Eh Tak, Fizik Kuantum Bukanlah Susah Sangat.

Menurut Scott Aaronson, seorang professor di Universiti Texas yang merupakan seorang pakar Informasi Kuantum, Fizik Kuantum boleh diajar dalam dua bentuk.

  • Bentuk pertama adalah dengan melihat aspek sejarah bagaimana Fizik Kuantum itu ditemui.
  • Cara kedua adalah dengan mengajar pelajar asas  kepada matematik yang membentuk Fizik Kuantum itu sendiri.

Menurut Scott lagi, sekiranya seseorang itu berminat untuk mengaplikasikan Fizik Kuantum dalam situasi kehidupan sebenar (real life application), maka pendekatan kedua adalah pendekatan yang lebih berkesan dan berguna. Pendekatan kedua jugalah yang telah mengembang banyak cabang-cabang ilmu dalam bidang Fizik, seperti bidang Fotonik, bidang Jirim Termeluwap (Condensed Matter Physics) serta penghasilan komputer versi baharu – Komputer Kuantum.

Meskipun Fizik Kuantum mempunyai pelbagai aplikasi yang praktikal dalam dunia sebenar, namun perlu diingatkan sekali lagi bahawa, sepertimana yang telah diterangkan dalam video Ajar, Fizik Kuantum pada asalnya dicipta berdasarkan kepada matematik yang agak ad hoc.

Kali pertama Fizik Kuantum dicipta oleh Max Planck, Max Planck sendiri menggelarkan keperluan untuk membuat matematik sedemikian rupa – dengan mengkuantakan tenaga – sebagai satu keadaan yang amat terdesak. Hasil dari keterdesakan tersebut kemudiannya menghasilkan beberapa siri keterdesakan yang lain – Einstein menggunakan idea yang sama untuk menerangkan kesan fotoelektrik, de Broglie menggunakan idea Einstein dan mengusulkan bahawa partikel boleh bersifat seperti gelombang, sehinggalah kepada akhirnya, persamaan gelombang yang dihasilkan oleh Erwin Schroedinger dan Weiner Heisenberg secara berasingan.

Rantaian-rantaian peristiwa ini adalah apa yang Scott katakan sebagai kaedah pertama, bagaimana “cara tradisional” Fizik Kuantum didedahkan kepada para pelajar jurusan Fizik di universiti.

Jadi, betul ke Fizik Kuantum ni susah sangat?

Untuk faham sama ada Fizik Kuantum ini susah atau tidak, mari kita lihat dulu beberapa petikan kata-kata dari saintis yang membantu mencipta Fizik Kuantum itu sendiri.

“I think I can safely say that no­body un­der­stands quan­tum me­chan­ics.”

Richard Feynman.

If quantum mechanics hasn’t profoundly shocked you, you haven’t understood it yet.

Neils Bohr.

Fizik Kuantum ada satu populariti yang tersendiri. Dia susah, takde orang boleh faham fizik kuatum, benda-benda ni dah ditanam dalam minda masyarakat sejak dahulu lagi. Ditambah dengan petikan kata-kata di atas, lagilah orang takut dengan Fizik Kuantum.

Mungkin sebab itulah apabila Majalah Sains menanyakan pandangan masyarakat awam berkenaan Fizik Kuantum dijadikan salah satu silibus SPM, kebanyakan ahli masyarakat kita menolak.

https://www.facebook.com/majalahsains/photos/a.854354444637917/3080525072020832/?type=3&theater

Bagi mereka, tak perlu dibebankan anak-anak ini dengan benda-benda susah. Saintis pun tak faham teori ni kan? Namun bagi penulis, petikan kata-kata tersebut bukanlah sepertimana yang difahami oleh masyarakat – ia tidak boleh diambil berdasarkan face value kata-kata itu sendiri. Salah satu petikan kata-kata yang lebih tepat, pada pandangan penulis, adalah petikan kata-kata Paul Dirac:

It seems clear that the present quantum mechanics is not in its final form. Some further changes will be needed, just about as drastic as the changes made in passing from Bohr’s orbit theory to quantum mechanics. Someday, a new quantum mechanics, a relativistic one, will be discovered, in which we will not have these infinities occurring at all. It might very well be that the new quantum mechanics will have determinism in the way that Einstein wanted.

Paul Dirac

Persoalan sama ada orang faham atau tidak Fizik Kuantum adalah satu persoalan yang lama. Perkara ini bahkan telahpun menjadi satu topik debat hangat abad ke 20, iaitu debat antara Einstein dengan Neils Bohr. Tanpa pergi kepada isi debat tersebut, penulis boleh simpulkan satu perkara utama berkenaan salahfaham terhadap Fizik Kuantum – kita bukanlah tak faham Fizik Kuantum seperti yang digembar-gemburkan. Sebaliknya, disebabkan asas kepada Fizik Kuantum itu sendiri adalah matematik, maka kita sebenarnya telahpun faham matematik-matematik yang digunapakai dalam Fizik Kuantum. Masalah utama dalam Fizik Kuantum sekerang sebenarnya adalah – bagaimana untuk menterjemahkan matematik tersebut kepada bentuk yang fizikal.

Selama berates tahun Sir Isaac Newton menulis Principia, yang mana dia mencipta Kalkulus serta menerangkan bagaimana pergerakan Bulan boleh terhasil, saintis telahpun terbiasa dengan idea bahawa setiap aspek fizikal dalam dunia ini mampu diterangkan dalam bentuk matematik. Bahkan idea inilah yang menjadi motivasi utama kepada saintis untuk mencari Theory of Everything atau Grand Unified Theory.

Jadi asalnya, dari fizikal, kita terjemahkan menjadi matematik. Namun sekarang, setelah terciptanya Fizik Kuantum dari matematik, kita pula yang perlu memberi makna kepada matematik-matematik yang telah kita cipta. Jadi terjadilah pecahan-pecahan tafsiran dalam Fizik Kuantum, school of thoughts yang berbeza, namun ia membawa kepada formulasi matematik yang sama.

Soal sama ada silibus Fizik Kuantum ini akan menjadi beban atau tidak kepada pelajar sains pula sebenarnya, menurut penulis, adalah satu perkara yang relatif. Gambar di bawah merupakan gambar buku Quantum Physics for babies, yang mana isi kandungannya adalah bertepatan dan bersesuaian dengan taraf bayi.

Bayangkan, kalau dengan bayi atau anak-anak kecil pun kita boleh terangkan konsep dan fenomena yang berkaitan dengan Fizik Kuantum (tanpa pergi kepada isi, isu serta masalah sebenar Fizik Kuantum), maka penulis percaya pengenalan kepada subjek Fizik Kuantum pada tahap SPM juga sebenarnya adalah relevan, lebih-lebih dengan budaya ilmu yang semakin berkembang pesat pada zaman sekarang.

Fokus utama kita sebenarnya bukanlah pada perlu atau tidak subjek itu diajar (sebab Fizik Kuantum memang perlu diajar kepada masyarakat untuk mengelakkan salahfaham penggunaan ayat dan konsep Quantum), namun fokus KPM sebenarnya perlu lebih ditekankan kepada tahap mana yang ingin diajar dalam silibus tersebut, serta adakah tenaga pengajar bersedia untuk mengajar tajuk-tajuk tersebut?

Satu lagi saranan yang baik adalah saranan seorang pensyarah di Universiti Malaysia Perlis, Dr. Nazri Halif yang mengatakan bahawa fizik moden adalah lebih tepat diajar jika dibandingkan dengan fizik kuantum. Fizik moden merujuk kepada cabang fizik yang berlawanan dengan fizik klasikal, dan merupakan pintu utama kepada fizik kuantum dan teori relativiti Einstein.

Untuk adik-adik yang bakal belajar Fizik Kuantum, jangan takut, dia tak susah pun, bahkan dia sebenarnya menarik.

Yang ikhlas, Muhammad Eilham – pernah belajar Fizik Kuantum sikit-sikit.

Total
0
Shares
Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Related Posts