flame always upwards ( nyala api selalu keatas )

Mengapa api selalu mengarah ke atas? Mengapa bukan ke kiri, ke kanan, atau ke bawah? Seperti biasa, kita akan membahasnya dengan ilmu fisika. Inilah indahnya fisika, kita dapat memahami kejadian alam.

 

Pertama-tama mari kita kenal lebih jauh apa sebenarnya api itu. Api merupakan suatu area gas di mana terjadi proses oksidasi dengan laju tinggi. Oksidasi sendiri merupakan reaksi kimia antara suatu zat dan oksigen. Contoh lain oksidasi adalah proses perkaratan besi, akan tetapi oksidasi tipe ini berlangsung lama, sedangkan oksidasi pada api berlangsung sangat cepat. Reaksi oksidasi yang terjadi pada api membebaskan banyak energi sehingga timbul panas dan cahaya. Itulah sebabnya api menghasilkan panas dan memancarkan cahaya.

Beri berkarat: Proses oksidasi

Terjadinya api merupakan salah satu aplikasi sederhana dari teori Einstein yang terkenal, E = mc², yaitu bahwa massa dan energi adalah setara. Untuk menghasilkan energi, kita perlu menghancurkan massa. Begitu pula api. Dengan menghancurkan (membakar) massa dalam sebatang kayu, kita mendapatkan energi (api).

Karena api menghasilkan panas, maka gas yang menjadi tempat kobaran api ikut menjadi panas. Ketika gas dalam keadaan panas, molekul gas tersebut bergerak makin cepat sehingga terpisah semakin jauh satu dengan lainnya. Hal ini mengakibatkan gas panas itu mengalami pemuaian (volumenya membesar). Karena terjadi pertambahan volume, maka massa jenis gas itu mengecil (menjadi lebih ringan). Sementara itu, gas udara di sekitar api (yang lebih dingin) memiliki massa jenis lebih besar (lebih berat). Alhasil, gas panas api bergerak ke atas (terjadi efek apung). Ketika gas panas api naik, udara sekitar yang lebih dingin turun mengisi kekosongan. Udara inipun terbakar dan membentuk api sehingga kembali bergerak ke atas. Begitu seterusnya.

Jika kita analisis lebih jauh, udara dingin yang berat dapat bergerak turun mengganti posisi gas api karena udara dingin tersebut ditarik oleh gaya gravitasi. Jadi, dapatlah kita katakan bahwa arah nyala api selalu berlawanan dengan arah gaya gravitasi. 

Muncul pertanyaan lanjutan, apakah kita bisa menyalakan lilin di luar angkasa? Jawabannya adalah tidak bisa, karena api terbentuk dari proses oksidasi sehingga harus ada oksigen. Di luar angkasa tidak ada oksigen sehingga api tidak bisa terjadi. Jika kita membawa suatu tabung berisi oksigen ke luar angkasa, barulah kita dapat menyalakan lilin di sana. Ketika lilin telah menyala dalam tabung, ke manakan arah apinya? Apinya akan mengarah berlawanan dengan arah gravitasi. Jika gravitasi mengarah ke kanan, maka api mengarah ke kiri. Jika gravitasi mengarah ke atas, maka api mengarah ke bawah. Andaikata lilin tersebut dinyalakan di tempat yang bebas gravitasi, maka apinya akan mengarah ke segala arah secara acak. 

  

Kenapa Lilin Bisa Menyala dan Rahasia Api

Struktur Lilin

Lilin merupakan teknologi kuno manusia yang telah ada ribuan tahun lamanya. Lilin pada awalnya digunakan hanya untuk penerangan (api) saja, namun berkembang hingga digunakan sebagai bagian dari upacara khusus.

Lilin sendiri memiliki struktur yang sederhana. Yang pertama ialah Wax (padatan lilin) dan sumbu di bagian tengahnya.Wax pada lilin merupakan senyawa hidrokarbon rantai panjang yang dihasilkan sebagai produk sampingan dari destilasi fraksional suatu minyak bumi. 

 

 

Bagaimana lilin bisa menyala?

Lilin menyala karena sumbu yang dilapisi oleh wax. Saat sumbu dibakar dengan api, lilin menyala kemudian panas dari api menyebabkan wax yang padat meleleh menjadi cairan. Cairan wax ini terserap oleh sumbu lilin sehingga naik ke atas, kemudian wax ini menjadi bahan bakar untuk nyala api.

Terbentuknya Nyala Api

Pernahkah kalian melakukan percobaan ini, menutup lilin yang menyala dengan gelas? Apa yang terjadi? Apakah seperti ilustrasi di bawah ini?  

  

Jika iya, maka selain bahan wax lilin hal lain yang diperlukan untuk menyalakan api ialah adanya gas Oksigen di Udara. Sehingga jika kamu menutup lilin dengan gelas, maka api pada lilin akan padam, karena tidak adanya gas oksigen yang mencukupi untuk terjadinya reaksi pembakaran.

Reaksi Pada Lilin

Berdasarkan uraian diatas maka dapat disimpulkan bahwa rangkaian reaksi yang terjadi pada lilin ialah seperti dibawah ini: 

Kenapa Api mati ketika ditiup?

Ada beberapa hal yang menyebabkan hal ini, pertama karena nafas kita mengandung karbondioksida yang akan menggeser oksigen di sekitar sumbu api, sehingga api mati. Kedua, nafas kita mengandung kadar air yang cukup untuk mematikan api. Ketiga, hembusan angin kita menghamburkan gas lilin yang menjadi bahan bakar api, tanpa bahan bakar maka sumbu akan mati.

System Sense / sensory in Humans

Sistem Indera / sensor  pada Manusia

Semua penyebab perubahan dalam tubuh kita dikenal dengan rangsang (stimulus). Rangsang dapat dibedakan mejadi dua, yaitu:

• Rangsang dari luar       :  berupa bau, asin, manis, cahaya, kelembaban, tekanan, gaya berat, dan lain sebagainya.
• Rangsang dari dalam    : berupa lelah, haus, nyeri, kenyang, pusing, dan lain sebagainya.

Umumnya rangsang akan diterima oleh alat tubuh yang khusus menerima rangsang, yaitu indera atau disebut juga reseptor. Reseptor yang bertugas sebagai penerima rangsangan dibedakan menjadi:

1. Eksteroseptor (reseptor luar), yaitu organ tubuh yang mampu menerima rangsangan dari luar, misalnya mata, telinga, hidung, dan lain sebagainya.
2. Interoseptor (reseptor dalam), yaitu organ tubuh yang mampu menerima rangsangan dari dalam tubuh sendiri, misalnya rasa lapar, haus.

Berikut ini akan dibahas beberapa reseptor yang penting, yaitu:

1. Kinestesis
2. Indera Peraba
3. Indera Pengecap dan Pembau
4. Indera Pendengar
5. Indera Penglihat

1.    Kinestesis

Kinestesis adalah indera yang terdapat pada otot, tulang, dan sendi. Indera ini termasuk proprioreseptor. Kinestesis dapat membantu koordinasi sikap tubuh. Misalnya kita dapat memakai baju walaupun mata tertutup.

2.    Indera Peraba (Mekanoreseptor / Tangoreseptor)

Indera peraba disebut tangoreseptor/mekanoreseptor dan terdapat di kulit. Ini semua merupakan eksteroseptor, sedangkan yang terdapat di dalam tubuh sebagai intereseptor adalah yang dapat merasakan haus, lapar, dan lain sebagainya. Indera peraba dan perasa tersebar di seluruh permukaan kulit, tetapi tidak sama banyak. Pada ujung jari terdapat amat banyak, demikian pula pada telapak tangan, telapak kaki, bibir, dan alat kelamin.
Pada kulit bagian dermis terdapat indera yang digunakan untuk menerima berbagai rangsangan:

• ujung saraf bebas: menerima rangsang nyeri / sakit
• korpuskel Meissner: menerima rangsang sentuhan
• korpuskel Paccini : menerima rangsang tekanan
• korpuskel Ruffini: menerima rangsang panas
• korpuskel Krausse: menerima rangsang dingin

Penampang kulit manusia

3.     Indera Pengecap dan Pembau  (Kemoreseptor)

Pengecap (lidah) adalah indera yang berfungsi untuk menangkap rangsangan senyawa kimia yang larut dalam air. Sedangkan indera pembau (bukan pencium) berfungsi menangkap zat-zat kimia yang menguap (hidung). Keduanya termasuk kemoreseptor.
Indera pengecap terdapat di lidah, berupa puting-puting pengecap yang dapat dibedakan atas bagian-bagian:

• tepi depan untuk rasa manis
• belakang untuk rasa pahit
• samping untuk asam
• depan untuk rasa asin

Perlu dipahami bahwa sebenarnya area pengecap pada lidah tidak dibatasi seperti itu. Semua area pada lidah bisa mengecap semua rasa. Tetapi ada area tertentu yang lebih peka terhadap rasa tertentu seperti area-area di atas.

Penampang lidah manusia

Bentuk puting pengecap pada lidah

Skema penampang hidung manusia

Pembau dan pengecap keduanya memberi kontribusi dalam merasakan makanan. Perhatikan bahwa kedua indera ini memiliki akses langsung ke pusat bau dan rasa di otak.

4.     Indera Pendengar (Phonoreseptor)

Reseptor pendengaran atau fonoreseptor berupa sel-sel berbentuk rambut. Fungsi sel rambut adalah untuk menerima rangsangan getaran dan mengubahnya menjadi impuls sensorik yang selanjutnya ditransmisikan ke pusat pendengaran. Alat pendengaran manusia berupa telinga.

Penampang struktur telinga manusia

Struktur telinga manusia
Terdiri atas telinga luar, telinga tengah, dan telinga dalam.
1. Telinga luar, bagian-bagiannya:
–    daun telinga
–    saluran telinga yang dindingnya dapat menghasilkan minyak serumen.
2. Telinga tengah (ruangan timfani) terdiri atas:
–    gendang telinga/selaput pendengaran (membran timfani).
–    tulang-tulang pendengaran yang terdiri atas:
–     martil(maleus)
–     landasan (inkus)
–     sanggurdi (stapes)
–    saluran Eustachius, yaitu saluran penghubung antara ruang telinga dengan rongga faring.
3. Telinga dalam (Labyrinth) terdiri atas:
–    Organ pendengaran atau koklea (rumah siput).
Struktur rumah siput (koklea)
Rumah siput berupa saluran spiral terbagi atas 3 daerah, yaitu:
1.    Skala vestibuli yang terletak di bagian dorsal
2.    Skala media terletak di bagian tengah
3.    Skala timfani terletak di bagian ventral
Antara skala yang satu dengan skala yang lain dipisahkan oleh:
–    membran vestibularis: memisahkan skala vestibuli – skala media.
–    membran tektoral memisahkan skala media –  skala timfani.
–    membran basilaris: memisahkan skala timfani – skala vestibuli.
Struktur koklea
Struktur organ Corti
Organ corti terdapat pada skala media, terdiri atas:
–    sel-sel rambut saraf pendengaran yang terdapat di dalam selaput dasar
–    membrana tektoralis atau selaput atas. Selaput atas terletak di atas sel-sel rambut, merupakan penerus getaran dari fenestra ovali ke sel-sel rambut lewat cairan limfe yang terdapat pada skala media.
–    organ keseimbangan: terdiri atas kanalis semi sirkularis (saluran setengah lingkaran), sakulus, dan utrikulus.

Struktur organ Corti. Inilah organ pendengaran yang sesungguhnya pada telinga manusia

Rangsang getaran yang diterima ujung saraf pendengaran diteruskan oleh saraf koklea ke otak. Di dalam koklea terdapat 24.000 alat corti, yang masing-masing mempunyai kepekaan menerima frekuensi tertentu. Kita hanya dapat mendengar suara dari 20 sampai 20.000 Hertz, tetapi ada orang-orang tertentu yang dapat mendengar antara 16 sampai 20.000 Hertz.
Mekanisme transmisi pendengaran
Suara dari luar dapat sampai pada skala media dengan beberapa cara:
a.    Penghantaran udara: getaran suara luar menggetarkan membran timfani. Kemudian oleh tulang pendengaran akan diteruskan ke fenestra ovali (tingkap oval) dan akan menggetarkan cairan limfe pada koklea. Akibatnya, sel-sel rambut dari organ korti terangsang, menghasilkan impuls dan diteruskan oleh saraf auditorius ke pusat pendengaran di otak
b.    Penghantaran tulang: getaran yang terjadi pada tulang-tulang tubuh kita (misalnya tulang tengkorak) akan menyebabkan bergetarnya cairan limfe pada koklea.

Urutan mekanisme pendengaran pada telinga manusia. Perhatikan arah anak panah yang menggambarkan aliran getaran suara

Gangguan pada pendengaran
Tuli atau kurang tajam pendengaran, dapat disebabkan oleh:
a.    Tuli konduksi, dapat terjadi karena:
–     penyumbatan saluran telinga oleh minyak serumen
–     penebalan atau pecahnya membrana timfani
–     pengapuran tulang pendengaran
–     kekakuan hubungan stapes pada fenesta ovali.
b.    Tuli saraf dapat disebabkan oleh:
–     kerusakan saraf auditorius
–     kerusakan saraf pendengaran
Alat keseimbangan pada telinga

Reseptor keseimbangan terdapat dalam kanalis semisirkularis, utrikulus, dan sakulus.
a.     Kanalis semisirkularis (saluran setengah lingkaran)
Suatu struktur yang terdiri atas 3 tulang setengah lingkaran, tersusun menjadi satu kesatuan dengan posisi berlainan, yaitu ada yang horisontal, vertikal atas dan vertikal belakang. Setiap kanalis berisi endolimfe, dan pada setiap pangkalnya membesar disebut ampula, dan berisi reseptor keseimbangan yang disebut cristae ampularis. Pada cristae ampularis terdapat cupula yang berhubungan langsung dengan sel-sel reseptor keseimbangan. Kelembaman endolimfe yang terdapat dalam kanalis semisirkularis akan menyebabkan ia bergerak ke arah yang berlawanan dengan arah putaran/gerakan sehingga kita dapat merasakan adanya perubahan posisi tubuh.
b.    Sakulus dan utrikulus
Merupakan alat keseimbangan statis (statoreseptor) yaitu berfungsi memberikan respons terhadap perubahan kedudukan tubuh, misalnya tegak, miring, dan lain-lainnya. Pada dasar utrikulus terdapat makula (organ otolith). Kedudukan otolith ini akan berubah bila posisi kepala berubah.

Kanalis semisirkularis merupakan alat keseimbangan pada telinga manusia. Di dalamnya terdapat endolimfe. Bila endolimfe bergerak, maka cupula akan ikut bergerak. Gerakan cupula akan diterima oleh sel-sel reseptor dan diteruskan ke otak sehingga kita bisa merasakan gerakan maju, mundur, ke kanan, dan ke kiri.

5.    Indera Penglihat (Fotoreseptor)

Indera penglihat disebut juga fotoreseptor. Sel  fotoreseptor yang terdapat pada retina dapat dibedakan dua macam, yaitu sel batang (basilus) bertugas menerima rangsangan cahaya yang tidak berwarna, dan sel kerucut (konus) yang bertugas menerima rangsangan cahaya yang berwarna atau terang. Sel fotoreseptor bertugas menerima dan mengubah rangsangan cahaya menjadi impuls, yang selanjutnya oleh otak diubah menjadi sensasi penglihatan.

Penampang bola mata manusia

Beginilah penampang bola mata yang sebenarnya. Kiri: bagian berwarna hitam adalah koroid. Tampak di tengah adalah lensa mata. Kanan: tampak di tengah adalah lapisan retina yang melapisi permukaan dalam bola mata hingga ke bagian belakang.

1.     Struktur bola mata
Dinding bola mata terdiri atas 3 lapis, yaitu:

• Sklera, berwarna putih dan merupakan lapisan terluar. Bagian depannya transparan dan disebut kornea.
• Koroid, merupakan lapisan tengah yang berwarna hitam dan merupakan bagian yang berfungsi nutritif, karena banyak mempunyai pembuluh darah.
• Retina, merupakan selubung terdalam, dan merupakan neuroepitelium, yaitu epitelium yang berfungsi sebagai reseptor. Pada lapisan retina inilah terdapat sel batang dan sel kerucut (sel fotoreseptor)

Di dalam bola mata terdapat:

• Aqueous humor, yaitu cairan yang mengisi ruangan antara lensa mata dengan retina.
• Viterous humor, ialah cairan yang mengisi rongga mata antara lensa mata dengan kornea.
• Lensa mata, bentuknya bikonveks, terikat oleh otot siliaris.
• Iris (selaput pelangi), merupakan struktur berpigmen yang memberi warna mata. Tersusun atas serabut otot sirkular.

2.     Struktur retina
Tersusun atas 3 lapisan, yaitu:

• lapisan neuroepitelium
• lapisan bipolar
• lapisan ganglion

Akson dari sel-sel ganglion berkumpul membentuk saraf optikus. Tempat berkumpulnya akson-akson tersebut bintik buta. Sedang dibagian lain dari retina terdapat suatu daerah yang banyak mengandung sel kerucut dan sel batang. Di tengahnya berupa lekukan yang hanya mengandung sel kerucut, disebut fovea sentralis (bintik kuning).

• Sel basilus mengandung pigmen rodopsin (senyawa antara vitamin A dengan protein). Bila terkena sinar rodopsin terurai dan pada waktu gelap terbentuk lagi. Waktu yang diperlukan untuk proses pembentukan rodopsin ini disebut waktu adaptasi, di mana kita akan kurang dapat melihat.
• Sel konus banyak mengandung pigmen iodopsin, yaitu senyawa antara retinin dan opsin. Ada tiga macam sel konus, yaitu yang peka terhadap warna biru, hijau, dan merah. Dari ketiga pasangan konus itu kita dapat menerima rangsang warna dari spektrum warna ungu sampai merah.

Gangguan indera penglihatan
Mata dikatakan normal bila dapat memfokuskan sinar sejajar yang masuk ke mata tepat pada bintik kuning. Keadaan ini disebut mata emmertrop. Bila sinar yang datang tidak jatuh tepat pada bintik kuning, maka akan menimbulkan gangguan penglihatan. Berikut ini beberapa jenis gangguan penglihatan :

• Mata hipermetrop, penyebabnya lensa mata terlalu pipih sehingga bayangan jatuh di belakang bintik kuning. Untuk menormalkannya dapat dibantu dengan lensa cembung (positif).
• Mata miop, penyebabnya lensa terlalu cembung, sehingga bayangan jatuh di depan bintik kuning. Untuk menormalkannya dapat ditolong dengan lensa cekung (negatif).
• Mata presbiop. Ini adalah gangguan yang umumnya terdapat pada orang berusia lanjut. Cahaya sejajar yang datang difokuskan di belakang retina sebab lensa mata terlalu pipih karena daya akomodasi terlalu lemah.
• Mata astigmat, bila cahaya sejajar yang datang tidak difokuskan ke satu titik. Di sebabkan oleh kornea yang tidak rata. Astigmat teratur, dapat dibantu oleh lensa silindris, sedangkan astigmat tidak teratur tidak dapat ditolong.
• Hermeralopi atau rabun senja, disebabkan oleh kekurangan vitamin A. Bila berkelanjutan akan diikuti gejala terbentuknya bintik putih (bitot spot), kemudian mengeringnya kornea (xeroftalmia) dan akhirnya mengalami keratomalasi (rusaknya kornea).
• Buta warna, merupakan penyakit mata yang menurun dimana seseorang tidak bisa membedakan warna tertentu. Mata normal ialah mata yang memiliki 3 macam sel kerucut, yang disebut mata trikomat sedangkan mata dikromat hanya memiliki dua sel kerucut. Dengan demikian dapat terjadi kemungkinan: buta warna merah (protanopia) buta warna hijau (duteranopia), atau buta warna biru (tritanopia). Ketiganya disebut buta warna sebagian. Jenis penyakit buta warna lainnya adalah mata monokromat, yang hanya memiliki satu macam sel kerucut. Orang demikian hanya dapat membedakan warna hitam dan putih. Kasus seperti itu disebut buta warna total. 

the idea of the reality of space and time

Sedikit saja ide yang telah merasuki kesadaran manusia sedalam ide tentang waktu. Ide tentang waktu dan ruang telah mengganggu pemikiran manusia selama ribuan tahun. Hal-hal ini sekilas nampak sederhana dan mudah dipahami, karena mereka sangat dekat dengan pengalaman sehari-hari. Segala hal hadir dalam ruang dan waktu, sehingga mereka nampak sebagai hal-hal yang akrab dengan kita. Walau demikian, apa yang akrab dengan kita tidaklah otomatis dipahami. Dengan penelitian yang lebih dekat, ruang dan waktu bukanlah hal yang mudah dipahami. Di abad ke-5, Santo Agustinus mengatakan: "Lalu, apakah waktu itu? Jika tidak ada yang bertanya, saya tahu apa waktu itu. Jika saya ingin menjelaskannya pada seseorang yang bertanya kepada saya, saya tidak tahu." Kamus juga tidak banyak bermanfaat. Waktu didefinisikan sebagai "satu periode", dan satu periode didefinisikan sebagai "waktu". Kita tidak tambah pintar, Pada kenyataannya, hakikat waktu dan ruang adalah sebuah masalah filsafat yang cukup kompleks. 

Manusia jelas membedakan antara yang lalu dan yang akan datang. Satu rasa tentang waktu, walau demikian, tidaklah unik milik manusia atau hewan. Berbagai organisme sering memiliki "jam internal", seperti tumbuhan, yang berputar ke satu sisi di kala siang, dan ke sisi yang lain di kala malam. Waktu adalah satu pernyataan objektif tentang keadaan material yang berubah. Hal ini ditunjukkan bahkan oleh cara kita ketika berbicara tentangnya. Sangat jamak kita bicara tentang waktu yang "mengalir". Pada kenyataannya, hanya materi yang berbentuk cairan yang mengalir. Waktu bukan sekedar hal yang subjektif. Ia adalah cara kita menyatakan satu proses aktual yang hadir dalam dunia fisik. Waktu hanyalah satu pernyataan akan fakta bahwa segala materi hadir dalam sebuah keadaan yang terus berubah. Adalah takdir dan keharusan bagi semua hal yang material untuk berubah menjadi hal yang lain daripada dirinya sendiri. "Segala hal yang ada layak untuk dihancurkan."
Satu rasa tentang irama mendasari segalanya: detak jantung manusia, irama dalam berbicara, pergerakan dari bintang-bintang dan planet-planet, pasang naik dan pasang surut, pergantian musim. Hal-hal ini terukir sangat dalam pada kesadaran manusia, bukan sebagai pencitraan yang acak, tapi sebagai gejala riil yang menyatakan satu kebenaran mendasar tentang alam raya. Di sini intuisi manusia tidaklah keliru. Waktu adalah cara untuk menyatakan perubahan dalam keadaan dan pergerakan yang merupakan ciri tak terpisahkan dari materi dalam segala bentuknya. Dalam tata bahasa, kita memiliki tenses: past tense, future tense dan present tense. Penaklukan kolosal yang dilakukan nalar manusia memungkinkannya untuk membebaskan dirinya sendiri dari perbudakan waktu, untuk mengatasi situasi kongkrit dan menjadi "hadir" ['present'], bukan hanya di sini dan sekarang, tapi juga di masa lalu dan di masa datang, setidaknya di dalam pikiran.
Waktu dan gerak adalah dua konsep yang tidak terpisahkan. Keduanya hakiki bagi semua kehidupan dan semua pengetahuan di dunia, termasuk tiap perwujudan yang diambil oleh pikiran dan khayalan. Pengukuran, batu penjuru dari semua ilmu pengetahuan, akan mustahil tanpa ruang dan waktu. Musik dan tari didasarkan atas waktu. Seni sendiri mencoba mencapai satu rasa tentang waktu dan gerak, yang hadir bukan hanya diwakilkan oleh enerji fisik tapi juga oleh disainnya. Warna, bentuk dan garis dari sebuah lukisan membimbing mata melintasi permukaan dalam irama dan tempo tertentu. Inilah yang menumbuhkan rasa, ide dan emosi tertentu pada kita setelah kita menikmati karya seni tersebut. Keabadian adalah kata yang sering digunakan untuk menggambarkan berbagai karya seni, tapi justru sebenarnya menyatakan persis kebalikan dari apa yang dimaksudkan. Kita tidak akan dapat merasakan ketiadaan waktu, karena waktu hadir dalam segala sesuatunya.
Ada satu perbedaan antara ruang dan waktu. Ruang dapat juga menyatakan perubahan, sebagaimana perubahan dalam posisi. Materi hadir dan bergerak melalui ruang. Tapi jumlah cara yang dapat dilalui oleh perubahan ini besar tak berhingga: maju, mundur, naik atau turun, dengan derajat apapun. Pergerakan dalam ruang juga dapat berlaku kebalikannya. Pergerakan dalam waktu tidak dapat diputar balik. Keduanya adalah dua cara yang berbeda (bahkan bertentangan) dalam menyatakan satu ciri yang hakiki dari materi - perubahan. Inilah satu-satunya Kemutlakan yang ada.
Ruang adalah "kembaran" materi, kalau kita pakai istilah Hegel, sementara ruang adalah proses di mana materi (dan energi, yang merupakan pernyataan lain materi) terus-menerus berubah menjadi hal yang lain daripada dirinya sendiri. Waktu - "api yang menelan kita semua" - biasanya dilihat sebagai suatu hal yang destruktif. Tapi sebenarnya waktu juga merupakan pernyataan dari proses permanen penciptaan diri sendiri [self-creation], di mana materi terus-menerus berubah menjadi bentuk-bentuk lain yang jenisnya tak berhingga. Proses ini dapat dilihat dengan cukup jelas dalam materi-materi yang anorganik, terutama di tingkat sub-atomik.
Pandangan tentang perubahan, seperti yang dinyatakan dalam berlalunya waktu, dengan dalam merasuki kesadaran manusia. Inilah basis dari semua unsur tragis dalam kesusastraan, perasaan sedih karena berlalunya kehidupan, yang mencapai bentuknya yang paling indah dalam soneta-soneta Shakespeare, seperti yang satu ini, yang dengan gemilang menggambarkan satu rasa akan pergerakan waktu yang penuh keresahan:

"Like as the waves make toward the pebbled shore,

So do our minute hasten to their end;

Each changing place with that which goes before,

In sequent toil all forward to contend."

["Laksana ombak yang melaju ke pantai berpasir,

demikianlah menit demi menit berpacu menuju kehancuran;

semuanya bertukar tempat dengan para pendahulu,

berturutan mereka menyeret diri ke dalam pertempuran"]
Kemustahilan kita untuk membalik waktu tidak hanya berlaku untuk mahluk-mahluk hidup. Bukan hanya manusia, tapi bintang-bintang dan galaksi juga dilahirkan dan mengalami kematian. Perubahan berlaku untuk segala hal, tapi bukan hanya dalam makna yang negatif. Berdampingan dengan kematian, hadirlah kehidupan, dan keteraturan lahir secara spontan dari kekacauan. Tanpa kematian, kehidupan itu sendiri tidaklah akan dimungkinkan. Tiap orang bukan hanya sadar akan dirinya sendiri, tapi juga akan negasi dari diri mereka, dari batasan terhadap diri mereka sendiri. Kita dari alam dan akan kembali ke alam.
Mahluk-mahluk fana memahami bahwa sebagai mahluk fana mereka akan menemui kematian di ujung jalan yang mereka tempuh. Sebagaimana kitab Ayub mengingatkan kita: "Manusia yang lahir dari perempuan, singkat umurnya dan penuh kegelisahan."[i] Hewan tidaklah gentar akan kematian dengan cara yang sama dengan kita karena mereka tidak memahaminya seperti kita. Umat manusia telah berupaya meloloskan diri dari takdir mereka dengan mendirikan perkumpulan-perkumpulan istimewa yang menjanjikan satu kehidupan khayal setelah kematian. Ide tentang hidup abadi hadir dalam hampir tiap agama melalui bentuk yang satu atau yang lain. Inilah kekuatan penggerak di balik satu kehausan egoistis bagi suatu keabadian khayal dalam Surga yang tak kelihatan, yang diangankan akan menjadi penghiburan bagi "Lembah Kedukaan" yang ada di bumi yang penuh dosa ini. Maka, selama berabad-abad, manusia telah diajari untuk menyerah pasrah pada penderitaan dan kerasnya hidup di dunia karena mengharapkan satu hidup yang penuh kebahagiaan - setelah mereka mati.
Bahwa setiap individu harus meninggalkan dunia ini, itu semua orang tahu. Di masa datang, usia hidup manusia akan diperpanjang jauh melampaui harapan hidup "alamiah"-nya; walau demikian, kematian itu pasti akan datang. Tapi, apa yang terjadi pada individu tidak harus terjadi pada spesies. Kita terus hidup melalui anak-anak kita, melalui ingatan kawan-kawan kita dan melalui sumbangan yang kita buat untuk perbaikan nasib umat manusia. Inilah satu-satunya keabadian yang harus kita kejar. Bergenerasi umat manusia akan datang dan pergi, tapi akan selalu digantikan oleh generasi yang baru, yang akan mengembangkan dan memperkaya cakupan aktivitas dan pengetahuan umat manusia. Pencarian sejati bagi keabadian diwujudkan dalam proses tanpa henti atas perkembangan dan penyempurnaan manusia, karena umat manusia akan terus memperbaharui diri dalam tingkatan yang semakin lama semakin tinggi. Tujuan tertinggi yang dapat kita tetapkan bagi diri kita sendiri, dengan demikian, bukanlah satu firdaus khayal nun jauh di atas sana, tapi untuk berjuang meraih kondisi sosial riil yang akan memungkinkan pembangunan firdaus di bawah sini, di dunia ini.
Sejak pengalaman kita yang paling awal, kita telah mencapai pemahaman tentang pentingnya waktu. Sehingga sangatlah mengejutkan bahwa masih ada orang yang beranggapan bahwa waktu adalah suatu khayalan, satu ciptaan pikiran belaka. Ide ini telah bertahan bahkan sampai saat ini. Pada kenyataannya, ide bahwa waktu dan perubahan adalah sekedar khayalan bukanlah sesuatu yang baru. Ia hadir dalam agama-agama kuno seperti Buddhisme, dan juga dalam filsafat idealis seperti Phytagoras, Plato, dan Potinus. Aspirasi dari Buddhisme adalah untuk mencapai nirwana, satu keadaan di mana waktu berhenti berputar. Heraclitus, bapak dialektika, memahami dengan tepat hakikat waktu dan perubahan, ketika ia menulis bahwa "segalanya adalah dirinya sendiri sekaligus bukan dirinya sendiri, karena segalanya selalu berada dalam fluktuasi" dan "kita melangkah dan juga sekaligus tidak melangkah dalam arus yang sama, kita adalah diri kita sendiri dan sekaligus bukan."
Ide tentang perubahan sebagai sesuatu yang siklik adalah hasil dari masyarakat pertanian yang sangat bergantung pada perubahan cuaca. Cara hidup statis yang berakar dalam cara produksi masyarakat-masyarakat terdahulu menemukan perwujudannya dalam filsafat-filsafat yang statis. Gereja Katolik tidak sanggup mencerna kosmologi ala Copernicus dan Galileo karena itu adalah sebuah tantangan bagi pandangan mereka terhadap dunia dan masyarakat. Hanya dalam masyarakat kapitalislah perkembangan industri berlangsung sedemikian rupa sehingga sanggup menggerus irama masyarakat pedesaan yang kuno dan lambat itu. Bukan hanya perbedaan dalam iklim kini diabaikan dalam produksi, tapi bahkan perbedaan siang dan malam, karena mesin-mesin bekerja 24 jam sehari, tujuh hari seminggu, 52 minggu per tahun, di bawah sorotan sinar buatan manusia. Kapitalisme telah merevolusionerkan pikiran manusia. Walau demikian, kemajuan pikiran itu terbukti jauh lebih lambat dari kemajuan industri. Konservatisme pikiran ditunjukkan dalam upaya yang terus muncul untuk terus mempertahankan ide-ide lama, ketidakpastian kuno yang seharusnya sudah dikubur sejak lama dan, akhirnya, pada harapan yang telah bertahan melewati berbagai jaman akan satu kehidupan setelah kematian.
Ide bahwa jagad ini harus memiliki awal dan akhir telah dibangkitkan kembali pada dasawarsa mutakhir ini oleh teori kosmologi mengenai Ledakan Besar ["the Big Bang"]. Teori ini niscaya yang melibatkan satu mahluk supernatural yang menciptakan dunia dari ketiadaan menurut satu rencana yang tak dapat kita pahami, dan memeliharanya selama Ia menganggapnya perlu. Kosmologi religius kuno dari Musa, Yesaya, Tertullian dan Timaeus-nya Plato, dengan menakjubkan bangkit kembali dalam tulisan-tulisan dari beberapa kosmologis dan fisikawan teoritik modern. Tidak ada sesuatupun yang baru dalam hal ini. Tiap sistem sosial yang memasuki tahap kemunduran yang tak dapat dihentikan lagi selalu mengajukan gambaran bahwa dirinya adalah akhir dari segala jaman, akhir dari dunia atau, lebih baik lagi, akhir dari jagad raya. Walau demikian, jagad raya ini masih terus berputar, tanpa mempedulikan takdir yang menimpa formasi sosial yang fana di dunia ini. Umat manusia terus hidup, berjuang dan, sekalipun terjadi kemunduran-kemunduran, terus berkembang dan maju. Sehingga satu masa akan menyiapkan masa yang lebih maju dan lebih tinggi dari yang sebelumnya. Dan, secara prinsip, tidak ada batasan untuk hal ini.

Waktu dan Filsafat

Orang-orang Yunani kuno sebenarnya memiliki pemahaman yang jauh lebih dalam mengenai makna waktu, ruang dan gerak dari orang-orang modern. Bukan hanya dalam filsafat Heraclitus, ahli dialektika yang paling besar dari Jaman Kuno, tapi para filsuf  Eleatic (Permenides, Zeno) pun telah sampai pada satu pemahaman yang sangat ilmiah tentang gejala ini. Para atomis Yunani telah memajukan satu gambaran akan sebuah jagad raya yang tidak memerlukan seorang Pencipta, tanpa awal dan tanpa akhir. Ruang dan materi biasanya dilihat sebagai dua hal yang bertentangan, seperti yang dinyatakan dalam ide "kosong" dan "penuh". Dalam prakteknya, yang satu tidak dapat hadir tanpa kehadiran yang lain. Mereka saling menyaratkan, saling menentukan, saling membatasi dan saling mendefinisikan. Kesatuan ruang dan materi adalah kesatuan dari hal-hal bertentangan yang paling mendasar. Hal ini telah dipahami oleh para atomis Yunani yang menggambarkan alam raya sebagai tersusun dari hanya dua hal - "atom" dan "kehampaan". Pada hakikatnya, pandangan tentang jagad ini adalah tepat.
Relativisme telah seringkali didapati dalam sejarah filsafat. Para sophis memandang bahwa "manusia adalah tongkat pengukur bagi segala sesuatu". Mereka adalah para relativis yang terbaik yang pernah ada. Dengan menyangkal adanya kebenaran yang absolut, mereka cenderung pada satu subjektivistime yang ekstrim. Pada masa kini para sophis memiliki reputasi yang buruk, tapi pada kenyataannya mereka adalah satu langkah maju pada jamannya untuk sejarah filsafat. Walau di dalamnya terdapat banyak penipu, mereka juga memiliki sejumlah ahli dialektik yang berbakat seperti Protagoras. Sophisme dialektik didasarkan pada ide yang tepat bahwa kebenaran memiliki banyak segi. Satu hal dapat dibuktikan memiliki banyak hakikat. Sangat perlu untuk memiliki kemampuan untuk melihat satu gejala tertentu dari segala seginya. Bagi para pemikir yang tidak dialektik, dunia ini adalah tempat yang sangat bersahaja. Tiap "hal" menikmati satu kesendirian dalam waktu dan ruang. Ia ada di hadapan saya "kini" dan "di sini". Walau demikian, penelitian yang lebih dekat akan menunjukkan bahwa kata-kata yang demikian bersahaja dan akrab ini ternyata adalah hasil dari satu abstraksi yang sepihak.
Artistoteles, seperti di banyak bidang lainnya, mengurusi juga ruang, waktu dan gerak dengan keperkasaan dan kemendasaran yang besar. Ia menulis bahwa hanya ada dua hal yang tidak mungkin dimusnahkan: waktu dan perubahan, yang dengan tepat dianggapnya sebagai sama dan sebangun:
"Walau demikian mustahillah kita menciptakan atau memusnahkan gerak; ia pasti telah hadir sepanjang segala masa. Demikian pula dengan waktu, yang tidak dapat dimulai dan tidak dapat dihentikan; karena tidak mungkin ada "sebelum" dan "sesudah" di mana waktu tidak hadir. Gerak, dengan demikian, juga kontinyu dalam makna yang serupa dengan waktu, karena waktu adalah salah satu: sama dengan gerak, atau merupakan salah satu dari hakikat gerak itu sendiri; sehingga gerak harus terus berlanjut seperti mengalirnya waktu, dan jika demikian ia harus bersifat lokal dan sirkular." Di bagian lain ia menulis bahwa "Gerak tidak dapat lahir dan tidak dapat mati: demikian pula waktu tidak dapat lahir, atau mati."[ii] Betapa jauh lebih bijaksananya para filsuf dari Jaman Kuno dibandingkan mereka yang kini menulis tentang "awal waktu", bahkan tanpa sambil tersenyum!
Filsuf idealis Jerman, Emmanuel Kant, adalah orang yang, setelah Aristoteles, menyelidiki masalah hakikat waktu dan ruang dengan paling penuh, sekalipun penyelesaian yang dibuatnya akhirnya tidak memuaskan. Setiap hal material adalah tersusun dari berbagai hakikat. Jika kita ambil semua hakikat-hakikat kongkrit ini, kita akan menemui dua abstraksi yang tersisa: waktu dan ruang. Ide tentang waktu dan ruang sebagai mahluk metafisik yang benar ada diberi basis filsafat oleh Kant, yang mengklaim bahwa ruang dan waktu adalah "gejala riil", tapi yang tidak dapat dipahami "dalam dirinya sendiri".
Waktu dan ruang adalah ciri dari materi, dan tidak dapat dipahami terpisah dari materi. Dalam bukunya The Critique of Pure Reason, Kant mengklaim bahwa ruang dan waktu bukan satu konsep objektif yang ditarik dari pengamatan terhadap dunia nyata, tapi sesuatu yang dilahirkan oleh pemikiran manusia. Faktanya, semua konsepsi geometri diturunkan dari pengamatan atas objek-objek material. Salah satu pencapaian teori relativitas umum Einstein persis adalah pengembangan geometri sebagai ilmu yang empirik, aksioma yang dipahami melalui pengukuran aktual, dan yang berbeda dari aksioma geometri Euclides yang klasik, yang dianggap (secara keliru) sebagai murni hasil dari pemikiran, dideduksi semata dari logika.
Kant berusaha membenarkan klaimnya dalam bagian terkenal dari The Critique of Pure Reason yang disebut Antinomies, yang menangani gejala-gejala kontradiktif di dunia nyata, termasuk ruang dan waktu. Keempat antinomi (kosmologis) pertama Kant menangani masalah ini. Kant mendapat berkah sehingga dapat mengungkap keberadaan kontradiksi-kontradiksi semacam ini, tapi penjelasannya sangatlah tidak lengkap. Tugas untuk menyelesaikan kontradiksi itu jatuh pada Hegel, ahli dialektika besar itu, dalam bukunya The Science of Logic.
Sepanjang abad ke-18, ilmu pengetahuan didominasi oleh teori mekanika klasik, dan satu orang menerakan stempelnya pada seluruh epos. Penyair Alexander Pope menyimpulkan seluruh pemujaan dari para rekan sejaman Newton dalam bait-baitnya:

"Nature and Nature's law lay hid in night:

God said 'Let Newton be!' and all was light."

["Alam dan seluruh hukumnya tersembunyi di kegelapan:

Tuhan bersabda 'Baiklah Kita ciptakan Newton' dan jadilah siang."]
Newton memandang waktu sebagai sesuatu yang mengalir dalam garis lurus ke manapun. Bahkan jika di situ tidak terdapat materi, akan tetap ada satu kerangka tetap dari ruang dan waktu yang terus mengalir "melalui"-nya. Kerangka ruang Newton yang mutlak itu dianggap dipenuhi oleh satu zat hipotetik yang disebut "ether" yang merupakan medium di mana cahaya mengalir. Newton berpendapat bahwa waktu adalah seperti satu "kaleng" raksasa di mana segala sesuatu ada dan berubah. Dalam ide ini, waktu dipandang sebagai sesuatu yang memiliki keberadaan terpisah dari alam raya. Waktu akan tetap ada sekalipun alam raya ini telah musnah. Ini adalah ciri dari metode mekanik (dan idealis) di mana waktu, ruang, materi dan gerak dipandang sebagai hal yang mutlak terpisah. Pada kenyataannya, mustahil untuk memisahkan mereka.
Fisika Newton dikondisikan oleh mekanika yang di abad ke-18 merupakan ilmu pengetahuan yang paling maju. Pandangan ini juga dianut oleh kelas penguasa yang baru karena ia menyajikan pandangan atas alam raya yang pada hakikatnya statis, abadi dan tidak berubah, di mana semua kontradiksi diabaikan - tanpa lompatan mendadak, tanpa revolusi, tapi sebuah keserasian sempura, di mana segala sesuatu cepat atau lambat kembali menuju titik keseimbangan, seperti halnya parlemen Inggris mencapai satu keseimbangan yang memuaskan dengan monarki di bawah William dari Orange. Abad ke-20 telah meruntuhkan tanpa ampun pandangan atas dunia yang seperti ini. Satu demi satu, mekanisme kuno yang kaku dan statis itu telah digeser dan digantikan. Ilmu pengetahuan modern dicirikan oleh satu perubahan tanpa henti, kecepatan yang luar biasa, kontradiksi dan paradoks di segala tingkatannya.
Newton membedakan antara waktu mutlak dan "relatif, kasat mata dan jamak", seperti yang nampak pada jam yang ada di dunia. Ia mengajukan satu pandangan tentang "waktu mutlak", satu skala waktu ideal yang akan menyederhanakan hukum-hukum mekanika. Abstraksi tentang waktu dan ruang ini terbukti merupakan ide yang dahsyat yang telah memajukan pemahaman kita akan alam raya secara luar biasa. Maka ide-ide ini kemudian lama dianggap sebagai hal yang mutlak. Namun, setelah pengamatan yang lebih teliti, "kebenaran mutlak" dari mekanika klasik Newton terbukti adalah - relatif. Mekanika Newton hanya benar di dalam batas-batas tertentu.

Newton dan Hegel

Teori mekanistik yang mendominasi ilmu pengetahuan selama dua abad setelah Newton pertama kali mendapatkan tantangan serius dari bidang biologi oleh penemuan revolusioner Charles Darwin. Teori evolusi Darwin menunjukkan bahwa kehidupan dapat muncul dan berkembang tanpa campur-tangan ilahi, berdasarkan hukum-hukum alam, pada akhir abad ke-19, ide tentang "panah waktu" dikemukakan oleh Ludwig Boltzmann dalam Hukum Kedua Termodinamika. Penggambaran yang mengejutkan ini tidak lagi menyajikan waktu sebagai satu siklus yang tak terputus, melainkan bahwa waktu adalah laksana panah yang meluncur ke satu arah tunggal. Teori-teori ini mengasumsikan bahwa waktu adalah riil dan bahwa alam raya sendiri adalah satu proses perubahan yang kontinyu, seperti yang telah dilihat oleh Heraclitus tua beribu tahun yang lalu.
Hampir setengah abad sebelum karya Darwin yang menandai datangnya epos baru itu, Hegel telah mengantisipasi bukan hanya karya itu, tapi banyak penemuan lain dari ilmu pengetahuan modern. Dengan berani ia menantang asumsi-asumsi dari mekanika Newton yang masa itu masih berjaya. Ia mengajukan sau pandangan yang dinamik atas dunia, yang berdasarkan proses dan perubahan melalui kontradiksi. Antisipasi yang gemilang dari Heraclitus diubah oleh Hegel menjadi satu sistem berpikir dialektik yang lengkap dan menyeluruh. Tidak ada keraguan bahwa, kalau Hegel lebih serius, proses ilmu pengetahuan akan berjalan lebih cepat dari apa yang telah ditempuhnya sekarang.
Kebesaran Einstein terletak pada kemampuannya keluar dari abstraksi-abstraksi ini dan mengungkapkan watak relatifnya. Aspek relatif dari waktu bukanlah sesuatu yang baru. Hal itu telah ditelaah secara menyeluruh oleh Hegel. Dalam karya awalnya The Phenomenology of Mind, ia menjelaskan hakikat kerelatifan dari kata-kata "di sini" dan "sekarang". Ide-ide ini, yang kelihatannya cukup sederhana dan lurus-lurus saja, ternyata sangatlah kompleks dan kontradiktif. "Terhadap pertanyaan, Apa itu Sekarang?, kami menjawab, misalnya, Sekarang adalah waktu-malam. Untuk menguji kebenaran dari kepastian makna ini, kita hanya memerlukan satu percobaan sederhana saja: tuliskan kebenaran itu. Satu kebenaran tidak dapat kehilangan apapun hanya karena dituliskan, dan sama tetapnya jika kita memelihara dan menjaganya. Jika kita melihat lagi kebenaran yang telah kita tuliskan, lihatlah sekarang, pada waktu-siang, kita akan melihat bahwa kebenaran itu telah basi dan ketinggalan jaman."[iii]
Sangat mudah untuk mengabaikan Hegel (atau juga Engels) karena tulisan mereka tentang ilmu pengetahuan pasti terbatasi oleh keadaan aktual ilmu pengetahuan pada masa mereka. Apa yang mengagumkan sebenarnya adalah betapa majunya sebenarnya pandangan Hegel atas ilmu pengetahuan. Dalam buku mereka Order out of Chaos, Prigogine dan Stengers menunjukkan bahwa Hegel menolak metode mekanistik dari fisika Newtonian, pada waktu di mana ide-ide Newton disakralkan secara universal:
"Filsafat alam Hegelian secara sistematik mecakup segala yang ditolak oleh pandangan Newton. Secara khusus, ia bersandar pada perbedaan kualitatif antara perilaku sederhana yang digambarkan oleh mekanika dan perilaku dari mahluk-mahluk yang lebih kompleks seperti mahluk hidup. Ia menolak kemungkinan mereduksi tingkatan-tingkatan itu, menolak ide bahwa perbedaan hanya pada penampakannya dan bahwa alam pada hakikatnya pada dasarnya homogen dan sederhana. Ia membenarkan keberadaan satu hirarki, tiap tingkatan mengandaikan adanya satu tingkatan di bawahnya."[iv]
Hegel menulis dengan tajam tentang apa yang dianggap sebagai kebenaran-kebenaran mutlak oleh mekanika Newton. Ia adalah orang pertama yang menempatkan pendekatan mekanistik dari abad ke-18 pada kritisisme yang menyeluruh, sekalipun keterbatasan ilmu pengetahuan pada masanya tidak memungkinkannya mengajukan satu alternatif yang rapi. Bagi Hegel, segala yang fana termediasi, yaitu relatif terhadap sesuatu yang lain. Lebih jauh lagi, hubungan ini bukanlah satu hubungan berseberangan [juxtaposition] yang formal, tapi sebuah proses yang hidup: segala sesuatu adalah terbatas, terkondisi dan ditentukan oleh hal yang lain. Dengan demikian, sebab dan akibat hanya berlaku dalam hubungannya dengan hubungan-hubungan yang terisolasi (seperti yang kita temukan dalam mekanika klasik), tapi jika kita memandang segala hal sebagai proses, di mana segala seuatu adalah hasil dari kesalingterhubungan dan interaksi yang universal.
Waktu adalah bentuk keberadaan materi. Matematika dan logika formal tidak dapat menangani waktu dengan baik, melainkan memperlakukannya sebagai sekedar sebuah hubungan kuantitatif. Kini tidak ada keraguan lagi tentang makna penting hubungan kuantitatif demi pemahaman terhadap realitas, karena tiap hal fana dapat didekati dari sudut pandang kuantitatif. Tanpa satu pemahaman akan hubungan kuantitatif, ilmu pengetahuan mustahil lahir. Tapi, di dalam dan dari dirinya sendiri, hubungan-hubungan ini tidaklah cukup untuk menyatakan kompleksitas kehidupan dan pergerakan, proses perubahan tanpa henti di mana perkembangan yang bertahap dan halus tiba-tiba menimbulkan perubahan yang penuh kekacauan.
Hubungan yang murni kuantitatif, mengutip istilah Hegel, menghadirkan proses alam "hanya dalam bentuk yang lumpuh dan terantai".[v] Jagad raya ini adalah satu keseluruhan yang tanpa batas, dan mengerakkan dirinya sendiri, yang menghidupi dirinya sendiri dan mengandung kehidupan di dalam rahimnya. Gerak adalah sebuah gejala yang kontradiktif, yang mengandung baik yang positif maupun yang negatif. Ini adalah satu dari proposisi paling mendasar dari dialektika, yang lebih dekat pada kenyataan hakikat alam daripada aksioma-aksioma matematika.
Hanya geometri klasik yang memungkinkan satu pandangan akan ruang yang seluruhnya kosong. Lagi-lagi ini adalah abstraksi matematik, yang memainkan satu peran penting, tapi hanya dapat menggambarkan realitas secara pendekatan saja. Geometri pada hakikatnya membandingkan berbagai besaran spasial. Berlawanan dengan apa yang dipercayai Kant, abstraksi matematika bukanlah sesuatu yang "a priori" dan lahir dari dirinya sendiri, tapi diturunkan dari pengamatan akan dunia material. Hegel menunjukkan bahwa orang-orang Yunani telah memahami keterbatasan dari penggambaran alam yang murni kuantitatif, dan berkomentar:
"Berapa jauh mereka telah maju dalam pemikiran daripada mereka yang pada masa kita - ketika beberapa dari kita menempatkan angka-angka dan determinasi angka-angka (seperti pangkat) sebagai ganti determinasi pikiran, di sisi hal-hal yang besar tak terhingga dan yang kecil tak terhingga, seperti angka satu yang dibagi tak berhingga, dan lain-lain determinasi macam itu, yang seringkali merupakan satu fomalisme matematik yang salah kaprah - memilih kembali pada watak kekanakan yang impoten ini daripada menerima sesuatu yang berharga dan bahkan sesuatu yang menyeluruh dan mendasar seperti itu."[vi]
Kalimat-kalimat ini lebih tepat di masa kini daripada di masa ketika mereka dituliskan. Sangat mencengangkan ketika beberapa kosmologis dan ahli matematik membuat klaim yang sangat absurd mengenai hakikat alam raya tanpa upaya sedikitpun untuk membuktikannya melalui fakta-fakta yang dapat diamati, lalu menyandarkan diri pada keindahan dan kesederhanaan persamaan matematik yang mereka ciptakan sebagai pemegang keputusan tertinggi. Pemujaan terhadap matematika lebih besar di masa kini ketimbang di masa apapun setelah masa Pythagoras, yang berpendapat bahwa "segala hal adalah Angka". Dan, seperti halnya Pythagoras, terdapat pula satu nuansa mistis di dalamnya. Matematika menyingkirkan segala determinasi kualitatif kecuali angka. Ia mengabaikan hakikat isi, dan menerapkan hukum-hukum internalnya pada segala hal. Tidak satupun dari abstraksi-abstraksi ini memiliki keberadaan yang nyata. Hanya dunia material yang nyata ada. Fakta ini sudah terlalu sering terabaikan, dengan hasil yang benar-benar merusak.

Relativitas

Tak diragukan lagi, Albert Einstein adalah salah satu dari jenius terbesar sepanjang jaman. Antara ulang tahunnya yang ke-21 dan ke-28 ia telah menyelesaikan satu revolusi dalam ilmu pengetahuan, dengan akibat-akibat yang mendasar di banyak tingkatan. Dua terobosan besar itu adalah Teori Relativitas Khusus (1905) dan Teori Relativitas Umum (1915). Relativitas khusus menangani kecepatan tinggi, relativitas umum menangani gravitasi.
Sekalipun sangat bersifat abstrak, teori-teori Einstein pada akhirnya diturunkan dari percobaan-percobaan, dan telah mendapat penerapan praktis yang membuktikan ketepatannya berkali-kali. Einstein berangkat dari percobaan Michelson-Morley yang terkenal itu, "percobaan negatif yang terbesar sepanjang sejarah ilmu pengetahuan" (Bernal), yang mengungkapkan kontradiksi internal yang terkandung dalam fisika a la abad ke-19. Percobaan ini mencoba mengeneralisasi teori elektromagnetis cahaya dengan menunjukkan bahwa kecepatan cahaya yang terukur seharusnya tergantung dari kecepatan dari pengamat yang bergerak melalui "ether" yang diam. Pada akhirnya, tidak ada satu perbedaanpun ditemukan dalam kecepatan cahaya, bagaimanapun pengukuran dilakukan, bagaimana dan ke mana pun sang pengamat bergerak.
J. J. Thomson kemudian menunjukkan bahwa kecepatan elektron dalam medan listrik tegangan tinggi lebih rendah daripada yang telah diramalkan oleh fisika Newtonian klasik. Kontradiksi dalam fisika abad ke-19 ini dipecahkan oleh teori relativitas khusus. Teori fisika yang lama tidak mampu menjelaskan gejala-gejala radioaktivitas. Einstein menjelaskan hal ini sebagai satu pelepasan sebagian kecil dari satu kumpulan enerji raksasa yang terjebak dalam suatu materi yang "diam".
Di tahun 1905, Einstein mengembangkan teori relativitas khususnya di waktu luang yang dimilikinya, sambil bekerja sebagai juru tulis pada sebuah kantor paten Swiss. Berangkat dari penemuan-penemuan dari mekanika kuantum, yang waktu itu masih baru, ia menunjukkan bahwa cahaya melintasi ruang dalam bentuk kuantum (sebagai berkas-berkas enerji). Hal ini jelas bertentangan dengan teori yang sebelumnya diterima orang bahwa cahaya adalah gelombang. Pada hakikatnya, Einstein menghidupkan kembali teori yang lama, tapi dengan cara yang sama sekali berbeda. Di sini cahaya diperlihatkan sebagai satu jenis partikel baru, dengan watak yang kontradiktif, yang sekaligus menunjukkan sifat-sifat partikel dan gelombang. Teori yang mengejutkan ini memungkinkan orang mempertahankan penemuan-penemuan besar abad ke-19 di bidang optika, termasuk spektroskop dan persamaan Maxwell. Tapi teori ini justru memasung mati ide bahwa cahaya membutuhkan satu kendaraan khusus untuk berjalan melintasi ruang, apa yang disebut sebagai "ether".
Teori relativitas khusus berangkat dari asumsi bahwa kecepatan cahaya dalam ruang hampa akan selalu terukur pada nilai yang sama, tidak tergantung dari kecepatan sumber cahaya relatif terhadap kecepatan pengamat. Dari sini disimpulkan bahwa kecepatan cahaya adalah batas kecepatan bagi segala sesuatu di jagad ini. Sebagai tambahan, relativitas khusus menyatakan bahwa massa dan enerji pada kenyataannya adalah setara. Hal ini adalah pembenaran yang mengejutkan atas postulat filsafati yang mendasar dari materialisme dialektik - tak terpisahkannya materi dan enerji, ide bahwa gerak ("enerji") adalah cara mengada (mode of existence) dari materi.
Penemuan Einstein akan hukum kesetaraan massa dan enerji dinyatakan dalam persamaannya yang terkenal E = mc², yang menyatakan enerji raksasa yang terkunci di dalam atom. Inilah sumber dari segala pemusatan enerji di jagad. Simbol e mewakili enerji (dalam satuan erg), m untuk massa (dalam gram) dan c adalah kecepatan cahaya (dalam cm/detik). Nilai aktual dari c² adalah 900 milyar milyar. Ini sama dengan menyatakan bahwa satu gram enerji yang terkunci dalam materi akan menghasilkan jumlah yang menggentarkan hati, 900 milyar milyar erg. Untuk memberi contoh kongkrit akan hal ini, enerji yang terkandung dalam satu gram materi adalah setara dengan enerji yang dihasilkan dengan membakar bensin seberat 2.000 ton.
Enerji dan massa bukan hanya "dapat saling dipertukarkan", seperti dolar dipertukarkan dengan Mark Jerman. Keduanya adalah hakikat yang satu dan sama, yang digambarkan Einstein sebagai "massa-enerji". Ide ini melangkah jauh lebih dalam dan lebih tepat ketimbang konsep mekanika lama di mana, misalnya, gesekan diubah menjadi panas. Di sini, materi hanyalah satu bentuk tertentu dari enerji yang "dibekukan", sementara berbagai bentuk lain enerji, termasuk cahaya, memiliki massa tertentu yang diasosiasikan padanya. Untuk alasan ini, akan sangat keliru jika kita mengatakan bahwa materi "lenyap" ketika ia berubah menjadi enerji.
Hukum Einstein menggantikan hukum lama tentang kekekalan massa, yang dikerjakan oleh Lavoisier, yang menyatakan bahwa materi, yang dipahami sebagai massa, tidak akan dapat diciptakan atau dihancurkan. Pada kenyataannya, tiap reaksi kimia yang melepaskan enerji mengubah sejumlah kecil massa menjadi enerji. Hal ini tidak dapat diukur dengan jenis reaksi kimia yang dikenal di abad ke-19, seperti pembakaran batu bara. Tapi reaksi nuklir melepaskan enerji yang cukup besar sehingga jumlah massa yang hilang dapat terukur. Segala materi, bahkan yang berada dalam keadaan "diam", mengandung sejumlah enerji yang mengagumkan. Walau demikian, karena hal ini tidak dapat diamati, hal ini tidak dapat dipahami sampai datang masanya Einstein memaparkan itu semua.
Einstein sama sekali tidak menggulingkan materialisme. Teori Einstein justru mendirikan kembali materialisme dengan basis yang lebih kokoh. Sebagai ganti teori mekanistik lama tentang "kekekalan massa", kita kini memiliki hukum-hukum yang jauh lebih ilmiah dan umum tentang kekekalan massa-enerji, yang menggambarkan hukum pertama termodinamika dalam sebuah bentuk yang umum dan tak tergoyahkan. Massa sama sekali tidak "hilang", melainkan diubah menjadi enerji. Jumlah total massa-enerji akan tetap sama. Tidak satupun partikel materi yang dapat diciptakan atau dihancurkan. Ide kedua adalah sifat membatasi yang dikandung oleh kecepatan cahaya: penilaian bahwa tidak satupun partikel yang dapat melaju dengan kecepatan di atas kecepatan cahaya, karena sejalan dengan semakin dekatnya ia pada kecepatan kritis ini, massanya akan semakin dekat pada titik tak berhingga, sehingga ia akan semakin lama semakin sulit untuk melaju lebih cepat lagi. Ide ini nampaknya abstrak dan sulit dipahami. Ia menantang segala asumsi dari "nalar sehat". Hubungan antara "nalar sehat" dan ilmu pengetahuan telah diringkaskan oleh ilmuwan Sovyet Profesor L. D. Landau dalam baris-baris berikut:
"Apa yang disebut nalar sehat tidak mewakili apapun kecuali satu generalisasi sederhana dari pandangan-pandangan dan kebiasaan yang telah tumbuh dalam kehidupan kita sehari-hari. Ia hanya memiliki tingkat pemahaman yang terbatas, mencerminkan satu tingkat percobaan tertentu." Dan ia menambahkan: "Ilmu pengetahuan tidak gentar untuk berbenturan dengan apa yang disebut nalar sehat. Ia hanya gentar akan ketidakcocokan antara ide-ide yang ada dengan fakta-fakta percobaan baru dan jika ketidakcocokan itu terjadi ilmu pengetahuan akan tanpa ampun menghancurkan ide yang tadinya ia bangun dan meningkatkan pengetahuan kita pada tingkat yang lebih tinggi."[vii]
Bagaimana mungkin satu objek yang bergerak meningkatkan massanya? Pandangan semacam ini jelas bertentangan dengan pengalaman kita sehari-hari. Sebuah topi yang diputar tidak terlihat menambah massanya ketika ia berputar. Nyatanya, massanya bertambah, tapi pertambahan itu demikian kecilnya sehingga dapat diabaikan secara praktis. Efek relativitas khusus tidak dapat diamati pada tingkat gejala yang terjadi sehari-hari. Walau demikian, di bawah kondisi-kondisi yang ekstrim, misalnya, pada kecepatan yang demikian tinggi mendekati kecepatan cahaya, efek relativitas mulai memainkan perannya.
Einstein meramalkan bahwa massa dari benda bergerak akan bertambah pada tingkat kecepatan yang sangat tinggi. Hukum ini dapat diabaikan ketika kita berurusan dengan kecepatan normal. Walau demikian, partikel-partikel sub-atomik bergerak pada kecepatan hampir 10.000 mil per detik (± 16.000 km/detik), dan pada kecepatan semacam itu efek-efek relativitas muncul. Penemuan mekanika kuantum menunjukkan ketepatan dari teori relativitas khusus ini, bukan hanya secara kualitatif tapi juga secara kuantitatif. Sebuah elektron mendapat tambahan massa sebesar 3 1/6 kali massa-diamnya ketika ia bergerak pada kecepatan sebesar 9/10 kecepatan cahaya; tepat seperti yang diramalkan oleh teori Einstein. Sejak itu, relativitas khusus telah diuji berulang kali, dan sejauh ini ia selalu memberi hasil seperti yang diramalkan. Elektron yang muncul dari satu akselerator partikel yang kuat meluncur dengan massa 40.000 kali lebih berat dari massa-diamnya, massa tambahan itu merupakan satu bentuk lain dari enerji gerak.
Pada kecepatan yang jauh lebih tinggi, penambahan dalam massa menjadi teramati. Dan fisika modern berurusan persis dengan kecepatan tinggi ini, seperti kecepatan partikel-partikel sub-atomik, yang mendekati kecepatan cahaya. Di sini, hukum-hukum mekanika klasik, yang cukup untuk menjelaskan gejala-gejala sehari-hari, tidak dapat diterapkan. Bagi nalar sehat, massa sebuah objek tidak akan berubah. Dengan demikian, satu topi yang berputar akan memiliki berat yang sama dengan topi yang diam. Dengan cara ini diturunkan satu hukum yang menyatakan bahwa massa adalah konstan, tidak tergantung dari kecepatannya.
Kemudian, hukum ini ternyata keliru. Ditemukan bahwa massa bertambah sejalan dengan bertambahnya kecepatan. Walau demikian, karena pertambahan itu baru nampak jelas ketika mendekati kecepatan cahaya, kita dapat menganggapnya sebagai konstan. Hukum yang tepat akan berbunyi: "Jika sebuah objek bergerak dengan kecepatan kurang dari 100 mil per detik [± 160 km/detik], massa dapat dikatakan konsisten, dengan kemungkinan penyimpangan seper sejuta bagian." Untuk keperluan sehari-hari, kita dapat menganggap bahwa massa adalah tetap, tidak tergantung pada kecepatannya. Tapi, untuk kecepatan yang tinggi, hal ini adalah keliru. Dan semakin tinggi kecepatannya, semakin keliru perhitungan kita. Seperti pemikiran yang didasarkan pada logika formal, hukum itu dapat diterima untuk keperluan-keperluan praktis. Feynman menunjukkan:
" ... Secara filsafati, kita sepenuhnya keliru bila memegang hukum-hukum pendekatan itu. Seluruh pandangan kita atas dunia harus diubah sekalipun massa hanya berubah sedikit saja. Ini adalah hal yang sangat aneh bagi filsafat, atau ide, yang melatarbelakangi hukum-hukum itu. Bahkan perubahan yang sangat kecil kadang kala memaksa kita mengubah ide kita secara mendasar."[viii]
Ramalan-ramalan relativitas khusus telah terbukti sesuai dengan fakta-fakta dari percobaan. Para ilmuwan menemukan melalui percobaan bahwa sinar gamma dapat menghasilkan partikel atomik, mengubah enerji cahaya menjadi materi. Mereka juga menemukan bahwa enerji minimum yang dibutuhkan untuk menghasilkan satu partikel tergantung dari enerji-diamnya, seperti yang diramalkan oleh Einstein. Nyatanya, bukan hanya satu, melainkan dua partikel yang dihasilkan: satu partikel dan lawannya, "anti-partikel". Dalam percobaan dengan sinar gamma, kita mendapatkan satu elektron dan satu anti-elektron (positron). Kebalikannya berlaku pula: ketika sebuah positron bertumbukan dengan elektron, mereka saling menghancurkan dan menghasilkan sinar gamma. Dengan demikian, energi diubah menjadi materi, dan materi menjadi enerji. Penemuan Einstein menyediakan basis bagi pemahaman yang jauh lebih mendasar akan tata-kerja alam raya ini. Ia menyediakan satu penjelasan tentang sumber enerji matahari, yang telah menjadi misteri sepanjang segala abad. Lumbung enerji raksasa itu ternyata adalah - materi itu sendiri. Enerji yang mengerikan, yang terkunci dalam materi telah ditunjukkan kepada dunia di bulan Agustus 1945 dalam keganasan ledakan bom atom di Hiroshima dan Nagasaki. Semua ini terkandung dalam rumus yang kelihatannya demikian bersahaja; E = mc².

Teori Relativitas Umum

Teori relativitas khusus cukup kuat ketika menangani sebuah objek yang bergerak pada kecepatan dan arah yang tetap relatif terhadap pengamat. Walau demikian, dalam prakteknya, gerak tidak pernah tetap. Selalu terdapat gaya yang menyebabkan berbagai variasi dalam kecepatan dan arah dari benda bergerak. Karena partikel-partikel sub-atomik bergerak pada kecepatan yang teramat tinggi dengan jarak yang teramat pendek, mereka tidak memiliki waktu banyak untuk berakselerasi, dan teori relativitas khusus dapat diterapkan. Walau demikian, dalam pergerakan planet dan bintang-bintang, relativitas khusus terbukti tidak mencukupi. Di sini kita berurusan dengan percepatan yang dahsyat, yang disebabkan oleh medan gravitasi maha besar. Sekali lagi kita menjumpai kasus kuantitas dan kualitas. Pada tingkat sub-atomik, gravitasi sangat kecil dibanding gaya-gaya yang lain, dan dapat diabaikan. Pada dunia yang kita jumpai sehari-hari, sebaliknya, semua gaya lain dapat kita abaikan - kecuali gravitasi.
Einstein berusaha menerapkan relativitas pada gerak secara umum, bukan hanya pada gerak yang tetap. Dengan demikian kita sampai pada teori relativitas umum, yang mengurusi masalah gravitasi. Ia adalah satu tonggak penentu yang menandai perpisahan dengan fisika klasik Newton, dengan jagadnya yang mekanik dan absolut, tapi juga dengan geometri klasik Euclides yang sama absolutnya dengan fisika Newton. Einstein menunjukkan bahwa geometri Euclides hanya dapat diterapkan pada "ruang kosong", satu abstraksi yang ditarik secara idealis. Pada kenyataanya, ruang tidaklah "kosong". Ruang tidak dapat dipisahkan dari materi. Einstein menegaskan bahwa ruang itu sendiri dikondisikan oleh kehadiran benda-benda material. Dalam teori umumnya, ide ini digambarkan melalui pernyataan yang nampaknya kontradiktif bahwa, di dekat benda-benda berat, "ruang dilengkungkan".
Jagad raya yang nyata, yaitu yang material, tidaklah seperti dunia yang digambarkan oleh geometri Euclides, dengan lingkaran-lingkarannya yang sempurna, garis lurus yang sempurna, dan seterusnya. Dunia nyata penuh dengan ketidakteraturan. Ia tidaklah lurus tapi persis "terpuntir" ["warped"]. Di pihak lain, ruang bukanlah sesuatu yang hadir terpisah dari materi. Lengkung ruang adalah salah satu cara saja untuk menyatakan lengkungan materi yang "mengisi" ruang.  Contohnya, telah dibuktikan bahwa berkas cahaya berjalan melengkung di bawah pengaruh medan gravitasi dari benda-benda langit.
Teori relativitas umum ini pada hakikatnya memiliki sifat-sifat geometris, tapi geometrinya sama sekali berbeda dengan geometrinya Euclides. Dalam geometri Euclides, misalnya, dua garis paralel tidak akan pernah bertemu, dan sudut-sudut segitiga selalu berjumlah 180^o. Ruang-waktu [space-time]-nya Einstein (yang sebenarnya pertama kali dikembangkan oleh ahli matematik keturunan Rusia-Jerman, Hermann Minkowski, salah satu dari guru Einstein, di tahun 1907) merupakan satu sintesis dari ruang tiga dimensi (tinggi, lebar dan panjang) dengan waktu. Geometri empat-dimensi ini berurusan dengan bidang-bidang lengkung ("ruang-waktu yang terpuntir"). Di sini sudut dari sebuah segitiga boleh jadi tidak berjumlah 180^o, dan garis-garis sejajar boleh jadi saling menyilang atau bersinggungan.
Dalam geometrinya Euclides, seperti yang ditunjukkan Engels, kita menemui serangkaian abstraksi yang sama sekali tidak bersesuaian dengan dunia nyata: satu titik yang tidak memiliki dimensi, yang menjadi sebuah garis lurus, yang, pada gilirannya, menjadi satu bidang datar sempurna, dan sebagainya, dan seterusnya. Di antara abstraksi-abstraksi ini kita mendapati abstraksi yang paling kosong dibandingkan yang lain, yaitu tentang "ruang kosong". Ruang, apapun yang dipercayai Kant tentang hal itu, tidak dapat hadir tanpa sesuatu yang akan mengisinya, dan bahwa sesuatu itu persis adalah materi (dan enerji, yang merupakan hal yang sama dengan materi). Geometri ruang ditentukan oleh materi yang dikandungnya. Inilah makna sejati dari "ruang terpuntir". Ia hanyalah satu cara untuk menyatakan ciri sejati dari materi. Hal ini hanya dibiaskan oleh metafora yang keliru, yang digunakan untuk mempopulerkan Einstein: "Pikirkanlah ruang sebagai selembar karet," atau "Pikirkanlah ruang sebagai selembar kaca," dan seterusnya. Pada kenyataanya, ide yang harus disimpan baik-baik dalam pikiran sepanjang waktu adalah kesatuan yang tak terpisahkan antara waktu, ruang, materi dan gerak. Seketika kita melupakan kesatuan ini, kita akan tergelincir ke dalam mistifikasi idealistik.
Jika kita memandang ruang sebagai Dirinya-Sendiri, ruang kosong, seperti menurut Euclides, jelas bahwa ia tidak akan dapat dilengkungkan. Ia "tidak ada". Walau demikian, seperti yang dinyatakan Hegel, tidak sesuatupun di jagad ini yang tidak mengandung ada dan tiada sekaligus. Ruang dan materi bukanlah dua hal yang berlawanan secara berseberangan, gejala yang saling meniadakan. Ruang mengandung materi, dan materi mengandung ruang. Keduanya saling tidak terpisahkan. Kesatuan dialektik antara materi dan ruang adalah persis seperti adanya jagad ini. Dengan cara yang sangat mendasar, teori relativitas umum menggambarkan ide tentang kesatuan materi dan ruang ini. Dengan cara yang sama, angka nol dalam matematik bukanlah "ketiadaan", tapi menyatakan satu kuantitas yang riil, dan memainkan peran yang menentukan.
Einstein menyajikan gravitasi sebagai salah satu sifat ruang, bukan sebagai sebuah "gaya" yang bekerja atas satu benda. Menurut pandangan ini, ruang itu sendiri melengkung sebagai satu hasil dari kehadiran materi. Ini adalah cara yang unik untuk menyatakan kesatuan ruang dan waktu, dan yang membuka peluang besar untuk kesalahpahaman yang serius. Ruang itu sendiri, tentu saja, tidak dapat melengkung jika dipahami sebagai "ruang kosong". Pointnya adalah bahwa mustahil ada ruang tanpa materi. Keduanya tidak terpisahkan. Apa yang kita pikirkan di sini adalah satu hubungan definitif antara ruang terhadap materi. Para atomis Yunani dahulu kala menunjukkan bahwa atom hadir dalam "kekosongan". Yang satu tidak dapat ada tanpa keberadaan yang lain. Materi tanpa ruang adalah sama dengan ruang tanpa materi. Satu kekosongan yang sama sekali kosong adalah ketiadaan, itu saja. Tapi demikian pula halnya dengan materi yang tidak memiliki pembatas. Ruang dan materi, dengan demikian, adalah dua hal bertentangan yang saling mengandaikan keberadaan yang lain, saling menentukan, saling membatasi, dan tak dapat hadir tanpa kehadiran yang lain.
Teori relativitas umum berfungsi menjelaskan setidaknya satu gejala yang tidak dapat dijelaskan oleh teori klasik Newton. Semakin planet Merkurius mendekati titik terdekatnya dengan matahari, orbit putarannya menunjukkan satu ketidakteraturan yang aneh, yang dahulu dikatakan disebabkan oleh gangguan yang disebabkan oleh gravitasi planet lain. Walau demikian, bahkan ketika gangguan ini diperhitungkan, hal itu tetap tidak dapat menjelaskan keadaan ini. Penyimpangan orbit Merkurius di dekat matahari (pada titik "perihelion"-nya) sangatlah kecil, tapi cukup untuk mengganggu perhitungan para astronom. Teori relativitas Einstein meramalkan bahwa perihelion dari segala benda langit yang berputar harus memiliki sebuah gerak di luar yang dicakup oleh hukum-hukum Newton. Hal ini terbukti tepat bagi Merkurius, dan setelah itu juga untuk Venus.
Ia juga meramalkan bahwa medan gravitasi akan melengkungkan berkas cahaya. Maka, klaimnya, seberkas cahaya yang melintas dekat permukaan matahari akan dilengkungkan dengan sudut 1,75 arc-detik. Di tahun 1919, satu pengamatan astronomi atas sebuah gerhana matahari membuktikan bahwa hal ini benar terjadi. Teori Einstein yang gemilang itu telah dibuktikan benar dalam praktek. Ia sanggup menjelaskan pergeseran dalam posisi bintang yang dekat dengan matahari melalui pelengkungan terhadap berkas sinar mereka, dan juga gerak tidak teratur dari planet Merkurius, yang tidak dapat dihitung dengan menggunakan teori-teori Newton.
Newton menciptakan teori yang mengatur pergerakan benda-benda, menurut teori ini kekuatan tarikan gravitasi tergantung pada massanya. Ia juga menegaskan bahwa segala gaya yang dikenakan pada satu benda akan menghasilkan percepatan yang berbanding terbalik dengan massa benda tersebut. Perlawanan terhadap percepatan ini disebut inersia. Semua massa diukur atau melalui efek gravitasionalnya atau efek inersianya. Pengamatan langsung telah menunjukkan bahwa massa inersia dan massa gravitasional adalah identik, dengan penyimpangan sebesar satu per satu trilyun. Einstein memulai teorinya tentang relativitas umum dengan menganggap bahwa massa inersia dan massa gravitasional adalah persis setara, karena keduanya pada hakikatnya adalah hal yang sama.
Bintang-bintang yang nampaknya tidak bergerak itu sesungguhnya bergerak dengan kecepatan maha dahsyat. Persamaan kosmis Einstein di tahun 1917 mengimplikasikan bahwa jagad itu sendiri tidaklah tetap, tidak bergeming sepanjang segala abad, tapi dapat mengembang. Galaksi-galaksi bergerak menjauh dari kita dengan kecepatan sekitar 700 mil per detik [± 1120 km per detik]. Bintang-bintang dan galaksi-galaksi terus berubah, lahir dan mati. Seluruh alam raya adalah arena raksasa di mana drama kelahiran dan kematian bintang-bintang dan galaksi-galaksi dimainkan di seluruh sudutnya sepanjang segala waktu. Ini adalah kejadian yang benar-benar revolusioner! Galaksi-galaksi yang meledak, supernova, benturan-benturan dahsyat antar bintang, lubang hitam dengan kerapatan milyaran kali dari matahari kita yang dengan rakus menelan bulat-bulat bintang-bintang lain. Imajinasi para penyair tidak akan pernah cukup untuk menggambarkan segala kedahsyatan ini.

Hubungan Antar Benda-benda

Banyak konsep murni bersifat kualitatif dalam hakikatnya. Misalnya, jika kita diminta mengatakan apakah sebuah jalan berada di sisi kiri atau kanan dari sebuah rumah, mustahil untuk memberi jawaban. Jawabannya akan tergantung pada arah mana yang ditempuh oleh orang yang bergerak relatif terhadap rumah tersebut. Di sisi lain, kita dapat bicara tentang tepian kanan dari sebuah sungai, karena aliran sungai menentukan arah dari sungai tersebut. Mirip dengan itu, kita dapat mengatakan bahwa mobil berjalan di sebelah kiri (setidaknya di Inggris!) karena pergerakan dari sebuah mobil memilih salah satu dari dua kemungkinan arah sepanjang jalan itu. Dalam semua contoh ini, walau demikian, konsep tentang "kiri" dan "kanan" terbukti sebagai relatif, karena mereka hanya mendapatkan maknanya sesuai dengan arah yang menjadi patokan untuk menentukan makna mereka.
Mirip pula dengan itu, jika kita bertanya "Apakah saat ini siang atau malam?" jawabannya akan tergantung di mana kita sedang berada. Di London saat ini siang, tapi di Australia saat ini sedang malam hari. Siang dan malam adalah konsep yang relatif, ditentukan oleh kedudukan kita pada bola dunia. Satu objek akan nampak lebih besar atau lebih kecil tergantung atas jaraknya dari kedudukan pengamat. "Atas" dan "bawah" juga memiliki makna yang relatif, yang berubah ketika ditemukan bahwa bumi ini bulat, bukan datar. Bahkan sampai hari ini, sangat sulit bagi "nalar sehat" untuk menerima bahwa penduduk Australia dapat berjalan "dengan kepala di bawah" - jika dilihat dari Inggris! Tapi tetap tidak ada kontradiksi di sini jika kita paham bahwa konsep tentang tegak lurus tidaklah mutlak melainkan relatif. Untuk keperluan praktis, kita dapat menganggap permukaan bumi sebagai "datar" dan, dengan demikian, semua yang tegak lurus dapat dianggap sejajar, ketika kita melihat misalnya, dua rumah di satu kota. Tapi ketika kita harus memperhitungkan jarak yang jauh lebih besar, yang melibatkan seluruh permukaan bumi, kita akan menemukan bahwa upaya untuk menggunakan konsepsi tegak lurus yang mutlak akan membawa kita pada hal-hal yang absurd dan kontradiktif.
Jika kita meluaskan konsep ini, posisi benda-benda langit pastilah relatif terhadap posisi benda langit yang lain. Mustahil bagi kita untuk menetapkan kedudukan satu objek tanpa rujukan terhadap objek lainnya. Konsep tentang "pergantian tempat" dari satu benda langit tidak bermakna lebih dari bahwa ia bertukar posisi relatif terhadap benda langit lain. Sejumlah hukum alam yang penting memiliki sifat yang relatif, misalnya prinsip relativitas gerak dan hukum inersia. Hukum yang disebut terakhir itu menyatakan bahwa sebuah benda yang tidak dikenai satu gaya dari luar dirinya tidak hanya dapat hadir dalam keadaan diam, melainkan juga dalam sebuah gerak yang seragam, membentuk garis lurus. Hukum dasar fisika ini ditemukan oleh Galileo.
Dalam praktek, kita tahu bahwa benda-benda yang tidak dikenai satu gaya dari luar dirinya cenderung akan berada dalam keadaan diam, setidaknya dalam kehidupan sehari-hari. Di dunia nyata, kondisi-kondisi untuk berlakunya hukum inersia, yaitu ketiadaan total atas gaya dari luar benda, tidak akan pernah ada. Gaya-gaya seperti gesekan bekerja atas satu benda untuk membuatnya berhenti. Walau demikian, dengan terus memperbaiki kondisi percobaan, dimungkinkanlah untuk semakin dekat pada kondisi ideal yang dibayangkan oleh hukum inersia, dan dengan demikian menunjukkan bahwa ia berlaku bahkan untuk gerak yang diamati dalam kehidupan sehari-hari. Aspek relatif (kuantitatif) dari waktu dinyatakan dengan jelas oleh teori Einstein, yang membawanya ke tingkat yang jauh lebih mendasar daripada yang dapat dilakukan oleh teori klasik Newton.
Gravitasi bukanlah "gaya", tapi sebuah hubungan antara benda-benda nyata. Bagi seseorang yang sedang jatuh dari sebuah gedung tinggi, akan nampak bahwa tanah sedang "melaju ke arahnya". Dari sudut pandang relativitas, pengamatan ini tidaklah keliru. Hanya jika kita menganut konsepsi tentang "gaya" yang mekanistik dan sepihaklah kita akan melihat proses ini sebagai proses bekerjanya gravitasi bumi dalam menarik tubuh orang itu ke bawah, bukannya melihat bahwa ini adalah satu proses di mana dua benda berinteraksi satu terhadap yang lain. Untuk kondisi-kondisi "normal" teori gravitasi Newon sesuai dengan teori gravitasi Einstein. Tapi dalam kondisi ekstrim, keduanya sama sekali tidak bersesuaian. Kenyataannya, teori Newton bertentangan dengan teori relativitas umum dengan cara yang serupa dengan pertentangan antara logika formal dengan dialektika. Dan, sampai hari ini, bukti-bukti menunjukkan bahwa baik relativitas maupun dialektika adalah tepat.
Seperti yang dijelaskan oleh Hegel, tiap pengukuran sebenarnya adalah pernyataan tentang rasio. Walau demikian, karena tiap pengukuran sebenarnya adalah perbandingan, harus ada satu standard yang tidak dapat diperbandingkan dengan apapun kecuali dirinya sendiri. Secara umum, kita hanya dapat memahami segala sesuatu dengan membandingkan mereka dengan hal lain. Hal ini menyatakan konsepsi dialektik tentang kesalingterhubungan universal. Analisa atas segala hal dalam pergerakan, perkembangan dan hubungan mereka, persis inilah hakikat dari metode dialektik. Ia persis adalah satu antitesis terhadap cara berpikir mekanistik (metode "metafisik" dalam makna yang dipergunakan oleh Marx dan Engels) yang memandang segala seuatu sebagai statis dan mutlak. Persis inilah cacat dari pandangan klasik Newton atas jagad, yang, sekalipun telah mencapai banyak hal, tidak pernah dapat lolos dari kesepihakan yang mencirikan satu cara pandang yang mekanistik atas dunia.
Sifat-sifat dari satu benda bukanlah hasil dari hubungannya terhadap benda lain, tapi hanya dapat mewujudkan dirinya dalam hubungannya dengan benda lain. Hegel merujuk pada hubungan-hubungan ini secara umum sebagai "kategori refleks". Konsep relativitas adalah satu konsep yang penting, dan telah dikembangkan sepenuhnya oleh Hegel dalam jilid pertama dari adi karyanya, The Science of Logic.
Kita melihatnya, misalnya, pada kelembagaan sosial seperti sebuah kerajaan.
"Baiklah," demikian pengamatan Trotsky, "anggaplah bahwa kuasa kerajaan bersemayam di tubuh raja itu sendiri, dalam jubah dan mahkotanya, dalam daging dan tulangnya. Pada kenyataannya, kuasa kerajaan adalah satu kesalingterhubungan antar seluruh penduduk kerajaan. Sang Raja hanya dapat menjadi raja karena kepentingan dan prasangka dari jutaan orang tercermin melalui dirinya. Ketika banjir perkembangan menyapu kesalingterhubungan ini, maka sang Raja akan nampak sebagai orang yang basah kuyup, yang bibirnya bengkak kedinginan. Dia yang dahulu disebut Alphonso XIII dapat berbincang dengan kita tentang itu dari pengalaman pribadinya.
"Para pemimpin yang memimpin karena kehendak rakyat berbeda dengan mereka yang memimpin atas nama Tuhan dalam makna bahwa yang disebut pertama itu diwajibkan membuka jalan bagi dirinya sendiri atau, setidaknya, untuk membantu terjadinya berbagai kejadian sampai ia ditemukan. Meski demikian, kepemimpinan selalu merupakan hubungan antar orang, setiap pribadi menyumbang untuk memenuhi kebutuhan kolektif. Kontroversi tentang kepribadian Hitler menjadi semakin tajam bila rahasia tentang kesuksesannya semakin dicari dari dalam diri orang itu sendiri. Sementara itu, sulit bagi kita untuk menemukan figur politik lain yang menjadi perwujudan dari pemusatan yang demikian dahsyat dari berbagai kekuatan historis yang tidak teridentifikasi. Tidak setiap borjuis kecil yang putus asa dapat menjadi Hitler, tapi satu partikel dari Hitler bersemayam dalam tiap orang borjuis kecil yang putus asa."[ix]
Dalam Capital, Marx menunjukkan betapa kerja manusia yang kongkrit menjadi medium untuk menyatakan kerja manusia yang abstrak. Kerja kongkrit itu adalah bentuk yang diambil oleh lawannya, kerja manusia yang abstrak, untuk mewujudkan diri. Nilai bukanlah satu benda material yang dapat diturunkan dari sifat-sifat fisik sebuah komoditi. Pada kenyataannya, ia adalah abstraksi di dalam pikiran. Tapi itu bukan alasan untuk menyebutnya satu ciptaan yang acak. Pada kenyataannya, ia adalah pernyataan dari sebuah proses objektif, dan ditentukan oleh jumlah kerja sosial yang perlu, yang dihabiskan dalam proses produksi. Mirip dengan itu, waktu adalah satu abstraksi yang, sekalipun tidak dapat dilihat, didengar atau disentuh, dan hanya dapat dinyatakan dalam bentuk-bentuk pengukuran relatif, bagaimanapun juga merujuk pada sebuah proses fisik yang objektif.
Ruang dan waktu adalah abstraksi yang memungkinkan kita untuk mengukur dan memahami dunia material. Segala pengukuran dilakukan relatif terhadap ruang dan waktu. Gravitasi, sifat-sifat kimia, bunyi, cahaya, semua ditelaah dari kedua sudut pandang ini. Dengan demikian, kecepatan cahaya adalah 186.000 kaki per detik [± 300.000 km per detik], sementara suara ditentukan oleh jumlah getaran per detik. Bunyi dari sebuah alat musik petik, misalnya, ditentukan oleh waktu di mana sejumlah getaran terjadi dan unsur-unsur spasial (panjang dan tebal) dari benda bergetar itu. Keserasian yang terasa bagi estetika dalam pikiran juga bentuk lain dari rasio, pengukuran, dan, dengan demikian, waktu.
Waktu tidak dapat dinyatakan kecuali dalam cara yang relatif. Mirip dengan itu, nilai besaran dari sebuah komoditi hanya dapat dinyatakan relatif terhadap komoditi yang lain. Walau demikian, nilai adalah intrinsik bagi komoditi, dan waktu adalah sifat objektif dari materi secara umum. Ide bahwa waktu itu sendiri adalah subjektif, yaitu hanya merupakan khayalan dari pikiran manusia, hanya mengingatkan kita pada prasangka bahwa uang hanyalah sebuah simbol, yang tidak memiliki makna yang penting. Upaya untuk "men-demonetisasi" [menghilangkan nilainya sebagai alat tukar] emas, yang muncul dari premis yang keliru ini, selalu membawa inflasi setiap kali dicoba dilakukan. Di Kekaisaran Romawi, nilai uang ditetapkan melalui dekrit kekaisaran, dan ada larangan untuk memperlakukan uang sebagai sebuah komoditi. Hasilnya adalah kejatuhan yang terus terjadi atas nilai mata uang mereka. Satu gejala yang serupa telah terjadi di tengah kapitalisme modern, terutama sejak Perang Dunia II. Dalam perekonomian, dalam kosmologi, tercampuraduknya pengukuran dengan sifat hakiki dari benda itu sendiri selalu membawa pada kerancuan-kerancuan di dalam praktek.

Pengukuran Atas Waktu

Walaupun upaya untuk mendefinisikan apa itu waktu merupakan satu kesulitan, pengukuran atasnya tidaklah demikian. Para ilmuwan sendiri tidaklah menjelaskan apa itu waktu, tapi membatasi diri mereka dengan pengukuran atas waktu. Dari pencampuradukan atas kedua konsep inilah kebingungan tanpa akhir itu muncul. Maka, kata Feynman:
"Mungkin sebaiknya kita menghadapi kenyataan bahwa waktu adalah salah satu hal yang tidak dapat kita definisikan (dalam makna kamus), dan kita dapat mengatakan bahwa ia adalah apa yang selama ini kita ketahui ia seperti apa: ia adalah berapa lama kita harus menunggu! Yang penting bukanlah bagaimana kita mendefinisikan waktu, tapi bagaimana kita mengukurnya."[x]
Pengukuran atas waktu pasti melibatkan satu kerangka rujukan, dan tiap gejala yang berkelanjutan berubah sejalan dengan waktu - misalnya, rotasi bumi, atau ayunan pendulum. Rotasi harian bumi pada sumbunya menyediakan satu skala waktu. Peluruhan unsur-unsur radioaktif dapat digunakan untuk mengukur waktu dalam jangka yang sangat panjang. Pengukuran atas waktu melibatkan satu unsur subjektif. Orang-orang Mesir membagi siang dan malam menjadi dua belas bagian. Orang-orang Sumeria memiliki sistem angka berbasis 60, dan dengan demikian membagi jam menjadi 60 menit dan menit menjadi 60 detik. Satu meter didefinisikan sebagai seper sepuluh juta jarak dari kutub bumi ke katulistiwa (sekalipun definisi ini tidaklah sepenuhnya akurat). Sentimeter adalah seper seratus meter, dan seterusnya. Pada awal abad ini, penyelidikan atas dunia sub-atomik membawa orang pada penemuan dua unit pengukuran alami: kecepatan cahaya, c, dan tetapan [konstanta] Planck, h. Kedua unit itu  bukanlah massa, panjang, atau waktu secara langsung, melainkan kesatuan dari ketiganya.
Ada satu perjanjian internasional bahwa satu meter didefinisikan sebagai jarak antara dua guratan pada sebuah batangan yang disimpan dalam satu laboratorium di Perancis. Baru-baru ini, telah disadari bahwa definisi ini atau tidak cukup akurat sehingga berguna, atau cukup permanen dan universal sehingga disukai orang. Kini sedang dipertimbangkan untuk mengambil satu definisi baru, satu panjang gelombang tertentu (yang berdasarkan persetujuan) dari garis spektral terpilih. Di pihak lain, pengukuran atas waktu bervariasi tergantung pada skala dan rentang-usia dari objek yang sedang diteliti.
Jelaslah bahwa konsep tentang waktu akan berbeda tergantung pada kerangka rujukannya. Satu tahun di bumi tidaklah sama dengan satu tahun di Yupiter. Demikian pula ide tentang waktu dan ruang bagi seorang manusia akan berbeda dengan bagi seekor nyamuk yang rentang-usianya hanya beberapa hari, atau bagi sebuah partikel sub-atomik yang rentang-usianya hanya seper semilyar detik (tentu dengan menganggap bahwa partikel itu dapat memikirkan salah satu konsep ...).  Apa yang kita rujuk di sini adalah cara untuk memandang waktu dalam berbagai konteks yang berbeda. Jika kita menerima satu kerangka rujukan tertentu, cara kita memandang waktu akan berbeda. Bahkan dalam praktek hal ini dapat dilihat, sampai derajat tertentu. misalnya, cara normal untuk mengukur waktu tidak dapat diterapkan pada pengukuran terhadap rentang-usia partikel-partikel sub-atomik, dan standard yang berbeda harus pula digunakan untuk mengukur "waktu geologis".
Dari sudut pandang ini, waktu dapat dikatakan relatif. Pengukuran pasti melibatkan keterhubungan. Pikiran manusia mengandung banyak konsep yang pada hakikatnya relatif, misalnya besaran relatif, seperti "besar" atau "kecil". Manusia kecil dibandingkan dengan gajah, tapi besar jika dibandingkan dengan semut. Konsep kecil dan besar, dalam diri mereka sendiri, tidaklah memiliki makna. Seper sejuta detik, dalam makna sehari-hari, kelihatannya adalah waktu yang teramat singkat, tapi bagi partikel-partikel sub-atomik itu adalah waktu yang teramat panjang. Di titik ekstrim yang lain, sejuta tahun adalah waktu yang teramat singkat di tingkat kosmologi.
Semua ide tentang ruang, waktu dan gerak tergantung pada pengamatan kita akan hubungan-hubungan dan perubahan-perubahan di dunia material. Walau demikian, pengukuran atas waktu berbeda betul ketika kita meneliti berbagai jenis materi. Pengukuran ruang dan waktu niscaya akan relatif terhadap sejenis kerangka rujukan tertentu - bumi, matahari atau titik statis lainnya - yang dapat dijadikan rujukan bagi peristiwa-peristiwa lain di jagad. Kini jelaslah bahwa materi mengalami segala jenis perubahan yang berbeda-beda: perubahan dalam posisi, yang pada gilirannya melibatkan perubahan dalam kecepatan, perubahan keadaan, yang melibatkan perubahan dalam tingkat enerji, kelahiran, pembusukan dan kematian, pengorganisasian dan peruntuhan organisasi, dan banyak lagi perubahan yang lain, yang semua dapat dinyatakan dan diukur dalam bentuk waktu.
Pada Einstein, waktu dan ruang tidak dianggap sebagai gejala yang saling terisolasi, dan sesungguhnya mustahil untuk menganggap mereka sebagai "benda di dalam diri mereka sendiri". Einstein mengajukan satu pandangan bahwa waktu tergantung pada pergerakan dari sebuah sistem dan bahwa selang waktu berubah dengan cara sedemikian rupa sehingga kecepatan cahaya pada sistem tersebut tidaklah tergantung pada pergerakannya. Skala spasial juga dapat berubah sewaktu-waktu. Teori klasik Newton tetap sahih untuk keperluan sehari-hari, dan bahkan merupakan pendekatan yang baik bagi tata-kerja umum alam raya. Mekanika Newton tetap berlaku pada banyak cabang ilmu pengetahuan, bukan hanya astronomi, tapi juga dalam ilmu praktis seperti permesinan. Pada kecepatan rendah, efek relativitas khusus dapat diabaikan. Misalnya, kesalahan pada pengukuran atas sebuah pesawat yang terbang dengan kecepatan 250 mil per jam [± 400 km/jam] akan mencapai sepuluh per milyar dari satu persen. Walau demikian, di luar batas tertentu, hukum ini gagal dan runtuh. Pada tingkat kecepatan yang kita temui pada mesin akselerator partikel, misalnya, sangatlah perlu untuk memperhitungkan ramalan Einsten bahwa massa tidaklah konstan tapi berubah sebanding dengan kecepatannya.
Dari sudut pandang konsepsi sehari-hari yang normal tentang pengukuran waktu, rentang-usia yang teramat singkat dari partikel-partikel sub-atomik tidak akan dapat dengan tepat dinyatakan. Sebuah pi-meson, misalnya, memiliki rentang-usia hanya sekitar 10^-16 detik, sebelum ia meluruh. Seperti itulah masa dari sebuah getaran inti atom, atau rentang usia dari satu partikel resonansi, yang hanya 10^-24 detik, kira-kira sama dengan waktu yang dibutuhkan cahaya untuk melintasi sebuah inti atom hidrogen. Satu skala pengukuran lain kita butuhkan di sini. Waktu yang sangat singkat, katakanlah 10^-12 detik, diukur dengan menggunakan sebuah osiloskop sorot elektron. Waktu yang bahkan lebih singkat lagi dapat diukur dengan bantuan teknik laser. Pada titik terjauh dari skala itu, waktu yang sangat panjang dapat diukur dengan bantuan "jam" radioaktif.
Dalam makna tertentu, tiap atom di jagad ini adalah sebuah jam, karena ia menyerap cahaya (yaitu, berkas elektromagnetik) dan memancarkannya persis pada frekuensi tertentu. Sejak 1967, para pejabat secara internasional mengakui standard waktu yang didasarkan pada jam atomik (caesium). Satu detik didefinisikan sebagai 9.192.631.770 kali getaran radiasi gelombang mikro dari atom caesium-133 selama satu penataan ulang atomik tertentu. Bahkan jam yang teramat akurat ini tidaklah sepenuhnya sempurna. Beberapa pembacaan yang berbeda telah diambil dari jam atomik yang terdapat di 80 negara, dan satu perjanjian pun dibuat, "memberatkan" waktu sesuai dengan jam yang paling stabil. Dengan cara ini dimungkinkanlah untuk sampai pada pengukuran waktu yang akurat dengan derajat kesalahan seper sejuta detik dalam satu hari, atau bahkan kurang dari itu.
Untuk keperluan sehari-hari, pengukuran waktu "normal" yang didasarkan pada putaran bumi dan pergerakan semu matahari dan bintang-bintang, sudah mencukupi. Tapi bagi serangkaian operasi di bidang teknologi modern yang maju, seperti alat-alat bantu navigasi pada kapal laut dan pesawat terbang, pengukuran semacam itu tidaklah mencukupi, karena akan membawa tingkat kesalahan yang serius. Pada tingkat seperti inilah efek relativitas mulai terasa. Percobaan telah menunjukkan bahwa jam atomik berjalan lebih lambat di permukaan tanah ketimbang di ketinggian, di mana efek gravitasional lebih lemah. Jam atomik, yang diterbangkan dengan ketinggian 30.000 kaki (± 10.000 meter) bertambah panjang tiga per milyar detik dalam satu jam. Hal ini sesuai dengan ramalan Einstein dengan tingkat kesalahan kurang dari satu persen.

Masalah yang Belum Terselesaikan

Teori relativitas khusus adalah salah satu pencapaian terbesar dalam ilmu pengetahuan. Ia telah merevolusionerkan cara kita memandang jagad sampai tingkat di mana ia telah diperbandingkan dengan penemuan bahwa bumi berbentuk bulat. Langkah raksasa ini telah dimungkinkan oleh fakta bahwa relativitas menegaskan satu cara pengukuran yang jauh lebih akurat daripada hukum-hukum Newtonian, yang telah disingkirkannya. Walau demikian, masalah filsafati tentang waktu belumlah dapat disingkirkan dengan teori relativitas Einstein. Malah masalah itu bertambah akut, jauh melebihi yang sudah-sudah. Bahwa terdapat sesuatu yang subjektif dan acak dalam pengukuran waktu, itu adalah hal yang jelas, seperti yang telah kami kemukakan. Tapi hal ini tidaklah membawa kita pada kesimpulan bahwa waktu adalah satu hal yang sepenuhnya subjektif. Seluruh hidup Einstein telah diabdikannya untuk mencari hukum-hukum objektif jagad. Masalahnya adalah apakah hukum-hukum alam, termasuk waktu, adalah sama bagi tiap orang, tidak tergantung tempat mereka berada dan kecepatan gerak mereka. Tentang masalah ini, Einstein bimbang. Pada satu waktu, ia nampak menyetujuinya, di waktu yang lain menolaknya.
Proses objektif jagad tidaklah ditentukan oleh apakah mereka diamati atau tidak. Mereka ada di dalam dan bagi diri mereka sendiri. Jagad raya, dan demikian pula waktu, telah ada sebelum manusia ada untuk mengamatinya, dan akan terus ada jauh setelah tidak ada lagi manusia yang berpikir tentang hal itu. Jagad material adalah abadi, tidak berhingga dan terus berubah. Walau demikian, supaya nalar manusia dapat memahami jagad yang tak berhingga ini, perlulah untuk menerjemahkannya dalam istilah-istilah yang berhingga, menelaah dan mengkuantifikasinya, sehingga hal itu dapat menjadi realitas bagi kita. Cara kita mengamati jagad tidak dapat mengubahnya (kecuali kalau itu melibatkan satu proses fisik yang turut-campur dalam apa yang sedang diamati). Tapi cara jagad ini menampakkan dirinya bagi kita tentu dapat berubah. Dari sudut pandang kita, bumi kelihatannya diam. Tapi bagi seorang astronot yang terbang melintasi planet kita, bumi akan tampak melaju dengan kecepatan tinggi. Einstein, yang nampaknya memiliki rasa humor yang sangat garing, kabarnya pernah bertanya pada seorang petugas karcis, yang terkejut setengah mati mendengar pertanyaan ini: "Jam berapa Oxford berhenti pada kereta ini?"
Einstein bertekad menulis ulang hukum-hukum fisika dengan cara tertentu sehingga ramalan yang diturunkan darinya akan selalu tepat, tidak tergantung dari pergerakan berbagai benda, atau "sudut pandang" yang diturunkan daripadanya. Dari sudut pandang relativitas, gerak teratur pada sebuah garis lurus tidak dapat dibedakan dari keadaan diamnya. Ketika dua benda saling melintas pada kecepatan tetap, kita dapat mengatakan bahwa A melintasi B, sama mungkinnya dengan mengatakan B-lah yang sedang melintasi A. Maka kita sampai pada satu yang nampak sebagai kontradiksi, bahwa bumi sekaligus diam dan bergerak pada saat yang bersamaan. Dalam contoh astronot tadi, "harus benar keduanya, pernyataan bahwa bumi memiliki enerji gerak yang besar, dan pernyataan bahwa ia tidak memiliki baik enerji maupun gerak; sudut pandang astronot itu sama sahihnya dengan sudut pandang orang terpelajar yang ada di bumi."[xi]
Sekalipun nampaknya lurus-lurus saja, pengukuran atas waktu tetap saja menimbulkan persoalan, karena tingkat perubahan waktu harus dibandingkan pada sesuatu yang lain. Jika ada semacam waktu absolut, ia pun harus mengalir, maka ia harus pula diukur menurut waktu yang lain, dan demikian seterusnya tanpa akhir. Sangat penting untuk disadari bahwa persoalan ini hanya hadir dalam hubungannya dengan pengukuran waktu. Persoalan filsafati tentang hakikat waktu itu sendiri tidaklah turut serta di dalamnya. Untuk keperluan praktis perhitungan dan pengukuran, sangat pentinglah bagi kita untuk menetapkan satu kerangka rujukan tertentu. Kita harus mengetahui posisi dari seorang pengamat relatif terhadap gejala yang diamati. Teori relativitas menunjukkan bahwa pernyataan semacam "di tempat yang satu dan sama" dan "di waktu yang satu dan sama" tidak memiliki makna sama sekali.
Teori relativitas melibatkan kontradiksi. Ia menunjuk bahwa kesekaligusan [simultaneity] adalah relatif pada satu sumbu rujukan tertentu. Jika satu sumbu rujukan bergerak relatif terhadap yang lain, maka kejadian-kejadian yang berlangsung bersamaan relatif terhadap yang satu tidaklah berlangsung bersamaan relatif terhadap yang lain, dan sebaliknya. Fakta ini, yang tidak akan tertangkap oleh nalar sehat, telah didemontrasikan secara fisik. Sayangnya, ia masih saja dapat jatuh dalam interpretasi idealis atas waktu, misalnya, penilaian bahwa dimungkinkan ada perbedaan atas makna kata "sekarang". Lebih jauh lagi, masa datang dapat digambarkan sebagai benda-benda dan proses yang "lahir" dalam ujud empat dimensi setelah sebelumnya menempuh keberadaan dalam "potongan-potongan waktu".
Kecuali permasalahan ini diselesaikan, segala macam kesalahan dapat terjadi: contohnya, ide bahwa masa depan sebenarnya telah ada sebelumnya, dan tiba-tiba mewujud dalam "masa kini", layaknya sepotong batu yang tadinya tenggelam dalam air tiba-tiba muncul ketika air surut. Nyatanya, baik masa lalu maupun masa datang tergabung dalam masa kini. Masa datang adalah keberadaan-yang-masih-potensial. Masa lalu adalah apa-yang-telah-terjadi. "Masa kini" adalah kesatuan dari keduanya. Ia adalah keberadaan aktual kalau dibandingkan dengan keberadaan potensial. Persis karena alasan inilah kita biasanya merasakan penyesalan akan masa lalu dan ketakutan akan masa depan, bukan sebaliknya. Perasaan penyesalan datang dari kesadaran, yang dibenarkan oleh seluruh pengalaman manusia, bahwa masa lalu telah hilang selamanya; sementara masa depan penuh dengan ketidakpastian, yang mengandung sejumlah besar keadaan potensial.
Benjamin Franklin pernah mengatakan bahwa hanya dua hal yang pasti dalam kehidupan ini - kematian dan pajak, dan orang-orang Jerman memiliki pepatah: "Man muss nur sterben" - "Orang hanya harus mati", yang berarti bahwa segala hal yang lain berupa pilihan. Tentu saja, hal ini tidaklah sepenuhnya benar. Banyak lagi hal yang niscaya, bukan hanya kematian, atau bahkan pajak. Dari tak berhingga banyaknya keadaan potensial, dalam prakteknya kita tahu bhawa hanya sedikit saja yang benar-benar mungkin. Dari jumlah ini, lebih sedikit lagi yang boleh terjadi pada saat tertentu. Dan dari yang terakhir ini, pada akhirnya, hanya satu yang akan benar-benar terjadi. Cara yang tepat di mana proses ini berlangsung adalah persis tugas dari berbagai ilmu pengetahuan untuk mengungkapnya. Tapi tugas ini akan terbukti mustahil jika kita tidak menerima bahwa kejadian-kejadian dan proses-proses berlangsung dalam waktu, dan bahwa waktu adalah gejala objektif yang menyatakan fakta yang paling mendasar dari segala bentuk materi dan enerji - perubahan. Dunia material berada dalam keadaan berubah terus-menerus, maka ia "adalah dirinya sendiri dan sekaligus bukan dirinya sendiri". Inilah proposisi fundamental dari dialektika. Filsuf semacam Alfred North Whitehead dan institusionis Perancis Henry Begson percaya bahwa aliran waktu adalah satu fakta metafisik yang hanya dapat ditangkap oleh intuisi yang non-ilmiah. "Filsuf proses" semacam ini, sekalipun memiliki nada yang mistik, setidaknya dengan tepat menyatakan bahwa masa depan terbuka dan tidak dapat ditentukan sementara masa lalu tidak dapat diubah, tetap dan tentu. Inilah "penggumpalan waktu". Di pihak lain kita melihat "filsuf-filsuf banyak segi" yang menganggap bahwa peristiwa-peristiwa di masa mendatang boleh terjadi tapi tidak dapat dihubungkan dengan cara yang teratur dengan kejadian-kejadian di masa lalu. Jika kita mengikuti pandangan filsafati yang tidak tepat seperti ini, kita akan sampai pada mistisisme yang telanjang, seperti pandangan tentang "multiverse" - sejumlah tak berhingga dari jagad raya "paralel" (jika istilah ini tepat, karena mereka seharusnya tidak hadir dalam ruang "seperti yang kita kenal") yang hadir dalam waktu yang bersamaan (jika istilah ini tepat, karena mereka seharusnya tidak hadir dalam waktu "seperti yang kita kenal"). Demikianlah kebingungan yang muncul dari interpretasi idealis atas relativitas.

Interpretasi Idealistik

"There was a young lady named Bright

Whose speed was faster than light;

She set out one day

In a relative way

And returned home the previous night."

(A.  Buller, Punch, 19^th December 1923)

 

Seperti halnya dengan mekanika kuantum, relativitas juga telah direbut oleh mereka yang ingin memasukkan mistisisme ke dalam ilmu pengetahuan. "Relativitas" diubah maknanya menjadi bahwa kita tidak dapat benar-benar memahami dunia. Seperti yang dijelaskan oleh J. D. Bernal:
"Benar juga bahwa karya Einstein memiliki efek, di luar batasan bidang spesialis yang sempit di mana ia dapat diterapkan, sebagai salah satu mistifikasi umum. Karya itu dengan rakus ditelan oleh para intelektual yang mengalami keputusasaan pasca Perang Dunia I untuk membantu mereka menolak realitas. Mereka hanya butuh untuk menggunakan kata "relativitas" dan mengatakan 'Segala sesuatu adalah relatif,' atau 'Tergantung apa yang Anda maksud.'"[xii]
Ini adalah satu kesalahpahaman yang sempurna terhadap ide-ide Einstein. Nyatanya, kata "relativitas" itu sendiri adalah sebuah istilah yang salah kaprah. Einstein sendiri lebih menyukai nama teori invariansi [invariance theory] yang memberi kita gambaran yang lebih tepat akan apa yang dimaksudkannya - persis kebalikan dari ide vulgar tentang teori relativitas. Tidak benar bahwa bagi Einstein "segala sesuatunya adalah relatif". Kita ambil satu contoh sebagai pembuka, enerji-diam (yaitu, kesatuan dari materi dan enerji) adalah salah satu hal mutlak dalam teori relativitas. Kecepatan cahaya yang menjadi pembatas segala kecepatan di jagad ini adalah contoh yang lain. Einstein sangat jauh dari interpretasi yang subjektif dan acak atas realitas, di mana satu pendapat dianggap sama benarnya dengan pendapat lain, dan "semuanya tergantung bagaimana Anda melihat hal itu," Einstein jutru "menemukan apa yang 'mutlak' dan dapat diandalkan sekalipun nampak ada kebingungan, ilusi dan kontradiksi yang dihasilkan oleh pergerakan atau aksi gravitasi yang relatif."[xiii]
Alam raya ini hadir dalam keadaan yang terus berubah. Dalam makna itu, tidak ada sesuatupun yang "mutlak" atau abadi. Satu-satunya hal yang mutlak adalah gerak dan perubahan, cara mengada materi yang paling mendasar - sesuatu yang ditunjukkan Einstein secara meyakinkan di tahun 1905. Waktu dan ruang, sebagai cara mengada dari materi adalah gejala yang objektif. Mereka bukanlah sekedar abstraksi atau pandangan acak yang diciptakan oleh manusia (atau dewa) bagi kepentingan mereka sendiri, tapi merupakan sifat materi yang mendasar, yang menyatakan keuniversalan materi itu sendiri.
Ruang memiliki tiga dimensi tapi waktu hanya memiliki satu. Sambil meminta maaf pada para produser film, di mana dimungkinkan satu "perjalanan kembali ke masa depan" ["Back to the Future"], kita hanya mungkin melintasi waktu dalam satu arah, yaitu dari masa lalu ke masa datang. Sama sekali kita tidak terancam akan kemungkinan adanya seorang petualang waktu yang muncul di bumi ketika ia belum dilahirkan, atau akan kemungkinan seseorang menikahi ibunya sendiri, semua itu hanya fantasi idiot yang diciptakan oleh orang-orang Hollywood. Waktu tidak mungkin diputar balik. Yaitu, semua kekuatan material berkembang dalam hanya satu arah - dari masa lalu menuju masa datang. Waktu hanyalah satu cara untuk menyatakan pergerakan riil dan materi yang berada dalam keadaan berubah. Materi, gerak, waktu dan ruang tidak dapat dipisahkan.
Kekurangan dari teori Newton adalah karena ia menganggap ruang dan waktu sebagai dua hal yang sama sekali terpisah, yang satu berjalan sejajar dengan yang lain, tidak tergantung dari materi dan gerak. Sampai abad ke-20 para ilmuwan menyamakan ruang dengan sebuah kehampaan (satu "ketiadaan"), yang dilihat sebagai sesuatu yang mutlak, yaitu, selalu sama di manapun, satu "benda" yang tidak pernah berubah. Abstraksi-abstraksi kosong ini telah dilecehkan oleh fisika modern, yang telah menunjukkan hubungan mendasar antara waktu, ruang, materi dan gerak. Teori relativitas Einstein telah menyatakan dengan tegas bahwa waktu dan ruang tidak hadir dalam dan dari diri mereka sendiri, terpisah dari materi, tapi merupakan bagian dari satu kesalingterhubungan universal antar semua gejala. Hal ini dinyatakan oleh konsep ruang-waktu yang utuh dan tak terbagi, di mana waktu dan ruang dilihat sebagai aspek-aspek relatifnya. Satu ide yang kontroversial di sini adalah ramalan bahwa sebuah jam yang bergerak akan menunjukkan waktu yang lebih lambat daripada jam yang diam. Walau demikian, sangatlah penting untuk dipahami bahwa efek ini baru nampak pada kecepatan yang teramat tinggi, yang mendekati kecepatan cahaya.
Jika teori relativitas umum Einstein tepat, maka kita akan memiliki kemungkinan teoritik di masa datang akan sebuah perjalanan yang tak terkira jauhnya. Secara teoritik, umat manusia akan dimungkinkan terus bertahan hidup ribuan tahun ke masa mendatang. Seluruh masalahnya terletak pada apakah perubahan yang terjadi pada tingkat jam atomik terjadi juga pada rentang usia itu sendiri. Di bawah dampak gravitasi yang kuat, jam atomik bergerak lebih lambat daripada ketika di ruang kosong. Pertanyaannya adalah apakah kesalingterhubungan yang kompleks antar molekul yang menyusun kehidupan akan berperilaku yang sama. Isaac Asimov, yang paham satu dua hal mengenai fiksi ilmiah, menulis: "Jika waktu benar-benar dapat melambatkan pergerakan, kita boleh jadi dapat melakukan perjalanan ke bintang-bintang yang jauh di masa hidup kita. Tapi tentu saja kita harus mengucapkan selamat tinggal pada generasi kita dan, jika kita kembali, kita akan kembali ke dunia di masa yang akan datang."[xiv]
Argumen untuk hal ini adalah tingkat kecepatan proses kehidupan yang ditentukan oleh tingkat kecepatan aksi di tingkat atomik. Dengan demikian, di bawah gravitasi yang kuat, jantung akan berdetak lebih lambat, otak berdenyut lebih lambat pula. Nyatanya, seluruh enerji meredup di bawah tekanan gravitasi. Jika seluruh proses berjalan lebih lambat, mereka juga berjalan lebih lama dalam waktu. Jika sebuah pesawat angkasa sanggup berjalan dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya, jagad akan terlihat melaju melintasinya, walaupun bagi mereka yang ada di dalam pesawat waktu kelihatannya akan tetap berjalan "normal", yaitu pada tingkat yang jauh lebih lambat. Kesan yang didapat adalah bahwa waktu yang ada di luar pesawat dipercepat. Apakah hal ini tepat? Apakah ia nyatanya akan hidup di masa datang, relatif terhadap penduduk bumi, atau tidak? Einstein kelihatannya memberikan jawaban ya terhadap pertanyaan ini.
Segala jenis pandangan mistis muncul dari spekulasi semacam ini - contohnya tentang melompat ke dalam lubang hitam dan keluar di jagad yang lain. Jika lubang hitam benar-benar ada, dan hal itu belumlah dibuktikan secara definitif, apa yang akan kita temui di pusatnya pastilah hanya sisa-sisa dari sebuah bintang raksasa yang telah mati, bukan jagad yang lain. Siapapun yang masuk ke dalamnya akan dirobek-robek dan diubah menjadi enerji murni. Jika itu yang dinamakan pergi ke jagad lain, maka kami mengundang mereka yang mengajukan ide itu untuk menjadi yang pertama mencobanya! Nyatanya, ini adalah murni sebuah spekulasi, betapapun menyenangkannya. Seluruh ide tentang "perjalanan waktu" niscaya akan mendaratkan kita pada segudang kontradiksi, bukan kontradiksi yang dialektik tapi yang absurd. Einstein pasti mengalami shock pada interpretasi mistik atas teorinya, yang melibatkan pandangan tentang perjalanan ulang-alik melewati waktu, mengubah masa depan, dan segala omong kosong semacam itu. Tapi ia sendiri harus bertanggungjawab atas situasi ini karena unsur idealis dalam cara pandangnya, terutama pada persoalan tentang waktu.
Mari kita anggap bahwa sebuah jam atomik pada ketinggian yang besar berjalan lebih cepat daripada ketika ia diletakkan di atas tanah, karena efek gravitasi. Mari kita anggap juga bahwa, ketika jam ini dikembalikan ke bumi, ia ditemukan, katakanlah, lebih tua 50 per milyar dari satu detik dari jam serupa yang tidak pernah meninggalkan tanah. Apakah itu berarti bahwa orang yang turut bersama jam itu di ketinggian juga akan lebih tua? Proses ketuaan tergantung pada tingkat metabolisme. Hal ini dipengaruhi sebagian oleh gravitasi, tapi juga oleh berbagai faktor lainnya. Ia adalah sebuah proses biologis yang kompleks, dan tidak mudah untuk melihat bagaiman ia akan dipengaruhi secara mendasar baik oleh kecepatan atau gravitasi, kecuali bahwa kecepatan dan gravitasi yang ekstrim akan menghasilkan kerusakan material pada mahluk hidup.
Jika memang dimungkinkan untuk melambatkan tingkat metabolisme dalam cara yang telah diramalkan, sehingga, misalnya, detak jantung akan melambat sampai satu detak tiap dua puluh menit, proses menua pasti akan berjalan lebih lambat pula. Nyatanya, memang dimungkinkan untuk melambatkan metabolisme, contohnya, melalui pembekuan. Namun, apakah hal ini akan pula menjadi efek dari perjalanan dengan kecepatan amat tinggi, tanpa membunuh organisme itu sendiri, persoalan itu masih dapat diperdebatkan. Menurut teori yang sudah dikenal, sang pengelana-angkasa relativistik itu, jika ia berhasil kembali ke bumi, akan kembali setelah, katakanlah, 10.000 tahun, dan mengikuti analogi yang biasa, akan dapat menikahi salah satu cicitnya. Tapi ia tidak akan pernah dapat kembali ke waktu-"nya" sendiri.
Percobaan yang dilakukan dengan partikel subatomik (muon) menunjukkan bahwa partikel-partikel yang melaju dengan kecepatan 99,94 persen dari kecepatan cahaya memperpanjang rentang usia mereka sebanyak hampir tiga puluh kali lipat, tepat seperti yang diramalkan oleh Einstein. Walau demikian, apakah kesimpulan ini dapat diterapkan pada materi dalam skala yang lebih besar, khususnya pada materi hidup, hal ini masih merupakan hal yang harus ditinjau lebih lanjut. Banyak kesalahan serius telah dibuat dengan mencoba menerapkan hasil-hasil yang dicapai di satu bidang ke bidang yang lain, yang berbeda sama sekali. Di masa depan, perjalanan-angkasa pada kecepatan sangat tinggi - bahkan mungkin mencapai sepersepuluh kecepatan cahaya - boleh jadi akan dimungkinkan. Pada kecepatan semacam itu, satu perjalanan yang menempuh lima tahun cahaya akan membutuhkan waktu tempuh lima puluh tahun (walau menurut Einstein, perjalanan itu akan lebih cepat tiga bulan dari perhitungan biasa). Apakah kelak akan benar-benar dimungkinkan untuk melakukan perjalanan pada kecepatan cahaya, yang akan memungkinkan umat manusia mencapai bintang-bintang? Pada saat ini, prospek untuk itu masih terasa jauh sekali. Tapi, seratus tahun yang lalu - hanya sekejap mata saja dalam rentang sejarah - ide untuk berjalan-jalan ke bulan baru merupakan satu impian yang dituangkan secara indah dalam sebuah novel oleh Jules Verne.

Mach dan Positivisme

"The object, however, is the real truth, is the essential, reality; it is,

 quite indifferent to wheter it is known or not; it remains

and stand even though it is not known, while the knowledge

does not exist if the object is not there." (Hegel)[xv]

 

Keberadaan masa silam, masa kini dan masa depan telah terukir dalam pada kesadaran manusia. Kita hidup sekarang, tapi kita dapat mengingat kejadian-kejadian lampau, dan, sampai tahap tertentu, meramalkan kejadian-kejadian yang akan datang. Ada yang disebut "sebelum" dan yang disebut "setelah". Tapi beberapa filsuf dan ilmuwan membantah hal ini. Mereka menganggap waktu sebagai satu produk dari pikiran, satu khayalan. Dalam pandangan mereka, jika tidak ada manusia yang mengamatinya, tidak akan ada waktu, tidak ada masa silam, masa kini maupun masa depan. Inilah sudut pandang idealisme subjektif, satu cara pandang yang sepenuhnya irasional dan anti-ilmiah yang walau demikian telah mencoba selama seratus tahun terakhir untuk mendasarkan dirinya pada penemuan-penemuan fisika untuk memperoleh wibawa bagi pandangan atas dunia yang sepenuhnya mistik ini. Sangatlah ironis bahwa aliran filsafat yang telah memiliki dampak terbesar bagi ilmu pengetahuan di abad ke-20, yaitu positivisme-logika, persis adalah salah satu cabang dari idealisme subjektif.
Positivisme adalah pandangan sempit yang menganggap bahwa ilmu pengetahuan harus membatasi dirinya pada "fakta-fakta yang dapat diamati". Para pendiri dari aliran ini sangat enggan untuk mengatakan satu teori benar atau salah, melainkan lebih menyukai untuk menyebutnya kurang atau lebih "berguna". Sangatlah menarik untuk dicatat bahwa Ernst Mach, bapak spritual sejati dari neo-positivisme, menolak teori atom dari bidang fisika dan kimia. Ini adalah hasil alamiah dari empirisisme sempit dari cara pandang kaum positivis. Karena atom tidak dapat dilihat, bagaimana mungkin ia ada? Atom mereka anggap paling-paling sebagai satu fiksi yang menghibur, atau sebagai satu hipotesis ad hoc yang tidak dapat diterima. Salah satu rekan berpikir Mach, Wilhelm Ostwald telah benar-benar mencoba untuk menurunkan hukum-hukum dasar kimia tanpa bantuan hipotesis tentang atom!
Boltzmann dengan tajam mengritik Mach dan kaum Positivis, seperti halnya yang dilakukan Max Planc, bapak fisika kuantum. Lenin menempatkan pandangan-pandangan Mach dan Richard Avenarius, pendiri aliran Empirio-kritisisme, pada hujan badai kritik dalam bukunya Materialism and Empirio-criticism (1908). Walau demikian, pandangan-pandangan Mach memiliki dampak yang besar dan, di antaranya, turut pula mengesankan Albert Einstein muda. Berangkat dari pandangan bahwa semua ide harus diturunkan dari "apa yang ada", yaitu dari informasi yang disediakan semata oleh indera kita, mereka meneruskannya dengan penyangkalan terhadap dunia natural, yang tidak tergantung dari indera-perasa manusia. Mach dan Avenarius merujuk pada objek fisik sebagai "himpunan kompleks dari sensasi". Maka, misalnya, meja ini tidaklah lebih dari dari sekumpulan kesan-perasaan seperti kekerasannya, warnanya, massanya dan seterusnya. Tanpa hal-hal ini, menurut mereka, tidak akan ada yang tersisa. Dengan demikian, ide tentang materi (dalam makna filsafati, yaitu, dunia objektif yang ada bagi kita melalui indera-perasa kita) dinyatakan sebagai tidak bermakna sama sekali.
Seperti yang telah kami tunjukkan, ide-ide ini membawa kita langsung pada solipsisme - ide bahwa hanya "saya" yang ada. Jika saya menutup mata saya, dunia ini berhenti ada. Mach menyerang ide Newton bahwa ruang dan waktu adalah mutlak dan merupakan mahluk yang riil, tapi ia melakukannya dari sudut pandang idealisme subjektif. Yang mengherankan, aliran filsafat modern yang paling berpengaruh (dan yang memiliki pengaruh paling kuat di kalangan ilmuwan) diturunkan dari idealisme subjektif Mach dan Avenarius.
Obsesi terhadap "sang pengamat" yang merupakan benang yang menjalin seluruh fisika teoritik di abad ke-20 diturunkan dari filsafat idealisme subjektif Ernst Mach. Dengan mengambil titik berangkatnya dari argumen empirisis bahwa "semua pengetahuan kita diturunkan dari perasaan langsung dari indera-perasa kita", Mach berargumen bahwa objek tidak dapat hadir secara terpisah dari kesadaran kita. Jika kita membawa ini kepada kesimpulan logisnya, ini akan berarti bahwa dunia ini tidak mungkin ada sebelum ada orang untuk mengamatinya. Nyatanya, dunia ini tidak mungkin ada sebelum saya ada, karena saya hanya dapat mengetahui apa yang dirasakan oleh indera saya, dan dengan demikian saya tidak akan pernah yakin bahwa kesadaran lain juga benar-benar ada.
Yang penting, Einstein sendiri pada awalnya terkesan oleh argumen-argumen ini, yang meninggalkan bekasnya pada tulisan-tulisan awalnya tentang relativitas. Hal ini, tak diragukan lagi, telah menimbulkan pengaruh yang sangat buruk terhadap ilmu pengetahuan modern. Sementara Einstein berhasil menyadari kesalahannya, dan mencoba membetulkannya, mereka yang membuntut pada sang guru, telah gagal menyaring beras dari gabah. Seperti yang telah sering terjadi, para murid yang terlalu bersemangat malah menjadi dogmatis. Mereka lebih Paus daripada Paus itu sendiri! Dalam otobiografinya, Karl Popper menunjukkan dengan jelas bahwa di akhir hayatnya Einstein menyesali idealisme subjektif yang pernah dianutnya, atau "operasionalisme", yang menuntut keberadaan seorang pengamat untuk menentukan apakah satu proses terjadi di alam atau tidak:
"Fakta yang sangat menarik adalah bahwa Einstein sendiri selama bertahun-tahun adalah seorang positivis dan operasionalis yang dogmatis. Ia kemudian menyangkal interpretasi ini: ia mengatakan pada saya di tahun 1950 bahwa ia tidak pernah menyesali satu kesalahanpun dalam hidupnya seperti ia menyesali kesalahan ini. Kesalahan itu mengambil bentuk yang benar-benar serius dalam buku populernya, Relativity: The Special and General Theory. Di sana ia mengatakan, 'Saya akan meminta para pembaca untuk tidak maju lebih jauh sampai ia benar-benar yakin akan hal ini.' Hal itu adalah, singkatnya, bahwa 'kesekaligusan' harus didefinisikan - dan didefinisikan dengan cara yang operasional - karena jika tidak demikian 'Saya membiarkan diri saya diperdaya ... ketika saya membayangkan bahwa saya sanggup melekatkan satu makna pada pernyataan tentang kesekaligusan.' Atau, dengan kata lain, satu istilah harus didefinisikan secara operasional atau ia akan menjadi tidak bermakna. (Di sini, dalam cangkang yang keras, terkandung positivisme yang kemudian dikembangkan oleh Lingkaran Vienna di bawah pengaruh Tractatus-nya Wittgenstein, dan dalam bentuk yang sangat dogmatis)."
Hal ini penting, karena ia menunjukkan bahwa Einstein pada akhirnya menolak interpretasi subjektif atas teori relativitasnya. Semua omong kosong tentang "sang pengamat" adalah satu faktor penentu yang bukan merupakan bagian hakiki dari teori tersebut, melainkan satu satu cerminan dari kesalahan filsafati, seperti yang kemudian diakui oleh Einstein sendiri.
Hal itu, sayangnya, tidak menghalangi para pengikut Einstein untuk mengambil-alih kesalahan itu, dan mengembangkannya sampai titik di mana ia nampak sebagai salah satu batu penjuru utama dari teori relativitas. Di sinilah kita menemukan asal-muasal dari idealisme subjektif Heisenberg:
"Tapi, banyak fisikawan yang gemilang," lanjut Popper, "sangat terkesan oleh operasionalisme Einstein, yang mereka anggap (seperti Einstein sendiri juga menganggap demikian untuk waktu yang lama) sebagai satu bagian tak terpisahkan dari teori relativitas. Dan terjadilah bahwa operasionalisme menjadi ilham bagi paper Heisenberg di tahun 1925, dan usulannya yang telah diterima luas bahwa konsep tentang jalur sebuah elektron, atau tentang posisi-cum-momentum klasiknya, adalah tidak bermakna sama sekali."[xvi]
Fakta bahwa waktu adalah sebuah gejala objektif, yang mencerminkan proses riil di alam pertama kali ditunjukkan oleh hukum-hukum termodinamika, yang ditemukan di abad ke-19 dan yang masih terus memainkan peran sentral dalam fisika modern. Hukum-hukum ini, khususnya yang dikembangkan oleh Boltzmann menegaskan ide bahwa waktu bukan hanya hadir secara objektif, tapi bahwa ia hanya mengalir ke satu jurusan, dari masa silam ke masa depan. Waktu tidak dapat diputar balik, waktu juga tidak tergantung dari "pengamat" apapun.

Boltzmann dan Waktu

Masalah mendasar yang harus dijawab adalah: Apakah waktu sebuah ciri objektif dari jagad fisik? Atau ia adalah sesuatu yang murni subjektif, satu khayalan dari pikiran, atau satu cara yang enak untuk menjelaskan berbagai hal yang tidak memiliki hubungan riil dengan waktu itu sendiri? Posisi yang disebut terakhir ini telah diambil, pada satu atau lain tingkat, oleh berbagai aliran pemikiran, yang semuanya berkaitan erat dengan filsafat idealisme subjektif. Menjelang akhir abad ke-19, masalah ini telah dijawab dengan tegas oleh pelopor ilmu tentang termodinamika, Ludwig Boltzmann.
Einstein, di bawah pengaruh Ernst Mach, memperlakukan waktu sebagai satu hal yang subjektif, yang tergantung pada sang pengamat, setidaknya pada awalnya sebelum ia menyadari bahaya dari akibat yang ditimbulkan oleh pendekatannya. Di tahun 1905, papernya tetang teori relativitas khusus memperkenalkan konsep tentang "waktu lokal" yang berhubungan dengan tiap pengamat yang berbeda. Konsep tentang waktu di sini mengandung satu ide yang diambil alih dari fisika klasik, yaitu bahwa waktu dapat diputar balik. Ini benar-benar pandangan yang luar biasa, dan yang akan segera hancur bila dihadapkan dengan pengalaman manusia. Para sutradara film biasanya menyandarkan diri pada satu tipuan fotografis, di mana kamera diputar terbalik, yang mengakibatkan segala hal yang aneh terjadi: susu mengalir dari gelas kembali ke botol, bus dan mobil berjalan mundur, telur kembali ke cangkangnya, dan seterusnya. Reaksi kita terhadap semua ini adalah tertawa, persis seperti yang menjadi tujuannya. Kita tertawa karena kita tahu bahwa apa yang kita lihat itu bukan saja mustahil, tapi aneh sekali. Kita tahu bahwa proses yang sedang kita lihat itu tidak dapat diputar balik [irreversible].
Boltzmann memahami hal ini, dan konsep tentang waktu yang tidak dapat diputar balik terletak dalam teorinya yang terkenal tentang panah waktu. Hukum-hukum termodinamika merupakan satu terobosan besar dalam ilmu pengetahuan, tapi terobosan yang kontroversial. Hukum-hukum ini tidak dapat didamaikan dengan hukum-hukum fisika yang telah ada menjelang akhir abad ke-19. Hukum kedua termodinamika tidak dapat diturunkan dari hukum-hukum mekanika atau kuantum, dan pada kenyataannya, membuat perpisahan yang menentukan dengan teori-teori fisika yang sebelumnya. Ia menyatakan bahwa entropi [tingkat kekacauan dalam sebuah sistem] bertambah dalam satu jurusan, ke masa depan, bukan masa lalu. Ia menunjukkan satu perubahan keadaan seiring dengan waktu, yang tidak mungkin diputar balik. Konsep tentang pelepasan panas (disipasi) berbenturan dengan ide yang waktu itu diterima luas bahwa tugas fisika adalah untuk mereduksi kompleksitas alam ini menjadi beberapa hukum gerak yang sederhana.
Ide tentang entropi, yang biasanya dipahami sebagai suatu kecenderungan segala hal untuk menuju tingkat disorganisasi dan degenerasi sejalan dengan berlalunya waktu, mengandung seluruh apa yang telah dipercaya orang sepanjang segala masa: bahwa waktu hadir secara objektif dan bahwa ia adalah sebuah proses yang searah. Kedua hukum termodinamika menunjukkan proses-proses yang tidak dapat diputar balik. Definisinya didasarkan pada sifat lain yang dikenal sebagai ketersediaan enerji. Entropi dari sebuah sistem yang terisolasi dapat bertambah atau tetap, tapi tak dapat berkurang. Salah satu hasil dari kondisi ini adalah kemustahilan dari apa yang dikenal sebagai "perpetuum mobile" - mesin yang menggerakkan dirinya sendiri selama-lamanya.
Einstein menganggap ide tentang waktu yang tak dapat diputar balik sebagai satu khayalan yang tidak memiliki tempat di dalam fisika. Mengutip Max Planck, hukum kedua termodinamika menyatakan ide bahwa di alam terdapat satu kuantitas yang berubah, di mana hal ini selalu berlaku dalam segala proses alam itu. Hal ini tidak tergantung pada sang pengamat, tapi merupakan sebuah proses yang objektif. Tapi pandangan Planck hanyalah pandangan kaum minoritas pada masa itu. Mayoritas ilmuwan, termasuk Einstein, memasukkan hal itu sebagai faktor yang subjektif. Posisi Einstein tentang masalah ini menunjukkan kelemahan sentral dari sudut pandangnya yang membuat proses objektif menjadi tergantung pada ada atau tidak adanya satu "pengamat". Tak diragukan lagi bahwa inilah titik terlemah dari seluruh cara pandangnya, dan, persis karena alasan itu, justru menjadi bagian yang paling populer di kalangan penerusnya, yang kelihatannya tidak sadar akan fakta bahwa Einstein sendiri mengubah cara pandang itu menjelang akhir hayatnya.
Dalam fisika dan matematika, waktu dinyatakan sebagai hal yang dapat diputar balik. Satu "Varian bolak-balik" menyatakan bahwa hukum-hukum fisika yang sama berlaku baik dalam situasi yang satu maupun dalam situasi yang lain. Kejadian yang kedua tidak dapat dibedakan dari yang pertama dan aliran waktu tidak memiliki arah tertentu dalam kasus interaksinya yang mendasar. Contohnya, sebuah film tentang dua bola bilyar yang bertumburan dapat diputar ke depan atau ke belakang, tanpa memberi gambaran apapun mengenai urutan kejadian yang sebenarnya. Hal ini dianggap juga berlaku pada interaksi pada tingkat sub-atomik, tapi bukti yang menunjukkan kebalikannya telah ditemukan di tahun 1964 dalam interaksi weak force pada inti atom. Untuk waktu yang lama, dipercaya bahwa hukum-hukum alam yang mendasar bersifat "simetris dalam muatan". Contohnya, satu antiproton dan positron memiliki perilaku yang sama persis dengan proton dan elektron. Percobaan telah menunjukkan kini bahwa hukum-hukum alam dapat disebut simetris jika tiga hal dasar dapat digabungkan - waktu, muatan dan paritas - time, charge, partity. Hal ini dikenal sebagai "cermin CPT".
Dalam dinamika, arah dari satu perlintasan [trajectory] tertentu tidaklah penting. Contohnya, satu bola yang memantul pada tanah akan kembali pada posisi awalnya. Tiap sistem, dengan demikian, dapat "berputar kembali dalam waktu", jika semua titik di dalamnya dijalani secara terbalik. Semua keadaan yang telah ditempuhnya akan begitu saja ditempuhnya kembali dalam arah yang berlawanan. Dalam dinamika klasik, perubahan seperti pembalikan waktu (tà ­- t) dan pembalikan kecepatan (v à - v) diperlakukan sebagai kesetaraan matematik. Perhitungan semacam ini berlaku bagi sistem sederhana yang tertutup, di mana tidak ada interaksi. Sesungguhnya, tiap sistem tunduk pada berbagai macam interaksi. Salah satu problem yang paling penting dalam fisika adalah sistem "tiga-benda", contohnya pergerakan bulan yang dipengaruhi oleh bumi dan matahari. Dalam dinamika klasik, satu sistem berubah menurut satu perlintasan yang tertentu dan tetap, yang titik awalnya tidak pernah dilupakan. Kondisi awal menentukan perlintasannya sepanjang segala waktu. Semua perlintasan dalam fisika klasik adalah sederhana dan deterministik. Tapi ada berbagai perlintasan yang tidak demikian mudah ditetapkan semacam itu, contohnya, sebuah pendulum kaku, di mana satu gangguan sekecil apapun akan cukup untuk membuatnya berotasi atau berosilasi.
Makna penting dari karya Boltzmann adalah bahwa ia menangani fisika proses bukan fisika benda. Pencapaian terbesarnya adalah dengan menunjukkan bahwa ciri-ciri atom (massa, muatan, struktur) menentukan ciri materi yang kasat mata (viskositas, konduktivitas panas, difusi, dan lain-lain). Ide-idenya dengan ganas diserang orang selama masa hidupnya, tapi telah dibenarkan oleh penemuan-penemuan fisika atomik beberapa saat sebelum abad ke-19 berakhir, dan kesadaran bahwa pergerakan acak dari partikel mikroskopik yang terkandung dalam fluida ("gerak Brown") hanya dapat dijelaskan dengan mekanika statistik yang ditemukan oleh Boltzmann.
Kurva Gauss yang berbentuk lonceng menggambarkan gerak acak dari molekul-molekul gas. Satu pertambahan suhu akan membawa pertambahan dalam kecepatan rata-rata dari molekul dan enerji yang diasosiasikan dengan geraknya. Sementara Clusius dan Maxwell mendekati masalah ini dari sudut pandang perlintasan yang ditempuh oleh tiap molekul, Boltzmann mendekatinya dari populasi molekul itu. Persamaan kinetiknya memainkan peranan penting dalam fisika gas. Hal itu adalah satu kemajuan besar dalam fisika proses. Boltzmann adalah satu pelopor besar, yang diperlakukan sebagai orang gila oleh para pemuka fisika di jamannya. Ia akhinya dipaksa untuk melakukan bunuh diri di tahun 1906, setelah sebelumnya dipaksa untuk mundur dari upayanya untuk menegaskan sifat tidak dapat dibaliknya waktu sebagai sebuah ciri objektif alam.
Sementara dalam teori mekanika klasik, kejadian dalam film yang digambarkan di atas sangat dimungkinkan, dalam praktek, hal ini mustahil. Dalam teori dinamika, contohnya, kita mendapati satu dunia ideal di mana segala hal semacam gesekan dan benturan tidak ada sama sekali. Dalam dunia ideal ini, segala invariansi yang terlibat dalam satu gerak tertentu sudah ditetapkan sejak awal. Tidak sesuatupun yang dapat mengubah arah perlintasannya. Hal ini berarti, kita akan sampai pada satu pandangan atas alam raya yang statis, di mana segala hal direduksi menjadi persamaan-persamaan yang lancar dan linear. Sekalipun ia mencapai kemajuan yang revolusioner melalui teori relativitas, Einstein, di dalam hatinya, tetap tinggal sebagai penganut ide tentang jagad yang statis dan serasi ini - seperti halnya Newton.
Persamaan gerak Newton, atau juga mekanika kuantum, tidak memiliki sifat tidak-dapat-dibalik yang inheren di dalam dirinya. Dimungkinkan bagi kita untuk menjalankan satu film ke depan atau ke belakang. Tapi hal ini tidak berlaku di alam secara umum. Hukum kedua termodinamika meramalkan satu kecenderungan yang tak dapat dibalik ke arah keadaan ketidakberarturan. Hukum ini  menyatakan bahwa tingkat keacakan akan selalu bertambah sejalan dengan waktu. Sampai beberapa saat terakhir, orang masih berpendapat bahwa hukum-hukum alam bersifat simetris-waktu. Tapi Waktu bersifat asimetris dan berjalan searah, dari masa silam ke masa depan. Kita melihat fosil, jejak kaki, foto dan rekaman dari masa silam, tapi tidak pernah dari masa depan. Mudah bagi kita untuk mengaduk telur untuk membuat telur dadar atau memasukkan susu dan gula ke dalam secangkir kopi, tapi tidak mudah bagi kita untuk membalik proses itu. Air panas di dalam bak mandi memindahkan panasnya ke udara sekitar tapi tidak sebaliknya.
Hukum kedua termodinamika adalah "panah waktu". Kaum subjektivis menyangkal hal itu, mereka mengatakan bahwa proses yang tak dapat dibalik seperti afinitas kimia, penghantaran panas, viskositas, dsb., akan tergantung pada "sang pengamat". Pada kenyataannya, semua ini adalah proses objektif yang terjadi di alam, dan hal ini jelas bagi setiap orang dalam hubungannya dengan kehidupan dan kematian. Satu pendulum (setidaknya dalam keadaan ideal) dapat berayun kembali ke posisinya semula. Tapi semua orang tahu bahwa kehidupan seseorang bergerak hanya ke satu arah, dari ayunan bayi ke liang kubur. Itu adalah proses yang tak dapat dibalik. Ilya Prigogine, salah satu teoritisi terkemuka dalam teori chaos mengingat bahwa ia "terkejut akan fakta bahwa ilmu pengetahuan hanya sedikit saja menangani persoalan waktu, khususnya karena pendidikan yang ditempuhnya sejak awal memusatkan diri terutama pada sejarah dan arkeologi." Dalam hubungan dengan konflik antara mekanika klasik (dinamika) dengan termodinamika, Prigogine dan Stenger menulis:
"Sampai tahap tertentu, terdapat analogi antara konflik ini dengan apa yang melahirkan Materialisme yang Dialektik. Kami telah menggambarkan ... satu alam raya yang dapat disebut sebagai 'historis' - yaitu yang mampu melahirkan perkembangan dan inovasi. Ide akan satu sejarah alam raya sebagai satu bagian integral dari materialisme telah ditegaskan oleh Marx dan, secara lebih rinci, oleh Engels. Perkembangan mutakhir dalam fisika, penemuan atas peran konstruktif yang dimainkan oleh ireversibilitas, telah menimbulkan satu masalah dalam ilmu-ilmu alam, satu masalah yang telah lama diangkat oleh para materialis. Bagi mereka, pemahaman terhadap alam bermakna bahwa ia mampu menghasilkan manusia dan masyarakatnya.
"Lebih jauh lagi, pada masa Engels menulis Dialectics of Nature-nya, ilmu-ilmu fisika kelihatannya telah mulai menolak pandangan mekanistik dan mulai mendekat pada ide tentang perkembangan historis alam raya. Engels menyebut tiga penemuan mendasar: enerji dan hukum-hukum yang mengatur transformasi kualitatifnya, sel sebagai penyusun dasar kehidupan, dan penemuan Darwin atas evolusi spesies. Engels sampai pada kesimpulan bahwa pandangan atas dunia yang statis sudah mati."
Terhadap interpretasi yang subjektif atas waktu, sang penulis menyimpulkan:
"Waktu mengalir searah, dari masa silam ke masa depan. Kita tidak dapat merekayasa waktu, kita tidak dapat menempuh perjalanan ke masa silam."[xvii]

Relativitas dan Lubang Hitam

Dalam pandangan Einstein, tidak seperti Newton, gravitasi mempengaruhi waktu karena ia mempengaruhi cahaya. Jika kita dapat membayangkan satu partikel cahaya yang mengapung di tepi sebuah lubang hitam, ia akan mengapung di sana tanpa batas, tidak maju tapi juga tidak mundur, tidak mendapat tambahan enerji atau kehilangan enerji. Dalam keadaan seperti itu, dimungkinkan untuk mengatakan "waktu berhenti". Inilah argumen dari kaum relativis penganjur lubang hitam dan segala ciri yang dikandungnya. Pada ujung semua ini adalah bahwa segala gerak akan berhenti, maka tidak akan ada perubahan baik atas keadaan maupun kedudukan, dan dengan demikian tidak akan ada waktu, makna apapun yang dilekatkan padanya. Situasi seperti ini katanya terjadi tepat di tepi sebuah lubang hitam. Hal ini, walau demikian, sangat bersifat spekulatif dan merupakan interpretasi mistis atas satu gejala, yang keberadaannya sendiri belumlah terbukti.
Segala materi hadir dalam keadaan bergerak dan berubah terus-menerus, dan dengan demikian, segala yang dikatakan di sini adalah jika materi dan gerak dilenyapkan, waktu juga akan lenyap; pernyataan yang sebenarnya adalah tautologi sempurna. Ini seperti mengatakan - jika tidak ada materi, maka tidak akan ada materi; atau jika tidak ada waktu maka tidak akan ada waktu. Kedua pernyataan itu bermakna sama. Anehnya, kita telah mencari dengan sia-sia dalam teori relativitas satu definisi tentang apa itu waktu dan ruang. Einstein sendiri kelihatannya kesulitan menerangkan hal ini. Walau demikian, ia telah hampir sampai ke sana ketika ia menjelaskan perbedaan antara geometrinya dengan geometri klasik Euclides. Ia mengatakan bahwa kita dapat membayangkan sebuah alam raya di mana ruang tidak terpuntir sama sekali, tapi ruang itu tidak akan berisi materi. Pernyataan ini jelas mengarah ke arah yang benar. Setelah semua keributan mengenai lubang hitam, Anda mungkin masih akan terkejut bahwa persoalan ini sama sekali tidak pernah disebutkan oleh Einstein. Ia bersandar pada pendekatan yang ketat, yang terutama didasarkan pada matematika yang rumit, dan membuat peramalan yang dapat dibuktikan melalui pengamatan dan percobaan. Fisika lubang hitam, yang tidak memiliki satupun data empirik yang jelas, memiliki sifat yang sangat spekulatif.
Sekalipun ia mencapai kesuksesan, teori relativitas umum masih mungkin dibuktikan keliru. Tidak seperti relativitas khusus, percobaan yang telah dilakukan berdasarkan teori ini masih sedikit sekali. Tidak ada bukti yang meyakinkan tentang teori ini, sekalipun percobaan-percobaan yang telah dilakukan sejauh ini masih belum menemukan konflik antara teori dengan fakta yang teramati. Ini juga belum sama sekali mencoret kemungkinan bahwa penegasan relativitas khusus, bahwa tidak ada satupun yang dapat berjalan melebihi kecepatan cahaya, di masa depan dibuktikan keliru.
Teori alternatif terhadap relativitas telah diajukan, contohnya, oleh Robert Dicke. Teori Dicke meramalkan satu penyimpangan atas orbit bulan beberapa kaki ke arah matahari. Dengan menggunakan teknologi laser yang maju, observatorium McDonald di Texas tidak dapat menemukan penyimpangan ini. Walau demikian, tidak ada alasan untuk menganggap bahwa persoalannya telah selesai sampai di sini. Sejauh ini, teori Einstein telah dibuktikan oleh berbagai percobaan. Tapi penjelajahan yang terus dilakukan atas kondisi-kondisi ekstrim cepat atau lambat akan menemukan satu himpunan kejadian-lingkup yang tidak dapat dihitung melalui persamaan Einstein, keadaan yang akan menyiapkan medan bagi sebuah penemuan baru yang akan menandai epos baru. Teori relativitas tidak mungkin merupakan akhir cerita, sama seperti teori mekanika Newton, teori elektromagnet Maxwell dan teori-teori lain sebelumnya.
Selama dua ratus tahun teori Newton telah dianggap mutlak sahih. Kebenarannya tidak boleh disangkal. Setelah wafatnya Newton, Laplace dan beberapa orang lain membawa teorinya ke tingkat ekstrim sehingga justru menjadi absurd. Perpecahan radikal dengan Kemutlakan mekanika lama adalah satu prasyarat untuk kemajuan fisika di abad ke-20. Para fisikawan modern menepuk dada bahwa mereka telah mengubur monster Kemutlakan untuk selama-lamanya. Tiba-tiba pikiran dibebaskan untuk menjelajah ke dunia yang sampai saat itu belum terpikirkan. Masa-masa itu adalah masa-masa yang memabukkan! Sayangnya, kebahagiaan semacam itu tidak mungkin bertahan selamanya. Mengutip Robert Burne:

"But pleasures are like poppies spread:

You seize the flow'r, its bloom is shed."

["Namun kebahagiaan itu laksana bunga rumput:

Kau petik bunganya, dan kelopaknyapun runtuh."]
Fisika modern dapat menyelesaikan berbagai masalah, tapi tetap dengan menghasilkan kontradiksi-kontradiksi baru, yang masih belum dapat diselesaikan sampai sekarang. Sebagian besar abad ini, fisika telah didominasi oleh dua teori besar: mekanika kuantum dan relativitas. Apa yang secara umum tidak disadari adalah bahwa kedua teori ini tidak dapat digabungkan. Nyatanya, keduanya tidak cocok satu sama lain. Teori relativitas umum tidak memperhitungkan prinsip ketidakpastian sama sekali. Einstein menghabiskan saat-saat terakhir dari hidupnya untuk menyelesaikan kontradiksi ini, tapi ia gagal.
Teori relativitas adalah sebuah teori yang besar dan revolusioner. Demikian pula mekanika Newton di masa lalu. Namun merupakan takdir dari semua teori untuk berubah menjadi ortodoks, untuk menderita sejenis penebalan pembuluh darah, sampai mereka tidak lagi sanggup menjawab pertanyaan yang diajukan oleh semakin majunya ilmu pengetahuan. Untuk waktu yang panjang, para fisikawan teoritik telah berpuas diri dengan bersandar pada penemuan-penemuan Einstein, mirip dengan generasi sebelumnya yang puas ketika dapat bersumpah atas nama Newton. Dan mirip pula dengan nasib yang dialami teori Newton, orang-orang ini juga bersalah dengan mempermalukan relativitas umum dengan membawanya ke dalam pandangan-pandangan yang paling absurd dan fantastis, yang tidak pernah dipikirkan bahkan oleh para penemunya.
Singularitas, lubang hitam di mana waktu berhenti berputar, multiverse [pandangan bahwa ada beberapa alam semesta yang secara sejajar hadir dalam waktu bersamaan, bahwa kita memiliki kembaran di 'dunia lain'], waktu sebelum dimulainya waktu, hal-hal yang tidak dapat dipertanyakan sama sekali - kita dapat membayangkan Einstein memukul-mukul kepalanya sendiri! Semua ini dianggap niscaya diturunkan dari relativitas umum, dan setiap orang yang mengajukan keberatan sekecil apapun akan segera berhadapan dengan otoritas dari Einstein sang Maha Agung. Ini tidak sedikitpun lebih baik daripada situasi sebelum datangnya relativitas, di mana otoritas Newton ditempa sedemikian rupa untuk mempertahankan ortodoksi. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa pandangan-pandangan fantastis dari Laplace masih kelihatan sangat masuk nalar dibandingkan dengan segala abrakadabra mistis yang ditulis oleh beberapa fisikawan modern. Dan bahkan Einstein sendiri, tidak seperti Newton, tidak dapat dipersalahkan atas segala impian di siang bolong dari para penerusnya, yang menciptakan satu reductio ad absurdum [reduksi sampai tingkat absurd] dari teori asli yang ditulisnya.
Spekulasi yang tak masuk nalar dan asal-asalan ini adalah bukti terbaik bahwa cangkang teoritik dari fisika modern telah sampai pada keadaan butuh turun mesin. Karena persoalannya di sini terletak pada metodenya. Bukan sekedar bahwa mereka tidak menyediakan satu atau lain jawaban. Persoalannya terletak bahwa mereka bahkan tidak tahu bagaimana mengungkapkan pertanyaan yang tepat. Ini lebih pada persoalan filsafati daripada persoalan ilmiah. Jika segala sesuatu dimungkinkan, maka tiap teori (tepatnya, tebakan) akan sama baiknya dengan teori lainnya. Seluruh sistem ini telah didorong sampai batas titik kemampuannya. Dan untuk menutupi fakta ini, mereka bersandar pada sejenis bahasa mistis, di mana pernyataan-pernyataan yang tidak jelas maknanya menutupi kegagalan untuk memberi hakikat yang tegas ke dalam pernyataan itu.
Keadaan ini sama sekali tidak dapat ditoleransi, dan telah mendorong beberapa ilmuwan untuk mempertanyakan asumsi dasar di mana ilmu pengetahuan selama ini beroperasi. Penyelidikan David Bohm terhadap teori mekanika kuantum, interpretasi baru Ilya Prigogine terhadap Hukum Kedua Termodinamika, upaya Hannes Alfén untuk mengajukan satu alternatif terhadap kosmologi ortodoks yang bersandar pada Ledakan Besar [Big Bang], dan terutama, kemunculan spektakular dari teori kompleksitas dan chaos - semua ini menunjukkan satu kebangkitan baru dalam ilmu pengetahuan. Walaupun masih terlalu dini untuk meramalkan apa yang sebenarnya akan muncul dari semua ini, kelihatannya sangat mungkin bahwa kita sedang memasuki masa-masa yang menggairahkan dari sejarah ilmu pengetahuan, ketika satu cara pendekatan yang benar-benar baru sedang menempuh kemunculannya.
Ada segala macam alasan untuk menganggap bahwa pada akhirnya teori Einstein akan digantikan oleh teori yang baru, yang lebih luas basisnya. Sambil memelihara segala yang berguna dalam teori relativitas, teori baru ini akan mengoreksi dan memperkuatnya sekaligus. Dalam proses ini, kita pasti sampai pada satu pemahaman yang lebih tepat dan seimbang akan masalah-masalah yang berkaitan dengan sifat-sifat waktu, ruang dan sebab-akibat. Hal ini tidaklah berarti kembali pada fisika mekanik yang lama, seperti halnya berkembangnya fisika unsur tidaklah berarti kita kembali ke jaman alkimia. Seperti yang telah kita lihat, sejarah ilmu pengetahuan seringkali melibatkan satu pembalikan yang kelihatannya membawa kita kembali ke posisi awal kita, tapi sebenarnya terjadi dalam tingkat kualitas yang lebih tinggi.
Satu hal yang dapat kita ramalkan dengan kepercayaan diri mutlak: ketika fisika yang baru ini benar-benar muncul dari kekacauan yang terjadi sekarang ini, tidak akan ada tempat di dalamnya bagi perjalanan-waktu, multiverse, atau singularitas yang memeras seluruh jagad menjadi satu titik tunggal, yang tidak mengijinkan kita mengajukan keberatan apapun tentang dirinya sendiri. Fisika baru ini akan bersedih karena ia akan kehilangan peluang memenangkan hadiah bila dapat menyediakan pembenaran 'ilmiah' baru bagi mistisisme, fakta yang akan disesali beberapa orang, tapi yang, dalam jangka panjang, pastilah bukan sesuatu yang berakibat buruk bagi ilmu pengetahuan secara keseluruhan!

---