Apa perbedaan teori dan hukum yang ada di fisika jelaskan

Apa perbedaan antara teori dan hukum yang ada di fisika?

INI JAWABAN TERBAIK 👇

1. Teori adalah seperangkat konsep yang secara sistematis menjelaskan suatu fenomena ilmiah dengan merinci hubungan sebab akibat.

2. Hukum-hukum fisika adalah generalisasi ilmiah berdasarkan pengamatan empiris, hukum-hukum fisika ini adalah hukum-hukum teoritis yang telah dibuktikan.
Contoh: Hukum Newton, Hukum Ohm, Hukum Black.

Dalam pengalaman pribadiku, selama berdiskusi dan ngobrol dengan teman-temanku mengenai isu-isu berkaitan dengan sains, sangat sering aku mendapat sanggahan yang berbunyi :

“ah itu cuma teori”

atau

“kita belum bisa mempercayai penemuan itu karena masih teori”

Ya, mungkin ini juga sering kalian alami atau lakukan. Dulu akupun seperti itu. Itu menunjukkan ke-skeptikal-an kita terhadap satu pernyataan. Dan ternyata, itu juga menunjukkan bahwa kita sama sekali belum memahami arti sebenarnya dari istilah “teori” itu sendiri.

Aku juga menyadari kalau, kebanyakan dari kita suka menggunakan suatu istilah yang kita sendiri belum tahu apa makna sebenarnya. Tetapi karena sudah sering digunakan di dalam percakapan, kita jadi ikut latah menggunakannya. Ini merupakan salah satu contoh kekeliruan logika (appeal to common belief/bandwagon).

Edisi #jumatsains kali ini, kita bisa berangkat dari pengalamanku itu. Sudah lama aku ingin membuat tulisan tentang ini. Dengan harapan, tidak akan ada lagi yang mempermasalahkan soal istilah “teori” ketika kita berbicara mengenai sains.

Mengenal Istilah Teori dalam Sains

Kata teori memang memiliki arti yang berbeda-beda pada bidang pengetahuan yang berbeda pula, tergantung pada metodologi dan konteks keilmuan. Bila kita lihat dalam Oxford Learner’s Pocket Dictionary, Teori atau Theory berarti “set of reasoned ideas intended to explain facts or events”. Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), Teori adalah: (1) pendapat yang didasarkan pada penelitian dan penemuan, didukung oleh data dan argumentasi; (2) penyelidikan eksperimental yang mampu menghasilkan fakta berdasarkan ilmu pasti, logika, metodologi, argumentasi; dan (3) asas dan hukum umum yang menjadi dasar suatu kesenian atau ilmu pengetahuan.

Baca juga: Mengapa Kita Perlu Percaya pada Sains dan Saintis?

Dalam dunia sains, teori berarti model atau kerangka pikiran yang menjelaskan fenomena alam tertentu. Teori lalu dirumuskan, dikembangkan dan dievaluasi menurut metode ilmiah. Teori dibangun untuk menjelaskan, meramalkan atau memprediksi dan memahami suatu fenomena tertentu di alam. Teori sains atau ilmiah harus didukung dengan bukti, harus ditinjau oleh para ahli, dan harus telah melewati proses pengujian yang ketat.  Menurut Wikipedia, “teori ilmiah adalah penjelasan yang dibuktikan dengan baik tentang beberapa aspek dari dunia alami yang diperoleh melalui metode ilmiah dan berulang kali diuji dan dikonfirmasi menggunakan observasi dan eksperimen tertulis.”

Sebagai contoh, ketika aku mengamati beberapa fenomena di alam dan mencoba merumuskan ide untuk menjelaskannya, dalam bahasa umum, kita bisa menggambarkan ide ini sebagai teori. Dalam sains, ide ini akan disebut hipotesis. Jika aku ingin menyebutnya teori ilmiah, aku perlu mengembangkan prediksi dan menguji-coba berulang kali, mengumpulkan data untuk menguji prediksi ini, dan memperbaiki hipotesis ku berdasarkan data yang sudah ku peroleh. Setelah banyak iterasi, aku akan mengirimkan hipotesis ku ke komunitas ilmiah. Jika ada ilmuwan yang bisa menyangkal, ide ku akan ditolak dan tetap menjadi hipotesis. Jika tidak ada ilmuwan yang bisa membantah, ide ku itu akan diterima dan menjadi teori ilmiah. Proses ini dikenal sebagai metode ilmiah.

Satu hal juga yang harus diingat, dalam melakukan eksperimen dan observasi ilmiah, kita tidak bisa hanya mengandalkan indera kita yang terbatas ini. Diperlukan alat-alat untuk memudahkan kita dalam memahami sesuatu dengan lebih baik. Contohnya penggunaan mikroskop untuk melihat benda-benda kecil, menggunakan frekuensi infra merah untuk melihat dalam kegelapan, atau x-ray dalam dunia kedokteran, menggunakan teleskop untuk melihat benda yang jauh, dan masih banyak lagi. Sangat keliru jika menganggap sesuatu itu tidak ada jika mata kita tidak dapat melihatnya. Bisa saja benda itu sangat kecil (contoh: kuman, virus, sel, mikrobakteria, dll) dan mata kita tidak dapat melihatnya tanpa bantuan peralatan ilmiah. Mempercayai kalau indera kita sebagai sesuatu yang absolut dalam melihat kebenaran adalah kekeliruan logika (common sense fallacy/appeal to common sense).

Salah satu contoh yang menarik adalah Teori Relativitas Einstein. Teori yang melengkapi sekaligus memperindah Hukum Gravitasi Universal milik Newton. Dalam Teori Relativitas, Einstein memaparkan bahwa gravitasi adalah hasil dari ‘curvature’ atau lengkungan di ruang waktu (spacetime) akibat dari massa ataupun energi ataupun radiasi yang berkumpul atau menumpuk di ruang waktu itu. Teori Einstein menjelaskan bahwa lengkungan empat dimensi di ruang waktu yang dihasilkan oleh massa berat Matahari, mengakibatkan cahaya bintang yang berada di belakangnya akan melengkung. Lengkungan di ruang waktu akibat dari massa Matahari ini dapat dijelaskan sebagai gravitasi Matahari, yang mengakibatkan jalur atau lintasan rambat cahaya yang seharusnya lurus menjadi melengkung. Pernyataan ini dibuktikan valid pada tahun 1919 saat berbagai ahli melakukan observasi dengan melihat fenomena gerhana matahari.

Jika teori Einstein gagal atau salah, gravitational lensing yang digunakan para ahli untuk meneliti bintang dan galaksi yang jauh tidak akan bisa dilakukan, kita tidak akan bisa menerbangkan satelit ke orbit Bumi, teknologi GPS sebagai tracking lokasi tidak akan bisa digunakan, kalkulasi jalur penerbangan roket ke luar angkasa akan berubah, satelit cuaca tidak akan bisa digunakan, sinyal transfer data internet tidak akan ditemukan dan dipahami, dan sebagainya. Salah satu prediksi Teori Relativitas yang paling terkini adalah Black Hole atau Lubang Hitam yang beberapa bulan lalu berhasil dibuktikan dengan gambar yang ditangkap oleh Event Horizon Telescope (EHT).

Begitu pula dengan teori-teori lainnya yang hingga kini masih dijadikan model mendasar dalam menjelaskan dan membuktikan fenomena alam yang terjadi. Contoh lainnya adalah Teori Mekanika Quantum di bidang Fisika, Teori Evolusi di bidang Biologi, Teori Plat Tektonik di bidang Geologi, dan masih banyak lagi. Teori-teori ini masih digunakan sebagai model mendasar dalam menjelaskan fenomena yang berlaku di alam, dan karena belum ada teori lain yang mematahkan prediksi-prediksi teori tersebut.

Bagaimana dengan Istilah Hukum dalam Sains?

Dalam sains, hukum adalah deskripsi terperinci tentang bagaimana beberapa aspek dari fenomena alam berperilaku, biasanya melibatkan matematika.

Sebagai contoh, dalam Hukum Gravitasi Universal Newton, menggambarkan secara matematis bagaimana dua benda berbeda di alam semesta berinteraksi satu sama lain akibat gravitasi (contoh: Bumi dan Bulan atau Matahari dan Planet yang mengitarinya). Tapi, hukum Newton tidak menjelaskan apa itu gravitasi, atau bagaimana kerjanya. Baru tiga abad kemudian, ketika Albert Einstein mengembangkan Teori Relativitas, para ilmuwan mulai memahami apa itu gravitasi, dan bagaimana cara kerjanya.

Secara umum, hukum ilmiah adalah deskripsi dari fenomena yang diamati. Hukum tidak menjelaskan mengapa fenomena itu ada atau apa yang menyebabkannya. Penjelasan tentang suatu fenomena disebut teori ilmiah. Hukum hanya dapat menjelaskan bagaimana sesuatu terjadi dalam suatu kondisi, tetapi tidak dapat menjawab pertanyaan “how or why it happens?”. Tugas dari teori sains lah yang menjawab pertanyaan terakhir itu.

Apa perbedaan teori dan hukum yang ada di fisika jelaskan

Hubungan antara Teori dengan Hukum

Hukum dan teori bisa juga dipahami sebagai dua elemen yang dapat menjelaskan sesuatu itu sebagai fakta. Contohnya adalah Gravitasi *). Kita dapat melakukan observasi untuk melihat efeknya, baik di Bumi maupun di luar angkasa. Dan juga ada Hukum yang menjelaskannya.

Adalah kesalahpahaman bahwa teori berubah menjadi hukum dengan penelitian yang cukup. Mengatakan bahwa suatu penemuan belum benar selama dia masih menggunakan kata “teori” dan bukan “hukum” adalah kekeliruan. Teori akan tetap menjadi teori dan hukum akan tetap menjadi hukum.

Teori dalam pengertian sains adalah strata tertinggi dari sebuah kerangka pemikiran sistematis. Dengan menyatakan bahwa suatu teori ilmiah atau teori sains dengan perkataan “itu cuma teori”, menunjukkan ketidaktahuan (ignorance) dan kurang berkompetennya kita terhadap apa yang dibicarakan. Bisa jadi malah akan ditertawakan jika berada di lingkungan dan komunitas ilmiah.

Baca juga: Merayakan 100 Tahun Teori Relativitas Einstein

Aku jadi teringat dengan satu quotes dari Carl Sagan soal sains: “Science is not perfect, it can be misused. Its only a tool. But it is by far the best tool we have, self-correcting, ongoing, applicable to everything.” Atau kalau dalam terjemahan bebasnya: Sains itu tidak sempurna, dia bisa disalahgunakan. Dia hanya sebuah alat. Tetapi sejauh ini dia alat terbaik yang kita miliki, (ia dapat menjadi alat) untuk mengoreksi diri, terus berkelanjutan, dan dapat digunakan juga sesuai untuk apapun.

*) Jika ingin lebih dalam memahami gravitasi, dapat membaca hukum gravitasi universal Newton, teori relativitas umum Einstein, fenomena gerhana Matahari di tahun 1919, dan yang terbaru adalah eksperimen LIGO (the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.

Referensi :

… (2019, January 15). Hypothesis, Theories, and Laws. Diakses dari https://chem.libretexts.org/Courses/Eastern_Wyoming_College/EWC%3A_CHEM_1000_-_Introductory_Chemistry_(Budhi)/01%3A_The_Chemical_World/1.3%3A_Hypothesis%2C_Theories%2C_and_Laws

Allan, Patrick. (2015, Oktober 24). The Difference Between a Fact, Hypothesis, Theory and Law in Science. Diakses dari https://lifehacker.com/the-difference-between-a-fact-hypothesis-theory-and-1732904200/amp

Bradford, Alina. (2017, Juli 29). What is a Law in Science?. Diakses dari https://www.google.com/amp/s/www.livescience.com/amp/21457-what-is-a-law-in-science-definition-of-scientific-law.html

Bucklin, Stephanie. (2017, Juni 21). What’s the Difference Between a Fact, a Hypothesis, a Theory, and a Law in Science. Diakses dari https://curiosity.com/topics/whats-the-difference-between-a-fact-a-hypothesis-a-theory-and-a-law-in-science-curiosity/

Pfeiffer, J. David. (2017, January 31). Scientific Theory vs Law. Diakses dari https://medium.com/science-journal/scientific-theory-vs-scientific-law-5624633a8f1b

National Center for Science Education. Definition of Fact, Theory, and Law in Scientific Work. Diakses dari https://ncse.com/library-resource/definitions-fact-theory-law-scientific-work

Wikipedia. Teori. Diakses dari https://id.m.wikipedia.org/wiki/Teori