PARADIGMA_2021 Lontar Fik LENGKAP

terbang kalau bumi itu berputar. "Dimana kita sekarang? kita
tidak kemana - mana kan, coba kalau naik pesawat misalkan
ke China, kita bisa sampai ke tujuan, itu karena bumi tidak
bergerak," kata Sheikh Bandar al-Khaibari.

Dalam sebuah laporan berita Al Arabiya Saudi cleric
Sheikh Bandar al-Khaibari pernah mengatakan NASA itu
hanyalah rekayasa Hollywood, tidak ada manusia yang
pernah ke Bulan. Seorang pengguna menunjukkan bahwa
cuplikan tersebut pertama kali muncul pada 15 Februari saat
ulang tahun ke 451 kelahiran Galileo Galilei. Galileo terkenal
dua kali dituduh bi‘dah oleh Gereja Katolik setelah secara
terbuka mendukung teori Copernican bahwa Bumi dan planet
lain berputar mengelilingi matahari.
b. Pandangan Kedua, oleh Ahmad Sabiq bin Abdul Lathif

Abu Yusuf dalam bukunya yang berjudul ―Bantahan
Terhadap Teori Bumi Mengelilingi Matahari‖.

Selain menjelaskan dalam pemahaman qur‘an dan
hadits, Ahmad Sabiq juga membuat sebuah realita yang
mengagumkan dan membuktikan bahwa matahari mengitari
bumi. Berikut ini realita yang di jelaskan oleh Ahmad Sabiq
dalam bukunya:

• Siapa pun yang menyaksikan keagungan penciptaan
langit dan bumi akan melihat dengan mata kepalanya
sendiri bahwa matahari setiap pagi terbit dari ufuk timur lalu
bergerak ke pertengahan lalu terbenam di barat. Itulah
kejadian alam yang tidak ada seorang pun yang
mengingkarinya. Itu sebagai bukti bahwa matahari yang
bergerak. Namun kita diajarkan bahwa pergerakan
matahari ke arah barat karena gerakan rotasi bumi. Lalu
kalau ditanya kenapa yang terlihat bergerak itu matahari?
Maka dijawab bahwa itu sama dengan seseorang yang

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 289

naik mobil yang cepat, maka seolah-olah dia merasakan
bahwa yang bergerak adalah pohon dan bangunan
disekitarnya dan orang itu merasa kayaknya diam dalam
mobil. Namun kalau difikirkan lebih lanjut bahwa secepat
apapun mobil yang dinaiki seseorang, maka orang
tersebut akan tetap merasakan bahwa dia bergerak.

• Lihatlah awan yang ada di atas kita, dia tidak berada di
bumi ataupun dilangit tetapi berada di antara keduanya.
Lalu, mengapa awan itu terkadang bergerak ke barat atau
ke timur, atau ke utara, atau ke selatan? Seandainya bumi
berotasi maka mestinya awan itu bergerak sama dengan
arah rotasi bumi. Tapi ternyata?

• Jika kita naik pesawat misal dari Indonesia ke Saudi
Arabia, lalu pesawat itu diarahkan ke atas sehingga keluar
dari gaya gravitasi bumi, maka apakah pesawat itu butuh
bergerak ke barat ataukah cukup diam di tempat
menunggu bumi berotasi atau bagaimana?

14.3. Pergeseran Paradigma Geosentris Ke
Heliosentris

Pemilihan kata paradigma ini erat kaitannya dengan
sains normal, yang oleh Thomas Kuhn dimaksudkan untuk
mengemukakan beberapa contoh praktik ilmiah nyata yang
diterima : yaitu contoh yang sama-sama menyangkut dalil,
teori, penerapan dan instrukmentasi yang telah menyajikan
model-model daripadanya lahir tradisi-tradisi tertentu dari riset
dan penyelidikan ilmiah. Atau dengan kata lain, sains normal
adalah kerangka referensi yang mendasari sejumlah teori
maupun praktik-praktik ilmiah dalam periode tertentu
(Sudarmin, 2016). Terjadi pergeseran paradigma geosentris ke
paradigma heliosentris sejak Copernicus mengemukakan

290 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

teorinya berdasarkan hasil pengamatan yang diteliti serta
dengan perhitungan yang sistematis.

Menurut Ulya & Abid (2015) pergeseran paradigma
dapat dimaknai sebagai berikut:
a. Memperlihatkan logika berfikir baru karena ketidakmampuan

logika berfikir lama untuk menyelesaikan masalah-masalah
baru yang muncul
b. Merupakan hal yang natural bahwa dalam pengembangan
keilmuan, paradigma lama yang dibangun selalu
memunculkan asumsi-asumsi baru baik disadari ataupun
tidak. Hal inilah yang mendasari munculnya masalah baru
dan tidak dapat diselesaikan berdasarkan teori dan paradigm
lama.
c. Kemunculan paradigma baru dapat menawarkan solusi baru,
tetapi berimplikasi pada berpalingnya paradigma lama ke
paradigma baru dan terkesan berbenturan. Sehingga,
paradigma baru terkadang disikapi dengan kecurigaan dan
bahkan permusuhan.

Paradigma Geosentris, yang dikemukakan oleh ahli
filsafat Clausius Ptolomeus, dianut umat manusia selama 14
abad. Pada waktu itu pengamatan secara kasar menemukan 5
planet yaitu Merkurius, Venus, Mars Yupiter dan Saturnus.
Pada abad ke 16 seorang saintis Nikolas Copernicus berhasil
mengubah pandangan geosentris, dengan menyatakan bahwa
bumi adalah planet, seperti halnya dengan planet lain, beredar
mengelilingi matahari (Heliosentris). Pandangan Copernicus ini
berdasarkan hasil pengamatan yang diteliti serta dengan
perhitungan yang sistematis. Semua berkat bantuan teropong
sebagai alat pengamatan dan seiring berkembangnya ilmu
matematika dan fisika sebagai penunjang teori Heliosentris.
Copernicus memberikan banyak kontribusi penting bagi
perkembangan ilmu astronomi, salah satunya menerapkan

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 291

matematika untuk menghitung posisi planet, dan memprediksi
durasi waktu terjadi peristiwa-peristiwa angkasa, misalnya
gerhana (Kumparan, 2018). Sejak peristiwa tersebut terjadi
perubahan dari paradigma Geosentris menuju paradigma
Heliosentris.

Sementara itu, Johannes Kepler (1571-1630)
merumuskan dalam kerangka heliosentris bahwa planet-planet
bergerak dalam lintasan elips. Kemudian, Galileo Galilei (1564-
1642) menyempurnakan teori heliosentris ala Copernicus
dengan hasil observasinya lewat teleskop. Sedangkan Isaac
Newton (1653-1727) menciptakan teori mekanika dan gravitasi
yang secara ampuh mampu menjawab persoalan yang
ditinggalkan Copernicus (Abdulsalam, 2018).

14.3.1. Temuan Revolusioner Mengenai Teori Heliosentris
Matahari sebagai pusat alam semesta pertama kali

dicetuskan oleh Seorang saintis Yunani yang bernama
Aristarchus (abad ke-3 SM). Pendapat ini kemudian dibantah
oleh seorang filosof Yunani lain yang bernama Aristoteles yang
hidup pada tahun 384-322 SM, dan tidak ada bantahan selama
15 Abad. Lalu diperkuat oleh seorang saintis yang bernama
Ptolomeus yang hidup pada tahun 151-127 SM dan tidak
dibantah selama 12 Abad. Penjelasan yang ditawarkan
Copernicus lebih akurat dibanding Aristarchus dan juga
memberikan formulasi efisien tentang kalkulasi posisi planet-
planet (Utomo, 2018).

Beberapa saintis mengungkapkan beberapa pemikiran
mereka terkait tentang revolusi bumi mengitari matahari.
Pengetahuan mereka di ungkapkan melalui gejala-gejala alam
yang terjadi. Saintis yang pertama mencetuskan bahwa
matahari merupakan pusat tata surya adalah Nicolaus
Copernicus teori yang cukup terkenal yang di gagasnya adalah

292 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

teori Heliosentris (Hambali, 2013).
Nicolas Copernicus (1473-1543 M) membaca buku-buku

Aristarchus, akhirnya memunculkan kembali teori bahwa bumi
dan planet-planet lainnya berputar Heliosentris pertama kali di
lontarkan oleh Pytagoras dan variannya memberikan
pengertian sebagai berikut :

a. Matahari dalam keadaan diam
b. Planet-planet termasuk bumi bergerak mengelilingi

matahari
c. Matahari dinyatakan sebagai pusat tata surya (solar

system)
d. Matahari dinyatakan sebagai pusat alam semesta

(universe)
Pandangan teori di atas masih dalam bingkai pemikiran
dan hipotesis yang bersifat spekulatif karena masa itu belum
ada pembuktian empiris melalui eksperimental tetapi
menggunakan teropong bintang atau teleskop. Pada 1543
Nicolaus Copernicus, lewat bukunya yang berjudul De
Revolutionibus Orbium Coelestium, berpendapat bahwa semua
planet termasuk Bumi bergerak mengitari matahari (Ahmad,
2017). Copernicus menyelesaikan penulisan bukunya De
Revolutionibus Orbium Coelestium yang menjelaskan
heliosentrisme, pada 1532. Ketika dia tengah berada di ranjang
beberapa saat sebelum kematiannya pada 1543, dirinya
akhirnya memutuskan untuk menerbitkan karya
kontroversialnya ini. Copernicus sempat terbangun dari koma
untuk membaca halaman-halaman dari bukunya yang baru
dicetak sesaat sebelum meninggal (Ami, 2019).
Nicolas Copernicus dalam bukunya menghidupkan
kembali gagasan teori Heliosentris, dan beberapa hal yang
diungkapkan dalam buku tersebut meliputi:

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 293

a. Matahari adalah pusat tata surya, yang mana bumi
sebagai salah satu planetnya beredar mengelilingi
matahari bersama planet-planet lainnya.

b. Bulan beredar mengelilingi bumi dan bersama bumi
mengelilingi matahari.

c. Bumi berputar pada porosnya dari barat ke timur yang
mengakibatkan adanya siang dan malam dan
pandangan gerakan bintang-bintang serta matahari
selalu bergerak ke arah barat.
Copernicus dipercaya mulai menyusun teorinya yang

paling terkenal, Heliosentris, di 1508 yang membutuhkan waktu
hingga enam tahun. Kemudian pada 1514, dia berhasil
menyusun Commentariolus atau Komentar Kecil. Manuskrip
setebal 40 halaman yang memuat tentang Heliosentris. Dalam
teori "mentah" tersebut, Copernicus menyatakan kalau
Matahari, bukan Bumi, merupakan pusat dari tata surya. Dia
mempercayai setiap planet mempunyai kecepatan mengelilingi
Matahari (revolusi) berbeda. Tergantung dari jarak dan
ukurannya.

Teori ini diperkuat lagi oleh seorang astronom Jerman,
Johannes Keppler (1751-1630) , yang telah menapaki uji
eksperimen empiris melalui pengamatan teleskop reflektor
dan perhitungan matematisnya. Pada tahun 1609, ia juga
menerbitkan buku ―Astronomia Nova‖ dengan menyatakan
hukum gerak planet:
a. Setiap planet bergerak dalam orbit berbentuk elips

mengelilingi matahari, dengan matahari berada disalah satu
titik fokus elips.
b. Kelajuan gerak planet-planet pada orbitnya bertambah
besar ketika mendekati matahari dan bertambah kecil ketika
menjauhi matahari.

294 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

c. Planet-planet bukan hanya beredar dalam elliptical (orbit
bujur) mengelilingi matahari, akan tetapi mereka juga
bergerak rotasi pada porosnya dengan kelajuan yang tidak
menentu.

d. Garis lurus antara matahari dengan planet menyapu luasan
yang sama untuk waktu yang sama.
Kemudian pada tahun 1619, Keppler menemukan

hukum gerak terkait periode dan jarak matahari dengan planet
dalam bukunya, keseimbangan dunia, dia menuliskan :

―Kuadrat Periode revolusi planet sebanding dengan pangkat
tiga jarak rata-rata antara matahari dengan planet‖

Tidak cukup itu saja, Sir Isaac Newton memberikan
alasan lain yang lebih kuat sebagai dukungan terhadap teori
Heliosentris. Pada tahun 1687 Newton mempublikasikan
hukum gravitasi yang dapat dinyatakan sebagai berikut:

―Gaya gravitasi kedua beda merupakan gaya tarik menarik
yang besarnya sebanding lurus dengan hasil kali massa
keduanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara
keduanya‖

Dalam pandangan mekanika Newton di atas, gravitasi,
adalah interaksi gaya tarik menarik setiap benda menuju benda
lainnya di alam semesta. Gaya gravitasi inilah yang
menyebabkan benda jatuh kebumi. Dalam persamaan
gravitasinya, besarnya gaya interaksi dua benda seperti bumi
dan matahari ini sebanding dengan perkalian dua massanya
dan berbanding terbalik dengan kuadrat keduanya. Sebagai
contoh adalah apa yang pernah dialami Newton ketika
menemukan hukum gravitasi ini, yaitu sebuah apel jatuh

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 295

kebumi dari pohonnya. Dalam pemikirannya, bumi menarik apel
dan dalam waktu yang sama apel juga menarik bumi dengan
gaya gravitasi yang sama. Mengapa apel dapat ditarik bumi, ini
karena massa apel jauh lebih kecil dari massa bumi. Kejadian
ini sama terjadi antara planet-planet dan matahari. Masa
matahari sangatlah besar dibandingkan dengan masa planet
dalam tata surya kita. Karena itu planet-planet akan
merasakan gaya gravitasi matahari yang cukup kuat. Gaya
gravitasi matahari bekerja pada planet-planet inilah yang
menyebabkan planet tidak menempuh garis lurus, melainkan
planet-planet termasuk bumi bergerak mengelilingi matahari
dalam orbit elips yang tetap.

Diantara bukti-bukti lain yang memperkuat bahwa bumi
mengelilingi matahari adalah ditemukannya planet-planet lain
dalam system tata surya, dimana semua planet tersebut
bergerak mengelilingi matahari. Dalam waktu berabad-abad
lamanya para saintis telah menemukan lima planet yaitu
Merkurius, Venus, Mars, Yupiter, dan Saturnus yang dapat
dilihat menggunakan mata telanjang (tanpa teleskop)
Sedangkan 3 planet lainnya menyususl ditemukan sejak
ditemukannya teleskop atau teropong bintang. Planet Uranus
ditemukan oleh Herschel (1781), Neptunus oleh John Couch
Adan dan Le Verrier melalui perhitungan dan dapat dilihat
pertama kali oleh Johan G Galle (1846). Pluto ditemukan oleh
ahli Matematika, Percival Lowelll, dan dilihat pertama kali di
langit oleh Clyde W. Tombaugh (1930), meskpun planet yang
terakhir ini dinyatakan bukan sebagai planet pada tanggal 24
Agustus 2006 oleh Konferensi Umum Uni Astronomi
International (IAV) di Garaha, Cekoslavai (Jasin, 2012).

296 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

Gambar 14.5. Matahari merupakan pusat tata surya (Copernicus)

15.1.1 BUKTI EPISTEMOLOGI KEBENARAN TEORI
HELIOSENTRIS

Ada tiga bukti yang mendukung bahwa memang Bumi
bergerak mengitari matahari menurut Sungging (2007), yaitu :
a. Aberasi (perubahan kecil pada posisi bintang karena laju

Bumi),
b. Paralaks (perubahan posisi bintang karena perubahan

posisi Bumi) dan
c. Efek Doppler (perubahan warna bintang karena laju Bumi).

a. Aberasi
Bukti pertama, adalah yang ditemukan oleh James Bradley

(1725) yang menemukan adanya aberasi bintang. Ilustrasi
penjelasannya seperti bayangkan kita sedang berdiri ditengah-
tengah hujan, dan air hujan jatuh tepat vertikal/tegak lurus
kepala kita. Kalau kita menggunakan payung, maka muka &
belakang kepala kita tidak akan terciprat air bukan? Kemudian
kita mulai berjalan ke depan, perlahan-lahan & semakin cepat
berjalan, maka seolah-olah air hujan yang tadi jatuh tadi, malah
membelok dan menciprati muka kita. Untuk menghindarinya

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 297

maka kita cenderung mencondongkan payung ke muka.
Sebetulnya air hujan itu tetap jatuh tegak lurus, tetapi karena
kita bergerak relatif ke depan, maka efek yang terjadi adalah
seolah-olah membelok dan menciprat ke muka kita.

Demikian juga dengan fenomena aberasi bintang,
sebetulnya posisi bintang selalu tetap pada suatu titik di langit,
tetapi dari pengamatan astronomi, ditemukan bahwa posisi
bintang mengalami pergeseran dari titik awalnya,
pergeserannya tidak terlalu besar, tetapi cukup untuk
menunjukkan bahwa memang sebenarnya bumi yang
bergerak. Penjelasan ilmiahnya di tunjukkan pada Gambar
14.6.

Gambar 14.6. Analogi pembuktian aberasi bintang.

Aberasi terjadi jika pengamat adalah orang yang berdiri di
tengah hujan, dan arah cahaya bintang adalah arah jatuhnya
air hujan. Kemudian pengamat bergerak tegak ke muka, tegak
lurus arah jatuhnya hujan. S menyatakan posisi bintang, E
posisi pengamat di Bumi. Arah sebenarnya bintang relatif
terhadap pengamat adalah ES, jaraknya tergantung pada
laju cahaya. Kemudian Bumi bergerak pada arah EE‘ dengan
arah garis merepresentasikan lajunya. Ternyata pengamatan
menunjukkan bahwa bintang berada pada garis ES‘ alih-alih ES,
dengan SS‘ paralel & sama dengan EE‘. Maka posisi tampak

298 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

bintang bergeser dari posisi sebenarnya dengan sudut yang
dibentuk antara SES‘. Jika memang Bumi tidak bergerak, maka
untuk setiap waktu, sudut SES‘ adalah 0, tetapi ternyata sudut
SES‘ tidak nol. Ini adalah bukti yang pertama yang menyatakan
bahwa memang Bumi bergerak.
b. Paralaks Bintang.

Bukti ini diukur pertama kali oleh Bessel (1838). Paralaks
bisa terjadi jika posisi suatu bintang yang jauh, seolah-olah
tampak ‗bergerak‘ terhadap suatu bintang yang lebih dekat.
(Gambar 8). Fenomena ini hanya bisa terjadi, karena adanya
perubahan posisi dari Bintang akibat pergerakan Bumi terhadap
Matahari. Perubahan posisi ini membentuk sudut p, jika kita
ambil posisi ujung-ujung saat Bumi mengitari Matahari. Sudut
paralaks dinyatakan dengan (p), merupakan setengah
pergeseran paralaktik bilamana bintang diamati dari dua posisi
paling ekstrim.

Gambar 14.7. paralaks bintang

c. Efek Doppler.
Sebagaimana yang telah diperkenalkan oleh Newton,

bahwa ternyata cahaya bisa dipecah menjadi komponen
mejikuhibiniu, maka pengetahuan tentang cahaya bintang
menjadi sumber informasi yang sahih tentang bagaimana sidik

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 299

jari bintang. Ternyata pengamatan-pengamatan astronomi
menunjukkan bahwa banyak perilaku bintang menunjukkan
banyak obyek-obyek langit mempunyai sidik jari yang tidak
berada pada tempatnya. Penjelasannya diberikan oleh Doppler
(1842), bahwa jika suatu sumber informasi ‗bergerak‘ (informasi
ini bisa suara, atau sumber optis), maka terjadi ‗perubahan‘
informasi. Ini bisa terjadi karena pergerakannya adalah
pergerakan relatif, apakah karena pengamatnya yang
bergerak, atau sumbernya yang bergerak.

Demikian pada sumber cahaya, jika sumber cahaya
mendekat maka gelombang cahaya yang teramati menjadi
lebih biru, kebalikannya akan menjadi lebih merah. Ketika Bumi
bergerak mendekati bintang, maka bintang menjadi lebih biru,
dan ketika menjauhi menjadi lebih merah. Di suatu ketika,
pengamatan bintang menunjukkan adanya pergeseran merah,
tetapi di saat yang lain, bintang tersebut mengalami pergeseran
Biru. Ini menjadi bukti, bahwa ternyata Bumi bergerak (bolak-
balik – karena mengitari Matahari), mempunyai kecepatan,
relatif terhadap bintang dan tidak diam saja.

Pemikiran Copernicus di dukung lagi oleh Galileo yang
hidup pada tahun 1564 - 1642 M, yang didukung sampai saat
ini bahwa bumi dan planet-planet memutari Matahari (Gantira,
2015). Pada 1543 M akibat revolusi Copernicus (seorang ahli
hukum dan ahli astronomi Polandia), timbul banyak
ketidaksenangan terutama di kalangan rohaniawan gereja.
Penyebabnya adalah pendapat Copernicus yang bertentangan
dengan doktrin keagamaannya. Bahkan Martin Luther
mengatakan, ―Copernicus sudah gila dan teorinya dianggap
melawan Injil serta tidak dapat diterima‖.

Revolusi Bumi adalah gerak Bumi pada orbitnya
mengelilingi Matahari. Bidang orbit Bumi mengelilingi Matahari
disebut ekliptika. Selama mengitari Matahari, poros Bumi selalu

300 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

miring 23,5o terhadap garis yang tegak lurus ekliptika. Orbit
planet-planet lain tidak sebidang dengan ekliptika. Sudut antara
bidang orbit planet lain dengan ekliptika disebut inklinasi.

Gambar 14. 8. Poros Bumi selalu miring membentuk sudut
23,5o terhadap garis yang tegak lurus
ekliptika

Bumi berevolusi dalam arah negatif (berlawanan arah jarum
jam), artinya jika kita berada dalam pesawat antariksa tepat di
atas kutub utara maka kita akan melihat Bumi mengitari
Matahari dalam arah yang berlawanan arah jarum jam.

Gerak revolusi Bumi ini pun mengakibatkan beberapa
peristiwa yang dapat dirasakan oleh para penghuni planet ini,
diantaranya adalah:

a. Gerak semu tahunan matahari pada ekliptika. Gerak
semu tahunan Matahari adalah gerakan semu Matahari
dari khatulistiwa bolak-balik antara 23,5o lintang utara
dan lintang selatan setiap tahun (lihat gambar 9).
Karena Matahari selalu berbalik arah setelah sampai
lintang 23,5o disebut garis balik. Garis 23,5o LU
disebut garis balik utara (GBU) dan garis 23,5o LS
disebut garis balik selatan (GBS). Garis lintang adalah
garis yang sejajar dengan garis khatulistiwa.

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 301

Gambar 14.9. Bagan gerak semu tahunan Matahari
pada ekliptika

b. Perubahan lamanya siang dan malam. Pada tanggal
21 Maret dan 23 September setiap tahunnya, semua
tempat di Bumi (kecuali kutub) mengalami siang dan
malam hari sama panjang, yaitu 12 jam. Ini karena
semua tempat mendapat sinar Matahari selama 12 jam
dan tidak mendapatkannya 12 jam. Tanggal 21 Juni
ketika Matahari ada pada kedudukan paling utara,
yakni 23,5o LU (GBU), belahan Bumi utara mengalami
siang lebih panjang daripada malam. Sebaliknya di
belahan Bumi selatan, lamanya siang akan lebih
pendek daripada malam. Daerah dalam lingkaran kutub
utara mendapat sinar Matahari selama 24 jam,
sehingga siang akan terjadi secara terus menerus
pada waktu itu. Sebaliknya di daerah lingkaran kutub
selatan tidak mendapat sinar matahari selama 24 jam,
sehingga malam terjadi secara terus menerus pada
waktu itu.

c. Pergantian musim. Revolusi Bumi dan kemiringan
poros Bumi terhadap ekliptika mengakibatkan

302 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

terjadinya pergantian musim sepanjang tahun di
daerah iklim sedang (gambar 5). Dalam revolusi Bumi
dari 21 Maret sampai dengan 21 Juni, kutub utara makin
condong ke arah Matahari, sebaliknya kutub selatan
makin menjauh dari Matahari. Ini menyebabkan
belahan Bumi utara mengalami musim semi dan
belahan Bumi selatan mengalami musim gugur. Pada
tanggal 21 Juni, Matahari berada di GBU dan kutub
utara menghadap ke Matahari. Belahan Bumi utara
mendapat pemanasan lebih besar dari belahan Bumi
selatan, sehingga di belahan Bumi utara mengalami
puncak musim panas dan sebaliknya di belahan Bumi
selatan akan mengalami musim dingin. Sedangkan
pada tanggal 23 September sampai dengan 22
Desember, kutub utara menjauhi Matahari dan
sebaliknya belahan Bumi selatan mendekati Matahari.
Dalam periode ini belahan Bumi Utara akan mengalami
musim dingin (winter) dan belahan Bumi selatan akan
mengamai musim panas (summer).

Gambar 14. 10. Belahan Bumi secara bergantian
condong ke arah Matahari atau menjauhi
Matahari.

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 303

Gerak revolusi Bumi juga mengakibatkan rasi bintang
yang berbeda dari bulan ke bulan. Rasi bintang adalah
kumpulan beberapa bintang yang membentuk pola
tertentu (Wijaya, 2010). Melalui analisis terhadap bukti
peristiwa astronomis, yaitu: pergantian siang dan
malam, gerak hakiki matahari, dan gerak semu
matahari, al-Marāghī sampai pada kesimpulan bahwa
ada kesesuaian yang sangat presisi antara teori
astronomi Islam yang diajarkan oleh Al-Qur‘an dengan
teori astronomi modern (Hambali, 2013).

14.4. Aksiologi Dari Teori Geosentris Dan
Heliosentris

a. Kajian supra-logis bersifat subyektif, sebab dipengaruhi oleh
pengalaman supra-rasional dan spiritual seseorang. Alasan
utama bumi dianggap sebagai pusat alam adalah kehidupan
hanya ada di planet ini. Dibantah dengan alasan apa pun,
sesuatu yang hidup akan menjadi pusat segala sesuatu.
Bumi sebagai pusat alam semesta telah didogmakan oleh
saintis dan kaum agamawan (kebenaran religious).

b. Kebenaran filosofis yaitu kebenaran dari hasil perenungan
dan pemikiran kontemplatif terhadap hakikat sesuatu
meskupin pemikiran intelektual tersebut bersifat subjektif
dan relative ; tetapi kontemplatif (Sudarmin, 2016). Dogma
geosentris mengandung nilai kebenaran filosofis karena
berdasarkan hasil pengamatan adalah pertama, bintang-
bintang, matahari dan planet-planet tampak berputar
mengitari bumi setiap hari, membuat bumi adalah pusat
sistem ini, Observasi kedua yang mendukung model
geosentrik adalah bumi tampaknya tidak bergerak dari
sudut pandang pengamat yang berada di bumi, bahwa bumi

304 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

itu solid, stabil dan tetap di tempat. Dengan kata lain, benar-
benar dalam posisi diam.

c. Galileo berhasil merampungkan teleskop astronomi
pertamanya, dan kemudian mengarahkan teleskop ke
langit. Hari itu ia berhasil melihat dunia baru yang penuh
misteri yakni Jupiter. Galileo melihat 4 titik yang redup di
sekeliling Jupier. Gerak satelit Galilean mengelilingi Jupiter
serta fakta seluruh fase Venus bisa dilihat dari Bumi,
membuktikan bahwa bumi yang berputar mengelilingi
matahari. Dengan demikian, penemuan Galileo menjadi
pendukung bagi teori Heliosentris milik Copernicus.

d. Heliosentrisme dipengaruhi oleh pengamatan dengan

pendekatan yang lebih menekankan empiris-logis daripada

supra-logis. Copernicus dan Gallileo melakukan

pengamatan terhadap benda-benda langit, gerakan dan

posisi benda-benda langit tersebut. Penemuan ini telah

memukul teori geosentrisme yang telah didogmakan oleh

saintis dan kaum agamawan. Saat hiruk- pikuk terjadi, untuk

menyelamatkan doktrin, kaum agamawan membuat
pernyataan cerdik; “ Lalu, apakah dengan dicetuskannya

heliosentrisme menggantikan geosentrisme, apa yang ada
di dalam wahyu harus diubah?” Penolakan yang sangat

diplomatis dan berusaha mengamankan ajaran agar tidak

ditinggalkan oleh pengikutnya. Gallileo dibakar hidup-hidup

karena mencetuskan satu hal, bumi mengelilingi matahari.

e. Teori Heliosentris diperkuat oleh seorang astronom
Jerman, Johannes Keppler (1571-1630) , yang telah
menapaki uji eksperimen empiris melalui pengamatan
teleskop reflektor dan perhitungan matematisnya,
sehingga dogma Heliosentris mengandung kebenaran

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 305

ilmiah. Kebenaran ilmiah adalah kebenaran yang ditandai
oleh terpenuhinya syarat-syarat ilmiah, adanya teori yang
menunjang dan sesuai bukti kebenaran empiris
berdasarkan konsistensi antara teori dan realitasnya yang
valid (Sudarmin, 2016). Pada tahun 1609, ia juga
menerbitkan buku ―Astronomia Nova‖ dengan menyatakan
hukum gerak planet: Setiap planet bergerak dalam orbit
berbentuk elips mengelilingi matahari, dengan matahari
berada disalah satu titik fokus elips, Kelajuan gerak planet-
planet pada orbitnya bertambah besar ketika mendekati
matahari dan bertambah kecil ketika menjauhi matahari,
Planet-planet bukan hanya beredar dalam elliptical (orbit
bujur) mengelilingi matahari, akan tetapi mereka juga
bergerak rotasi pada porosnya dengan kelajuan yang tidak
menentu, Garis lurus antara matahari dengan planet
menyapu luasan yang sama untuk waktu yang sama.

f. Kedua faham tersebut bisa dikatakan benar jika kita
menempatkan masalah tersebut pada tempatnya. Dogma
Geosentris mengandung nilai kebenaran religious dan
kebenaran filosofis sedangkan dogma heliosentris
mengandung nilai kebenaran ilmiah. Memang akan ada
kembali perputaran teori, para fisikawan dan astronom tidak
ingin meninggalkan jejak tidak berarti bagi generasi
sebelumnya sehingga Heliosentrisme mulai diteliti dan
dikritisi kembali. Sehingga Perkembangan ilmu
pengetahuan mengandung kebenaran relatif. Kebenaran
relatif adalah merupakan kebenaran yang berubah-ubah,
tidak tetap dan dapat dipengaruhi oleh hal lain diluat hakikat
dirinya (Sudarmin, 2016).

g. Paham Heliosentris ditolak karena bertentangan dengan
agama namun seiring berjalannya waktu yang lama, melalui

306 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

pengamatan, penelitian, dan matematika, Copernicus
menjungkirbalikkan konsep ilmiah dan agama yang berurat
berakar dalam pemikiran manusia, sehingga kemunculan
teori Heliosentris dapat menggeser teori Geosentris.

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 307

BAB 15

PARADIGMA RUNTUHNYA ATOMISME
LEUKIPPOS DEMOCRITOS

Riyanti
Guru Kimia SMAN 1 Bangsri
[email protected]

15.1 Diskripsi Materi

Teori Atom merupakan salah satu teori tertua yang
muncul dan ditemukan di dunia. Teori atom kemudian
dikembangkan menjadi lebih kompleks dan menjadi salah
satu dasar pengetahuan yang cukup penting, terutama dalam
sains. Menurut sejarah penemu Teori Atom adalah seorang
yang berasal dari Yunani, yaitu Democritos. Democritos
merupakan tokoh ulung terkait Teori Atom. Democritos
mengemukakan bahwa benda-benda yang ada bisa dibagi
menjadi beberapa atau banyak bagian yang sangat kecil.

Bagian-bagian benda tersebut akhirnya tidak akan bisa
dibagi lagi. Bagian inilah yang kemudian oleh Democritos
disebut sebagai atom. Menurutnya, atom sepenuhnya padat,
tidak terdapat struktur internal serta ada ruang kosong antar

308 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

atom guna memberikan ruang untuk pergerakannya.
Democritos mencontohkan dengan pergerakan dalam air dan
udara. Democritos mengatakan bahwa ada perbedaan sifat
dari material yang berbeda, atom memiliki perbedaan dan
dibedakan dalam beberapa bentuk, massa serta
ukurannya. Teori atom Leukippos Democritos akhirnya
mengalami pergeseran oleh oleh John Dalton, Thomson,
Rutherford, Neils Bohr dan teori atom mekanika kuantum.

15.2 Pengantar

Sejak zaman purba orang telah mengenal api karena
mempunyai sifat panas yang dapat membakar dan bercahaya
sehingga api telah dianggap dewa. Dewasa ini api memegang
peranan penting dalam proses kimia. Proses pembakaran
merupakan suatu hal yang penting bagi para ahli kimia
sehingga mereka melakukan eksperimen dan atas hasil
eksperimen itu mereka mengemukakan pendapatnya.

Ide awal teori phlogiston berasal dari Johann Joachim
Becker (1635-1682) yang kemudian menarik perhatian George
Ernst Stahl (1660-1734). Teori phlogiston pada prinsipnya
menyatakan ―semua materi mengandung zat ringan yang
disebut phlogiston‖ Suatu reaksi kimia merupakan perpindahan
phlogiston dari suatu materi ke materi yang lain. Becher dan
Stahl memberikan contoh pada pembakaran suatu logam,
massanya akan berubah menjadi lebih berat dibandingkan
massa logam awal. Logam akan kehilangan phlogiston
sehingga berubah menjadi calx logam (sekarang disebut oksida
logam). Untuk memperoleh kembali logam tersebut, calx harus
dibakar bersama karbon yang kaya phlogiston, karena
phlogiston semula sudah hilang di udara. Calx akan menyerap
phlogiston dari udara sehingga berubah menjadi logam semula.

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 309

Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) merupakan
kimiawan Prancis yang telah melakukan berbagai ekperimen
yang sangat mendasar bagi ilmu kimia. Temuan yang paling
penting adalah teori tentang pembakaran yang menggeser teori
phlogiston. Lavoisier menyatakan ide baru tentang udara.
Udara terdiri dari 2 jenis gas, salah satunya bereaksi dan
bergabung dengan zat yang terbakar. Hal itu menjelaskan
mengapa zat yang terbakar massanya bertambah dan
mengapa sebagian dari udara terpakai.

Pengetahuan tentang atom menjadi ujung tombak
kemajuan ilmu pengetahuan. Ide atom telah menyebabkan
presisi tertinggi yang secara adaptif belum tercapai otak
manusia. Sejarah perkembangan atom layaknya menjadi kajian
menarik bagi semua yang hal yang bersangkutan dengan
pikiran manusia. Meskipun terdapat keterbatasan dan bahaya,
pencapaian teori atom adalah prestasi yang unik dan patut
dipelajari. Namun ada hal yang lebih dari prestasi tersebut.
Filsafat Yunani atom yang bertumbuh subur membuktikan
betapa hebatnya daya nalar spekulatif pada masa itu. Teori
Model Atom sudah menjadi perhatian sejak 2500 tahun yang
lalu, yaitu sejak jaman Yunani kuno. Pendapat ini
dikembangkan pada masa Leucippos dan Democritos yang
menyatakan bahwa sesuatu zat tidak dapat dibelah terus
menerus tanpa batas, ada bagian yang paling kecil yang tidak
dapat dibagi-bagi atau dibelah lagi, itu yang mereka sebut
―atomos‖ yang artinya yang tidak dapat dibagi-bagi lagi.
Sebaliknya Aristoteles berpendapat partikel dapat dibelah terus
menerus tanpa batas (Sabarni, 2014). Pemikiran konsep atom
zaman Yunani yaitu dalam memikirkan alam semesta,
Sebagian besar para ahli filsafat Yunani meninjaunya dalam
skala makro, yaitu berdasarkan apa yang mereka lihat secara
kasat mata saja. Namun ada pula beberapa ahli filsafat yang

310 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

memikirkan lebih jauh makna terdalam dari jagat raya ini dalam
konsep berskala mikro, artinya berpikir secara abstrak hal-hal
yang tidak dapat mereka lihat namun mereka yakini
keberadaannya, mereka disebut para atomist (Farida, 2009).

Para ahli filsafat Yunani dalam memikirkan alam
semesta sebagian besar meninjaunya dalam skala makro, yaitu
berdasarkan apa yang mereka lihat secara kasat mata saja,
tetapi ada pula beberapa ahli filsafat yang memikirkan lebih
jauh makna terdalam dari jagat raya ini dalam konsep berskala
mikro, artinya berpikir secara abstrak hal-hal yang tidak dapat
mereka lihat namun mereka yakini keberadaannya dan mereka
disebut para atomist (Sujito, 2019). Kajian teori-teori dan
pemodelan yang dikembangkan mempunyai manfaat yang luas
dalam menerangkan gejala-gejala fisis dan kimia. Selain itu,
penemuan-penemuan baru partikel materi penyusun dari atom
mengakibatkan luasnya penerapan implikasi berdasarkan
temuan yang baru.

15.2 Aspek Ontologi Teori Atom Leukippos
Demokritus

Pertama yang menyampaikan teori atom adalah
Leucippos dari Miletus-Yunani 440 SM dan Democritos dari
Abdera 420 SM (Stephen, 1992). Democritos adalah penduduk
asli Abdera, Democritos adalah murid Leucippos. Democritos,
pemikir yang lebih sistematis, melanjutkan ide-ide gurunya.
Leucippos dianggap sebagai orang yang pertama
mengemukakan tentang atom. Leucippos mengemukakan
pandangannya bahwa segala sesuatu yang ada terdiri atas
atom-atom dan ruang kosong yang jumlahnya tak terhingga.
Sebuah benda berbeda dengan benda lain karena bentuk,
susunan, posisi dan tumbukan antar atom-atomnya berbeda.
Pendapatnya kemudian dikembangkan oleh Demokritus

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 311

dengan pendapatnya bahwa alam semester terdiri atas atom-
atom dan ruang hampa. Atom-atom itu bebas bergerak dan
dapat mengubah posisinya. Di dalam filsafat Atomisme,
pemikiran Demokritos lebih dikenal ketimbang Leukippos. Para
ahli masa kini menganggap bahwa Leukippos merumuskan
garis besar ajaran-ajaran atomisme, lalu Demokritos
mengembangkan pemikiran gurunya lebih lanjut. Atom-atom
tersebut merupakan unsur-unsur terkecil yang membentuk
realitas. Ukurannya begitu kecil sehingga mata manusia tidak
dapat melihatnya.

Pada hakikatnya gagasan Leucippos dan Democritos
mengenai materi yang bersifat diskontinu. Materi tersusun dari
partikel-partikel kecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi yang
diketahui sebagai atom. Atom-atom penyusun materi itu
senantiasa bergerak di dalam kehampaan (Feinberg, 1990).
Istilah atomos diberikan terhadap partikel materi itu, karena
atom-atom sangat halus dan tidak dapat dibagi-bagi lagi
(Bruton, 1996). Oleh Democritos ―atom tidak dapat dibagi?‖ Ini
mengandung dua interpretasi jawaban; pertama, tidak mungkin
secara fisika untuk membagi suatu atom; kedua, tidak mungkin
secara logis dan konseptual untuk membagi suatu atom.
Perbedaan kedua penafsiran masing-masing mengandung
konsekuensi, yaitu pada pertama, sebuah atom masih mungkin
mempunyai bagian yang lebih kecil, sedangkan pada kedua,
tidak ada bagian suatu atom. Jika yang dimakud membagi
atom menjadi bagian yang lebih kecil, maka akan mendapatkan
ketidakmampuannya bukan dari sisi teknologi, tapi konseptual.
Atom bukan hanya sangat kecil, tetapi atom merupakan partikel
terkecil, dan bukan hanya terlalu kecil untuk dibagi secara fisis
tetapi juga tidak bisa dibagi secara logis.

Democritos setuju dengan para pendahulunya bahwa
perubahan alam tidak mungkin disebabkan oleh kenyataan

312 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

bahwa segala sesuatu sungguh-sungguh berubah. Oleh karena
itu ia beranggapan bahwa segala sesuatu dibuat dari balok-
balok tak terlihat yang sangat kecil, yang masing-masing kekal
dan abadi. Democritos menamakan unit-unit terkecil ini dengan
mana Atom. Atom menurut Democritos, terpisah oleh suatu
kekosongan antara satu atom dengan atom yang lain.
Kekosongan ini menyebabkan atom-atom mampu bergerak (ini
boleh jadi pelopor teori kinetika).

Apakah yang sebenarnya dimaksud Democritos dengan
―tidak dapat dibagi?‖. Jawaban dari pertanyaan ini adalah salah
satu dari dua interpretasi berikut:

a. Tidak mungkin secara fisika untuk membagi suatu atom.
b. Tidak mungkin secara logis dan konseptual untuk

membagi suatu atom.
Perbedaan dari kedua pandangan ini adalah a) sebuah
atom masih mungkin mempunyai bagian yang lebih kecil,
sedangkan pada b) tidak ada artinya untuk berbicara tentang
―bagian‖ dari suatu atom, karena hal itu tidak ada sama sekali.
Kalau seseorang bermaksud membagi atom menjadi bagian-
bagiannya, dia akan mendapatkan bahwa ketidakmapuannya
bukan teknologi, tapi konseptual.
Democritos berpendapat bahwa atom bukan hanya
sangat kecil, tetapi merupakan partikel yang terkecil, bukan
hanya terlalu kecil untuk dibagi secara fisis tetapi juga tidak
bisa dibagi secara logis.
Democritos dan gurunya, Leukippos, berpendapat
bahwa atom adalah unsur-unsur yang membentuk realitas. Di
sini, mereka setuju dengan ajaran pluralisme empedocles dan
Anaxagoras, yang menyatakan bahwa realitas terdiri dari
banyak unsur, bukan hanya satu. Akan tetapi bertentangan
dalam hal unsur tersebut. Democritos berpendapat unsur itu
tidak dapat di bagi-bagi, karena itulah ia menamakan unsur itu

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 313

sebagai Atom. Dalam bahasa Yunani, ―A‖ artinya ―tidak‖, ―tom‖
berarti ―dipotong‖ atau ―dibagi‖. Pemikirannya adalah bahwa
realitas bukanlah satu, tetapi terdiri dari banyak unsur dan
jumlahnya tak terhingga. Unsur-unsur tersebut merupakan
bagian materi yang sangat kecil sehingga indra kita tidak
mampu mengamatinya dan tidak dapat dibagi lagi. Unsur-unsur
tersebut dikatakan sebagai atom yang berasal dari satu yang
lain karena tiga hal, yaitu bentuk, ukuran, dan posisinya
(Achmadi, 2016). Menurut pendapatnya, atom-atom itu selalu
bergerak, dan harus ada ruang kosong untuk keberadaannya.
Satu atom hanya dapat bergerak dan menduduki satu tempat.
Maka, Democritos berpendapat bahwa realitas itu ada dua,
yaitu atom itu sendiri (yang penuh), dan ruang tempat bergerak
(yang kosong).

Democritos percaya bahwa alam terdiri dari atom-atom
yang jumlahnya tak terhingga dan beragam. Sebagian bulat
dan mulus, yang lain tak beraturan dan bergerigi. Karena saling
berbeda itu, mereka dapat menyatu menjadi berbagai bentuk
yang berlainan. Namun, meskipun jumlah dan bentuk mereka
mungkin tak terbatas, mereka semua kekal, abadi, dan tak
terbagi (Abidin, 2014).

Leucippos maupun Democritos mengakui adanya sifat
diskontinu dari materi. Atom-atom dipisahkan satu sama lain
oleh ruang antara dan satu sama lain tidak dapat saling
mempengaruhi. Teori atom Democritos menandai berakhirnya
filsafat alam Yunani untuk saat ini. Dia setuju dengan Heraclitus
bahwa segala sesuatu di alam ini ―mengalir‖, sebab bentuk-
bentuk itu datang dan pergi. Namun dibalik segala sesuatu
yang mengalir itu ada beberapa benda yang kekal dan abadi
yang tidak mengalir. Menurut Democritos, itulah atom.
Perubahan yang terjadi di alam semesta, terjadi karena atom-
atom senantiasa ―keluar-masuk‖ dari eksistensi alam .

314 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

Berdasarkan keyakinannya terhadap Tuhan, ia meyakini bahwa
―masuk‖ artinya diciptakan Tuhan dan ―keluar‖ berarti
ditiadakan Tuhan. Jadi menurutnya, atom-atom itu selalu harus
diciptakan Tuhan setiap saat untuk menggantikan atom-atom
yang sudah ditiadakannya (Musthafa , 1980).

Democritos juga menjelaskan perbedaan sifat dari
material yang berbeda, atom dibedakan ke dalam bentuk
massa dan ukurannya (Soko, 2015). Pendukung kuat teori
atom Demokritus diantaranya Pierre Gassendi (1592-1655), ia
menggambarkan posisi teori tersebut sebagai berikut ―atom
tidak dapat diciptakan atau dihancurkan, atom bersifat solid,
memiliki berat, dan tidak dapat dibagi, memiliki ukuran yang
pasti meskipun berukuran sangat-sangat kecil‖.

Beberapa tahun kemudian Robert Boyle (ia
menggunakan istilah sel-sel corpuscles merujuk pada atom)
dan Isaac Newton (dengan istilah partikel primitif), mereka
berdua adalah pendukung teori atom Democritos (atomis).
Menurut Boyle yang sungguh-sungguh benar ―definisi‖-nya
tentang unsur tidak lebih daripada paraphrase suatu konsep
kimia tradisional, Boyle mengemukakannya hanya untuk
berargumentasi bahwa benda seperti unsur kimia itu tidak ada
(Kuhn, 2012). Gagasan bahwa atom dapat disatukan untuk
membentuk kelompok yang lebih lengkapdan rumit juga
disetujui oleh beberapa penggiat teori atom awal, terutama
Gassendi. Namun,bukti konklusif dari gagasan tersebut berasal
dari percobaan dari Proust, hukum Komposisi Konstan, yang
menunjukkan bahwa komposisi tembaga karbonat, ketika
disintesis dengan melarutkan tembaga dalam asam dan
kemudian membentuk endapan dengan menambahkan natrium
karbonat, adalah sama dengan terjadinya tembaga karbonat
'malachite green' secara alami. Meskipun hukum ini ditentang
oleh beberapa saintis, terutama Berthollet, hukum ini segera

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 315

diterima sebagai prinsip kimia karena banyak orang yang
percaya akan kebenaran hukum ini bahkan sebelum ditemukan
oleh Proust.

Pengetahuan tentang teori atom (atomisme) telah
membuktikan kekuatan imajinasi intelektual untuk
mengidentifikasi aspek kebenaran objektif yang berakar dalam
sifat benda-benda (nature of things). Penemuan teori atom oleh
Democritos, merupakan hal yang menakjubkan, betapa luar
biasanya kekuatan ide, ada keagungan dalam pikiran, dan
sejarah manusia. Filsafat Yunani atom yang bertumbuh subur
membuktikan betapa hebatnya daya nalar spekulatif pada
masa itu.Teori atom yang menyatakan bahwa materi terdiri dari
partikel kecil yang tidak dapat dibagi lagi, diusulkan pada abad
ke-5 SM oleh filsuf Yunani, Leucippos dan Democritos, dan
diadopsi oleh Lucretius Romawi. Tulisan Leucippos yang
tersisa, dua karya yang diyakini ditulis olehnya adalah ―The
Great World System dan On the Mind‖. Teorinya
menyatakan materi adalah homogen tetapi terdiri dari infinity
partikel kecil yang tak terpisahkan. Atom-atom ini terus
bergerak, dan melalui tabrakan dan pengelompokan
membentuk berbagai senyawa. Sebuah kosmos terbentuk oleh
tabrakan atom yang berkumpul bersama menjadi pusaran dan
Bumi berbentuk drum terletak di pusat kosmos manusia
(Apollo, 2020).

15.3. Pergeseran Paradigma Leukippos

Democritos Ke Teori Atom Dalton

Paradigma Leukippos Demokritus dianggap salah dan

perlu digeser karena gagasan Leucippos dan Democritos

mengenai materi yang bersifat diskontinu. Materi tersusun dari

partikel-partikel kecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi yang

316 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

diketahui sebagai atom. Atom-atom penyusun materi itu
senantiasa bergerak di dalam kehampaan.

Para ahli fisafat alam seperti Aristoteles (384-322 SM)
dari Staigera Yunani, Plato dan Galen (130-200 SM) menolak
konsep atom tersebut. Mereka menolak karena berpandangan
bahwa materi merupakan satu kesatuan yang utuh (kontinu)
dapat dibagi menjadi bagian sekecil-kecilnya tanpa batas dan
tidak ada kehampaan di alam semesta (ruang hampa).

Hampir setiap kali kita berbicara tentang atomisme kita
harus berbicara tentang Aristoteles. Aristoteles memiliki alasan
untuk melihat dalam postulasi elemen atomis yang kadang-
kadang dia identifikasi sebagai "pleno dan kekosongan" di lain
waktu sebagai "benda tak terpisahkan" "bentuk" atau "zat
kecil". Pengenalan kekosongan, bahkan jika ini mungkin bukan
fungsi awalnya yang dimaksudkan, memecahkan masalah
menjelaskan keberagaman dan memutus kesinambungan.
Atom-atom, sebagai penyusun utama realitas, akan berada di
dalam arti tertentu, kesatuan dasarnya, setiap atom secara
individual sesuai dengan satu. Teori atom, bagi Aristoteles,
tampaknya kekurangan sesuatu yang membuatnya mampu
menjelaskan perbedaan spesifik senyawa. Menurut Pierre
Marie-Morel menjadikan atom dan kehampaan sebagai satu-
satunya unsur alam, para atomis menurunkan badan majemuk
ke status agregat sementara tanpa kesatuan nyata. Tetapi
justru dari kritik Aristoteles terhadap kurangnya substansi di
bidang senyawa (atau penolakan status substansi ke senyawa)
orang dapat melihat sifat atau karakteristik tertentu dari
senyawa tersebut terutama disebabkan oleh gerak atom dan
hubungan atom di dalam senyawa.

Aristoteles menolak karena berpandangan bahwa materi
merupakan satu kesatuan yang utuh (kontinu) dapat dibagi
menjadi bagian sekecil-kecilnya tanpa batas dan tidak ada

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 317

kehampaan di alam semesta (ruang hampa). Jagad raya terdiri
dari empat elemen penyusun, yaitu tanah, api, udara dan air.
Dalam atomisme Leucippos dan Democritos, sebagaimana
ditransmisikan oleh Aristoteles, unsur adalah atom dan yang
lainnya adalah senyawa atom. Menurut Aristoteles, dalam
atomisme Leucipos dan Democritos ada yang bisa kita sebut
teori perbedaan. Proses kimiawi (seperti yang dia bayangkan)
tidak akan terjadi nyata, tetapi hanya ekspresi agregasi dan
disagregasi atom yang bergerak dalam ruang hampa.
Perbedaan yang diamati dalam senyawa dan dibuktikan oleh
indra akan disebabkan oleh perbedaan antara atom dan posisi
relatifnya (Gomes et al., 2019). Pandangan para ahli filsafat
alam itu, terutama Aristoteles lebih diyakini di masyarakat,
karena popularitas dan kredibilitasnya. Hal ini berlangsung,
terutama sampai abad pertengahan (27 SM- 476 M) atau abad
kegelapan (di Eropa). Sedangkan konsep atom Leucippos dan
Democritos tidak dihiraukan orang. Aristoteles dianggap
sebagai ahli filsafat Yunani yang terbaik saat itu. Gagasannya
sangat luas dalam berbagai bidang dan dituliskannya dalam
bentuk buku yang berkaitan dengan perkembangan
pengetahuan seperti astronomi, biologi, metafisika, hukum,
politik, logika, etika dan estetika. Buku-bukunya dijadikan
bahan acuan dalam waktu yang lama (bahkan konsep logika
masih dianut hingga sekarang).

Pada Abad kegelapan di Eropa, umumnya
perkembangan sains dan teknologi mengalami hambatan. Hal
ini, karena saat itu pemikiran para saintis, terkungkung oleh
ajaran agama Katolik ortodoks, yang mengikat kebebasan
berpikir tentang keduniawian, terutama ilmu pengetahuan.
Pemikiran yang nampaknya bertentangan dengan ajaran
agama, dianggap sebagai kesalahan dan dosa yang harus
ditebus dengan hukuman fisik bahkan dengan nyawa.

318 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

Paradigma Aristotelian masih diakui, karena dianggap tidak
bertentangan dengan ajaran agama.

15.4. Sejarah perkembangan dan pergeseran teori
atom pasca Leukippos Democritos

Temuan baru mengenai gejala kelistrikan mengubah
paradigma bahwa atom merupakan partikel bagian terkecil dari
materi, karena dapat dibuktikan adanya partikel sub atom
seperti proton, elektron dan netron. Beberapa studi yang
intensif yang dilakukan membawa ke dalam suatu babak baru
penyelidikan mengenai atom.

15.4.1. John Dalton.
Gagasan konsep atom yang dikemukakan Dalton

dipandang sebagai kelanjutan pandangan filosof atomik,
meskipun terdapat sedikit perbedaan dalam landasan
berpikirnya. Beberapa gagasan yang dituangkan Dalton
dilandasi oleh fakta-fakta empiris berlandaskan eksperimen
yang dilakukan oleh saintis lain sedangkan pandangan filosof
tentang atom seluruhnya berupa refleksi kritis terhadap
fenomena alam. Revolusi pemikiran konsep atom, terjadi
karena teori atom Dalton tidak dapat diverifikasi, banyak
anomali yang berkenaan dengan hal itu, sehingga
menimbulkan serangkaian krisis, terutama akibat penemuan-
penemuan di bidang kelistrikan dan gejala radioktivitas.

Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan
pendapatnya tentang atom dikenal dengan teori atom Dalton.
Dalton menjelaskan bahwa benda terdiri atas atom-atom yang
tidak dapat diuraikan lagi. Setiap unsur terdiri atas atom-atom
yang membentuk senyawa. Atom-atom dari satu unsur akan
sama, tetapi akan berbeda dari atom-atom unsur lain. Dalton
menetapkan berat atomik atom-atom dari 21 unsur yang ia

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 319

temukan pada masa itu. Senyawa terbentuk jika atom dari
berbagai unsur bergabung dalam komposisi yang tetap.
Hipotesis Dalton digambarkan dengan model atom sebagai
bola pejal.

Gambar 15.1. Model Atom Dalton
(Encyclopaedia Britannica Inc, 2012)

Teori atom Dalton:
a. Unsur-unsur terdiri dari atas partikel yang luar biasa kecil

yang tidak dapat dibagi kembali (disebut atom). Dalam
reaksi kimia, mereka tidak dapat diciptakan, dihancurkan
atau diubah menjadi jenis unsur yang lain.
b. Semua atom dalam unsur yang sejenis adalah sama oleh
karena itu memiliki sifat-sifat yang serupa seperti massa
dan ukuran.
c. Atom dari unsur-unsur yang berbeda jenis memiliki sifat-
sifat yang berbeda pula.
d. Senyawa dapat dibentuk ketika lebih dari satu jenis unsur
yang digabungkan.

Pada perkembangan selanjutnya ditemukan kelemahan
dari teori atom Dalton, setelah ditemukan berbagai fakta yang
tidak dapat dijelaskan oleh teori tersebut, antara lain:
a. Tidak dapat menjelaskan sifat listrik materi
b. Tidak dapat menjelaskan cara atom-atom saling berikatan
c. Model atom Dalton tidak dapat menjelaskan perbedaan

320 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

antara atom unsur yang satu dengan unsur yang lain.
Dalam perkembangan ilmiah teori atom Dalton ditinjau

kembali namun Ia tetap dianggap sebagai pencetus teori atom
modern karena teorinya mampu menjelaskan Hukum
kekekalan massa Lavoisier dan Hukum perbandingan tetap
Proust (Sudarmin, 2016).

15.4.2. Thomson dan teori atommnya

Sifat-sifat sinar katoda pertama kali dipelajari secara

intensif, terutama oleh J.J. Thomson (1856-1940) dan timnya

pada laboratorium Cavendish di Cambridge-Britain pada tahun

1897 yang menyelidiki sifat-sifat alami sinar katoda.

Penyelidikan sifat-sifat sinar katoda yang dilakukan Thomson

adalah dengan mendekatkan medan listrik ke tabung kaca

bermuatan. Ternyata sinar yang mulanya bergerak lurus

menjadi berbelok mendekati medan listrik yang bermuatan

positif. Kenyataan ini membuatnya berkesimpulan bahwa sinar

katoda itu bermuatan listrik negatif. Ia juga menyimpulkan

bahwa sinar katoda itu suatu materi setelah mengamati sinar

katoda dapat memutar baling-baling yang ditaruh di dalam

tabung.

Berdasarkan rangkaian penemuannya itu

Thomson mengkaji struktur atom dan menyimpulkan pada

tahun 1904 bahwa atom merupakan sebuah bola yang kompak

yang bermuatan listrik positif dan elektron tersebar di antara

muatan positif tersebut dalam jumlah yang sama, seluruh

massa atom ditentukan oleh jumlah massa elektron. Pada akhir

abad ke-19, elektron ditemukan oleh Thomson, dan orang

mulai berpikir bahwa atom berstruktur, artinya dapat dipecah-

pecah lagi menjadi bagian yang lebih kecil. Pada periode yang

sama ketika Ostwald dan beberapa ahli kimia fisik lainnya

meragukan keberadaan atom, Thomson menyelidiki

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 321

kemungkinan bahwa atom terdiri dari partikel yang lebih kecil
(Kragh, 2019). Menurut Thomson bentuk atom menyerupai
agar-agar tersusun dari muatan listrik positif dan negatif.
Muatan positif menyebar secara merata dalam bulatan yang
merupakan atom dan elektron terdapat di dalamnya. Thomson
merumuskan teorinya ‗‗atom merupakan sebuah bola kecil
yang bermuatan positif dan di permukaannya tersebar elektron
yang bermuatan negatif”. Model ini disebut juga model roti
kismis karena mirip dengan roti yang ditaburi kismis.

Gambar 15.2. Model atom Thomson
(Encyclopaedia Britannica Inc, 2012)

Kelebihan teori atom Thomson dapat membuktikan
adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom.
Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.
Teori ini memiliki kelemahan yaitu tidak menjelaskan
kedudukan elektron, hanya mengatakan bahwa elektron berada
dipermukaan karena ditarik oleh muatan positifnya.

15.4.3. Model atom Rutherford
Pada tahun 1911, Rutherford melakukan eksperimen

penembakan sinar alfa terhadap sebuah sasaran sebuah
lempeng emas yang amat tipis. Ditunjukkannya ada sebagian
kecil sinar alfa dipantulkan dan dibelokkan serta sebagian

322 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

besar diteruskan. Setelah mengkaji lagi fenomena refleksi dari
Geiger dan Marsden (pada tahun yang sama), Rutherford
mencoba menerangkan fakta-fakta itu, yakni apabila sebagian
besar sinar diteruskan, artinya sebagian besar atom-atom
terdiri dari ruang kosong. Ada sebagian sinar yang dipantulkan
, ini berarti di dalam atom terdapat bagian yang rapat dan
padat. Sedangkan sinar dibelokkan, artinya sinar a melewati
bagian dari lempeng logam yang bermuatan positif dan
dibelokkan arahnya, karena tertolak muatan yang sama.
Rutherford telah berjasa mengenalkan konsep lintasan atau
kedudukan elektron.

Dari eksperimen itu akhirnya Rutherford menyusun
model atom, yaitu: ―Atom tersusun dari inti atom yang pusat
massanya bermuatan positif dan kulit yang tersusun dari
elektron dan bergerak mengelilingi atom”.

Gambar 15.3. Model Atom Rutherford
(Encyclopaedia Britannica Inc, 2012)
Model atom Rutherford sejalan dengan gagasan umum
yang berlaku saat itu, yaitu atom diserupakan dengan miniatur
sistem tata surya dimana elektron sebagai planet dan ruang
kosong di dalam atom harus sebanding dengan besarnya
ruang kosong di angkasa. suatu inti yang berat atau matahari
berada di pusat dengan planet-planet elektron yang lebih

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 323

ringan berputar mengelilinginya. Rutherford juga dapat
memperkirakan ukuran inti atom yaitu kurang lebih 10-13 cm
dan ukuran atom kurang lebih 10-8 cm. Dalam teori planet
elektron ini, prekonsepsi yang ditanamkan dalam pikiran adalah
fisika Newtonian, karenanya penjelasan atas fakta-fakta
dengan model atom ini dilakukan dengan pendekatan fisika
klasik Newtonian pula (Keenan et al., 1980). Belum diterimanya
konsep Rutherford juga sangat berkaitan erat dengan
paradigma mekanika klasik Newtonian dan teori gelombang
elektromagnetiknya Maxwell yang masih bertahan hingga ahir
abad-19. Berdasarkan hasil eksperimen, Rutherford
menyatakan bahwa atom terdiri atas inti atom yang bermuatan
listrik positif dan dikelilingi oleh elektron-elektron yang
bermuatan listrik negatif.

Model atom Rutherford serupa dengan miniatur tata
surya. Kelebihan teori atom Rutherford yaitu membuat hipotesa
bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang
mengelilingi inti. Elektron mengelilingi inti atom sehingga dapat
memberikan inspirasi pada penemuan baru berikutnya yaitu
tentang lintasan/kedudukan elektron yang selanjutnya dikenal
sebagai kulit elektron. Meskipun model ini dianggap cukup baik
namun model ini membuat atom tak stabil. Hal itu karena
elektron bermuatan listrik, sehingga gerakannya yang
melingkar akan memancarkan energi dalam bentuk radiasi
elektromagnetik. Jika hal itu terjadi maka akan terjadi
pengurangan energi elektron terus menerus, sehingga elektron
akan ambruk ke dalam inti.Sehingga dapat dikatakan
kelemahan teori atom Rutherford yaitu tidak dapat menjelaskan
mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Berdasarkan
teori gerak, apabila elektron bergerak mengitari inti disertai
pemancaran energi maka lama – kelamaan energi elektron

324 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

akan berkurang dan lintasannya makin lama akan mendekati
inti dan jatuh ke dalam inti

15.4.4. Neils Bohr dan teori atomnya
Pada tahun 1913, Neils Bohr memperbaiki kegagalan

atom Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum
atom hidrogen. Berdasarkan hasil percobaannya Bohr
memberikan gambaran keadaan/kedudukan orbit elektron
dalam menempati daerah di sekitar inti atom. Menurut Bohr
elektron mengelilingi inti atom pada orbit tertentu, hanya
terdapat orbit dalam jumlah tertentu dan perbedaan antar orbit
satu dengan yang lain adalah jarak orbit dari inti atom.
Keberadaan elektron baik di orbit yang rendah maupun yang
tinggi sepenuhnya tergantung oleh tingkatan energi elektron.
Sehingga elektron di orbit yang rendah akan memiliki energi
yang lebih kecil daripada elektron di orbit yang lebih tinggi.
Bohr mengajukan model atom yang mirip dengan model atom
Rutherford dengan menambahkan postulat (dalil) bahwa
lintasan elektron tidak sebarang melainkan mengikuti jalur-
jalur tertentu yang diatur berdasarkan postulat itu. Bohr
menganggap atom sebagai sistem planet mikroskopis
(Taltavull, 2018). Bohr merumuskan teori atom yang disebut
teori atom Bohr yaitu sebagai berikut:
a. Atom terdiri atas inti bermuatan positif
b. Elektron bergerak mengelilingi inti dalam lintasan tertentu
c. Elektron dalam lintasannya tidak menyerap atau

memancarkan energi, karena tiap lintasan mempunyai
tingkat energi tertentu
d. Jika elektron pindah lintasan, maka terjadi perubahan
energi sebesar
ΔE = E2 – E1
e. E2 dan E1 energi lintasan pada tingkat rendah dan tinggi

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 325

Gambar 15.4. Model atom Neils Bohr
(Encyclopaedia Britannica Inc, 2012)

Teori atom dapat dengan jelas menerangkan garis
spektrum emisi dan absorbsi dari atom hidrogen. Cahaya akan
diserap atau dipancarkan pada frekuensi tertentu yang khas
sebagai akibat perpindahan elektron dari satu orbit ke orbit
yang lain. Suatu atom yang berada pada keadaan stabil
mempunyai energi terendah yang disebut tingkat dasar.
Gagasan tentang elektron mengitari inti dalam orbit tertentu
seperti halnya bulan mengitari matahari mudah dimengerti
orang sehingga teori atom Bohr dapat diterima. Namun lama
kelamaan disadari bahwa teori ini tidak dapat menjelaskan
banyak hal. Jika atom ditempatkan dalam medan magnet
dijumpai medan emisi yang lebih rumit. Peristiwa ini yang
disebut efek Zeeman yang Model atom Bohr ini dapat
disejajarkan dengan model tata surya menurut Keppler. Bohr
dan Keppler sama-sama telah menemukan hukum-hukumnya,
namun belum menemukan teori yang secara komprehensif
dapat menggambarkan modelnya. Bohr ini adalah mencari
keterangan baru bagaimana posisi elektron di sekeliling atom.
Niels Bohr memulainya dengan mempelajari secara intensif
spektrum atom (khususnya spektrum atom hidrogen) dan
menerapkan teori kuantum Max Planck untuk menjelaskannya.

326 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

konsep-konsep yang mendukung teori atom Bohr tentang
spektrum atom.

Gejala spektrum atau pembiasan sinar dapat diamati
secara langsung dengan melewatkan seberkas sinar matahari
melalui sebuah prisma. Keluar dari prisma terjadi penguraian
sinar matahari menjadi berbagai panjang gelombang sinar,
yaitu sinar merah. , oranye, kuning, hijau, biru dan violet.
Penyelidikan terhadap spektrum hidrogen penting sekali dalam
kaitannya dengan struktur atom. Spektrum hidrogen ini terdiri
dari beberapa garis spektrum yang dapat digolongkan dalam
kelompok tertentu. Terdapat 5 seri spektrum yang diberi nama
sesuai dengan nama penemunya yaitu seri Balmer, seri
Lyman, seri Paschen, seri Bracket, dan seri Pfund.

Terjadinya revolusi dari fisika klasik ke fisika modern,
yaitu berubahnya pandangan mekanika Newtonian dan teori
gelombang Maxwell menjadi paradigma teori kuantum Max
Planck, memberikan sumbangan pemikiran yang menghasilkan
paradigma baru teori atom, yaitu teori atom Bohr. Teori ini
mendapat perluasan pemikiran dari Sommerfield untuk
menerangkan fakta-fakta yang tidak dapat dijelaskan dengan
baik oleh Bohr.

Keberatan terhadap model atom Bohr-Sommerfield
lebih banyak dilakukan oleh saintis fisika, bagi kebanyakan
saintis kimia model atom ini cukup handal untuk menerangkan
gejala-gejala kimiawi, seperti sifat-sifat ikatan kimia,
penggabungan atom-atom dan sistem periodik unsur. Yang
menjadi keberatan, sehingga timbul baru teori atom mekanika
kuantum (mekanika gelombang) adalah faham determinisme
yang melandasi pemikiran model atom Bohr dan juga
perluasannya oleh Sommerfield (Teori atom Bohr-
Sommerfield).

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 327

15.4.5. Teori atom modern
Salah satu keberatan terhadap model atom Bohr ialah

bahwa model ini didasarkan atas beberapa anggapan yang
bertentangan dengan aturan-aturan yang berlaku pada waktu
itu. Oleh karena itu sulit sekali menerimanya tanpa disertai
dengan suatu penjelasan mengenai keterbatasan-
keterbatasannya. Menurut model atom Bohr, elektron
digambarkan sebagai suatu partikel yang bergerak dengan
lintasan yang mengikuti aturan-aturan mekanika sederhana.
Padahal sebenarnya gerakan elektron jauh lebih rumit dan
sama sekali tidak dapat digambarkan bentuk lintasannya
berupa lingkaran atau elips.

Maurice de Broglie seorang fisikawan asal perancis
memberitau saudaranya Louis de Broglie tentang fenomena
cahaya yang bias berprilaku seperti gelombang dan partikel.
Louis de Broglie kemudian mengusulkan bahwa sifat dualisme
partikel gelombang tidak hanya dimiliki oleh cahaya tetapi juga
materi (Wayan, 2019). Pada tahun 1924, Louis de Brogle
mengemukakan, bahwa materi yang bergerak mempunyai sifat-
sifat gelombang ; artinya elektronpun mempunyai sifat
gelombang seperti halnya cahaya. Model atom yang paling
mutakhir adalah model yang dibangun menurut teori kuantum
yang diformulasikan dalam bentuk persamaan gelombang yang
ditemukan oleh Schrodinger. Dengan menggunakan mekanika
gelombang ini dapat dirumuskan bentuk kuantisasi energi yang
mampu menjelaskan postulat Bohr sehingga memberikan
gambaran yang lebih komprehensif terhadap model atom Bohr.

Menurut teori kuantum, atom tidak lagi diwujudkan dalam
bentuk objek yang dapat dibayangkan secara intuitif,
melainkan dinyatakan secara total matematis. Diperkenalkan
konsep fungsi gelombang sebagai suatu fungsi bernilai
kompleks dengan variabel bebasnya berupa titik-titik dalam

328 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

ruang spasial berdimensi tiga. Jadi fungsi gelombang
merupakan sebaran bilangan kompleks dalam ruang. Atom
diwujudkan dalam fungsi gelombang, karena itu tidak dapat
dibayangkan sebagai suatu struktur fisis, melainkan sebagai
struktur matematis. Atom bukanlah inti yang dikitari oleh
sejumlah elektron, melainkan sebaran bilangan kompleks
dalam ruang spasial berdimensi tiga (Bama, 2015).

Berbeda dengan fungsi gelombang, Asas Ketidakpastian
Heisenberg samasekali tidak membicarakan probabilitas,
walaupun sama-sama mengandung elemen ―ketidakpastian‖.
Sebenarnya dasar berpikir antara keduanya sangat berbeda.
Dalam Asas Ketidakpastian Heisenberg, ―ketidakpastian‖
terjadi dalam konteks pengukuran. Bagaimanapun telitinya
suatu pengukuran dilakukan, pasti terdapat ketidakakuratan
dalam skala tertentu. Menurut teori atom mekanika kuantum,
posisi elektron dalam mengelilingi inti atom tidak dapat
diketahui secara pasti sesuai prinsip ketidakpastian
Heisenberg. Oleh karena itu, kebolehjadian (peluang) terbesar
ditemukannya elektron berada pada orbit atom tersebut.
Dengan kata lain, orbital adalah daerah kebolehjadian terbesar
ditemukannya elektron dalam atom.

15.5 Nilai Aksiologi Teori Atom Leucippos
Democritos

Democritos menguraikan teori atom, dapat memprediksi
perubahan cuaca, dan membedah berbagai hewan sepanjang
karirnya sebagai filsuf alami. Berniat menemukan
kebijaksanaan, ia menghabiskan seluruh warisannya bepergian
dan belajar. Selama perjalanannya ia mengunjungi Mesir,
Ethiopia, Persia, dan India. Ketika uangnya habis, ia pulang ke
Abdera, tempat saudaranya membawanya. Democritos menjadi
terkenal karena pengetahuannya tentang dunia fisik. Dia ingin

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 329

menjelaskan dunia dalam istilah alami dan tanpa mengacu
pada mistisisme dogmatis. Dalam perluasan teori atomnya, ia
mempertahankan sifat atom yang tidak dapat dipisahkan
karena ia mengklaim tidak mungkin membagi materi
adinfinitum . Dia berpendapat setiap atom memiliki kerapatan
yang sebanding dengan volumenya, dan dia mengklaim
kekosongan (ruang kosong) abadi dalam keberadaannya.

Democritos percaya bahwa alam terdiri dari atom-atom
yang jumlahnya tak terhingga dan beragam. Sebagian bulat
dan mulus, yang lain tak beraturan dan bergerigi. Karena saling
berbeda itu, mereka dapat menyatu menjadi berbagai bentuk
yang berlainan. Namun, meskipun jumlah dan bentuk mereka
mungkin tak terbatas, mereka semua kekal, abadi, dan tak
terbagi. Selain itu, atom juga dipandang sebagai yang tidak
dijadikan, tidak dapat dimusnahkan, dan tidak berubah yang
terjadi pada atom adalah gerak, karena itu Democritos
menyatakan bahwa prinsip dasar alam semesta adalah atom-
atom dan kekosongan. Democritos membandingkan gerak
atom dengan situasi ketika sinar matahari memasuki kamar
yang gelap gulita melalui retak-retak jendela. Di situ akan
terlihat bagaimana debu bergerak ke semua jurusan, walaupun
tidak ada angin yang menyebabkannya bergerak. Dengan
demikian, tidak diperlukan prinsip lain untuk membuat atom-
atom itu bergerak. Adanya ruang kosong sudah cukup
membuat atom-atom bergerak.

Democritos sependapat dengan Herakleitus, yang
berpendapat bahwa anasir yang utama adalah api (Hatta,
1986). Api itulah yang paling sempurna dan paling mudah
bergerak. Ia terdiri daripada atom yang sangat halus, licin dan
bulat. Ialah yang menjadi dasar bergerak dalam segala yang
hidup. Atom api itu adalah jiwa. Jiwa itu tersebar ke seluruh
badan kita. Diantara tiap-tiap dua atom terdapat atom jiwa, dan

330 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

atom jiwa inilah yang menjadi sebab bergerak. Dalam tiap
anggota tubuh kita atom jiwa itu mempunyai jabatan yang
tertentu. Begitulah otak tempat pikiran, jantung tempat amarah,
dan juga hati tempat cinta atau keinginan.

Waktu menarik napas, kita tarik atom jiwa dari udara, dan
waktu menghembuskan napas, kita tolak ia keluar. Kita hidup
hanya selama kita bernapas. Demikianlah Democritos
memudahkan soal jiwa sebagai soal gerakan atom saja. Alam
pandangannya tak lain daripada atom dan ruang yang kosong.
Selain itu, penghilatan dan perasaan juga timbul dari gerakan
atom.

Suatu yang tampak oleh mata kita, karena atom barang-
barang itu, yang tidak berhenti bergerak, menyentuh atom api
yang ada dalam mata kita. Karena persinggungan itu
tergambarlah barang itu di muka kita. Tetapi menurut
pendapatnya, penglihatan itu tidak memberikan pengetahuan
yang sebenarnya. Penglihatan tidak hanya bergantung kepada
benda-benda di luar kita, tetapi berpengaruh juga oleh gerak
atom api dalam mata kita. Dengan penglihatan saja tidak
tampak segala gerak atom itu serta dengan perhubungannya.
Yang dapat diketahui dengan panca indera kita hanya sifatnya

Tentang manusia, Democritos berpandangan bahwa
manusia juga terdiri dari atom-atom. Jiwa manusia
digambarkan sebagai atom-atom halus. Atom-atom ini
digerakkan oleh gambaran-gambaran kecil atas suatu benda
yang disebut eidola. Dengan demikian muncullah kesan-kesan
indrawi atas benda-benda tersebut.

Menurut pendapat Democritos, penglihatan itu tidak
memberikan pengetahuan yang sebenarnya, karena
penglihatan tidak dipengaruhi oleh benda-benda di luar kita,
akan tetapi dipengaruhi oleh gerak atom api dalam mata kita.
Sebab itu pandangan kita bersifat subyektif, dan benar untuk

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 331

kita sendiri saja. Pandangan orang lain tidak serupa dengan itu,
karena pengetahuan yang sahih tidak terdapat dalam
penglihatan tetapi terdapat dalam pikiran.

Democritos, sebagai ahli ilmu alam, yang menyusun
pengetahuannya dari pengalaman, tidak dapat menafikan
pengalaman. Pengalaman itu adalah suatu barang yang nyata
baginya, sekalipun tidak membawa pengetahuan yang sahih.
Jika tidak ada pengalaman maka tidak akan tercapai
pengetahuan. Bagi Democritos, ada hubungan tertentu antara
penglihatan dengan pikiran. Penglihatan tidak pernah sampai
ke dalam lentera atom yang sehalus-halusnya, sedangkan
pikiran mampu melihatnya. Tetapi sebaliknya, pikiran hanya
mampu didapat dari penglihatan. Penglihatan itu menghasilkan
barang dalam pikiran. Kalau tidak ada penglihatan maka tidak
ada pikiran. Demikianlah cara Democritos dalam menjembatani
antara penglihatan yang tidak menghasilkan kebenaran dan
pikiran yang bisa mencapai kebenaran. Tetapi di sini tampak
kesulitannya jika pikiran tergantung kepada penglihatan,
sedangkan penglihatan tidak membawa kebenaran yang sahih.

Masalah jiwa, Democritos tidak percaya pada kekuatan
atau jiwa yang dapat ikut campur dalam mengatur alam, dan
lagi menurutnya, satu-satunya benda yang ada hanya atom
dan ruang hampa. Karena dia tidak mempercayai apapun
kecuali benda-benda material. Democritos yakin bahwa jiwa
tersusun dari ―atom-atom jiwa‖ yang halus dan bulat. Jika
seorang manusia meninggal, atom atom jiwa itu terbang
kesegenap penjuru dan selanjutnya menjadi bagian dari
formasi atau bentuk jiwa yang baru.Ini berarti bahwa manusia
tidak memiliki jiwa yang kekal. Jiwa ada hubungannya dengan
otak. Manusia tidak memiliki bentuk kesadaran apapun ketika
otak itu hancur bersama dengan hancurnya jasad manusia
(Yusro, 2018).

332 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

BAB 16

PERGESERAN PARADIGMA MEKANIKA
KLASIK MENJADI MEKANIKA KUANTUM

Kasmui
Dosen Jurusan Kimia FMIPA UNNES,

Sekaran, Gunungpati, Semarang
Email: [email protected]

16.1 Deskripsi Materi

Thomas S. Kuhn (2012) dalam The Structure of
Scientific Revolution menyatakan bahwa semua loncatan-
loncatan besar dalam perkembangan ilmu pengetahuan
adalah akibat perbaikan atau pergeseran paradigma
mekanika klasik Newton. Semakin meluasnya aplikasi
paradigma Newton, akan tampak semakin banyak kekurangan
yang ada dalam paradigma tersebut dan makin banyak
dijumpai masalah baru yang tidak bisa diselesaikan oleh
paradigma itu. Hal ini dapat kita perhatikan sampai dengan
munculnya sebuah paradigm relativitas yang dipelopori oleh
Albert Einstein. Einstein bermaksud untuk mengeser
paradigma Newton dengan alasan paradigma tersebut tidak
mampu menggambarkan seluruh realitas fisik yang mencoba
diwakilinya. Sebaliknya paradigma Eistein ternyata lebih
lengkap, lebih umum, lebih akurat dan lebih komprehensif.

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 333

Dengan kata lain, paradigma Newton merupakan salah satu
bagian saja yang terwakili dari paradigma Einstein.
Pergeseran paradigm Newton ke Einstein adalah sejarah
sukses besar karena Einstein yang memberikan kontribusi
yang mengubah dunia sepanjang abad ke-20.

16.2 Hakikat Dogma Mekanika Klasik (Mekanika
Newton) Menurut Literatur

Mekanika klasik adalah studi tentang benda-benda
makroskopik. Pergerakan dan statika benda m a k r o s k o p i k
dapat dijelaskan ekanika klasik. Mekanika klasik memiliki tiga
cabang berbeda, yaitu mekanika Newton, mekanika
Lagrangian, dan mekanika Hamilton. Ketiga cabang ini
didasarkan pada metode matematika dan jumlah yang
digunakan untuk mempelajari gerak. Sebagai contoh,
mekanika Newton menggunakan vektor seperti perpindahan,
kecepatan, dan percepatan untuk mempelajari gerak objek,
sedangkan mekanika Lagrangian menggunakan persamaan
energi dan laju perubahan energi untuk belajar. Metode yang
tepat dipilih tergantung pada masalah yang harus dipecahkan.
Mekanika klasik diterapkan di tempat-tempat seperti gerakan
planet, proyektil, dan sebagian besar peristiwa dalam
kehidupan sehari-hari. Dalam mekanika klasik, energi
diperlakukan sebagai kuantitas kontinu. Suatu sistem dapat
mengambil sejumlah energi dalam mekanika klasik.

Ciri utama dari mekanika klasik sebagai berikut:
1) Sifatnya yang masuk akal dan deterministik,

a) gejala-gejala dapat diukur dengan derajat kepastian
yang cukup tinggi, sehingga kejadian-kejadian yang ada
memiliki peluang yang tetap. Jika ada informasi yang
cukup (misal kondisi awal) tentang sistem yang

334 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

diberikan, maka kita dapat memprediksi masa
depannya dengan tepat.
b) Eksistensi partikel dipandang sebagai sesuatu yang
terkurung di dalam ruang. Istilah terkurung dimaksudkan
adanya batas antara materi dan sesuatu di luar dirinya
atau lingkungannya.
c) Menurut mekanika klasik, setiap partikel memiliki posisi
dan momentum yang tepat, jadi jika ada N atom Neon
dalam tabung gas, maka dapat diketahui dengan pasti
posisi dan momentum masing-masing, pada prinsipnya
bisa digambarkan jejak partikel sepenuhnya untuk
semua waktu. Seseorang selalu dapat menemukan
realitas fisik dari suatu sistem atau objek tertentu yang
tidak tergantung pada pengamat.

2) Common sense
a) Sesuai dengan pengamatan atau pemikiran
kebanyakan orang, pengamatan yang cermat
(fenomena makroskopik) dan penalaran matematis
sederhana. Mekanika klasik mampu menggambarkan
perilaku benda makroskopik, yang memiliki kecepatan
relatif kecil dibandingkan dengan kecepatan cahaya.
b) Konsekuensi dari sifat common sense adalah materi
seperti elektron dan atom diperlakukan sebagai partikel,
sedangkan cahaya dan bentuk-bentuk lain dari radiasi
elektromagnetik diperlakukan sebagai gelombang.
c) Kuantitas fisik (energi, momentum, putaran) dapat
dianggap sebagai variabel kontinu. Dalam mekanika
klasik diasumsikan sistem berevolusi dengan mulus,
tanpa lompatan atau interupsi. Perilaku seperti itu
dikatakan kontinu.

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 335

16.3 Pergeseran Paradigma dari Mekanika Klasik
ke Mekanika Kuantum

Mekanika klasik mampu menjelaskan secara baik
fenomena makroskopik yang ada di alam, tetapi tidak mampu
menjelaskan secara baik tentang berbagai fenomena
mikroskopik yang teramati, diantaranya radiasi benda hitam,
efek fotolistrik, kestabilan atom, spektoskopi, dan lain
sebagainya yang muncul sekitar akhir abah ke-19 dan
permulaan abad ke-20.

Kegagalan teori mekanika klasik dapat dilihat dari
penjelasan fenomena berikut:
1) Mekanika klasik tidak mampu menjelaskan mengapa

benda dapat memancarkan cahaya ketika dipanaskan
sampai temperatur yang tinggi. Menurut mekanika klasik,
jumlah energi cahaya yang sebanding harus dihasilkan
pada semua frekuensi. Hal ini tidak hanya bertentangan
dengan pengamatan tetapi juga menyiratkan hasil yang
absurd bahwa energi total yang diradiasikan oleh benda
yang dipanaskan seharusnya tidak terbatas. Planck telah
memperkenalkan konstanta pada tahun 1900 dalam
formula yang menjelaskan radiasi cahaya yang
dipancarkan dari benda yang dipanaskan. Planck
mendalilkan bahwa energi hanya dapat dipancarkan atau
diserap dalam jumlah yang berbeda- beda, yang
disebutnya quanta (bahasa Latin untuk "berapa banyak").
Kuantum energi terkait dengan frekuensi cahaya dengan
konstanta fundamental baru, h. Ketika sebuah benda
dipanaskan, energi pancarannya dalam rentang frekuensi
tertentu, menurut teori klasik, sebanding dengan suhu
benda tersebut. Dengan hipotesis Planck, radiasi hanya
dapat dipancarkan dalam jumlah energi kuantum. Jika
energi radiasi lebih kecil dari kuantum energi, jumlah

336 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner

cahaya dalam rentang frekuensi itu akan berkurang.
Rumus Planck menjelaskan dengan tepat radiasi dari
benda yang dipanaskan. Konstanta Planck memiliki
dimensi aksi, yang dapat dinyatakan sebagai satuan
energi dikalikan waktu, satuan momentum dikalikan
panjang, atau satuan momentum sudut. Misalnya,
konstanta Planck dapat ditulis sebagai h = 6,6 × 1023 joule
∙ detik.

2) Menurut mekanika klasik, partikel yang terus bergerak akan
terus memancarkan energi, kehilangan energi, sehingga
akan jatuh ke inti. Teori atom Rutherford bertentangan
dengan teori mekanika klasik. Fakta menunjukkan bahwa
elektron tetap berada pada lintasannya dan tidak jatuh ke
inti.
Pada tahun 1913 Bohr mengusulkan kuantitatifnya
model kulit atom (model atom Bohr) untuk menjelaskan
bagaimana elektron dapat memiliki orbit yang stabil di
sekitar inti. Gerakan elektron dalam model Rutherford
tidak stabil karena, menurut teori mekanika klasik dan
elektromagnetik, setiap partikel bermuatan yang bergerak
di jalur melengkung memancarkan radiasi elektro-
magnetik; dengan demikian, elektron akan kehilangan
energi dan berputar ke dalam inti.
Untuk mengatasi masalah stabilitas, Bohr
memodifikasi model Rutherford dengan mengharuskan
elektron bergerak dalam orbit dengan ukuran dan energi
tetap. Energi elektron bergantung pada ukuran orbit dan
lebih rendah untuk orbit yang lebih kecil. Radiasi hanya
dapat terjadi jika elektron melompat dari satu orbit ke orbit
lainnya. Atom akan benar-benar stabil dalam keadaan

Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner 337

orbit terkecil, karena tidak ada orbit dengan energi yang
lebih rendah tempat elektron dapat melompat.

Titik awal Bohr adalah menyadari bahwa mekanika
klasik dengan sendirinya tidak akan pernah bisa
menjelaskan stabilitas atom. Sebuah atom stabil memiliki
ukuran tertentu sehingga setiap persamaan yang
menjelaskannya harus mengandung beberapa konstanta
fundamental atau kombinasi konstanta dengan dimensi
panjang. Konstanta fundamental klasik — yaitu, muatan
dan massa elektron dan inti — tidak dapat digabungkan
untuk membuat panjang. Bohr memperhatikan,
bagaimanapun, bahwa konstanta kuantum dirumuskan
oleh fisikawan Jerman Max Planck memiliki dimensi yang,
jika digabungkan dengan massa dan muatan elektron,
menghasilkan ukuran panjang. Secara numerik, ukuran
tersebut mendekati ukuran atom yang diketahui. Ini
mendorong Bohr untuk menggunakan Konstanta Planck
dalam mencari teori atom.

Menggunakan konstanta Planck, Bohr memperoleh
rumus yang akurat untuk tingkat energi atom hidrogen. Ia
mendalilkan bahwa momentum sudut elektron
terkuantisasi, yaitu ia hanya dapat memiliki nilai diskrit.
Dia berasumsi bahwa elektron mematuhi hukum
mekanika klasik dengan berkeliling inti dalam orbit
melingkar. Karena kuantisasi, orbit elektron memiliki
ukuran dan energi yang tetap.

Dengan modelnya, Bohr menjelaskan bagaimana
elektron dapat melompat dari satu orbit ke orbit lainnya
hanya dengan memancarkan atau menyerap energi
dalam kuanta tetap. Misalnya, jika sebuah elektron
melompat satu orbit lebih dekat ke inti, ia harus
memancarkan energi yang sama dengan selisih energi

338 Mengungkap Hakikat Paradigma Sains dan Pemikir Saintis Revolusioner