Pengantar Fisika Einstein, Oppenheimer, Feynman di Abad ke-20 (Part 01)


Halo, semuanya. Nama saya David Kaiser. Kelas hari ini akan sedikit lebih singkat dari biasanya. Saya hanya ingin menyampaikan semacam pengantar singkat untuk kursus ini, gambaran umum, beberapa logistik, struktur kursus, dan sebagainya. Lalu, kita akan memulai sesi kelas penuh pertama minggu depan. Jadi, saya akan melanjutkan dan membagikan layar saya. Saya punya beberapa slide untuk membantu kita untuk orientasi sesi hari ini. Jadi, mari kita bahas itu. Sekarang, semoga Anda dapat melihat layar saya di sana. Ada yang mengangguk atau memberi acungan jempol? Sejauh ini, baik-baik saja? Terima kasih.

Oke, bagus. Jadi, selamat datang di semester baru. Ini adalah kelas yang sudah saya ajar berkali-kali. Saya telah mengajar di MIT sejak tahun 2000, yang sekarang sudah menjadi sejarah. Rasanya sudah lama sekali. Dan saya telah mengajar kursus ini mungkin setiap dua tahun, kurang lebih, selama periode waktu tersebut. Saya telah mengajarkannya setidaknya 10 atau 11 kali atau lebih. Dan saya harus katakan, jika saya boleh berkata demikian, ini adalah mata kuliah favorit yang saya ajarkan. Semoga ini juga menjadi pengalaman positif bagi Anda.

Saya rasa ini adalah kesempatan yang sangat menyenangkan untuk membahas beberapa materi yang mungkin sudah tidak asing lagi bagi banyak dari Anda. Kami memiliki banyak orang yang mengambil jurusan fisika, banyak di antaranya adalah mahasiswa tingkat dua dan tiga. Semoga ini juga menjadi semacam pratinjau yang menarik bagi mahasiswa yang tidak kuliah di jurusan fisika, atau mahasiswa baru di MIT dan seterusnya. Dan saya rasa ini hanya-- ini adalah serangkaian ide, dan orang yang luar biasa yang dapat kita ajak berdiskusi selama semester.

Jadi ini adalah petualangan baru untuk melakukan ini dari jarak jauh melalui Zoom, tetapi saya harap kita dapat benar-benar menikmati ide-ide yang cukup aneh dan beberapa waktu serta tempat yang tidak biasa yang dapat kita nikmati juga. Dan saya mencoba untuk menunjukkannya dengan beberapa gambar pembuka di sini pada slide pertama. Jadi hari ini, seperti yang saya sebutkan, ini tidak akan menjadi sesi kelas penuh. Namun, saya ingin memberikan gambaran umum tentang ke mana kita akan menuju, dan juga, beberapa hal mendasar dan logistik.

Rencana untuk hari ini adalah kita akan membahas tujuan kursus. Kita akan membahas sedikit tentang instruktur. Berikan kesempatan kepada asisten pengajar untuk memperkenalkan diri dan menyapa sebentar. Kita akan membahas tentang struktur kursus dan persyaratan kursus. Lalu, saya akan memberikan gambaran singkat tentang jenis materi yang akan kita pelajari secara lebih rinci mulai minggu depan. Jadi, itulah tujuan kita. Di sini, saya hanya mengambil deskripsi subjek langsung dari halaman depan silabus untuk memberi Anda gambaran tentang ke mana kita akan menuju selama semester ini.

Kelas ini dimaksudkan untuk mengeksplorasi perubahan peran fisika dan fisikawan, bukan hanya di abad ke-20. Sekarang, kita akan membahas materi selama sekitar dua abad. Untuk kelas utama pertama minggu depan, saya akan mulai dengan tahun 1820-an, yang ternyata sudah 200 tahun lalu. Jadi, ini adalah pandangan yang luas, bukan hanya abad ke-20. Kita akan segera membahas apa yang sering kita sebut relativitas fisika modern, teori kuantum, yang mungkin sudah tidak asing lagi bagi banyak dari Anda, mungkin juga baru bagi yang lain.

Lalu, kita akan melangkah maju bahkan melampaui pergolakan awal di awal abad ke-20 dan melihat perkembangan yang jauh lebih baru dalam fisika energi tinggi, dalam kosmologi, dan astrofisika-- topik favorit saya sendiri. Dan kita akan meneliti perkembangan intelektual ini, perkembangan konseptual dan intelektual ini, di setiap momen, mencoba memahami keterikatannya dalam dunia manusia yang sangat berantakan, dalam dunia manusia yang terus berubah. Jadi bagian dari tujuan kita untuk semester ini adalah untuk mempelajari atau mengulangi beberapa ide yang cukup menakjubkan untuk fisika modern-- mungkin baru bagi sebagian orang, mungkin sudah tidak asing lagi bagi yang lain.

Kita akan membahas ide-ide tersebut, tetapi juga melakukan lebih banyak pekerjaan dalam praktik untuk menanamkan ide-ide tersebut dalam semacam perkembangan historis. Dan itu berarti melihat institusi, pada fitur budaya tentang bagaimana orang berpikir tentang fisika dan fisikawan, dan bagaimana fisikawan sendiri telah menjadi bagian dari dunia sosial yang lebih besar, konteks politik, masa perang, dan sebagainya. Jadi selama semester ini, kita akan melihat tidak hanya berbagai ide, tetapi berbagai tempat di mana ide-ide tersebut telah dikejar atau dikembangkan atau diperdebatkan atau ditolak.

Kita akan mulai melihat Inggris dari abad ke-19. Di situlah kita akan memulai banyak penyelidikan kita untuk semester ini. Kita akan melihat Jerman yang baru bersatu pada tahun 1870-an, bergerak maju dalam waktu hingga Perang Dunia Pertama, kebangkitan Nazisme, hingga Perang Dunia Kedua. Banyak peristiwa duniawi yang penting, seperti yang saya harap akan kita hargai selama semester ini, memiliki dampak yang sangat luar biasa pada dunia intelektual fisika dan fisikawan. Dan kita akan membawa cerita tersebut hingga Perang Dunia Kedua dan Perang Dingin dan bahkan lebih lama lagi. Jadi, kita memiliki garis waktu yang sangat panjang, seperti yang saya katakan, lebih dari dua abad sekarang untuk dijadikan sampel. Dan saya pikir ada berbagai macam ide yang cukup bagus dalam fisika juga.

Secara visual, beberapa momen awal yang akan kita pikirkan adalah pergantian abad ke-19 ke abad ke-20, ketika banyak penelitian masih dalam skala meja. Berikut foto Pierre dan Marie Curie di laboratorium mereka di Paris sekitar tahun 1900, saat skala peralatannya, meski tidak fenomenal, masih terasa seperti skala manusia. Selain itu, agak jauh dari elemen pengalaman manusia lainnya.

Pierre dan Marie Curie di laboratorium

Ini adalah laboratorium yang meneliti pertanyaan-pertanyaan esoteris dalam komunitas khusus. Tak lama kemudian, seperti yang saya yakin banyak dari Anda sudah tahu, banyak dari penyelidikan tersebut mulai memiliki dampak duniawi yang jauh lebih dramatis. Dan kita akan melihat lebih banyak dalam kursus ini tentang pekerjaan pada senjata nuklir, penggunaan senjata nuklir dalam Perang Dunia Kedua, pengaturan yang sama sekali berbeda antara ilmuwan, insinyur, negara-bangsa, dan urusan dunia.

Dalam waktu yang tidak lama, kita beralih dari foto-foto seperti Curie di sini ke sesuatu seperti ini di mana kita memiliki Robert Oppenheimer, dengan topi pai babinya yang terkenal, bekerja berdampingan dengan Jenderal Angkatan Darat Leslie Groves dari Angkatan Darat AS yang memeriksa, dalam hal ini, lokasi uji coba peledakan senjata nuklir pertama pada bulan Juli 1945-- hanya 75 tahun yang lalu. Segera setelah itu, seperti, sekali lagi, banyak dari Anda mungkin tahu, fisika dan fisikawan pindah ke jenis pandangan baru secara budaya dan politik. Berikut adalah sampul majalah Time yang terkenal dari Einstein dengan persamaannya yang paling terkenal, E = mc², yang muncul secara menyeramkan di awan jamur ledakan nuklir.

Hubungan antara fisika dan fisikawan berubah sangat cepat, terutama setelah Perang Dunia Kedua. Kita akan menjelajahi banyak hal itu selama semester ini. Dan kemudian dengan melihat lebih dekat, kita sampai pada titik di mana skala peralatan tidak lagi sesuai dengan meja Paris. Namun sebenarnya, ini adalah foto dari akselerator partikel terbesar di dunia. Sebagian dari Anda mungkin pernah mendengarnya, yaitu Superconducting Super Collider, atau SSC. Jika Anda belum pernah mendengarnya, itu karena akselerator itu tidak pernah selesai.

Ini bahkan akan mengerdilkan Large Hadron Collider yang sedang beroperasi di CERN di Jenewa. Ini adalah sebuah mesin -- Superconducting Super Collider -- yang sedang dibangun di Texas tidak terlalu jauh dari Dallas. Dan itu benar-benar dihentikan pada tahun 1993 setelah para insinyur telah menggali terowongan sepanjang 54 mil di bawah tanah -- kira-kira tiga kali lebih panjang dari Large Hadron Collider. Jadi skala peralatan kita tidak lagi muat di atas meja. Dan juga, dulu Anda membutuhkan $8 hingga $15 miliar untuk melakukan percobaan, sekarang Anda memiliki tempat yang berbeda di dunia politik dan urusan dunia juga.

Dan juga, untungnya, ceritanya tidak berakhir dengan pembatalan Super Collider. Kita memiliki peralihan ke jenis penelitian lain yang masih berskala besar. Misalnya, untuk mendorong satelit bernilai miliaran dolar seperti satelit Planck yang ditunjukkan di sini dalam studinya tentang momen-momen paling awal alam semesta. Jadi itu dalam bentuk semacam snapshot, semacam gambar, jenis medan yang akan kita bahas selama semester ini. Dan saya akan membahasnya lebih lanjut segera, tetapi saya hanya ingin memberi Anda sedikit pratinjau. Oke.

Mari kita bahas beberapa hal mendasar sebentar. Kursus ini tidak memiliki prasyarat. Seperti yang saya yakin Anda tahu, ini adalah mata kuliah Komunikasi Intensif untuk mahasiswa jurusan fisika di mata kuliah delapan. Tetapi tidak ada tugas kuliah sebelumnya yang diwajibkan. Kursus ini tidak terbatas pada mahasiswa jurusan fisika. Kursus ini terbuka untuk mahasiswa tahun pertama yang belum menentukan jurusan dan seterusnya. Tidak ada prasyarat. Tujuan kami dalam kursus ini adalah untuk benar-benar meningkatkan keterampilan komunikasi tertulis daripada terlalu mengkhawatirkan hal-hal seperti rangkaian masalah atau pemecahan masalah, yang sangat penting bagi saya.

Tetapi kursus ini memiliki jenis pusat gravitasi yang berbeda, bisa dibilang begitu. Saya harus mengatakan saya pernah memiliki-- di tahun-tahun sebelumnya, saya memiliki siswa sekolah menengah yang mengikuti kursus ini dan melakukannya dengan sangat, sangat baik. Benar-benar, benar-benar tidak ada prasyarat. Saya ingin menekankan hal itu. Saya ingin menekankannya terutama karena beberapa bacaan pertama untuk semester yang akan Anda baca, bahkan sebelum kuliah berikutnya, mungkin terlihat sangat teknis atau agak tidak mengenakkan. Beberapa-- tidak semuanya, tetapi beberapa bacaan akan memiliki banyak persamaan. Persamaan-persamaan itu akan terlihat seperti dan sering diambil dari buku teks lama-- mungkin tentang topik-topik yang belum pernah Anda pelajari di kelas formal yang berbeda dan seterusnya. Dan saya ingin menekankan bahwa itu tidak apa-apa.

Jika ini terlihat aneh, sebagian memang dirancang agar terlihat aneh. Jadi keanehan itu dimaksudkan untuk memicu beberapa pertanyaan tentang apa yang menurut orang-orang mereka lakukan ketika mereka membaca teks-teks seperti itu? Jika teks-teks itu terlihat sangat sulit atau tidak dikenal atau teknis, itu benar-benar merupakan bagian dari intinya. Dan bagian dari intinya untuk kelas khusus ini adalah tidak perlu khawatir tentang mereproduksi perhitungan tersebut atau memahami setiap langkah matematika. Saya suka bercanda bahwa banyak teman saya di jurusan fisika, tugas mereka adalah membantu Anda semua belajar cara berhitung, dan banyak dari Anda, saya yakin, sudah berhitung dengan sangat, sangat baik. Dan itu sangat penting.


Pemateri: Prof. David Kaiser
Judul Asli: Lecture 1: Introduction to Einstein, Oppenheimer, Feynman Physics in the 20th Century
Sumber: https://www.youtube.com/@mitocw


Komentar