TEORI CHAOS #2

Oscar II
Tahun 1887, Oscar II, seorang raja Swedia yang sangat perhatian dengan perkembangan sains mengadakan sebuah sayembara yang dipersiapkan menjadi kado peringatan hari ulang tahunnya yang ke-60 yang akan jatuh pada tahun 1889. Isi sayembara itu adalah kurang lebih sebagai berikut.

Misalnya, diketahui sebuah sistem sembarang yang terdiri dari banyak benda. Benda-benda ini memiliki massa dan untuk memudahkan bentuknya diasumsikan berupa titik. Kesemua massa titik ini saling tarik menarik sesuai dengan hukum Newton. Diasumsikan bahwa benda-benda tersebut tidak ada yang pernah bertubrukan. Pertanyaannya adalah bagaimana rumusan fungsi yang merepresentasikan koordinat-koordinat dari titik-titik tersebut dari waktu ke waktu.

(Dalam bahasa sederhananya begini. Bayangkan ada sejumlah benda (materi) melayang di ruang angkasa. Bolehlah kita sebut benda tersebut adalah sekumpulan planet dan bintang yang saling tarik menarik. Masing-masing bergerak relatif terhadap yang lainnya, tapi tidak pernah bertubrukan. Yang diminta sang raja adalah bagaimana formula matematika yang menggambarkan perubahan posisi benda-benda tersebut dari waktu ke waktu)

Ternyata tidak ada seorangpun yang bisa menjawab pertanyaan tersebut. Oleh karena itu penghargaan itu kemudian dialihkan kepada orang yang dapat memberikan kontribusi terhadap ilmu mekanika klasik. Hadiah tersebut kemudian jatuh ke tangan Henri Poincare, seorang matematikawan Perancis.

Poincare sebenarnya tidak menjawab pertanyaan yang diajukan oleh sayembara itu. Penghargaan itu dianugerahkan kepadanya karena memoarnya tentang persoalan tiga benda (three body problem) dalam mekanika benda-benda angkasa. Secara sederhana persoalan tiga benda adalah persoalan mengenai dinamika tiga benda yang saling tarik menarik. Contoh sistem tiga benda adalah sistem Matahari-Bumi-Bulan (tentu saja dalam hal ini gaya tarik dari planet-planet dan benda angkasa lainnya diabaikan).

Dalam memoar ini Poincare pertama kali memberikan deskripsi matematis perihal gerakan yang chaotik. Memoar itu rencananya akan dipublikasikan pada Acta Mathematica, sebuah jurnal matematika milik Akademi Sains Kerajaan Swedia. Namun saat akan dipublikasikan, Phragmen, editor jurnal tersebut menemukan kesalahan dalam memoar tersebut. Poincare menyadari kesalahan itu dan memoar yang salah itu akhirnya batal diterbitkan.

Dalam edisi revisinya, Poincare mengajukan gagasan baru yang menjadi cikal bakal teori chaos. Poincare menyebutkan bahwa evolusi sistem tiga benda yang dimaksud meskipun bersifat deterministik namun tidak dapat diramalkan (unpredictable). Deterministik dalam hal ini berarti secara teoretik atau kalkulasi matematis evolusi (perubahan dari waktu ke waktu) sistem dapat diramalkan. Namun sifat sistem yang chaotik menyebabkan gangguan yang sangat kecil dapat memberikan perubahan yang besar. Jika perubahan kecil tersebut tidak terdeteksi oleh alat ukur yang ada, maka pada prakteknya evolusi sistem tidak dapat diramalkan (unpredictable).

Sebagai sebuah gagasan yang revolusioner, ide sistem chaotik yang digagas Poincare tidak banyak mendapat perhatian bahkan cenderung diremehkan di kalangan ilmuwan. Padahal karya tersebut mendapat penghargaan yang cukup bergengsi yang menunjukkan pengakuan terhadap karya tersebut. Ada dua kemungkinan penyebabnya. Pertama, pada saat itu para ilmuwan sedang tersita perhatiannya pada revolusi fisika baru : mekanika quantum dan teori relativitas Einstein. Sementara itu, ide Poincare masih menggunakan pendekatan mekanika klasik yang popularitasnya mulai menurun sejak kemunculan kedua genre fisika baru tersebut.

Yang kedua, secara praktis gambaran sistem yang chaotik hanya dapat disimulasikan menggunakan solusi numerik yang rumit dan oleh karenanya sangat membutuhkan bantuan alat hitung yang sekarang kita kenal dengan nama komputer. Oleh karena itu dalam rentang hampir delapan puluh tahun perkembangan teori chaos nyaris stagnan sampai seorang peneliti cuaca, Lorentz, menggunakan gagasan ini untuk menganalisis program komputer simulasi cuaca yang dibuatnya. 

credit to : http://ahmuzaki.multiply.com/journal/item/2