ada seorang dosen yang dengan kalemnya menjawab pertanyaan mereka di balik kursinya saja. Dosen itu adalah seorang profesor yang masih muda. Jika ditanya suatu pertanyaan, jawab dosen itu, “Saya tidak dapat dengan segera menjawab pertanyaan-pertanyaan yang muncul secara mendadak seperti itu. Cobalah mengkajinya sendiri. Saya siap meminjamkan buku saya jika perlu.”

Bagi Maskawa, itulah pertemuan pertamanya dengan seseorang guru yang berkarakter seorang peneliti. Guru yang dihadapi Maskawa selama ini adalah model guru yang hanya mengajarkan apa yang mereka ketahui. Maskawa kemudian menyadari bahwa seorang dosen di perguruan tinggi juga harus melakukan penelitian, menemukan hal-hal yang baru. Para mahasiswa yang dekat dengan profesor muda ini akhirnya mulai membentuk kelompok yang relatif tetap, yang melakukan banyak hal bersama-sama. Kelompok ini beranggotakan mahasiswa dari seluruh jurusan di fakultas sains, walaupun demikian yang paling banyak adalah mahasiswa jurusan fisika. Kelompok ini mereka beri nama DEPHIO, inisial dari nama-nama Dirac, Einstein, Pauling, Hilbert, Ingold, Oparin, yang merupakan ilmuwan-ilmuwan hebat yang mewakili tiap jurusan di fakultas sains.

Dalam kelompoknya, Maskawa lebih sering berdiskusi tentang matematika. Kebiasaannya berburu buku di toko buku-toko buku bekas masih terus berlanjut. Dari toko buku bekas itu Maskawa sering kali menemukan buku matematika yang bagus seperti Seri Kuliah Matematika yang diterbitkan oleh penerbit Iwanami sebelum perang.

Ketika Maskawa pindah ke kampus Higashiyama sebagai seorang mahasiswa yunior, Maskawa masih belum dapat memutuskan apakah akan fokus ke matematika atau akan mengambil fisika. Namun, Maskawa akhirnya memilih menggeluti fisika lebih dalam. Di kelas fisika tingkat lanjut, ada sekitar sepuluh mahasiswa yang tertarik mengkaji fisika teoritis, dan dari sepuluh orang tersebut sekitar enam orang yang memilih fisika partikel. Jumlah peminat fisika partikel yang banyak ini semata-mata hanya disebabkan karena para mahasiswa itu mengabaikan berbagai cabang sains lain yang juga menarik. Setelah mengikuti perkuliahan sekitar satu tahun para mahasiswa ini pun akhirnya tersebar-sebar ke dalam berbagai cabang yang menarik hasrat mereka, seperti astrofisika dan fisika inti.

Sebagai mahasiswa master di jurusan fisika Nagoya University, tahun pertama mahasiswa yang mengambil kekhususan fisika teoritis harus mengikuti seminar tentang teori medan sebagai mata kuliah yang wajib selama setahun. Pada hari-hari itu, semua fisikawan partikel di seluruh dunia mempercayai berbagai alasan bahwa teori medan akan segera digantikan dengan teori yang lebih baru. Demikian pula di laboratorium Sakata. Kurikulum teori medan yang dipelajari pada waktu itu merupakan kurikulum yang dirancang pada tahun 1950an. Kurikulum itu dimulai dengan kuantitasi medan Dirac dengan menggunakan variabel amplitudo dan fase. Kemudian dilanjutkan dengan teori medan Heisenberg-Pauli dan ruang Fock, dan dengan teori Feynman, menggambarkan interaksi elektromagnetik sebagai sebuah aksi dari sebuah jarak meniadakan gambaran foton, yang diakhiri dengan teori renormalisasi Dyson dengan tambahan makalah Salam tentang divergensi-b. topik-topik kuliah ini membuat Maskawa begitu fokus pada teori medan, yang tak seorang pun memperhatikannya di tahun 1960an. Dari sinilah Maskawa tertarik pada masalah teoritis yang berkaitan dengan interaksi lemah. Ketika pentingnya teori medan ini mulai disadari beberapa waktu kemudian, situasi pun telah berubah 360 derajat dan kurikulum fisika teori pada program tingkat lanjut (magister) di Nagoya University kembali berada di garis terdepan dunia fisika.

Maskawa bergabung dengan laboratorium Profesor Sakata di tahun 1964 dan memulai penelitiannya dalam bidang fisika partikel. Namun demikian, sifatnya yang tidak teratur tidak juga berubah ketika melakukan penelitian-penelitian tentang fisika partikel. Maskawa kemudian melanjutkan berkolaborasi dengan fisikawan yang menekuni bidang lain seperti fisika inti, fisika zat padat, dan sebagainya.

Tahun 2008 adalah puncak tertinggi karier Toshihide Maskawa. Di tahun itu, bersama Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi, Toshihide Maskawa dianugerahi penghargaan Nobel Fisika atas penemuan mereka tentang asal usul kerusakan simetri yang memprediksi keberadaan paling tidak tiga keluarga kuark di alam ini.

“... Bagi seorang fisikawan teoritis, periode yang paling mengesankan adalah bangun di pagi hari untuk menemukan sebuah kebenaran yang Anda tidak dapat bayangkan sebelumnya”, begitulah bagi Toshihide Maskawa ketika ditanya tentang saat-saat yang menyenangkan dalam hidupnya.
Toshihide Maskawa, Penerima Nobel Fisika 2008: Penyuka Matematika yang Lebih Memilih Fisika Toshihide Maskawa, Penerima Nobel Fisika 2008: Penyuka Matematika yang Lebih Memilih Fisika  Reviewed by Momang Yusuf on 10/04/2015 07:27:00 AM Rating: 5

Tidak ada komentar:

Diberdayakan oleh Blogger.