Disertasi 17 Halaman

Oleh Ahmadie Thaha, Kolumnis

REPUBLIKA.CO.ID, JAKARTA -- Bayangkan seorang mahasiswa menyerahkan draft disertasi doktoral yang tebalnya hanya 17 halaman kepada dosen pembimbingnya. Kemungkinan besar ia akan langsung ditegur atau diminta merombak ulang pekerjaannya. Di banyak perguruan tinggi, proposal penelitian saja sering kali menuntut lembaran yang jauh lebih panjang.

Ada kebiasaan tak tertulis dalam tradisi akademik yang cenderung menyamakan ketebalan naskah dengan bobot intelektual. Skripsi seratus halaman dianggap lebih meyakinkan dari enam puluh halaman. Tesis dua ratus halaman dinilai lebih berbobot dari seratus dua puluh halaman. Dan disertasi seolah wajib berjilid-jilid tebalnya.

Namun, Albert Einstein pernah menghadirkan preseden yang mendobrak kebiasaan tersebut. Ia mengajukan disertasi doktoral berjudul Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen ke Universitas Zürich pada 30 April 1905. Tebalnya memang hanya 17 halaman. Lalu ia menerima gelar doktor secara resmi pada 15 Januari 1906.

Cerita di balik penyerahan naskah tersebut kemudian berkembang menjadi legenda akademik yang populer. Konon, pembimbingnya mengembalikan disertasi itu semata-mata karena dianggap terlalu pendek. Einstein lantas menambahkan satu kalimat penjelas, menyerahkannya kembali, dan naskah itu pun langsung diterima.

Dalam versi populer lainnya, naskah 17 halaman tersebut kemudian dikenal sebagai 21 halaman setelah diterbitkan. Narasi ini seolah menggambarkan bahwa sang calon doktor hanya perlu memberikan sedikit tambahan pemanis agar syarat administratif akademik dapat terpenuhi.

Cerita tersebut memang menarik dituturkan, dan fakta ilmiah di balik naskah 17 halaman itu jauh lebih substansial untuk dibedah. Tapi, apabila ada yang mengira Einstein merumuskan teori gravitasi atau kosmologi modern dalam 17 halaman tersebut, dugaan itu dipastikan keliru.

Einstein sama sekali tak membahas teori relativitas umum di sana. Teori gravitasinya yang monumental pun baru lahir satu dasawarsa kemudian, dengan formulasi akhirnya pada 1915. Fokus disertasi Einstein justru menjawab satu pertanyaan mendasar dalam fisika: berapa sebenarnya ukuran sebuah molekul?

Pada awal abad ke-20, keberadaan atom dan molekul sebagai realitas fisik masih menjadi perdebatan di kalangan ilmuwan. Sebagian mereka memandang atom sebagai entitas riil di alam, sementara sebagian lainnya menganggapnya sekadar abstraksi yang berguna untuk menjelaskan gejala fisik dan kimia.

Einstein termasuk ilmuwan yang meyakini bahwa dunia mikroskopis itu sungguh-sungguh ada. Ia tertarik membuktikan keberadaannya dengan merancang metode analisis yang menghubungkan fenomena yang tak kasatmata dengan besaran yang dapat diukur di laboratorium.

Melalui pendekatan hidrodinamika, Einstein mengamati perilaku cairan yang mengandung zat terlarut, seperti gula dalam air. Ketika molekul gula melarut, sifat fisik cairan mengalami perubahan, terutama pada tingkat viskositas atau kekentalannya dan pada proses difusi.

Dari hubungan antara viskositas, difusi, konsentrasi zat, dan ukuran partikel, Einstein merumuskan metode untuk memperkirakan ukuran molekul sekaligus menentukan bilangan Avogadro, yakni jumlah partikel dalam satu mol zat.

Einstein menggunakan data larutan gula dengan konsentrasi yang diketahui, bersama rumus baru untuk difusi. Tujuannya, untuk menghitung ukuran molekul dan jumlah molekul dalam satu mol dari viskositas larutan. Ia berhasil membuktikan keberadaan entitas yang tak terlihat melalui jejak perubahan fisik yang ditinggalkannya pada materi yang terlihat.

Inilah salah satu kekuatan utama metode ilmiah. Kita tidak perlu melihat angin secara langsung untuk membuktikan kehadirannya, melainkan cukup mengukur gerakan dedaunan yang ditiupnya. Kita tidak perlu memegang gravitasi untuk mengukur pengaruhnya, melainkan cukup mengamati percepatan jatuh suatu benda.

Einstein tidak perlu memotret bentuk molekul untuk menghitung dimensinya, melainkan membaca dinamika gerak cairan di sekitarnya.

Disertasi itu kemudian diterbitkan sebagai artikel di Annalen der Physik pada 1906 dan menjadi salah satu karya Einstein yang paling sering dikutip. Arsip dan publikasi Universitas Zürich maupun Max Planck Institute mencatat karya tersebut sebagai bagian penting dari pekerjaan ilmiahnya tentang dimensi molekul.

Fakta ini memperlihatkan perbedaan tajam antara panjangnya suatu tulisan dan kedalaman sebuah gagasan. Ringkasnya sebuah naskah ilmiah sama sekali tidak identik dengan dangkalnya pemikiran.

Sayangnya, dunia akademik modern kadang mengidap kecenderungan untuk memperpanjang uraian secara berlebihan. Penulis kerap dituntut oleh dosen pembimbing untuk memperluas pembahasan, menambah subbab, memperbanyak referensi, dan memperpanjang analisis.

Pembimbing Einstein juga berlaku demikian. Kendati demikian, narasi sejarah mengenai penolakan disertasi Einstein olehnya perlu dibaca secara kritis dan proporsional. Apakah disertasi tersebut benar-benar sempat ditolak hanya karena terlalu pendek?

Kisah mengenai dikembalikannya naskah tersebut memang berakar dari kesaksian lisan. Menurut biografi yang ditulis Carl Seelig, Einstein pernah menceritakan pengalaman tersebut sambil berseloroh bahwa naskahnya diterima tanpa keberatan setelah ia menambahkan satu kalimat.

Namun, tidak ada bukti dokumenter yang cukup kuat untuk memastikan episode tersebut persis terjadi seperti dalam cerita populer. Karena itu, kisah “satu kalimat” lebih tepat diperlakukan sebagai anekdot yang dituturkan Einstein daripada sebagai fakta administratif yang telah terbukti di arsip universitas.

Dokumen resmi justru menunjukkan bahwa dua profesor pengujinya, Alfred Kleiner dan Heinrich Burkhardt, menilai hasil kerja Ensteim secara positif. Namun, di kemudian hari memang ditemukan kesalahan dalam disertasi itu —dan justru di sinilah kisah Einstein menjadi lebih manusiawi.

Pada 1910, Jacques Bancelin melakukan eksperimen di lingkungan penelitian Jean-Baptiste Perrin. Ia memperoleh hasil yang menunjukkan bahwa koefisien viskositas dalam rumus Einstein tak cocok dengan pengamatan. Hasil eksperimen Bancelin menunjukkan faktor sekitar 3,8–3,9, sedangkan perhitungan Einstein semula memberikan faktor 1.

Einstein kemudian memeriksa kembali perhitungannya sendiri, tapi ia mengaku tak menemukan kesalahan. Ia kemudian meminta asistennya, Ludwig Hopf, untuk memeriksa ulang kalkulasi tersebut. Hopf menemukan kesalahan dalam diferensiasi beberapa komponen kecepatan yang digunakan dalam persamaan tekanan.

Setelah kesalahan itu diperbaiki, koefisien viskositas yang benar menjadi 2,5. Einstein kemudian menerbitkan koreksi resmi pada 1911 dengan judul Berichtigung zu meiner Arbeit: “Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen”. Einstein sendiri menjelaskan bahwa Hopf menemukan kesalahan perhitungan yang cukup memengaruhi hasil.

Koreksi tersebut bukan sekadar tambalan kecil di pinggir halaman. Ia mengubah hasil numeriknya. Dalam perhitungan awal disertasinya, Einstein memperoleh bilangan Avogadro sekitar 2,1 × 10²³. Setelah menggunakan data eksperimen yang lebih baik, nilainya menjadi sekitar 4,15 × 10²³.

Setelah kesalahan matematis itu ditemukan dan koefisien viskositas diperbaiki menjadi 2,5, Einstein menghitung ulang dan memperoleh sekitar 6,56 × 10²³ molekul per mol —nilai yang sudah dekat dengan nilai yang kemudian diterima, sekitar 6,02 × 10²³.

Genius pun rupanya bukan jalan yang selalu lurus seperti penggaris. Kadang ia harus berbelok karena angka di atas kertas bertabrakan dengan kenyataan di laboratorium.

Disclaimer: Pandangan yang disampaikan dalam tulisan di atas adalah pendapat pribadi penulisnya yang belum tentu mencerminkan sikap Republika soal isu-isu terkait.