Bagaimana Ilmu-Ilmu Saling Berhubungan?

Filsuf fisika dari Massachussets Institute of Technology (MIT) dalam papernya The Mathematical Universe, membangun pohon ilmu yang menghubungkan fisika dengan bidang ilmu lainnya hingga ke level sosial. Pohon ini dapat dilihat pada gambar di bawah. Keterkaitan antar ilmu ini dibangun oleh hubungan matematis diantaranya. 

Fisika berada di paling atas karena ia mempelajari fenomena paling dasar dari pengalaman manusia, yaitu dunia material. Idealnya, fisika mengandung inti berupa gravitasi kuantum atau bidang ilmu yang mempelajari teori segala-galanya. Teori ini akan menghubungkan dua teori besar yang saat ini menjadi dasar fisika, yaitu relativitas umum dan teori medan kuantum. Secara konseptual, gravitasi kuantum akan menghubungkan dua konstanta yang mewakili masing-masing teori itu, yaitu konstanta Planck (h) dan konstanta gravitasi (G). 

Relativitas umum pada dasarnya adalah gravitasi kuantum tanpa konstanta planck dan teori medan kuantum adalah gravitasi kuantum tanpa konstanta Gravitasi. Menggabungkan keduanya, walau begitu, adalah tujuan akhir fisika yang sudah hampir satu abad dikejar para fisikawan di penjuru dunia, menyatukan konstanta Planck dan gravitasi dalam satu teori.

Konstanta gravitasi adalah fitur utama dari relativitas umum. Ketika konstanta itu dikeluarkan, maka ia menjadi teori relativitas khusus. Relativitas khusus juga dapat dikeluarkan dari teori teori medan kuantum ketika teori itu menanggalkan konstanta Planck yang dikandungnya. Relativitas khusus itu sendiri dapat diturunkan menjadi elektromagnetisme. Elektromagnetisme ini menhasilkan sifat listrik dari zat padat dan pada gilirannya bergerak keluar fisika, menghasilkan teknik listrik. Artinya, akar fisika dari teknik listrik itu adalah elektromagnetisme dan sifat listrik dari zat padat.

Sementara itu, teori medan kuantum menurunkan tiga bidang fisika: mekanika kuantum non-relativistik, yang tidak lain adalah kuantum mekanika sebagaimana adanya kita pahami, tanpa asumsi kalau kecepatan cahaya (c) terbatas; fisika nuklir, dan fenomenologi partikel, yang menjadi kajian di lab CERN yang terkenal itu. Mekanika kuantum nonrelativistik ini menurunkan tiga bidang ilmu: fisika keadaan padat, mekanika klasik, dan fisika atom. Fisika nuklir juga melahirkan fisika atom, jadi fisika atom itu perkawinan antara mekanika kuantum, non-relatiivistik tentunya, dengan fisika nuklir. Fisika atom ini yang kemudian melahirkan ilmu kimia, keluar dari blok fisika.

Mekanika klasik, yang kita pelajari di SD dan SMP, diturunkan dari kuantum mekanika, dengan menanggalkan komponen Planck yang ia miliki. Mekanika klasik ini kemudian menurunkan mekanika statistik. Mekanika statistik pada gilirannya menurunkan empat bidang fisika: fisika keadaan padat, mekanika zat padat, mekanika fluida, dan termodinamika. Mekanika zat padat dan mekanika fluida menghasilkan teknik sipil. Mekanika fluida, bersama dengan termodinamika, fisika nuklir, dan ilmu kimia, menghasilkan astrofisika. Astrofisika ini akhirnya menghasilkan geologi, dan geologi bersama kimia menghasilkan evolusi.

Dalam modelnya, evolusi dipisahkan dari biologi karena objek kajiannya. Evolusi bicara tentang dimensi waktu dari perubahan kehidupan, biologi bicara dimensi ruang kehidupan. Evolusi menghasilkan biologi, dan biologi menghasilkan psikologi (kedokteran jiwa) dan ilmu medis, kedokteran jasmani. Psikologi yang individual akan menghasilkan sosiologi, aspek sosial dari manusia.

Di sisi lain, sifat listrik dari zat padat membawa pada teknik listrik. Teknik listrik membawa pada ilmu komputer. Dan ilmu komputer membawa ke psikologi.

Pohon ilmu tersebut memperlihatkan bahwa batas antara fisika, ilmu alam, teknik, ilmu komputer, hingga ilmu sosial pada dasarnya bukanlah batas yang terpisah secara mutlak, melainkan rangkaian hubungan yang dibangun dari prinsip-prinsip matematis yang semakin kompleks. Dari konstanta fundamental seperti (h), (G), dan (c), struktur pengetahuan berkembang melalui fisika menuju kimia, biologi, psikologi, dan akhirnya sosiologi. Menariknya, hubungan itu tidak hanya bergerak dari ilmu dasar menuju ilmu yang lebih kompleks, tetapi juga membentuk jejaring lintas disiplin: teknik listrik melahirkan ilmu komputer, sementara ilmu komputer kembali bersinggungan dengan psikologi. Pohon tersebut dengan demikian menggambarkan ilmu pengetahuan sebagai sebuah kesatuan yang berlapis, di mana fenomena sosial yang tampak paling jauh dari fisika pada akhirnya tetap memiliki akar pada hukum-hukum alam dan struktur matematis yang mendasarinya.