Oleh: Peter Byrne
(Sumber: Scientific American, 2006, hal. 98-105)
Setelah teori multiple universes-nya, yang kini mahsyur, mendapat cemoohan, Hugh Everett meninggalkan dunia fisika akademis. Dia beralih ke riset top-secret militer dan menjalani kehidupan pribadi yang tragis.
Hugh Everett III adalah seorang matematikawan brilian, teoris quantum
pemberontak, dan, belakangan, menjadi kontraktor pertahanan sukses yang
memiliki akses menuju rahasia militer paling sensitif. Dia
memperkenalkan konsep realitas baru kepada fisika dan mempengaruhi
perjalanan sejarah dunia pada saat Armagedon nuklir mengancam. Bagi
penggemar sains-fiksi, dia tetap seorang pahlawan: sosok yang menemukan
teori multiple universes quantum. Bagi anak-anaknya, dia adalah
seseorang yang lain lagi: sosok ayah yang tidak hadir secara emosional;
“sepotong furnitur yang duduk di meja makan”, sambil memegang rokok.
Dia juga seorang alkoholik perokok yang meninggal terlalu dini.
Konsep Kunci:
Analisis revolusioner Everett meruntuhkan kebuntuan teoritis dalam menafsirkan metode mekanika quantum. Walaupun ide many-worlds sama sekali tidak diterima secara universal hingga hari ini, metodenya dalam menemukan teori tersebut menandai konsep dekoherensi quantum—penjelasan modern tentang mengapa keganjilan probabilistik mekanika quantum berubah menjadi dunia konkrit pengalaman kita.
Karya Everett dikenal baik di lingkungan fisika dan filsafat, tapi kisah penemuannya dan sisa hidupnya hanya diketahui oleh segelintir orang. Riset arsip oleh sejarawan Eugene Shikhovtsev (Rusia), saya, dan yang lainnya, serta wawancara yang saya lakukan dengan kolega dan teman-teman terakhir sang ilmuwan, dan juga puteranya yang merupakan musisi rock, menyingkap kisah pancaran kecerdasan yang segera dipadamkan oleh hasrat jahat pribadi.
Hal Edan
Perjalanan ilmiah Everett dimulai pada suatu malam di tahun 1954, dia mengisahkan dua dekade kemudian, “setelah satu atau dua percikan minuman anggur”. Dia dan rekan sekelasnya di Princeton, Charles Misner, dan seorang pengunjung bernama Aage Petersen (kala itu asisten Niels Bohr) sedang memikirkan “hal-hal edan mengenai implikasi mekanika quantum”. Selama pembahasan itu, Everett memperoleh ide dasar di balik teori many-worlds, dan dalam minggu-minggu sesudahnya dia mulai mengembangkannya menjadi disertasi.
Inti idenya adalah menafsirkan apa yang direpresentasikan oleh persamaan-persamaan mekanika quantum di dunia riil dengan membuat matematika teori menunjukkan jalan menuju matematika tersebut, ketimbang membubuhkan hipotesis tafsiran terhadap matematika bersangkutan. Dengan demikian, sang pemuda menantang penguasa fisika di masa itu agar mempertimbangkan ulang gagasan dasarnya soal apa itu realitas fisik.
Dalam menjalani usaha kerasnya, Everett berani memecahkan persoalan pengukuran yang terkenal sulit dalam mekanika quantum, yang telah menyusahkan banyak fisikawan sejak 1920-an. Singkatnya, persoalan tersebut timbul dari kontradiksi antara bagaimana partikel-partikel unsur (seperti elektron dan photon) berinteraksi di level realitas mikroskopis quantum dan apa yang terjadi saat partikel diukur dari level makroskopis klasik. Di dunia quantum, sebuah partikel unsur, atau sekumpulan partikel unsur, dapat eksis dalam superposisi dua status/kondisi potensial atau lebih. Sebuah elektron, contohnya, bisa berada dalam superposisi lokasi, kecepatan, dan orientasi pusingan yang berlainan. Tapi sewaktu ilmuwan mengukur salah satu atribut ini dengan akurat, mereka melihat hasil definitif—hanya salah satu elemen superposisi, bukan kombinasi semuanya. Kita pun tak pernah melihat objek makroskopis dalam superposisi. Persoalan pengukuran ini menjadi pertanyaan berikut: Bagaimana dan mengapa dunia unik pengalaman kita muncul dari keanekaragaman alternatif yang tersedia di dunia quantum bersuperposisi?
Fisikawan menggunakan entitas matematika yang disebut fungsi gelombang untuk merepresentasikan status quantum. Fungsi gelombang bisa dianggap sebagai daftar seluruh konfigurasi potensial sistem quantum bersuperposisi, bersama dengan bilangan yang memberi probabilitas tiap-tiap konfigurasi sebagai konfigurasi yang tampak terpilih secara sembarang/acak, yang akan kita deteksi bila kita mengukur sistem. Fungsi gelombang memperlakukan tiap elemen superposisi sama riil-nya, jika bukan sama probabelnya dari sudut pandang kita.
Persamaan Schrödinger melukiskan bagaimana fungsi gelombang sebuah sistem quantum akan berubah seiring waktu, sebuah evolusi yang menurut prediksinya akan halus dan deterministis (yakni, tanpa keacakan). Tapi matematika elegan ini terasa bertentangan dengan apa yang terjadi ketika manusia mengamati sebuah sistem quantum, seperti elektron, dengan instrumen saintifik (yang boleh dianggap sebagai sistem mekanis-quantum). Sebab pada saat pengukuran, fungsi gelombang yang menggambarkan superposisi alternatif terlihat kolaps menjadi satu anggota superposisi, dengan demikian menyela evolusi halus fungsi gelombang dan memasukkan diskontinuitas. Satu hasil pengukuran muncul, membuang semua kemungkinan lain dari realitas klasik. Alternatif yang dihasilkan pada saat pengukuran terlihat acak; pemilihannya tidak berevolusi secara logis dari fungsi gelombang elektron bersesak informasi sebelum pengukuran. Matematika kekolapsan pun tidak muncul dari aliran persamaan Schrödinger yang tak berkelim. Nyatanya, kekolapsan harus ditambahkan sebagai postulat, sebagai proses tambahan yang rupanya melanggar persamaan.
Banyak pendiri mekanika quantum, khususnya Bohr, Werner Heisenberg,
dan John von Neumann, sependapat pada sebuah penafsiran mekanika
quantum—dikenal sebagai interpretasi Kopenhagen—untuk menghadapi
persoalan pengukuran. Model realitas ini mempostulatkan bahwa mekanika
dunia quantum turun menjadi, dan hanya menemukan makna dari segi,
fenomena yang bisa diamati secara klasik—bukan sebaliknya.
Pendekatan ini menanamkan hak istimewa kepada pengamat luar, menempatkan sang pengamat di alam klasik yang berbeda dari alam quantum objek pengamatan. Walaupun tak mampu menjelaskan sifat perbatasan antara alam quantum dan alam klasik, kawanan Kopenhagen mempergunakan mekanika quantum dengan keberhasilan teknis amat besar. Seluruh generasi fisikawan diajari bahwa persamaan-persamaan mekanika quantum hanya bekerja di satu bagian realitas, mikroskopis, dan berhenti [berfungsi] di bagian realitas lain, makroskopis. Hanya itulah yang diperlukan kebanyakan fisikawan.
Fungsi Gelombang Universal
Secara amat kontras, Everett menghadapi persoalan pengukuran dengan menggabungkan dunia mikroskopis dengan dunia makroskopis. Dia menjadikan pengamat sebagai bagian integral dari sistem yang diamati, memperkenalkan fungsi gelombang universal yang menghubungkan pengamat dan objek sebagai bagian dari satu sistem quantum. Dia menggambarkan quantum dunia makroskopis secara mekanis dan menganggap objek-objek besar eksis dalam superposisi quantum juga. Memutuskan hubungan dengan Bohr dan Heisenberg, dia membuang kebutuhan akan diskontinuitas kekolapsan fungsi gelombang.
Ide baru dan radikal Everett adalah mempertanyakan, bagaimana jika evolusi berketerusan fungsi gelombang tidak disela oleh tindakan pengukuran? Bagaimana jika persamaan Schrödinger selalu berlaku dan berlaku pada segala sesuatu—objek dan juga pengamat? Bagaimana jika tak ada elemen superposisi yang terbuang dari realitas? Akan tampak seperti apa dunia semacam itu bagi kita?
Everett melihat bahwa dengan asumsi-asumsi tersebut, fungsi gelombang seorang pengamat akan, praktisnya, mencabang-dua di setiap interaksi sang pengamat dengan objek bersuperposisi. Fungsi gelombang universal memuat cabang untuk setiap alternatif yang menyusun superposisi objek. Tiap-tiap cabang memiliki salinan pengamatnya sendiri, salinan yang mempersepsikan salah satu dari alternatif-alternatif itu sebagai hasil. Menurut atribut matematis fundamental persamaan Schrödinger, sekali terbentuk, cabang-cabang tersebut tidak mempengaruhi satu sama lain. Karenanya, tiap cabang memulai masa depan berlainan, terpisah dari yang lainnya.
Pikirkan seseorang yang sedang mengukur sebuah partikel yang berada
dalam superposisi dua status, misalnya elektron dalam superposisi lokasi
A dan lokasi B. Di satu cabang, orang itu mempersepsikan bahwa elektron
terdapat di A. Di cabang yang hampir identik, salinan orang itu
mempersepsikan bahwa elektron yang sama terdapat di B. Tiap-tiap salinan
orang itu merasa dirinya satu jenis dan melihat peluang sambil
mempersiapkan satu realitas dari menu kemungkinan-kemungkinan fisikal,
walaupun, dalam realitas utuh, setiap alternatif pada menu tersebut
terjadi.
Untuk menjelaskan bagaimana kita mempersepsikan alam semesta semacam itu, perlu memasukkan pengamat ke dalam gambaran. Tapi proses pencabangan terjadi tanpa menghiraukan apakah manusia hadir. Secara umum, pada setiap interaksi antara sistem-sistem fisikal, fungsi gelombang total sistem gabungan akan cenderung mencabang seperti ini. Pemahaman hari ini tentang bagaimana cabang-cabang itu menjadi terpisah dan masing-masingnya terlihat seperti realitas klasik yang biasa kita jumpai dikenal sebagai teori dekoherensi. Ini adalah bagian teori quantum standar modern yang diakui, walaupun tidak setiap orang sependapat dengan interpretasi Everettian bahwa semua cabang merepresentasikan realitas yang eksis.
Everett bukanlah fisikawan pertama yang mengkritik postulat kekolapsan Kopenhagen sebagai [penjelasan] yang tak memadai. Tapi dia menyampaikan landasan baru dengan memperoleh teori fungsi gelombang universal yang konsisten secara matematis dari persamaan-persamaan mekanika quantum itu sendiri. Eksistensi banyak alam semesta timbul sebagai konsekuensi teorinya, bukan sebuah prediksi. Dalam catatan kaki tesisnya, Everett menulis: “Dari sudut pandang teori tersebut, semua elemen superposisi (semua ‘cabang’) adalah ‘aktual’, tidak lebih ‘riil’ dari lainnya.”
Draft yang memuat semua ide ini membangkitkan sebuah perjuangan luar biasa di balik layar, terungkap sekitar lima tahun lalu dalam riset arsip oleh Olival Freire Jr., sejarawan sains di Federal University of Bahia di Brazil. Pada musim semi 1956, penasehat akademik Everett di Princeton, John Archibald Wheeler, membawa draft disertasi tersebut ke Kopenhagen untuk meyakinkan Royal Danish Academy of Sciences and Letters agar menerbitkannya. Dia menulis kepada Everett bahwa dirinya mengalami “tiga diskusi panjang dan sengit soal itu” dengan Bohr dan Petersen. Wheeler juga berbagi karya mahasiswanya itu dengan beberapa fisikawan lain di Bohr’s Institute for Theoretical Physics, termasuk Alexander W. Stern.
Membelah
Surat Wheeler kepada Everett menyampaikan: “Formalisme indah fungsi gelombang Anda tentu saja masih tak tergoncang; tapi kita semua merasa bahwa isu nyatanya adalah kata yang akan disematkan pada kuantitas formalisme tersebut.” Untuk satu hal, Wheeler merasa kesulitan dengan pemakaian [kata] manusia dan peluru meriam ‘yang membelah’. Suratnya mengungkap ketidaknyamanan kawanan Kopenhagen soal makna karya Everett. Stern menganggap teori Everett sebagai “teologi”, sedangkan Wheeler sendiri segan untuk menantang Bohr. Dalam sebuah surat yang panjang dan bijaksana kepada Stern, dia menjelaskan dan mendalihkan teori Everett sebagai perluasan, bukan penyangkalan, interpretasi mekanika quantum yang sedang berlaku:
“Boleh saya katakan bahwa pemuda tajam dan mampu berpikir independen ini lambat-laun telah menerima pendekatan sekarang dalam persoalan pengukuran sebagai pendekatan yang tepat dan konsisten, meski masih terdapat sedikit sikap meragukan dalam draft tesis saat ini. Jadi, untuk menghindari kemungkinan salah paham, izinkan saya berkata bahwa tesis Everett bukan dimaksudkan untuk mempertanyakan pendekatan sekarang dalam persoalan pengukuran, melainkan untuk menerima dan menggeneralisirnya.” [Penggarismiringan adalah teks asli.]
Everett sama sekali membantah penjelasan Wheeler tentang opininya soal interpretasi Kopenhagen. Contoh, setahun kemudian, saat merespon kritik dari Bryce S. DeWitt, editor jurnal Reviews of Modern Physics, dia menulis:
“Interpretasi Kopenhagen tidak lengkap lantaran bersandar pada fisika klasik secara apriori…juga merupakan keganjilan filsafat dengan konsep ‘realitas” untuk dunia makroskopis dan menolak konsep yang sama untuk mikrokosmo.”
Saat Wheeler berlibur di Eropa untuk membela teorinya, Everett terancam mengalami penangguhan draft. Untuk menghindari pelatihan calon pelaut, dia memutuskan mengambil pekerjaan riset di Pentagon. Dia pindah ke area Washington, D.C., dan tak pernah kembali ke fisika teoritis.
Namun, pada tahun berikutnya, dia berkomunikasi jarak jauh dengan Wheeler sambil, dengan enggan, mengurangi tesisnya menjadi seperempatnya. Pada April 1957, komite tesis Everett menerima versi singkat—tanpa [konsep] “membelah”. Tiga bulan kemudian, Reviews of Modern Physics mempublikasikan versi ringkas itu, diberi judul ‘Relative State’ Formulation of Quantum Mechanics. Di edisi yang sama, sebuah paper karya Wheeler menyanjung penemuan mahasiswanya itu.
Saat dicetak, paper itu segera terperosok ke dalam ketidakjelasan. Wheeler lambat-laun menjauhkan diri dari pengaitan dengan teori Everett, tapi dia terus berkontak dengan teorisnya, mendorongnya, dengan sia-sia, untuk mengerjakan semakin banyak karya dalam mekanika quantum. Dalam sebuah wawancara tahun lalu, Wheeler, kala itu berusia 95 tahun, berkomentar bahwa “[Everett] merasa kecewa, barangkali getir, atas ketiadaan reaksi terhadap teorinya. Andaikan saja saya melanjutkan pembahasan bersama Everett. Pertanyaan-pertanyaan yang dia kemukakan amat penting.”
Strategi Nuklir Militer
Princeton menganugerahi Everett gelar doktor hampir setahun setelah dia memulai proyek pertamanya untuk Pentagon: mengkalkulasi angka kematian akibat debu radioaktif dalam perang nuklir. Dia segera mengepalai divisi matematika di Weapons Systems Evaluation Group (WSEG) Pentagon yang hampir tak terlihat namun berpengaruh. Everett menasehati pejabat tingkat tinggi dalam pemerintahan Eisenhower dan Kennedy tentang metode terbaik untuk memilih target bom hidrogen dan menyusun tiga-serangkai nuklir: pengebom, kapal selam, dan misil, demi pukulan optimal dalam serangan nuklir.
Pada 1960, dia membantu menulis WSEG No. 50, sebuah laporan pendorong yang tetap rahasia hingga hari ini. Menurut rekan dan kolega WSEG Everett, George E. Pugh, dan juga para sejarawan, WSEG No. 50 menguraikan dan mempromosikan strategi-strategi militer yang berlaku selama berdekade-dekade, termasuk konsep Mutually Assured Destruction. WSEG memberikan informasi cukup mengerikan kepada para pembuat kebijakan perang nuklir mengenai efek global debu radioaktif sehingga banyak pihak menjadi yakin akan manfaat menjalankan persaingan tanpa henti—dibanding, sebagaimana dianjurkan oleh orang-orang berpengaruh, meluncurkan serangan pendahuluan terhadap Uni Soviet, China, dan negara komunis lainnya.
Satu babak akhir dalam perjuangan teori Everett juga dimainkan di
periode ini. Pada musim semi 1959, Bohr bersedia wawancara dengan
Everett di Kopenhagen. Mereka bertemu beberapa kali selama enam minggu
tapi hanya berdampak kecil: Bohr bergeming, dan Everett tidak kembali ke
riset fisika quantum. Namun, darmawisata itu tidak gagal sama sekali.
Suatu sore, sambil minum bir di Hotel Østerport, Everett menulis di alat
tulis hotel sebuah perbaikan tour de force matematis lain nan penting yang membuat dirinya terkenal, generalized Lagrange multiplier method,
dikenal pula sebagai algoritma Everett. Metode itu menyederhanakan
pencarian solusi optimal bagi persoalan logistik yang kompleks—mulai
dari penggunaan senjata nuklir, jadwal tepat produksi industri, sampai
perutean bis untuk menghapuskan perbedaan distrik-distrik sekolah secara
maksimal.
Pada 1964, Everett, Pugh, dan beberapa kolega WSEG lain mendirikan perusahaan pertahanan swasta, Lambda Corporation. Di antara aktivitasnya, merancang model matematis sistem misil anti-balistik dan game perang nuklir terkomputerisasi yang, menurut Pugh, dipakai oleh militer selama bertahun-tahun. Everett menjadi keranjingan dalam menemukan aplikasi untuk teorema Bayes, sebuah metode matematis pengkorelasian probabilitas peristiwa masa depan dengan pengalaman masa lalu. Pada 1972, Everett membangun prototipe mesin Bayesian, sebuah program komputer yang belajar dari pengalaman dan menyederhanakan pengambilan keputusan dengan menyimpulkan hasil probabel, mirip kemampuan akal manusia. Di bawah kontrak dengan Pentagon, Lambda memakai metode Bayesian untuk menemukan teknik-teknik penelusuran trayektori misil balistik yang masuk.
Pada 1973, Everett meninggalkan Lambda dan memulai sebuah perusahaan pemrosesan data, DBS, bersama kolega Lambda-nya, Donald Reisler. DBS meriset aplikasi senjata tapi berspesialisasi dalam menganalisis efek sosioekonomi dari program aksi pemerintah. Saat pertama kali mereka bertemu, kenang Reisler, Everett bertanya “malu-malu” apakah dirinya pernah membaca paper-nya yang terbit tahun 1957. “Saya berpikir sejenak lalu menjawab, ‘Oh Tuhan, rupanya kau Everett itu, orang gila yang menulis paper edan itu,’” kata Reisler. “Saya telah membacanya di universitas dan tertawa-tawa kecil, menolaknya mentah-mentah.” Keduanya menjadi teman akrab tapi sepakat untuk tidak membahas multiple universes lagi.
Makan Siang Tiga Botol Martini
Di samping semua kesuksesan ini, kehidupan Everett rusak dalam banyak cara. Dia memiliki reputasi sebagai peminum, dan teman-temannya bilang kebiasaan tersebut semakin parah seiring waktu. Menurut Reisler, rekannya itu biasa menikmati makan siang dengan tiga botol martini, membuatnya tertidur di kantor—walaupun dia masih berusaha produktif.
Tapi hedonismenya tidak mencerminkan sikap santai dan bermain-main terhadap kehidupan. “Dia bukan sosok simpatik,” kata Reisler. “Dia mengajukan logika brutal dan dingin pada studi segala hal. Pemberian hak-hak sipil tidak masuk akal baginya.”
John Y. Barry, bekas kolega Everett di WSEG, juga mempertanyakan etikanya. Pada pertengahan 1970-an, Barry meyakinkan majikannya di J. P. Morgan guna mempekerjakan Everett untuk mengembangkan metode Bayesian dalam memprediksi pergerakan di pasar saham. Menurut beberapa keterangan, Everett berhasil—dan kemudian menolak menyerahkan produk itu kepada J. P. Morgan. “Dia memanfaatkan kami,” kenang Barry. “[Dia] individu brilian, inovatif, licik, tak dapat dipercaya, mungkin alkoholik.”
Everett adalah sosok yang egosentris. “Hugh gemar mendukung bentuk solipsisme ekstrim,” kata Elaine Tsiang, bekas pegawai di DBS. “Walaupun dia berusaha keras untuk menjauhkan teori [many-worlds]nya dari teori masuk akal atau waras manapun, tak pelak kita berhutang eksistensi kepada dunia yang dia buat.”
Dan dia hampir tak mengenal anak-anaknya, Elizabeth dan Mark.
Saat Everett mengejar karir wiraswastanya, dunia fisika mulai memberi perhatian serius kepada teorinya yang dahulu diabaikan. DeWitt berbalik 180 derajat dan menjadi pendukung paling setia teori tersebut. Pada 1967, dia menulis sebuah artikel yang menyajikan persamaan Wheeler-DeWitt: fungsi gelombang universal yang semestinya dipenuhi oleh teori gravitasi quantum. Dia memberi penghargaan kepada Everett yang telah mendemonstrasikan kebutuhan akan pendekatan demikian. DeWitt dan mahasiswa sarjananya, Neill Graham, kemudian menyunting sebuah buku berisi paper-paper fisika, The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics, yang menyertakan disertasi Everett versi utuh. Epigram “many-worlds” cepat menancap, dipopulerkan dalam majalah sains-fiksi Analog pada 1976.
Namun, tak semua orang setuju bahwa interpretasi Kopenhagen harus memberi jalan. Fisikawan Universitas Cornell, N. David Mermin, tetap berpendapat bahwa interpretasi Everett memperlakukan fungsi gelombang sebagai bagian dari dunia riil objektif, sedangkan dirinya memandangnya sebagai alat matematis semata. “Fungsi gelombang adalah konstruksi manusia,” kata Mermin. “Tujuannya adalah untuk memperkenankan kita memahami observasi makroskopis kita. Sudut pandang saya berlawanan dengan interpretasi many-worlds. Mekanika quantum adalah perangkat untuk memungkinkan kita membuat observasi kita menjadi koheren, dan perkataan bahwa kita berada di dalam mekanika quantum dan bahwa mekanika quantum pasti berlaku pada persepsi kita tidaklah konsisten.”
Tapi banyak fisikawan mengatakan bahwa teori Everett mesti dipertimbangkan secara serius.
“Saat mendengar tentang interpretasi Everett di akhir 1970-an, kata Stephen Shenker, fisikawan teoritis di Universitas Stanford, “saya pikir itu agak gila. Kini sebagian besar orang sepengetahuan saya yang memikirkan teori string dan kosmologi quantum berpikir tentang sesuatu yang sejalan dengan interpretasi bergaya Everett. Dan berkat perkembangan mutakhir komputasi quantum, pertanyaan-pertanyaan ini tak lagi akademis.”
Salah seorang perintis dekoherensi, Wojciech H. Zurek, rekan di Los Alamos National Laboratory, berkomentar bahwa “prestasi Everett adalah bersikeras bahwa teori quantum pasti universal, bahwa tidak boleh ada pembagian alam semesta menjadi sesuatu yang klasik apriori dan yang quantum apriori. Dia memberi kita semua sebuah tiket untuk memakai teori quantum dengan cara yang kini kita gunakan untuk menggambarkan pengukuran secara keseluruhan.”
Teoris string Juan Maldacena dari Institute for Advanced Sudy di Princeton, N.J., mencerminkan sikap lumrah di antara koleganya: “Saat saya berpikir tentang teori quantum Everett secara mekanis, itu adalah hal paling masuk akal untuk dipercaya. Dalam kehidupan sehari-hari, saya tidak mempercayainya.”
Setelah kunjungan Texas tersebut, Wheeler mencoba menghubungkan Everett dengan Institute for Theoretical Physics di Santa Barbara, California. Everett dikabarkan tertarik, tapi tak ada yang terjadi dari rencana itu.
Everett meninggal di atas tempat tidur pada 19 Juli 1982. Dia kala itu baru berusia 51 tahun. Putranya, Mark, saat itu masih remaja, mengingat ketika menemukan tubuh ayahnya yang sudah tak bernyawa pagi itu. Meraba tubuhnya yang dingin, Mark sadar dirinya tidak memiliki kenangan pernah menyentuh ayahnya sebelumnya. “Saya tak tahu bagaimana harus merasa terkait fakta bahwa ayah saya baru meninggal,” dia menceritakan kepada saya. “Saya tidak betul-betul memiliki hubungan dengannya.”
Tak lama sesudah itu, Mark pindah ke Los Angeles. Dia menjadi penulis lagu yang sukses dan penyanyi utama sebuah band rock populer, Eels. Banyak dari lagunya mengekspresikan kesedihan yang dia alami sebagai anak seorang lelaki depresi, alkoholik, dan terpisah secara emosional. Baru bertahun-tahun setelah kematian ayahnya-lah Mark mengetahui karir dan prestasi Everett.
Saudara Mark, Elizabeth, melakukan upaya bunuh diri pertama, dari sekian banyak upaya, di bulan Juni 1982, hanya sebulan sebelum Everett meninggal. Mark menemukannya pingsan di lantai kamar mandi dan membawanya ke rumah sakit tepat waktu. Saat dia pulang larut di malam itu, kenangnya, ayahnya “memandang dari korannya dan berkata, ‘Saya tidak tahu dia sesedih itu.’” Pada 1996, Elizabeth bunuh diri dengan meminum pil tidur secara overdosis, meninggalkan sebuah catatan di dompetnya yang berbunyi bahwa dirinya akan ikut ayahnya di alam semesta lain.
Dalam sebuah lagu keluaran tahun 2005, Things the Grandchildren Should Know, Mark menulis: I never really understood / what it must have been like for him / living inside his head. Ayahnya yang cenderung solipsistik telah memahami dilema tersebut. “Sekali kita mengakui bahwa suatu teori fisika pada esensinya hanya merupakan model untuk dunia pengalaman,” simpul Everett dalam versi disertasinya yang belum disunting, “kita harus meninggalkan semua harapan menemukan semacam teori tepat…sebab totalitas pengalaman tak pernah bisa diakses oleh kita.”
Penulis
Peter Byrne (www.peterbyrne.info)
adalah jurnalis investigatif dan penulis sains yang berbasis di
California. Dia menulis biografi lengkap Hugh Everett. Byrne menyatakan
berhutang budi kepada Eugene Shikhovtsev dari Kostromo, Rusia, yang
merupakan sejarawan pertama yang mempelajari kehidupan Everett dan
berbagi material risetnya dengan murah hati; kepada American Institute
of Physics atas dukungan finansialnya; kepada George E. Pugh dan Kenneth
Ford atas bantuannya; dan kepada fisikawan yang mereview sains dalam
artikel ini: Stephen Shenker, Leonard Susskind, David Deutsch, Wojciech
H. Zurek, James B. Hartle, Cecile DeWitt-Morette, dan Max Tegmark.
Untuk Digali Lebih Jauh
(Sumber: Scientific American, 2006, hal. 98-105)
Setelah teori multiple universes-nya, yang kini mahsyur, mendapat cemoohan, Hugh Everett meninggalkan dunia fisika akademis. Dia beralih ke riset top-secret militer dan menjalani kehidupan pribadi yang tragis.
Hugh Everett III adalah seorang matematikawan brilian, teoris quantum
pemberontak, dan, belakangan, menjadi kontraktor pertahanan sukses yang
memiliki akses menuju rahasia militer paling sensitif. Dia
memperkenalkan konsep realitas baru kepada fisika dan mempengaruhi
perjalanan sejarah dunia pada saat Armagedon nuklir mengancam. Bagi
penggemar sains-fiksi, dia tetap seorang pahlawan: sosok yang menemukan
teori multiple universes quantum. Bagi anak-anaknya, dia adalah
seseorang yang lain lagi: sosok ayah yang tidak hadir secara emosional;
“sepotong furnitur yang duduk di meja makan”, sambil memegang rokok.
Dia juga seorang alkoholik perokok yang meninggal terlalu dini.
- Lima puluh tahun silam Hugh Everett menemukan interpretasi many-worlds mekanika quantum, di mana efek-efek quantum menelurkan cabang alam semesta yang tak terhitung dengan peristiwa-peristiwa yang terjadi di tiap-tiapnya.
- Teori ini terdengar seperti hipotesis ganjil, tapi nyatanya Everett menyimpulkannya dari matematika fundamental mekanika quantum. Namun demikian, sebagian besar fisikawan di masa itu menolaknya, dan dia harus mempersingkat tesis Ph.D.-nya tentang topik tersebut untuk membuatnya kurang kontroversial.
- Merasa kecil hati, Everett meninggalkan fisika dan bekerja di militer dan industri matematika dan komputasi. Dalam kehidupan pribadi, dia terasing secara emosional dan merupakan peminum berat.
Sekurangnya begitulah sejarah dia dimainkan di cabang alam semesta kita. Jika teori many-worlds yang Everett kembangkan saat dirinya menjadi mahasiswa Universitas Princeton pada pertengahan 1950-an memang benar, kehidupannya mengambil banyak giliran lain di alam semesta-alam semesta mencabang yang tak terduga jumlahnya.
- Dia meninggal saat baru berusia 51 tahun, tak sempat melihat penghormatan yang belakangan diberikan oleh fisikawan terhadap ide-idenya.
Analisis revolusioner Everett meruntuhkan kebuntuan teoritis dalam menafsirkan metode mekanika quantum. Walaupun ide many-worlds sama sekali tidak diterima secara universal hingga hari ini, metodenya dalam menemukan teori tersebut menandai konsep dekoherensi quantum—penjelasan modern tentang mengapa keganjilan probabilistik mekanika quantum berubah menjadi dunia konkrit pengalaman kita.
Karya Everett dikenal baik di lingkungan fisika dan filsafat, tapi kisah penemuannya dan sisa hidupnya hanya diketahui oleh segelintir orang. Riset arsip oleh sejarawan Eugene Shikhovtsev (Rusia), saya, dan yang lainnya, serta wawancara yang saya lakukan dengan kolega dan teman-teman terakhir sang ilmuwan, dan juga puteranya yang merupakan musisi rock, menyingkap kisah pancaran kecerdasan yang segera dipadamkan oleh hasrat jahat pribadi.
Hal Edan
Perjalanan ilmiah Everett dimulai pada suatu malam di tahun 1954, dia mengisahkan dua dekade kemudian, “setelah satu atau dua percikan minuman anggur”. Dia dan rekan sekelasnya di Princeton, Charles Misner, dan seorang pengunjung bernama Aage Petersen (kala itu asisten Niels Bohr) sedang memikirkan “hal-hal edan mengenai implikasi mekanika quantum”. Selama pembahasan itu, Everett memperoleh ide dasar di balik teori many-worlds, dan dalam minggu-minggu sesudahnya dia mulai mengembangkannya menjadi disertasi.
Inti idenya adalah menafsirkan apa yang direpresentasikan oleh persamaan-persamaan mekanika quantum di dunia riil dengan membuat matematika teori menunjukkan jalan menuju matematika tersebut, ketimbang membubuhkan hipotesis tafsiran terhadap matematika bersangkutan. Dengan demikian, sang pemuda menantang penguasa fisika di masa itu agar mempertimbangkan ulang gagasan dasarnya soal apa itu realitas fisik.
Dalam menjalani usaha kerasnya, Everett berani memecahkan persoalan pengukuran yang terkenal sulit dalam mekanika quantum, yang telah menyusahkan banyak fisikawan sejak 1920-an. Singkatnya, persoalan tersebut timbul dari kontradiksi antara bagaimana partikel-partikel unsur (seperti elektron dan photon) berinteraksi di level realitas mikroskopis quantum dan apa yang terjadi saat partikel diukur dari level makroskopis klasik. Di dunia quantum, sebuah partikel unsur, atau sekumpulan partikel unsur, dapat eksis dalam superposisi dua status/kondisi potensial atau lebih. Sebuah elektron, contohnya, bisa berada dalam superposisi lokasi, kecepatan, dan orientasi pusingan yang berlainan. Tapi sewaktu ilmuwan mengukur salah satu atribut ini dengan akurat, mereka melihat hasil definitif—hanya salah satu elemen superposisi, bukan kombinasi semuanya. Kita pun tak pernah melihat objek makroskopis dalam superposisi. Persoalan pengukuran ini menjadi pertanyaan berikut: Bagaimana dan mengapa dunia unik pengalaman kita muncul dari keanekaragaman alternatif yang tersedia di dunia quantum bersuperposisi?
Fisikawan menggunakan entitas matematika yang disebut fungsi gelombang untuk merepresentasikan status quantum. Fungsi gelombang bisa dianggap sebagai daftar seluruh konfigurasi potensial sistem quantum bersuperposisi, bersama dengan bilangan yang memberi probabilitas tiap-tiap konfigurasi sebagai konfigurasi yang tampak terpilih secara sembarang/acak, yang akan kita deteksi bila kita mengukur sistem. Fungsi gelombang memperlakukan tiap elemen superposisi sama riil-nya, jika bukan sama probabelnya dari sudut pandang kita.
Persamaan Schrödinger melukiskan bagaimana fungsi gelombang sebuah sistem quantum akan berubah seiring waktu, sebuah evolusi yang menurut prediksinya akan halus dan deterministis (yakni, tanpa keacakan). Tapi matematika elegan ini terasa bertentangan dengan apa yang terjadi ketika manusia mengamati sebuah sistem quantum, seperti elektron, dengan instrumen saintifik (yang boleh dianggap sebagai sistem mekanis-quantum). Sebab pada saat pengukuran, fungsi gelombang yang menggambarkan superposisi alternatif terlihat kolaps menjadi satu anggota superposisi, dengan demikian menyela evolusi halus fungsi gelombang dan memasukkan diskontinuitas. Satu hasil pengukuran muncul, membuang semua kemungkinan lain dari realitas klasik. Alternatif yang dihasilkan pada saat pengukuran terlihat acak; pemilihannya tidak berevolusi secara logis dari fungsi gelombang elektron bersesak informasi sebelum pengukuran. Matematika kekolapsan pun tidak muncul dari aliran persamaan Schrödinger yang tak berkelim. Nyatanya, kekolapsan harus ditambahkan sebagai postulat, sebagai proses tambahan yang rupanya melanggar persamaan.
Persoalan Pengukuran QuantumPertanyaan tak terpecahkan dalam mekanika quantum adalah memahami sepenuhnya bagaimana status quantum partikel-partikel berhubungan dengan dunia klasik yang kita lihat di sekeliling kita.
Mekanika
quantum menggambarkan status partikel lewat entitas matematis yang
disebut fungsi gelombang. Contoh, fungsi gelombang yang
merepresentasikan sebuah partikel di lokasi definitif A (seperti
elektron dalam perangkap nanoskop) akan memiliki puncak di A dan akan
nol di lokasi lain.
Sebagaimana
gelombang biasa yang bisa bergabung, demikian pula dengan fungsi
gelombang yang bisa saling menambahkan untuk membentuk superposisi.
Fungsi gelombang semacam itu merepresentasikan partikel yang berada
dalam lebih dari satu status alternatif secara serentak. Amplitudo
setiap puncak berhubungan dengan probabilitas penemuan alternatif
tersebut saat pengukuran dilakukan.
Cara lain adalah menganggap fungsi gelombang sebagai daftar setiap alternatif dan amplitudonya.
Tapi
jika alat mengukur sebuah partikel dalam superposisi demikian, ia
menghasilkan hasil spesifik—A atau B, secara acak—bukan kombinasi
keduanya, dan partikel berhenti berada dalam superposisi. Kita pun belum
pernah melihat objek makroskopis seperti bola kasti berada dalam
superposisi.
Pendekatan ini menanamkan hak istimewa kepada pengamat luar, menempatkan sang pengamat di alam klasik yang berbeda dari alam quantum objek pengamatan. Walaupun tak mampu menjelaskan sifat perbatasan antara alam quantum dan alam klasik, kawanan Kopenhagen mempergunakan mekanika quantum dengan keberhasilan teknis amat besar. Seluruh generasi fisikawan diajari bahwa persamaan-persamaan mekanika quantum hanya bekerja di satu bagian realitas, mikroskopis, dan berhenti [berfungsi] di bagian realitas lain, makroskopis. Hanya itulah yang diperlukan kebanyakan fisikawan.
Fungsi Gelombang Universal
Secara amat kontras, Everett menghadapi persoalan pengukuran dengan menggabungkan dunia mikroskopis dengan dunia makroskopis. Dia menjadikan pengamat sebagai bagian integral dari sistem yang diamati, memperkenalkan fungsi gelombang universal yang menghubungkan pengamat dan objek sebagai bagian dari satu sistem quantum. Dia menggambarkan quantum dunia makroskopis secara mekanis dan menganggap objek-objek besar eksis dalam superposisi quantum juga. Memutuskan hubungan dengan Bohr dan Heisenberg, dia membuang kebutuhan akan diskontinuitas kekolapsan fungsi gelombang.
Ide baru dan radikal Everett adalah mempertanyakan, bagaimana jika evolusi berketerusan fungsi gelombang tidak disela oleh tindakan pengukuran? Bagaimana jika persamaan Schrödinger selalu berlaku dan berlaku pada segala sesuatu—objek dan juga pengamat? Bagaimana jika tak ada elemen superposisi yang terbuang dari realitas? Akan tampak seperti apa dunia semacam itu bagi kita?
Everett melihat bahwa dengan asumsi-asumsi tersebut, fungsi gelombang seorang pengamat akan, praktisnya, mencabang-dua di setiap interaksi sang pengamat dengan objek bersuperposisi. Fungsi gelombang universal memuat cabang untuk setiap alternatif yang menyusun superposisi objek. Tiap-tiap cabang memiliki salinan pengamatnya sendiri, salinan yang mempersepsikan salah satu dari alternatif-alternatif itu sebagai hasil. Menurut atribut matematis fundamental persamaan Schrödinger, sekali terbentuk, cabang-cabang tersebut tidak mempengaruhi satu sama lain. Karenanya, tiap cabang memulai masa depan berlainan, terpisah dari yang lainnya.
Dua Jawaban Pengukuran QuantumInterpretasi Kopenhagen dan interpretasi many-worlds Everett menyediakan dua jawaban yang sama sekali berbeda terhadap persoalan pengukuran. (Ada juga beberapa hipotesis lain.)
Interpretasi
Kopenhagen. Menurut Niels Bohr dan yang lainnya, alat (dan manusia)
yang melakukan pengukuran bertempat di alam klasik yang terpisah dari
alam quantum. Saat alat klasik mengukur status bersuperposisi, itu
menyebabkan fungsi gelombang quantum kolaps secara sembarang menjadi
salah satu alternatif, sedangkan alternatif lain lenyap.
Persamaan-persamaan mekanika quantum tidak menjelaskan mengapa
kekolapsan demikian mesti terjadi; itu ditambahkan sebagai postulat
terpisah.
Interpretasi
Many-Worlds. Kontribusi revolusioner
Everett adalah menganalisis proses pengukuran di mana
alat (dan manusia) dipandang sebagai sistem quantum lainnya,
mematuhi persamaan dan prinsip lazim mekanika quantum.
Dia menyimpulkan dari analisis ini bahwa hasil akhirnya adalah
superposisi hasil-hasil alternatif pengukuran dan bahwa komponen-
komponen superposisi itu akan seperti cabang-cabang terpisah sebuah alam semesta yang mencabang. Kita tidak melihat superposisi dunia makro, sebab salinan diri kita di tiap cabang hanya bisa mengetahui apa yang berada di cabang masing-masing.
Everett adalah menganalisis proses pengukuran di mana
alat (dan manusia) dipandang sebagai sistem quantum lainnya,
mematuhi persamaan dan prinsip lazim mekanika quantum.
Dia menyimpulkan dari analisis ini bahwa hasil akhirnya adalah
superposisi hasil-hasil alternatif pengukuran dan bahwa komponen-
komponen superposisi itu akan seperti cabang-cabang terpisah sebuah alam semesta yang mencabang. Kita tidak melihat superposisi dunia makro, sebab salinan diri kita di tiap cabang hanya bisa mengetahui apa yang berada di cabang masing-masing.
Untuk menjelaskan bagaimana kita mempersepsikan alam semesta semacam itu, perlu memasukkan pengamat ke dalam gambaran. Tapi proses pencabangan terjadi tanpa menghiraukan apakah manusia hadir. Secara umum, pada setiap interaksi antara sistem-sistem fisikal, fungsi gelombang total sistem gabungan akan cenderung mencabang seperti ini. Pemahaman hari ini tentang bagaimana cabang-cabang itu menjadi terpisah dan masing-masingnya terlihat seperti realitas klasik yang biasa kita jumpai dikenal sebagai teori dekoherensi. Ini adalah bagian teori quantum standar modern yang diakui, walaupun tidak setiap orang sependapat dengan interpretasi Everettian bahwa semua cabang merepresentasikan realitas yang eksis.
Everett bukanlah fisikawan pertama yang mengkritik postulat kekolapsan Kopenhagen sebagai [penjelasan] yang tak memadai. Tapi dia menyampaikan landasan baru dengan memperoleh teori fungsi gelombang universal yang konsisten secara matematis dari persamaan-persamaan mekanika quantum itu sendiri. Eksistensi banyak alam semesta timbul sebagai konsekuensi teorinya, bukan sebuah prediksi. Dalam catatan kaki tesisnya, Everett menulis: “Dari sudut pandang teori tersebut, semua elemen superposisi (semua ‘cabang’) adalah ‘aktual’, tidak lebih ‘riil’ dari lainnya.”
Draft yang memuat semua ide ini membangkitkan sebuah perjuangan luar biasa di balik layar, terungkap sekitar lima tahun lalu dalam riset arsip oleh Olival Freire Jr., sejarawan sains di Federal University of Bahia di Brazil. Pada musim semi 1956, penasehat akademik Everett di Princeton, John Archibald Wheeler, membawa draft disertasi tersebut ke Kopenhagen untuk meyakinkan Royal Danish Academy of Sciences and Letters agar menerbitkannya. Dia menulis kepada Everett bahwa dirinya mengalami “tiga diskusi panjang dan sengit soal itu” dengan Bohr dan Petersen. Wheeler juga berbagi karya mahasiswanya itu dengan beberapa fisikawan lain di Bohr’s Institute for Theoretical Physics, termasuk Alexander W. Stern.
Menyimpulkan Many-Worlds
(Oleh: Graham P. Collins, staf editor)
(Oleh: Graham P. Collins, staf editor)
Everett menduga bahwa segala sesuatu yang eksis
merupakan sistem quantum dan mematuhi persamaan Schrödinger. Dia teliti
menganalisis apa yang terjadi ketika alat pengukur quantum dan pengamat
berinteraksi dengan objek quantum bersuperposisi. Jadi, dia memikirkan
matematika “fungsi gelombang universal” yang mencakup status alat dan
pengamat dan juga objek. Ketiga status saling mengalikan untuk
menghasilkan status total, sebagaimana diperlihatkan di bawah ini:
Dalam status yang dilukiskan di atas, partikel berada
di lokasi A dengan kepastian 100 persen sebelum pengukuran dilakukan.
Dalam kasus tersebut (yang tidak memiliki superposisi membingungkan),
persamaan Schrödinger menggambarkan bagaimana status total berevolusi
menjadi status quantum final yang tak memiliki ambiguitas: interaksi
antara partikel dan alat memicu indikator “A”. Cahaya berjalan menuju
pengamat, yang melihatnya dan membentuk ingatan bahwa indikator A telah
menyala (gambar bawah).
Evolusi yang sama sekali jelas dan serupa terjadi jika
partikel bermula secara definitif di lokasi B. Proses yang dilukiskan
ini sangat diidealkan, tapi idealisasi tersebut tidak mengubah
kesimpulan. Lantas apa yang terjadi jika partikel berada dalam
superposisi sebelum pengukuran dilakukan? Dalam uraian matematis,
superposisi adalah jumlah tepat:
Bilangan yang ditunjukkan dalam contoh ini dapat
disamakan dengan 64 persen peluang melihat hasil A (0,64 adalah 0,8
dikuadratkan) dan 36 persen peluang melihat hasil B. Saat jumlah di atas
dicakupkan dalam status quantum total awal objek, alat, dan pengamat,
hasilnya adalah status total yang merupakan superposisi dua alternatif:
(0,8 A + 0,6 B) x Alat x Pengamat =
0,8 (A x Alat x Pengamat) + 0,6 (B x Alat x Pengamat)
Berkat sebuah atribut persamaan Schrödinger yang
dikenal sebagai kelinieran, saat status total bersuperposisi ini
berevolusi, tiap komponen (yakni, dua bagian di tiap sisi tanda “+”)
berevolusi seolah-olah semuanya itu hadir. Sehingga status total
finalnya adalah superposisi status-status final tersendiri yang
diperoleh ketika partikel memulai di sebuah lokasi definitif:
Atribut kelinieran dan sebuah atribut status yang
disebut keortogonalan memastikan bahwa seraya waktu berlanjut, dua
bagian fungsi gelombang ini takkan pernah mempengaruhi satu sama lain.
Sebuah analisis yang lebih modern yang disebut teori dekoherensi
menjelaskan poin ini secara lebih detail dan mendalam. Cabang “A”, di
mana pengamat berada dalam status kepastian total [bahwa dirinya] telah
melihat lampu A menyala, berlanjut seolah-olah ia merupakan keseluruhan
fungsi gelombang, begitu pula cabang “B”. Gambar-gambar yang melukiskan
alam semesta yang membelah menjadi cabang-cabang dengan sejarah
berlainan melambangkan proses ini. Pencabangan bukan ditambahkan; ia
sepenuhnya ada untuk ditemukan dalam matematika tersebut.
Everett lebih jauh memverifikasi bahwa matematika
tersebut bekerja konsisten dalam situasi yang lebih rumit, misalnya
situasi yang melibatkan banyak pengukuran dan pengamat. Teka-teki yang
melekat, yang terus dianalisis ulang dan panas diperdebatkan, adalah
memahami mengapa saat itu cabang A “terdapat” 64 persen dan cabang B
hanya 36 persen dalam model ini.
Surat Wheeler kepada Everett menyampaikan: “Formalisme indah fungsi gelombang Anda tentu saja masih tak tergoncang; tapi kita semua merasa bahwa isu nyatanya adalah kata yang akan disematkan pada kuantitas formalisme tersebut.” Untuk satu hal, Wheeler merasa kesulitan dengan pemakaian [kata] manusia dan peluru meriam ‘yang membelah’. Suratnya mengungkap ketidaknyamanan kawanan Kopenhagen soal makna karya Everett. Stern menganggap teori Everett sebagai “teologi”, sedangkan Wheeler sendiri segan untuk menantang Bohr. Dalam sebuah surat yang panjang dan bijaksana kepada Stern, dia menjelaskan dan mendalihkan teori Everett sebagai perluasan, bukan penyangkalan, interpretasi mekanika quantum yang sedang berlaku:
“Boleh saya katakan bahwa pemuda tajam dan mampu berpikir independen ini lambat-laun telah menerima pendekatan sekarang dalam persoalan pengukuran sebagai pendekatan yang tepat dan konsisten, meski masih terdapat sedikit sikap meragukan dalam draft tesis saat ini. Jadi, untuk menghindari kemungkinan salah paham, izinkan saya berkata bahwa tesis Everett bukan dimaksudkan untuk mempertanyakan pendekatan sekarang dalam persoalan pengukuran, melainkan untuk menerima dan menggeneralisirnya.” [Penggarismiringan adalah teks asli.]
Everett sama sekali membantah penjelasan Wheeler tentang opininya soal interpretasi Kopenhagen. Contoh, setahun kemudian, saat merespon kritik dari Bryce S. DeWitt, editor jurnal Reviews of Modern Physics, dia menulis:
“Interpretasi Kopenhagen tidak lengkap lantaran bersandar pada fisika klasik secara apriori…juga merupakan keganjilan filsafat dengan konsep ‘realitas” untuk dunia makroskopis dan menolak konsep yang sama untuk mikrokosmo.”
Saat Wheeler berlibur di Eropa untuk membela teorinya, Everett terancam mengalami penangguhan draft. Untuk menghindari pelatihan calon pelaut, dia memutuskan mengambil pekerjaan riset di Pentagon. Dia pindah ke area Washington, D.C., dan tak pernah kembali ke fisika teoritis.
Namun, pada tahun berikutnya, dia berkomunikasi jarak jauh dengan Wheeler sambil, dengan enggan, mengurangi tesisnya menjadi seperempatnya. Pada April 1957, komite tesis Everett menerima versi singkat—tanpa [konsep] “membelah”. Tiga bulan kemudian, Reviews of Modern Physics mempublikasikan versi ringkas itu, diberi judul ‘Relative State’ Formulation of Quantum Mechanics. Di edisi yang sama, sebuah paper karya Wheeler menyanjung penemuan mahasiswanya itu.
Saat dicetak, paper itu segera terperosok ke dalam ketidakjelasan. Wheeler lambat-laun menjauhkan diri dari pengaitan dengan teori Everett, tapi dia terus berkontak dengan teorisnya, mendorongnya, dengan sia-sia, untuk mengerjakan semakin banyak karya dalam mekanika quantum. Dalam sebuah wawancara tahun lalu, Wheeler, kala itu berusia 95 tahun, berkomentar bahwa “[Everett] merasa kecewa, barangkali getir, atas ketiadaan reaksi terhadap teorinya. Andaikan saja saya melanjutkan pembahasan bersama Everett. Pertanyaan-pertanyaan yang dia kemukakan amat penting.”
Strategi Nuklir Militer
Princeton menganugerahi Everett gelar doktor hampir setahun setelah dia memulai proyek pertamanya untuk Pentagon: mengkalkulasi angka kematian akibat debu radioaktif dalam perang nuklir. Dia segera mengepalai divisi matematika di Weapons Systems Evaluation Group (WSEG) Pentagon yang hampir tak terlihat namun berpengaruh. Everett menasehati pejabat tingkat tinggi dalam pemerintahan Eisenhower dan Kennedy tentang metode terbaik untuk memilih target bom hidrogen dan menyusun tiga-serangkai nuklir: pengebom, kapal selam, dan misil, demi pukulan optimal dalam serangan nuklir.
Pada 1960, dia membantu menulis WSEG No. 50, sebuah laporan pendorong yang tetap rahasia hingga hari ini. Menurut rekan dan kolega WSEG Everett, George E. Pugh, dan juga para sejarawan, WSEG No. 50 menguraikan dan mempromosikan strategi-strategi militer yang berlaku selama berdekade-dekade, termasuk konsep Mutually Assured Destruction. WSEG memberikan informasi cukup mengerikan kepada para pembuat kebijakan perang nuklir mengenai efek global debu radioaktif sehingga banyak pihak menjadi yakin akan manfaat menjalankan persaingan tanpa henti—dibanding, sebagaimana dianjurkan oleh orang-orang berpengaruh, meluncurkan serangan pendahuluan terhadap Uni Soviet, China, dan negara komunis lainnya.
Niels
Bohr (tengah) bertemu Everett (paling kanan) di Universitas Princeton
pada November 1954, tahun ketika Everett pertama kali mendapat ide
many-worlds. Bohr tak pernah menerima teori tersebut. Mahasiswa sarjana
lainnya yang hadir adalah (dari kiri ke kanan) Charles W. Misner, Hale
F. Trotter, dan David K. Harrison.
Pada 1964, Everett, Pugh, dan beberapa kolega WSEG lain mendirikan perusahaan pertahanan swasta, Lambda Corporation. Di antara aktivitasnya, merancang model matematis sistem misil anti-balistik dan game perang nuklir terkomputerisasi yang, menurut Pugh, dipakai oleh militer selama bertahun-tahun. Everett menjadi keranjingan dalam menemukan aplikasi untuk teorema Bayes, sebuah metode matematis pengkorelasian probabilitas peristiwa masa depan dengan pengalaman masa lalu. Pada 1972, Everett membangun prototipe mesin Bayesian, sebuah program komputer yang belajar dari pengalaman dan menyederhanakan pengambilan keputusan dengan menyimpulkan hasil probabel, mirip kemampuan akal manusia. Di bawah kontrak dengan Pentagon, Lambda memakai metode Bayesian untuk menemukan teknik-teknik penelusuran trayektori misil balistik yang masuk.
Pada 1973, Everett meninggalkan Lambda dan memulai sebuah perusahaan pemrosesan data, DBS, bersama kolega Lambda-nya, Donald Reisler. DBS meriset aplikasi senjata tapi berspesialisasi dalam menganalisis efek sosioekonomi dari program aksi pemerintah. Saat pertama kali mereka bertemu, kenang Reisler, Everett bertanya “malu-malu” apakah dirinya pernah membaca paper-nya yang terbit tahun 1957. “Saya berpikir sejenak lalu menjawab, ‘Oh Tuhan, rupanya kau Everett itu, orang gila yang menulis paper edan itu,’” kata Reisler. “Saya telah membacanya di universitas dan tertawa-tawa kecil, menolaknya mentah-mentah.” Keduanya menjadi teman akrab tapi sepakat untuk tidak membahas multiple universes lagi.
Makan Siang Tiga Botol Martini
Di samping semua kesuksesan ini, kehidupan Everett rusak dalam banyak cara. Dia memiliki reputasi sebagai peminum, dan teman-temannya bilang kebiasaan tersebut semakin parah seiring waktu. Menurut Reisler, rekannya itu biasa menikmati makan siang dengan tiga botol martini, membuatnya tertidur di kantor—walaupun dia masih berusaha produktif.
Tapi hedonismenya tidak mencerminkan sikap santai dan bermain-main terhadap kehidupan. “Dia bukan sosok simpatik,” kata Reisler. “Dia mengajukan logika brutal dan dingin pada studi segala hal. Pemberian hak-hak sipil tidak masuk akal baginya.”
John Y. Barry, bekas kolega Everett di WSEG, juga mempertanyakan etikanya. Pada pertengahan 1970-an, Barry meyakinkan majikannya di J. P. Morgan guna mempekerjakan Everett untuk mengembangkan metode Bayesian dalam memprediksi pergerakan di pasar saham. Menurut beberapa keterangan, Everett berhasil—dan kemudian menolak menyerahkan produk itu kepada J. P. Morgan. “Dia memanfaatkan kami,” kenang Barry. “[Dia] individu brilian, inovatif, licik, tak dapat dipercaya, mungkin alkoholik.”
Everett adalah sosok yang egosentris. “Hugh gemar mendukung bentuk solipsisme ekstrim,” kata Elaine Tsiang, bekas pegawai di DBS. “Walaupun dia berusaha keras untuk menjauhkan teori [many-worlds]nya dari teori masuk akal atau waras manapun, tak pelak kita berhutang eksistensi kepada dunia yang dia buat.”
Dan dia hampir tak mengenal anak-anaknya, Elizabeth dan Mark.
Timeline Everett
11 November 1930: Dilahirkan di Washington, D.C..1943: Albert Einstein menjawab sebuah surat yang dikirim oleh Everett remaja kepadanya tentang gaya tak tertolak yang menjumpai objek tak bergerak.
Musim gugur 1953: Memasuki program sarjana fisika di Universitas Princeton. Mempelajari mekanika quantum di bawah [bimbingan] Eugene Wigner dan John Archibald Wheeler.
Juni 1956: Mengambil pekerjaan riset dengan Weapons Systems Evaluation Gropu (WSEG) Pentagon.
November 1956: Menikahi Nancy Gore. Ditunjuk sebagai kepala divisi matematika WSEG.
Juni 1957: Dianugerahi Ph.D..Juli 1957: Elizabeth, puterinya, lahir.
Musim semi 1959: Saat berada di Hotel Østerport di Kopenhagen, Everett menemukan penyempurnaan penting untuk metode pencarian solusi optimal bagi persoalan logistik kompleks.
1959-1960: Membantu membuat draft laporan WSEG No. 50 tentang strategi nuklir militer.
Januari 1961: Memberi penerangan ringkas secara pribadi kepada Menteri Pertahanan Robert S. McNamara yang baru menjabat mengenai analisis WSEG soal opsi perang nuklir.
April 1963: Mark, puteranya, lahir.1964: Everett dan lainnya dari WSEG mendirikan Lambda Corporation, sebuah kontraktor pertahanan.
1973: Meninggalkan Lambda dan membentuk perusahaan pemrosesan data, DBS.19 Juli 1982: Meninggal di atas tempat tidur akibat serangan jantung.
Saat Everett mengejar karir wiraswastanya, dunia fisika mulai memberi perhatian serius kepada teorinya yang dahulu diabaikan. DeWitt berbalik 180 derajat dan menjadi pendukung paling setia teori tersebut. Pada 1967, dia menulis sebuah artikel yang menyajikan persamaan Wheeler-DeWitt: fungsi gelombang universal yang semestinya dipenuhi oleh teori gravitasi quantum. Dia memberi penghargaan kepada Everett yang telah mendemonstrasikan kebutuhan akan pendekatan demikian. DeWitt dan mahasiswa sarjananya, Neill Graham, kemudian menyunting sebuah buku berisi paper-paper fisika, The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics, yang menyertakan disertasi Everett versi utuh. Epigram “many-worlds” cepat menancap, dipopulerkan dalam majalah sains-fiksi Analog pada 1976.
Namun, tak semua orang setuju bahwa interpretasi Kopenhagen harus memberi jalan. Fisikawan Universitas Cornell, N. David Mermin, tetap berpendapat bahwa interpretasi Everett memperlakukan fungsi gelombang sebagai bagian dari dunia riil objektif, sedangkan dirinya memandangnya sebagai alat matematis semata. “Fungsi gelombang adalah konstruksi manusia,” kata Mermin. “Tujuannya adalah untuk memperkenankan kita memahami observasi makroskopis kita. Sudut pandang saya berlawanan dengan interpretasi many-worlds. Mekanika quantum adalah perangkat untuk memungkinkan kita membuat observasi kita menjadi koheren, dan perkataan bahwa kita berada di dalam mekanika quantum dan bahwa mekanika quantum pasti berlaku pada persepsi kita tidaklah konsisten.”
Tapi banyak fisikawan mengatakan bahwa teori Everett mesti dipertimbangkan secara serius.
“Saat mendengar tentang interpretasi Everett di akhir 1970-an, kata Stephen Shenker, fisikawan teoritis di Universitas Stanford, “saya pikir itu agak gila. Kini sebagian besar orang sepengetahuan saya yang memikirkan teori string dan kosmologi quantum berpikir tentang sesuatu yang sejalan dengan interpretasi bergaya Everett. Dan berkat perkembangan mutakhir komputasi quantum, pertanyaan-pertanyaan ini tak lagi akademis.”
Salah seorang perintis dekoherensi, Wojciech H. Zurek, rekan di Los Alamos National Laboratory, berkomentar bahwa “prestasi Everett adalah bersikeras bahwa teori quantum pasti universal, bahwa tidak boleh ada pembagian alam semesta menjadi sesuatu yang klasik apriori dan yang quantum apriori. Dia memberi kita semua sebuah tiket untuk memakai teori quantum dengan cara yang kini kita gunakan untuk menggambarkan pengukuran secara keseluruhan.”
Teoris string Juan Maldacena dari Institute for Advanced Sudy di Princeton, N.J., mencerminkan sikap lumrah di antara koleganya: “Saat saya berpikir tentang teori quantum Everett secara mekanis, itu adalah hal paling masuk akal untuk dipercaya. Dalam kehidupan sehari-hari, saya tidak mempercayainya.”
Fiksi SampinganKisah-kisah dunia paralel dan sejarah alternatif sudah lama menjadi hal lumrah layaknya blackberry. Berikut adalah tiga macam kisah yang merujuk teori many-worlds Everett.
- The Coming of the Quantum Cats, karangan Frederik Pohl (Spectra, 1986): Salinan tokoh karakter bepergian bolak-balik di antara banyak alur waktu alternatif yang darinya mereka berasal.
- Quarantine, karangan Greg Egan (Harper-Collins, 1992): Superposisi quantum—dan apa yang terjadi saat ia diamati—merupakan sentral cerita dan kunci nasib akhir manusia.
Pada 1977, DeWitt dan Wheeler mengundang Everett, yang benci berbicara di depan publik, untuk melakukan presentasi mengenai interpretasinya di Universitas Texas, Austin. Dia mengenakan setelan hitam kusut dan terus merokok sepanjang seminar. David Deutsch, kini di Universitas Oxford dan pendiri bidang komputasi quantum (yang terinspirasi oleh teori Everett), berada di sana. “Everett mendahului zamannya,” kata Deutsch menyimpulkan kontribusi Everett. “Dia melambangkan penolakan untuk melepaskan penjelasan objektif. Banyak kerusakan telah dibuat demi kemajuan dalam fisika maupun filsafat dengan melepaskan tujuan asli bidang-bidang tersebut: menjelaskan dunia. Kita telah terjebak dalam formalisme, dan segala hal dianggap sebagai kemajuan padahal tidak memberi penjelasan, dan kekosongan itu diisi oleh mistikisme dan agama dan segala jenis sampah. Everett adalah sosok penting karena dia menentang ini.”
- Trilogi His Dark Materials, karangan Philip Pullman (Knopf, 1995-2000): Fantasi ini menjelajahi beberapa dunia paralel. Dalam satu bagian, seorang fisikawan menyebutkan Everett dan hipotesisnya di tahun 1957; dalam bagian lain, dua teolog pelaku eksperimen telah mengajukan bid’ah many-worlds.
Setelah kunjungan Texas tersebut, Wheeler mencoba menghubungkan Everett dengan Institute for Theoretical Physics di Santa Barbara, California. Everett dikabarkan tertarik, tapi tak ada yang terjadi dari rencana itu.
Timeline Teori
Musim dingin 1954-1955: Everett mulai menulis disertasi doktoral mengenai mekanika quantum.
Januari 1956: Everett menyerahkan draft tesis lengkap, The Theory of the Universal Wave Function.
Musim semi 1956: Wheeler membawa tesis itu ke Kopenhagen untuk didiskusikan dengan Niels Bohr dan fisikawan terkemuka lainnya. Mereka bereaksi negatif.
Agustus 1956-Maret 1957: Wheeler dan Everett menulis ulang tesis, mempersingkatnya secara drastis.
April 1957: Komite tesis menerima disertasi versi singkat, ‘Relative State’ Formulation of Quantum Mechanics.
Mei 1957: Bryce S. DeWitt (editor Reveiews of Modern Physics) bersikeras dalam sebuah surat kepada Wheeler bahwa “dunia riil tidak mencabang”.
Juli 1957: Reviews of Modern Physics mempublikasikan tesis versi singkat, bersama dengan penilaian penuh pujian terhadap teori itu dari Wheeler.
Musim semi 1959: Everett menemui Bohr di Kopenhagen, tapi keduanya tidak menggeser pendirian soal teori itu.
Maret 1970: Dieter Zeh mempublikasikan paper seminal mengenai dekoherensi. Dia menghargai karya Everett.
September 1970: DeWitt mempublikasikan artikel review dalam Physics Today, mempromosikan teori Everett.
1973: DeWitt dan Neill Graham mempublikasikan kedua versi tesis itu serta paper lain dalam sebuah buku.
Desember 1976: Majalah sains-fiksi Analog mempopulerkan teori tersebut.Juli 1985: David Deutsch mengajukan komputer quantum yang bisa mengeksploitasi paralelisme Everettian.
Totalitas PengalamanJuli 2007: Ulang tahun ke-50 pemuatan paper Everett dalam Reviews of Modern Physics ditandai dengan konferensi di Universitas Oxford dan sampul majalah Nature.
Everett meninggal di atas tempat tidur pada 19 Juli 1982. Dia kala itu baru berusia 51 tahun. Putranya, Mark, saat itu masih remaja, mengingat ketika menemukan tubuh ayahnya yang sudah tak bernyawa pagi itu. Meraba tubuhnya yang dingin, Mark sadar dirinya tidak memiliki kenangan pernah menyentuh ayahnya sebelumnya. “Saya tak tahu bagaimana harus merasa terkait fakta bahwa ayah saya baru meninggal,” dia menceritakan kepada saya. “Saya tidak betul-betul memiliki hubungan dengannya.”
Tak lama sesudah itu, Mark pindah ke Los Angeles. Dia menjadi penulis lagu yang sukses dan penyanyi utama sebuah band rock populer, Eels. Banyak dari lagunya mengekspresikan kesedihan yang dia alami sebagai anak seorang lelaki depresi, alkoholik, dan terpisah secara emosional. Baru bertahun-tahun setelah kematian ayahnya-lah Mark mengetahui karir dan prestasi Everett.
Saudara Mark, Elizabeth, melakukan upaya bunuh diri pertama, dari sekian banyak upaya, di bulan Juni 1982, hanya sebulan sebelum Everett meninggal. Mark menemukannya pingsan di lantai kamar mandi dan membawanya ke rumah sakit tepat waktu. Saat dia pulang larut di malam itu, kenangnya, ayahnya “memandang dari korannya dan berkata, ‘Saya tidak tahu dia sesedih itu.’” Pada 1996, Elizabeth bunuh diri dengan meminum pil tidur secara overdosis, meninggalkan sebuah catatan di dompetnya yang berbunyi bahwa dirinya akan ikut ayahnya di alam semesta lain.
Dalam sebuah lagu keluaran tahun 2005, Things the Grandchildren Should Know, Mark menulis: I never really understood / what it must have been like for him / living inside his head. Ayahnya yang cenderung solipsistik telah memahami dilema tersebut. “Sekali kita mengakui bahwa suatu teori fisika pada esensinya hanya merupakan model untuk dunia pengalaman,” simpul Everett dalam versi disertasinya yang belum disunting, “kita harus meninggalkan semua harapan menemukan semacam teori tepat…sebab totalitas pengalaman tak pernah bisa diakses oleh kita.”
Penulis
Peter Byrne (www.peterbyrne.info)
adalah jurnalis investigatif dan penulis sains yang berbasis di
California. Dia menulis biografi lengkap Hugh Everett. Byrne menyatakan
berhutang budi kepada Eugene Shikhovtsev dari Kostromo, Rusia, yang
merupakan sejarawan pertama yang mempelajari kehidupan Everett dan
berbagi material risetnya dengan murah hati; kepada American Institute
of Physics atas dukungan finansialnya; kepada George E. Pugh dan Kenneth
Ford atas bantuannya; dan kepada fisikawan yang mereview sains dalam
artikel ini: Stephen Shenker, Leonard Susskind, David Deutsch, Wojciech
H. Zurek, James B. Hartle, Cecile DeWitt-Morette, dan Max Tegmark.Untuk Digali Lebih Jauh
- The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics. Diedit oleh Bryce S. DeWitt dan Neill Graham. Princeton University Press, 1973.
- The Fabric of Reality. David Deutsch. Penguin Books, 1997.
- Biographical Sketch of Hugh Everett, III. Eugene Shikhovtsev. 2003. Online di http://space.mit.edu/home/tegmark/everett.
- Science and Ultimate Reality: Quantum Theory, Cosmology, and Complexity. Diedit oleh John D. Barrow, Paul C. W. Davies, dan Charles L. Harper Jr. Cambridge University Press, 2004.
- Things the Grandchildren Should Know. Mark Everett. Little, Brown (sedang dicetak).
Sumber: Sainstory - Sains Social History
No comments:
Post a Comment