Seri Filsafat Kimia (11)

PENEMUAN ELEKTRON DAN TEORI ATOM THOMSON : Sebuah Kolaborasi antara Keyakinan dengan Fakta Kebenaran

Oleh : 
Dr. Agung Nugroho Catur Saputro, M.Sc.

Apakah partikel terkecil penyusun materi? Ya..benar atom. Atom awalnya hanyalah sebuah pemikiran tanpa bukti eksperimen oleh para ahli filsafat Yunani. Walau hanya sebuah konsep pemikiran, ternyata dulu atom pernah menjadi topik perdebatan yang sangat sengit antar para ahli filsafat Yunani. Di antara ahli-ahli filsafat Yunani, tercatat dalam sejarah terdapat dua ahli filsafat Yunani yang berbeda pendapat tentang atom. 

Dua orang ahli filsafat Yunani yang berbeda pendapat tentang atom adalah Aristoteles dan Demokritos. Aristoteles tidak mempercayai keberadaan atom sedangkan Demokritos mempercayainya. Istilah "ATOM" sendiri merupakan sebuah nama yang diberikan oleh Demokritos untuk menyebut partikel terkecil yang menyusun materi (atom berasal dari kata Yunani "Atomos" yang berarti tidak dapat dibagi lagi).

Munculnya pemikiran tentang atom sebenarnya bermulai dari pemikiran filosofi berikut : Jika suatu materi dibagi menjadi menjadi dua bagian, kemudian setiap bagian dibagi lagi menjadi dua bagian...dan proses pembagian tersebut berlangsung terus-menerus. Apakah yang terjadi selanjutnya?  Nah...di sinilah terjadi perbedaan pendapat. 

Aristoteles meyakini bahwa materi bersifat kontinyu, artinya proses pemotongan materi dapat berlangsung terus-menerus tanpa terhingga. Sementara itu, Demokritos berbeda pemikiran dengan Aristoteles, dia mempercayai bahwa materi bersifat diskontinyu, artinya proses pemotongan materi suatu saat akan berhenti ketika sudah diperoleh materi paling kecil yang sifatnya sama dengan materi semula yang disebut "atom". Inilah awal cikal bakal ditemukannya konsep atom.

Konsep atom ini bertahan ratusan tahun dan hanya sekedar pemikiran tanpa pembuktian secara eksperimen sejak tahun 400an SM hingga tahun 1800an M ketika John Dalton merumuskan teori atom modernya. Dalton merumuskan teori atomnya secara ilmiah dengan menggunakan hukum-hukum yang telah dirumuskan para ilmuwan sebelumnya. Dalton menyatakan bahwa atom itu merupakan partikel terkecil penyusun materi yang bersifat " NETRAL". Atom digambarkan oleh Dalton seperti bola pejal yang sangat kecil sekali yang bersifat netral (tidak bermuatan listrik).

Konsep ke-Netral-an atom Dalton ini bertahan cukup lama hingga ada penemuan fakta baru yaitu penemuan partikel bermuatan listrik negatif yang disebut "elektron".

Elektron merupakan partikel penyusun atom yang bermuatan listrik negatif. Elektron ditemukan J.J. Thomson melalui serangkaian eksperimen menggunakan " Tabung Sinar Katoda". Penemuan elektron oleh Thomson tersebut berdampak luar biasa terhadap kebenaran konsep atom netral dari John Dalton. Dan di sinilah kejeniusan dan kedalaman pemikiran Thomson sebagai ilmuwan dipertaruhkan. Menurut Anda, kira-kira apa yang dilakukan oleh Thomson? Apakah Thomson akan mengganti konsep bahwa "atom bersifat netral" dengan konsep "atom bersifat negatif"? Di sinilah sejarah mencatat kehebatan pemikiran J.J. Thomson.

Penulis mencoba membayangkan  bagaimana beratnya pemikiran Thomson waktu itu. Bagaimana bingungnya Thomson, apakah tetap " meyakini" bahwa atom itu bersifat netral, sedangkan fakta kebenaran baru telah ia temukan bahwa di dalam atom terdapat elektron yang bermuatan negatif. Kalau seandainya Thomson memilih mengganti keyakinan konsep atom bersifat netral dengan konsep atom bermuatan negatif, maka sampai di situlah akhir dari karier akademiknya. Dia akan tercatat dalam sejarah ilmu pengetahuan sebagai ilmuwan yang gagal menafsirkan hasil penemuannya dan kehilangan momennya. Tetapi Thomson ternyata bukan seorang ilmuwan amatiran, dia adalah seorang ilmuwan besar yang kaya dengan pengalaman mengolah data-data eksperimen. Dia ternyata tidak mengambil langkah sederhana dengan hanya mengganti konsep atom menjadi bermuatan. Dan di sini-lah terlihat kehebatan dan kejeniudan Thomson. Apa yang dilakukan Thomson? 

Thomson ternyata tetap mempertahankan "keyakinannya" sebagaimana gagasan Dalton bahwa atom bersifat netral. Lantas bagaimana dengan fakta kebenaran keberadaan elektron? Thomson berpendapat bahwa atom bersifat netral. Karena di dalam atom terdapat elektron yang bermuatan negatif, maka Thomson berhipotesis bahwa  seharusnya di dalam atom ada "suatu muatan positif" yang tersebar merata yang dapat menetralkan muatan negatif elektron sehingga secara keseluruhan atom tetap bersifat netral. Berdasarkan pemikirannya tersebut, akhirnya Thomson mengusulkan teori/model atom yang baru yang dikenal dengan teori atom "Plumpudding" atau di Indonesia dikenal dengan sebutan teori atom "roti kismis".

Hikmah pelajaran apa yang dapat kita peroleh dari sejarah Thomson di atas? Kebenaran hasil pengamatan mata terkadang terkesan berbeda atau bertolak belakang dengan keyakinan. Padahal sebenarnya kebenaran pengamatan bisa memperkuat kebenaran keyakinan. Kebenaran pengamatan merupakan hasil kerja panca indra kita yang terkadang terbatas dan semu, sedangkan kebenaran keyakinan berasal dari hati nurani yang bersih dan suci. Kalau  kebenaran hasil pengamatan langsung dibenturkan dengan kebenaran keyakinan, maka pasti terjadi konflik pemikiran. Tetapi dengan menggunakan " akal penalaran", kita akan dapat "mengkombinasikan" dan "mengharmonisasikan" kebenaran pengamatan dan kebenaran keyakinan dengan sangat "cantik" dan hasilnya kita semakin meyakini kebenaran tersebut. WaAllahu a'lam.

Demikian, semoga bermanfaat.

*) Staf Pengajar Kimia di Universitas Sebelas Maret (UNS).