Saya tahu, banyak sekali para pembaca yang mengalami “mimpi buruk” belajar fisika di sekolah. Membaca judul artikel ini, mungkin beberapa akan melompat kegirangan sambil berteriak, “Horeee!”. Reputasi mata-pelajaran ini memang tidak begitu populer di sebagian besar pelajar. Kesan fisika sulit, killer, memusingkan, dan banyak lagi, menempel erat pada ingatan para siswa, bahkan terbawa hingga setelah tamat sekolah.

Fisika adalah ilmu yang menjelaskan fenomena fisik yang terjadi di alam, termasuk segala yang terjadi disekitar kita. Fisika mempelajari hukum-hukum alam, yang erat kaitannya dengan kehidupan manusia. Dengan mengetahui hukum-hukum ini kita dapat mengerti proses dari suatu kejadian alam, dan memungkinkan untuk mengatur alam agar dapat berfungsi sesuai keinginan kita. Jadi mempelajari Fisika adalah mirip dengan mempelajari ilmu hukum. Perbedaannya: hukum dalam fisika dibuat oleh Pencipta, dan manusia tidak dapat merubahnya, sedangkan ilmu hukum (sosial) dibuat oleh manusia dan kadang-kadang bisa berubah total melalui amandemen, dll.

Mungkin ada yang salah dalam menyampaikan fisika pada siswa, sehingga fisika dirasa sangat menakutkan. Bisa jadi ilmu ini diberikan terlalu tiba-tiba di sekolah lanjutan, sehingga siswa merasa shock dan memiliki efek jera. Sebaiknya fisika diperkenalkan sejak dini melalui pengamatan kejadian-kejadian alam sekitar. Dari pengalaman saya, hampir setiap anak usia taman kanak-kanak hingga sekolah dasar, memiliki antusias dan rasa ingin tahu yang sangat besar terhadap fenomena alam. Bahkan saya sering kewalahan menjawab pertanyaan-pertanyaan yang kritis dan menggelitik dari anak-anak. Dari pertanyaan “Kenapa bulan gak cape-cape mengitari bumi?” hingga “Bisa nggak aku pegang atom?”, sering keluar dari mulut-mulut mungil. Seringkali mereka menjawab sendiri pertanyaannya.

Penulis sedang mendemonstrasikan sifat udara panas pada anak sekolah dasar kelas satu. (Unispectrum TU-KL)

Entah mengapa antusiasme anak-anak ini sering kandas, justru setelah mereka berkesempatan belajar fisika. Ini sangat disayangkan. Alangkah lebih baik jika para siswa tidak disuruh belajar fisika, tetapi diajak untuk bermain dengan fisika. Tujuan dari ilmu ini sebenarnya adalah memberikan pemahaman dan pengertian terhadap kejadian alam sekitar. Akan tetapi entah mengapa dilapangan malah menjadi ajang uji hafalan rumus.

Tidak bisa disangkal bahwa fisika, dan juga ilmu pengetahuan lainnya, memerlukan matematika. Ini adalah alat utama untuk melakukan analisa, deskripsi fenomena fisis, dan untuk merekam hukum-hukum alam. Salah satu kegunaan matematika dalam fisika adalah bagaikan seorang musisi menulis lagunya dalam not balok. Matematika menghindari kesalahan interpretasi dari hukum alam, sehingga dapat disampaikan pada orang lain tanpa kehilangan makna dan salah tafsir. Namun demikian, tujuan utama untuk memahami alam jangan sampai sirna karena kerumitan rumus. Penggunaan persamaan matematika adalah sebuah aksioma yang timbul secara alami ketika kita harus mencatat hasil pemikiran kedalam kertas. Topik matematika yang menurut saya penting diketahui dalam memahami fisika adalah bentuk-bentuk kurva.

Dalam menyampaikan materi fisika, lebih baik pula jika diawali dengan contoh fenomena alam nyata, kemudian dilanjutkan dengan mengajak para siswa untuk ikut memikirkan. Misalnya untuk kasus gerak peluru, bisa saja seorang guru memulai dengan menunjukkan persamaan: x(t)=1/2 a.t^2+v.t+x(0). Menurut saya bagi sebagian anak persamaan ini terkesan killer. Mungkin lebih mudah bila dimulai dengan menunjukkan bahwa jika benda dilempar dengan sudut tertentu dia akan memiliki lintasan parabola. Bentuk lintasan ini dapat dengan mudah didemonstrasikan, dan digambarkan secara pictorial. Siswa kemudian dapat diarahkan untuk memikirkan bagaimana cara menulis gambar ini dalam bentuk persamaan matematika. Jadi intinya, yang penting disini adalah bagaimana bentuk lintasan benda ketika dilemparkan dengan sudut tertentu. Bukan persamaannya. Pada dasarnya fenomena fisika dapat dimengerti dengan mudah dan menyenangkan, asal disampaikan dengan cara yang baik.

Mari kita berkilas balik ke abad 18 lalu, ketika Faraday menemukan sifat-sifat kelistrikan dan kemagnetan. Konon dalam bukunya tidak terdapat satu pun ekspresi matematika. Kemudian, Maxwell, seorang fisikawan dan juga matematikawan, merumuskan temuan-temuan Faraday dalam bentuk persamaan, yang dikenal dengan sehimpunan persamaan Maxwell. Persamaan-persamaan ini yang hingga sekarang dipergunakan untuk menjelaskan pancaran gelombang elektro-magnetik, dengan aplikasi tak terkira banyaknya. Salah satunya adalah handphone anda.

Saya mengungkapkan ini tidak bermaksud untuk mengesampingkan peranan matematika, akan tetapi untuk menunjukkan bahwa yang utama pada fisika adalah pemahaman akan hukum-hukum alam. Tentu saja melalui matematika, fisika mampu memberikan gambaran detil sehingga ilmu fisika dapat diaplikasikan agar bermanfaat bagi manusia. Matematika pulalah yang mengijinkan fisika untuk terus berkembang dan berhasil mengungkap banyak rahasia-rahasia alam.

Saya ingin mengakhiri tulisan ini dengan sedikit cerita khayal; konon seorang kakak melarang adiknya bermain gelantungan, kemudian ada beberapa pilihan kalimat yang dapat diucapkannya:

1. “Dik, jangan main gelantungan di pohon! Nanti jatuh!” (fisika)
2. “Dik, kalau kamu gelantungan di pohon setinggi 20 m, kamu nanti jatuh dengan besar kecepatan ketika sampai di tanah 20 m/detik. Karena berat badanmu 40 kg, kamu mendapat tambahan energi 8 kilo Joule secara tiba-tiba!” (fisika matematik)
3. “Dik, jangan gelantungan di pohon! nanti kalau kamu jatuh, tulangmu bisa patah karena tidak tahan mendapat gaya reaksi dari bumi akibat gaya beratmu. Tekanan dari pompa jantungmu bisa naik, jika ada pembuluh darah yang bocor darahmu bisa cepat terpompa keluar karena tekanan atmosfer lebih rendah, kemudian kamu hanya memiliki kemungkinan hidup 50%” (biofisika)
4. “Dik, jangan bergelantungan di pohon. Kalau kamu jatuh nanti bisa-bisa ikatan molekul di tubuhmu lepas. Bisa jadi sel darah merahmu tidak dapat mengikat oksigen lagi karena kamu sesak nafas. Jika konsentrasi oksigen kurang, reaksi oksidasi pembakaran zat asam arang untuk membuat energi berkurang, dan kamu jadi lemah.” (kimiafisik)

Mana yang paling mudah dimengerti dari ucapan si kakak ini? Menurut saya yang pertama, fisika. Jadi buatlah fisika ini sederhana dan menyenangkan, karena sifat alamiah fisika adalah menyenangkan. Suatu saat Einstein berkata: “If you can not explain it simply, you don’t understand it well enough” (Jika anda tidak dapat menjelaskan dengan sederhana, artinya anda belum mengerti dengan baik)

Sangat terakhir:
Ada yang tahu kenapa bulan gak cape-cape mengitari bumi?
Jawabannya: karena bulan jatuh ke bumi tapi tidak sampai-sampai. Perlu matematika untuk membuktikan ini.