Indonesia Menuju Era Kemandirian Sains (*)

Indonesia Menuju Era Kemandirian Sains(*) Oleh: Ali Yunus Rohedi 

Jurusan Fisika, Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan ALam  Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)  Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111  Email:[email protected]       

  Gambar 1. Pengenalan Angka Pi  Indonesia[1] [JTV,2011]     

Langkah Pena yang menuliskan “6112640680/1945713959” pecahan pendekatan nilai   

(hasil bagi keliling lingkaran terhadap diameternya), yang pada suku penyebutnya tertera angka  1945  tahun  kemerdekaan  RI  itu,  penulis  tampilkan  di  awal  pendahuluan  artikel  ini,  semata‐ mata  untuk  memotivasi  Anak  Bangsa  Indonesia  akan  pentingnya  upaya  perolehan  nilai    tersebut sebagai Sumber Ilmu Pengetahuan. Deklarasi   sebagai Sumber Ilmu Pengetahuan ini  (*)Disampaikan Pada Seminar Aplikasi Teknologi Pembelajaran Fisika, Jurusan Fisika Kependidikan,            Universitas Lambung Mangkurat. 9 April 2011.   

sinergi  dengan  upaya  Pemerintah  dalam  menggalakkan  Inovasi  Nasional  yang  gencar  dislogankan  belakangan  ini  melalui  media  massa  cetak‐elektronik  dan  Internet.  Penulis  menangkap  pesan  pencanangan  Inovasi  Nasional  oleh  Presiden  RI  DR.  H.  Bambang  Susilo  Yudoyono  saat  memberikan  kuliah  umum  di  ITS  dengan  didampingi  Mendiknas  Prof  Muhammad Nuh, DEA pada penghujung tahun lalu (tepatnya pada 14 Desember 2010) sebagai  “Pernyataan  Tulus”  Pemerintah  yang  mendambakan  Kemandirian  Sains  dan  Teknologi  di  Indonesia,  guna  mewujudkan  “Amanah”  the  founding  fathers  untuk  mencerdaskan  Anak  Bangsa  Indonesia.  Penulis  dapat  memahami  harapan  tulus  Pemerintah  itu  mengingat  tanggungjawabnya  yang  demikian  besar  sebagai  Pengendali  Pendidikan  Nasional  di  era  teknologi  canggih  ini.  Sudah  barang  tentu  pencanangan  inovasi  nasional  itu  tidak  akan  berdampak  bilamana  para  Akademisi  tidak  meresponnya  dengan  berkomitmen  menuangkan  kreativitas sebagai wujud dharma‐baktinya terhadap Bangsa dan Negara Indonesia.  Secara  khusus  gugahan  berinovasi  skala  nasional  ini  penulis  tujukan  kepada  semua  Fisikawan  yang  bersimposium  Aplikasi  Teknologi  Pembelajaran  Fisika  di  Jurusan  Pendidikan  Fisika  Universitas  Lambung  Mangkurat  ini,  untuk  bergegas  meninggalkan  paradigma  memandang  perolehan  formula    sebagai  persoalan  matematika  belaka.  Penulis  menyadari  bahwa  pemakaian    22/7  karena  alasan  angka  penting  dan  kepraktisan  pemakaiannya  tidak  serta  merta  dapat  ditinggalkan.  Namun  dalam  kerangka  membangun  Kemandirian  Sains,  pemakaian nilai   yang eksak demikian amat penting, apalagi tetapan    terlibat pada hampir  semua cabang sains terutama Fisika.    

Salah satu contoh pentingnya Fisikawan memandang persoalan pemakaian nilai   yang 

eksak  penulis  fokuskan  pada  konstanta  kelistrikan 

1 4πε 0

,  yang  secara  empiris  nilainya 

ditemukan oleh Coulomb sebesar  9 × 10 9 Nm 2 C −2 . Bila dicermati, lambang  ε 0  yang menyatakan  besaran permitivitas ruang hampa itu mestinya bernilai tetap, tetapi fakta dalam perhitungan  kita,  nilainya  sangat  tergantung  pada  nilai 

  yang  digunakan.  Pemakaian 

  22/7  dari 

Archimedes  (diperkenalkan  sejak  2,5  milinium  yang  lalu)    dan      355/113  dari  Zu  Gongzi  asal  China (diperkenalkan sejak abad ke 4 setelah Masehi)  yang berturut‐turut memiliki ketelitian  (*)Disampaikan Pada Seminar Aplikasi Teknologi Pembelajaran Fisika, Jurusan Fisika Kependidikan,            Universitas Lambung Mangkurat. 9 April 2011.   

dua  dan  enam  angka  di  belakang  koma  tersebut  tentu  memberikan  nilai  ε 0   yang  berbeda.  Berikut penulis tampilkan verifikasi perhitungannya:  

1 4πε 0

ε0 =

= 9 × 10 9

 

1 36 × 109 π

⎛ ⎝

ε 0 ⎜ π Archimedes =

 

22 ⎞ 7 ⎟≈ 7 ⎠ 36 × 22 × 10 9

≈ 8.83838383 8383838383 8383838383 838... × 10 -12 ⎛ ⎝

ε 0 ⎜ π ZuGongzi =

355 ⎞ 113 ⎟≈ 113 ⎠ 36 × 355 × 10 9

≈ 8.84194053 2081377151 7996870109 546... × 10 -12 ⎛ ⎝

ε 0 ⎜π =

 

 

521030 ⎞ 165849 ⎟≈ 165849 ⎠ 36 × 521030 × 10 9

≈ 8.84194128 2_97154994 2741620763 9995 × 10 -12 ε 0 (π exact = 4 tan −1 (1)) =

 

1 144 × tan −1 (1)× 109

= 8.841941282883074209382431298473... × 10-12

 

  Perbedaan nilai permitivitas ini sudah barang tentu bertentangan dengan hukum Fisika.  Jika Fisikawan mempertahankan paradigma kebergantungan perhitungan nilai  ε 0  terhadap nilai    sebagaimana  berkembang  selama  ini,  itu  artinya  Fisikawan  telah  menggugurkan  hukum  kelistrikan yang dibangunnya sendiri, karena telah menafikan keberadaan ruang hampa.     (*)Disampaikan Pada Seminar Aplikasi Teknologi Pembelajaran Fisika, Jurusan Fisika Kependidikan,            Universitas Lambung Mangkurat. 9 April 2011.   

 Sebagai  Fisikawan,  penulis  telah  lebih  awal  meninggalkan  paradigma  tersebut  dan  berinspirasi  mendapatkan  cara  menghitung      dan  ε 0   secara  simultan.  Keyakinan  akan  hadirnya  cara  baru  untuk  menghitung  ε 0   tersebut  muncul  setelah  penulis  berhasil  mengeluarkan nilai eksak   dari kesamaan luasan lingkaran berjejari satu satuan dengan luasan  persegi  bersisi  π .  Metode  perhitungan    cara  baru  tersebut  diluar  bahasan  materi  yang  penulis presentasikan pada seminar ini, tetapi sebagai gambaran, nilai eksak   tersebut penulis  peroleh dari rata‐rata   batas atas dan   batas bawah. Jika Archimedes memberikan rentang  nilai   pada kisaran 

223 22 ≤π ≤ , maka rentang nilai eksak   yang penulis temukan adalah  71 7

3.07797135 5311934575 1209565797 445 • •• ≤ π ≤ 3.20521395 1867651901 8043301868 118 • • •  

sehingga nilai   yang eksak adalah   

π = 3.14159265 3589793238 4626433832 795 • • • ,

  yang ternyata tepat sama dengan nilai   yang dihitung dari formula   eksak 4×arctan(1) yang  berkembang selama ini. Secara khusus pada presentasi seminar ini penulis perkenalkan angka  pecahan  pendekatan    521030/165849  yang  tepat  hingga  10  angka  di  belakang  koma  yang  penulis peroleh melalui penerapan prinsip pertukaran energi.    

Penulis  meyakini  bahwa  kelak  perolehan  nilai 

  eksak  yang  selanjutnya  penulis 

istilahkan  dengan  “angka  Eksak  Pi”  itu  akan  sangat  berdampak  luas  hingga  ke  sektor  Industri.  Dengan sumber daya alam yang melimpah ruah, tentu patut disayangkan kalau Indonesia tidak  menguasai  Teknologi  Pengelohannya  secara  utuh,  mengingat  SDM  Anak  Bangsa  Indonesia  sebenarnya sangat unggul. Keunggulan SDM tersebut secara kasat mata terpotret dari berbagai  gelar “Jawara” yang disabet di setiap event Olimpiade Sains Internasional. Sudah bukan berita  yang  mengejutkan  lagi  manakala  Pelajar  Indonesia  menyabet  medali  emas  Olimpiade  Fisika,  Matematika,  dan  Bidang  Sains  lainnya.  Bahkan  belakangan  gelar  jawara  Rekayasa  pun  satu  persatu berhasil diraih oleh mahasiswa‐mahasiswi Perguruan Tinggi Teknik Indonesia. Bagi Para  Akademisi  (Guru  dan  Dosen),  capaian  “Prestasi  Gemilang”  yang  ditorehkan  anak  didiknya  itu  (*)Disampaikan Pada Seminar Aplikasi Teknologi Pembelajaran Fisika, Jurusan Fisika Kependidikan,            Universitas Lambung Mangkurat. 9 April 2011.   

harus  disikapi  sebagai  “Pelecut”  untuk  menuangkan  pemikiran  brilliantnya  ke  dalam  segala  aktivitas ilmiah, baik dalam bentuk Pengembangan Metode Pembelajaran Sains maupun dalam  Kegiatan  Risetnya.  Terlebih  lagi  belakangan  ini  Pemerintah  melalui  Departemen  Pendidikan  Nasional  telah  meningkatkan  alokasi  dana  riset  dan  kegiatan  ilmiah  lainnya.  Penulis  berharap  para  Fisikawan  yang  bersimposium  Aplikasi  Teknologi  Pembelajaran  Fisika  di  Jurusan  Pendidikan  Fisika  Universitas  Lambung  Mangkurat  ini  berkomitmen  membangun  strata  Kemandirian  Sains  Nasional.  Fakta  bahwa  hampir  seluruh  materi  Sains  yang  diajarkan  ke  seluruh  peserta  didik  di  Tanah  Air,  mulai  dari  Sekolah  Tingkat  Dasar  hingga  Perguruan  Tinggi  berasal  dari  mancanegara,  harus  dipandang  sebagai  penyemangat  utama  untuk  tidak  terus  tertinggal  dari  para  akademisi  asal  negeri  sains‐sains  itu.  Apalagi  berbagai  sarana  pengembangan personal dan institusi telah difasilitasi oleh Negara melalui ketersediaan Dana  Riset  dan  peningkatan  kesejahteraan  Guru  dan  Dosen.  Walaupun  demikian,  kontribusi  dalam  mewujudkan strata Kemandirian Sains Nasional tersebut tetap di jalur disiplin keilmuan masing‐ masing akademisi, dengan senantiasa menjunjung tinggi asas kemanfaatan kegiatan ilmiahnya  untuk  masyarakat  luas.  Kemandirian  Sains  Nasional  ini  tidak  saja  berdampak  positif  bagi  para  akademisi,  tetapi  dapat  membangkitkan  kepercayaan  diri  para  Stackholder  dari  kalangan  Industri  dalam  menggunakan  produk  riset  kalangan  akademisi  dan  Lembaga  Riset  negeri  sendiri.  Bilamana  link  and  match  dunia  kampus  dan  Industri  benar‐benar  tersinergi,  dapat  dipastikan Indonesia akan berubah menjadi pengekspor produk yang handal.    Sejarah telah mencatat bahwa teknologi yang mengantar manusia pada kehidupan yang  lebih  nyaman  itu  merupakan  implementasi  langsung  dari  produk  sains.  Para  Fisikawan  tidak  lupa  akan  konstribusi  besar  Hukum  Newton  dalam  menstimulus  Revolusi  Industri  di  Eropa,  serta  mempioneri  berkembangnya  Sains  Modern.  Berbagai  Teori  Fisika  segera  bermunculan,  dan  salah  satu  yang  paling  dahsyat  dampaknya  terhadap  kemajuan  peradaban  adalah  Teori  Gelombang  Elektromagnetik  dari  Maxwell.  Berkat  cetusan  Teori  Gelombang  Elektromagnetik  itu,  dari  tangan  ajaib  Mark  Planck  lahirlah  Hukum  Radiasi  Benda  Hitam[2]  yang  tidak  saja  melahirkan  teori  Atom  dan  Foton  berikut  sifat  dualnya,  juga  menghadirkan  Pembangkit  Gelombang  Mikro  dan  Laser  yang  dikenal  sebagai  benih  kunci  dari  Teknologi  Canggih  yang  berkembang hingga saat ini.  (*)Disampaikan Pada Seminar Aplikasi Teknologi Pembelajaran Fisika, Jurusan Fisika Kependidikan,            Universitas Lambung Mangkurat. 9 April 2011.   

Konstribusi  besar  Fisikawan  mancanegara  tersebut  tidak  terlepas  dari  kemumpunian  penguasaannya  terhadap  model  matematika  yang  menjadi  perangkat  utama  dalam  mengembangkan sains yang digagasnya, terutama Persamaan Diferensial. Penulis mencermati  bahwa  ada  dua  bentuk  persamaan  diferensial  dasar  yang  menjadi  primadona  dalam  pengembangan sains dan teknologi, yaitu    

                           m

dv = mg − bv n dt

(1)  

dan  

d 2z ⎡ 1 dp ⎤ dz ( ) − q x + + r ( x ) p( x )z = 0              dx 2 ⎢⎣ p( x ) dx ⎥⎦ dx

(2)  

Persamaan diferensial pertama yang berbentuk persamaan diferensial derajad 1 nonlinear itu  bersesuaian  dengan  representasi  general  dari  Hukum  ke  II  Newton,  sedangkan  bentuk  yang  kedua  adalah  persamaan  diferensial  derajad  2  linier  tipe  Riccati[3].  Walaupun  peranannya  sangat  besar,  namun  kedua  persamaan  diferensial  tersebut  hingga  kini  belum  berhasil  terpecahkan secara eksak untuk semua kasus. Penulis memandang upaya mendapatkan solusi  eksak kedua persamaan diferensial tersebut sebagai lahan yang tepat untuk merespon Gerakan  Inovasi  Nasional  yang  diserukan  Presiden  RI.  Jauh‐jauh  hari  sebelum  gerakan  inovasi  nasional  tersebut  dicanangkan,  penulis  telah  mengembangkan  metode  alternatif  pemecah  persamaan  diferensial  yang  dinamakan  Teknik  Modulasi  Stabil  yang  kemudian  dipopulerkan  dengan  sebutan  SMT  kependekan  dari  Stable  Modulation  Technique[4,5,6,7].  Pengembangan  SMT  tersebut  penulis  gagas  dengan  menerapkan  prinsip  modulasi  gelombang  ke  dalam  perangkat  modulator  sistem  komunikasi.  Pada  acara  Seminar  Aplikasi  Teknologi  Pembelajaran  Fisika  ini  penulis akan mendemonstrasikan pemakaian SMT serta memaparkan beberapa kelemahannya  sebagai latar landasan bilamana ada diantara Fisikawan peserta semina ini yang tertarik untuk  menyempurnakannya. Secara khusus penulis akan menyajikan penurunan formula   eksak yang  berbentuk[8],[9] (*)Disampaikan Pada Seminar Aplikasi Teknologi Pembelajaran Fisika, Jurusan Fisika Kependidikan,            Universitas Lambung Mangkurat. 9 April 2011.   

2 ⎞⎤ ⎡ ⎛ x x ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ − − 1 1 ⎜ 0 0 π = 2⎢sin ⎜ ⎟ + sin 1 − ⎜ ⎟ ⎟⎥, A ≥ x0 ⎜ A ⎠ ⎟⎥ ⎢ ⎝ ⎝ A⎠ ⎝ ⎠⎦ ⎣

,

(3)  

menggunakan  Prinsip  Fisika  dengan  mengaplikasikan  solusi  eksak  kedua  persaman  diferensial  tersebut .  Daftar Pustaka:  1. Dokumen  JTV  19  Pebruari  2011,  “Dialog  Temuan  Angka  Eksak  Pi  oleh  Drs.Ali  Yunus  Rohedi,MT”,  Dosen Fisika FMIPA‐ITS.  2. [10] Mandell,F., “Statistical Physics”, Chapter 10, pp:251‐263, John Wiley & Sons Ltd,  1971.  3. Harper, C, “Introduction to Mathematical Physics”, Chapter 5, pp:72‐80  4. Rohedi,A.Y, “Analytical Solution Of The Ricatti Differential Equation For High‐   Frequency Derived By Using The Stable Modulation Technique”, Supported on   ICMNS Poster Edition, Faculty of Natural Sciences, ITB, Bandung,2006.   5. [3] Rohedi,A.Y, “Applying Modulation Scheme for Solving Bernoulli Differential  Equation”, Journal of Applied Physics, Vol.3,No.1,pp.1‐6, Department of Physics, ITS,  2007.   6. Rohedi,A.Y, “Introducing Bernoulli Integral for Solving Some Physical Problems”,   Proceeding of Symposium of Physics and its applications, pages, A61‐6,  Department of Physics, ITS, Surabaya, 2007.  7. Rohedi, A.Y, “Introducing Stable Modulation Technique for Solving an Inhomogeneous  Bernoulli Differential Equation” Proc. of the 2nd International Conf. on Optics and Laser  Applications ICOLA’07, September 5‐7, Yogyakarta, Indonesia  8. Posting  artikel  “The  New  Pi  Exact  Formula”  pada  website  Personal  Drs.Ali  Yunus  Rohedi,MT              di alamat http://www.its.ac.id.  9. Posting artikel “Angka Pi Number, Soal Ujian Komputasi” pada website Personal Drs.Ali Yunus  Rohedi,MT di alamat http://www.its.ac.id. 

         

 

(*)Disampaikan Pada Seminar Aplikasi Teknologi Pembelajaran Fisika, Jurusan Fisika Kependidikan,            Universitas Lambung Mangkurat. 9 April 2011.