Terbenam di bawah realita sehari-hari adalah dunia yang mencengangkan.
Di mana sebagian besar yang kita persepsikan tentang jagad raya ternyata salah.
Pakar fisika dan penulis buku terlaris, Brian Greene...
...akan membawamu dalam perjalanan yang mengubah peraturan pengalaman manusia.
Kenapa kita tidak melihat kejadian terungkap secara terbalik?
Menurut hukum fisika, ini bisa terjadi.
Ini adalah dunia yang datang menuju cahaya...
...saat kita menyelidiki wilayah paling ekstrim dari jagad raya.
Dari lubang hitam...
...hingga Ledakan Besar...
...hingga dalam inti materi itu sendiri.
Aku akan memiliki apa yang ia miliki.
Di sini, alam semesta kita mungkin salah satu dari beberapa realita paralel.
Dunia 3-dimensi mungkin hanya semacam ilusi.
Dan tidak ada perbedaan antara dulu, sekarang dan yang akan datang.
Tapi bagaimana ini bisa terjadi?
Bagaimana bisa kita sangat keliru tentang hal-hal yang begitu akrab dengan kita?
Apakah ini mengganggu kita? Tentunya.
Tidak ada prinsip yang dibangun menjadi hukum alam...
...yang menyatakan bahwa secara teori fisikawan harus bahagia.
Ini adalah sebuah permainan perubahan perspektif...
...yang membuka suatu keseluruhan dunia baru dari berbagai kemungkinan.
Mendekatlah...
Alam berbagai atom dan partikel kecil, alam kuantum.
Di sini berbagai hukum terlihat tidak mungkin.
Ada penjelasan dimana benda-benda...
...tidak ingin terikat hanya pada satu lokasi.
Namun mereka sangat penting untuk segala sesuatu di jagad raya.
Tidak ada perbedaan pendapat antara mekanika kuantum...
...dan percobaan apapun yang pernah dilakukan.
Apa yang mereka jelaskan tentang sifat alami realita?
Lakukan lompatan kuantum di The Fabric of the Cosmos.
Sekarang di NOVA.
THE FABRIC OF THE COSMOS (Struktur Jagad Raya)
QUANTUM LEAP (Loncatan Kuantum)
Selama ribuan tahun, kita mencoba memecahkan misteri...
...bagaimana jagad raya bekerja.
Dan kita melakukan dengan sangat baik.
Datang dengan sekumpulan hukum yang menggambarkan gerakan yang jelas dan pasti...
...dari berbagai galaksi, bintang dan planet.
Tapi sekarang kita tahu bahwa ada hal-hal di tingkat dasar ternyata lebih kabur.
Karena kita telah menemukan sekumpulan hukum revolusioner...
...yang bernar-benar mengubah gambaran kita tentang jagad raya.
Dari luar angkasa hingga ke jantung kota New York menuju ke alam mikroskopis...
...pandangan kita tentang dunia berubah karena adanya hukum-hukum aneh dan misterius...
...yang mendefinisikan ulang pemahaman kita tentang kenyataan.
Yaitu hukum mekanika kuantum.
Mekanika kuantum mengatur setiap atom dan partikel kecil...
...pada setiap kepingan materi...
...pada berbagai bintang dan planet, bebatuan dan bangunan, kamu dan aku.
Kita tidak akan melihat keanehan mekanika kuantum pada kehidupan sehari-hari.
Tapi itu selalu ada, jika tahu di mana harus melihatnya.
Kau hanya harus mengubah persepsimu...
...dan turun pada skala terkecil...
...menuju tingkatan atom dan partikel-partikel di dalamnya.
Turun pada tingkat kuantum, hukum-hukum yang mengatur alam mungil ini...
...sangat berbeda dari hukum-hukum yang sudah akrab...
...yang mengatur benda besar, benda sehari-hari.
Dan ketika kamu melihat sekilas mereka...
...kau tidak akan melihat dunia dalam cara yang sama.
Hampir mustahil untuk menggambarkan bagaimana benda-benda aneh dapat...
...mengecil pada skala yang paling kecil.
Tapi bagaimana jika kau dapat mengunjungi tempat seperti ini...
...dimana hukum kuantum jelas...
...dimana orang dan benda berperilaku seperti atom-atom dan partikel-partikel kecil?
Kamu akan melihat cukup pertunjukan.
Di sini benda-benda melakukan berbagai hal yang terlihat gila.
Maksudku, di dunia kuantum...
...ada pengertian bahwa benda-benda tidak ingin...
...diam berada hanya pada satu lokasi...
...atau bergerak mengikuti satu jalur saja.
Hampir seperti benda yang berada di lebih dari satu tempat di saat yang sama.
Dan apa yang aku lakukan di sini bisa memberi efek langsung di tempat lain...
...bahkan jika tidak ada seseorang di sana.
Dan ini salah satu yang paling aneh dari semuanya...
...jika orang-orang berperilaku seperti partikel-partikel di dalam atom...
...maka kamu lebih banyak tidak mengetahui dimana persisnya mereka berada.
Sebaliknya, mereka mungkin hampir berada di mana saja sampai kau mencari mereka.
Hai.
Aku akan memiliki apa yang ia punya.
Jadi, mengapa kita percaya hukum-hukum aneh ini?
Nah, selama lebih dari 75 tahun, kita telah menggunakan mereka untuk menebak...
...bagaimana atom-atom dan partikel-partikel seharusnya berperilaku.
Dan dalam berbagai percobaan, hukum kuantum selalu benar.
Itu adalah teori terbaik yang kita miliki. Terdapat miliaran kepingan...
...bukti yang mengkonfirmasi mekanika kuantum.
Ia sudah melewati banyak tes...
...dari sekian banyak prediksi aneh.
Tidak ada perbedaan pendapat antara...
...mekanika kuantum dan setiap percobaan yang pernah dilakukan.
Hukum kuantum menjadi sangat nyata...
...ketika kau turun ke skala yang sangat kecil, seperti atom.
Tapi pertimbangkanlah ini. Aku terbuat dari atom, dan kau juga.
Juga segala sesuatu yang kita lihat di dunia di sekitar kita.
Maka ini adalah kasus dimana hukum kuantum yang aneh ini...
...tidak hanya berbicara tentang benda-benda kecil.
Mereka berbicara tentang kenyataan.
Jadi bagaimana kita menemukan semua...
...hukum-hukum aneh ini yang tampak banyak bertentangan...
...dengan yang sudah kita ketahui tentang jagad raya?
Belum lama ini, kita berpikir telah banyak mengetahui...
...aturan-aturan tentang cara planet mengorbit Matahari.
Cara bola bergerak melengkung di udara.
Cara riak bergerak di permukaan kolam.
Semua hukum ini dijabarkan dalam serangkaian persamaan...
...yang disebut "mekanika klasik".
Dan memungkinkan kita memprediksi perilaku benda dengan pasti.
Semua tampak masuk akal.
Hingga sekitar seratus tahun lalu...
...ketika ilmuwan kesulitan untuk menjelaskan...
...beberapa sifat istimewa cahaya.
Secara khusus, cahaya bersinar dari gas...
...ketika mereka dipanaskan dalam tabung kaca.
Ketika ilmuwan mengamati cahaya ini melewati sebuah prisma...
...mereka melihat sesuatu yang tidak pernah diperkirakan.
Jika kau memanaskan gas tertentu dan melihatnya lewat sebuah prisma, ia akan membentuk garis-garis...
...tidak dalam spektrum bersambung yang kau lihat...
...yang diproyeksikan oleh sepotong kaca potong di meja mu...
...tetapi garis-garis yang begitu berbeda.
Bukan menghasilkan sejenis pelangi dengan warna yang lengkap.
Tapi menghasilkan semacam balok-balok cahaya yang berwarna sangat khusus.
Dan itu sesuatu di antara misteri, bagaimana memahami apa yang terjadi.
Sebuah penjelasan untuk garis-garis warna misterius...
...datang dari sekelompok ilmuwan radikal...
...pada awal abad ke-20...
...yang mendalami sifat-sifat dasar dunia fisik.
Dan beberapa pandangan menakjubkan datang dari pikiran Niels Bohr...
...seorang fisikawan yang cinta mendiskusikan ide-ide baru saat bermain tenis meja.
Bohr yakin bahwa solusi misteri terletak pada inti materi...
...dalam struktur atom.
Dia mengira bahwa atom mirip tata surya kecil...
...dengan partikel terkecil bernama elektron mengelilingi sebuah inti.
Seperti planet-planet mengelilingi Matahari.
Tapi Bohr mengajukan bahwa, tidak seperti tata surya...
...elektron tidak bisa bergerak di sembarang orbit.
Namun, hanya orbit-orbit tertentu yang diijinkan.
Dia memiliki ide mengejutkan dan sangat kontra fisik...
...dimana terdapat kondisi-kondisi tertentu...
...orbit tetap yang bisa dimiliki elektron...
...dan hanya orbit-orbit tersebut.
Bohr mengatakan bahwa ketika sebuah atom dipanaskan...
...elektron akan terganggu dan melompat dari satu orbit tetap ke yang lain.
Setiap lompatan terjadi akan memancarkan energi...
...berbentuk cahaya dalam panjang gelombang tertentu.
Dan itulah mengapa atom-atom menghasilkan warna-warna tertentu.
Dari sini kita mendapatkan istilah "quantum leap" (lompatan kuantum).
Jika bukan lompatan kuantum...
...kau tidak akan memiliki sebaran warna-warna yang keluar ini...
...dari atom ketika ia naik atau turun orbit.
Itu bukan apa yang kita lihat di laboratorium.
Kau melihat merah yang sangat tajam, dan hijau yang sangat tajam.
Itulah lompatan kuantum yang merupakan asal dan "si penulis" warna tajam tersebut.
Apa yang membuat lompatan kuantum begitu mengejutkan...
...yaitu elektron yang bergerak secara langsung dari sini ke sana.
Yang tampak tidak berpindah melalui ruang di antaranya.
Seperti Mars yang tiba-tiba muncul di orbit Jupiter dari orbitnya.
Bohr berpendapat bahwa lompatan kuantum muncul dari suatu yang mendasar...
...dan sifat aneh mendasar dari elektron dalam atom.
Bahwa energi datang dalam bentuk potongan diskrit yang tak dapat dibagi.
...dalam jumlah minimum tertentu disebut "quanta" (kuanta).
Dan itulah mengapa hanya terdapat dalam bentuk diskrit, orbit tertentu...
...yang dapat ditempati elektron.
Sebuah elektron bisa di sini atau di sana dan tidak di antaranya.
Dan itu, tidak seperti apa yang kita alami setiap hari.
Pikirkan kehidupan sehari-harimu.
Ketika kau makan makanan, apa kau pikir makananmu terkuantisasi?
Apa kau pikir kau harus mengambil sejumlah minimum makanan?
Makanan tidak terkuantisasi.
Tapi energi elektron dalam atomlah yang terkuantisasi.
Itu sangat misterius, mengapa seperti itu.
Semisterius kemampuan partikel kecil dan atom untuk bertindak sesuai caranya.
Bukti secara cepat menunjukkan kebenaran Bohr.
Dalam banyak percobaan...
...elektron mengikuti sekumpulan aturan yang berbeda dibanding planet atau bola ping-pong.
Penemuan Bohr mengubah permainan.
Dan dengan gambaran baru tentang atom...
...Bohr dan koleganya berada pada jalur yang berlawanan...
...dengan hukum-hukum yang telah berlaku dalam fisika.
Lompatan kuantum hanya permulaan.
Tak lama kemudian pandangan radikal Bohr membawanya berhadapan...
...dengan salah satu orang fisikawan terhebat dalam sejarah.
Albert Einstein tidak takut ide-ide baru.
Tapi selama tahun 1920-an, dunia mekanika kuantum mulai mengarah...
...ke arah yang tidak diinginkan oleh Einstein.
Arah yang menyimpang drastis dari kemutlakan, perkiraan pasti...
...dari ciri khas fisika klasik.
Jika kau bertanya pada Einstein atau fisikawan lain di saat itu...
...apa yang membedakan antara fisika dari berbagai spekulasi rapuh...
...mereka akan mengatakan, "kita bisa memperkirakan sesuatu dengan pasti".
Dan mekanika kuantum terlihat keluar dari hal itu.
Satu tes khusus...
...yang kemudian dikenal dengan percobaan celah ganda...
...menampakkan misteri kuantum tidak seperti yang lain.
Jika kau mencari uraian nyata berdasarkan hal yang telah pasti...
...harapanmu akan hancur.
Kita coba membuat nyaman untuk percobaan celah ganda...
...dan bagaimana itu secara dramatis mengubah gambaran realitas...
...dengan melakukan percobaan serupa.
Tidak pada skala partikel kecil, tapi pada skala benda yang biasanya.
Seperti yang kau temukan di sini di gang bowling.
Tapi pertama aku perlu membuat beberapa penyesuaian di jalurnya.
Kau mungkin mengira jika aku menggelindingkan ke jalur ini...
...mereka akan berhenti oleh penghalang.
Atau lewat melewati satu celah atau celah yang lainnya...
...dan menabrak layar di belakangnya.
Dan kenyataannya, itulah yang terjadi.
Bola-bola ini membuatnya selalu menumbuk langsung layar di belakangnya...
...melalui celah kiri atau kanan.
Percobaan celah ganda kurang lebih sama seperti ini...
...kecuali, bukannya bola bowling, kau menggunakan elektron...
...yang miliaran kali lebih kecil.
Kau bisa menggambarkan mereka seperti ini.
Mari lihat apa yang terjadi jika aku melempar sekelompok bola ini.
Ketika elektron dilemparkan pada dua celah...
...terjadi hal yang sangat berbeda di sisi lainnya.
Alih-alih menumbuk hanya pada dua tempat...
...elektron mendarat di seluruh layar pendeteksi...
...menghasilkan sebuah pola bergaris...
...termasuk beberapa di antara dua celah...
...tempat yang kau pikir sangat terhalang.
Jadi, apa yang terjadi?
Nah, untuk fisikawan, bahkan di tahun 1920-an, pola ini berarti satu hal.
Gelombang.
Gelombang melakukan berbagai macam hal menarik.
Hal yang tidak pernah bisa dilakukan oleh bola bowling.
Gelombang bisa dipecahkan, bisa digabungkan.
Jika aku mengirim gelombang air melewati dua celah...
...dia akan terbelah dua lalu dua set gelombang akan berpotongan.
Puncak dan lembah keduanya akan bergabung, sehingga lebih tinggi di beberapa tempat...
...lebih rendah di beberapa tempat, dan kadang-kadang...
...mereka saling meniadakan.
Dimana tinggi air menandakan kecerahan warna di layar.
Bukit dan lembah menghasilkan rangkaian baris...
...yang dikenal dengan pola interferensi.
Jadi bagaimana mungkin elektron, suatu partikel, membentuk pola itu?
Bagaimana bisa satu elektron tunggal berakhir seperti gelombang?
Partikel adalah partikel. Gelombang adalah gelombang.
Bagaimana sebuah partikel menjadi sebuah gelombang?
Jika kau menyerah pada ide bahwa itu partikel dan berpikir...
"Aha, hal yang aku pikir sebagai partikel sebenarnya adalah gelombang".
Gelombang di lautan, itu bukan partikel.
Laut ini terbuat dari partikel-partikel...
...tapi gelombang di lautan bukanlah partikel-partikel.
Dan bebatuan bukan gelombang. Batu adalah batu.
Jadi sebuah batu adalah satu contoh partikel.
Ombak lautan adalah contoh gelombang lautan.
Dan sekarang seseorang berkata padamu sebuah batu seperti gelombang lautan.
Apa?
Kembali di tahun 1920-an, ketika sebuah versi percobaan ini pertama dilakukan.
Para ilmuwan berjuang memahami perilaku gelombang ini.
Beberapa penasaran jika satu elektron tunggal, ketika bergerak...
...mungkin menyebar menjadi gelombang.
Dan fisikawan Erwin Schrödinger...
...datang dengan sebuah persamaan yang seakan menggambarkannya.
Schrödinger berpikir gelombang ini adalah sebuah uraian dari elektron yang diperpanjang.
Itu, entah bagaimana, sebuah elektron menyebar luas.
Dan tidak lagi berbentuk suatu titik, tapi seperti bubur.
Terdapat banyak argumen tentang apa sebenarnya ini.
Akhirnya, seorang fisikawan bernama Max Born datang dengan ide baru dan revolusioner...
...untuk apa persamaan gelombang diuraikan.
Born berkata bahwa gelombang bukan suatu penyebaran elektron...
...atau apapun yang ditemukan dalam ilmu pengetahuan sebelumnya.
Sebaliknya, dia menyatakan itu adalah hal yang benar-benar aneh.
Sebuah "Gelombang Kemungkinan".
Artinya, Born berpendapat bahwa ukuran gelombang pada lokasi manapun...
...memprediksikan kecenderungan elektron ditemukan di sana.
Di mana gelombang besar, bukan berarti di sana banyak elektron...
...itu tempat elektron paling mungkin.
Dan bukankah itu sangat aneh? Jadi elektron, pada dirinya sendiri...
...terlihat menjadi kumpulan kemungkinan.
Kau tak boleh bertanya, "Di mana elektron sekarang berada?"
Kau boleh bertanya...
"Jika aku mencari elektron dalam sebagian kecil tertentu dari ruang...
...apa yang mungkin aku temukan di sana?"
Maksudku, itu mengusik siapa pun, kapan pun.
Seaneh yang terdengar...
...cara baru ini menjelaskan bagaimana partikel seperti elektron bergerak...
...benar-benar tepat.
Bila aku melempar satu elektron tunggal, aku takkan dapat memprediksikan di mana ia mendarat.
Tapi jika aku menggunakan persamaan Schrödinger untuk menemukan gelombang kemungkinan elektron...
...aku bisa memprediksi dengan kepastian besar bahwa jika aku melempar cukup elektron...
...maka, katakanlah, 33.1 % akan berakhir di sana...
...7.9 % berakhir di sana, dan seterusnya.
Prediksi seperti ini telah dipastikan...
...berulang kali melalui percobaan.
Dan juga, persamaan mekanika kuantum...
ternyata luar biasa akurat dan tepat...
...selama kau bisa menerima semua konsep kemungkinan.
Jika kau berpikir bahwa kemungkinan berarti kau diperkecil untuk menebak.
Kasino di Las Vegas siap membuktikan kalau kau salah.
Cobalah salah satu dari berbagai permainan peluang ini...
...dan kau akan melihat kekuatan dari peluang.
Katakanlah aku bertaruh 20 dolar pada nomor 29, di meja roulette.
Kasino tidak tahu apa aku akan menang di putaran ini, atau berikutnya atau berikutnya.
Satu.
Tapi dia tahu kemungkinan aku menang. Dalam permainan ini salah satunya angka 38.
21.
29!
Jadi, meski aku mungkin menang sekarang atau kemudian...
...dalam jangka panjang kasino selalu berhasil dibanding kalah.
Intinya kasino tidak perlu tahu berapa pengeluaran...
...dari setiap permainan kartu, lemparan dadu atau putaran roda roulette.
Kasino tetap yakin bahwa dalam satu dari ribuan putaran...
...penawaran dan lemparan, mereka akan menang.
Dan mereka bisa memprediksi dengan akurasi yang baik jumlah persisnya.
Menurut mekanika kuantum...
...dunia itu sendiri adalah permainan peluang seperti ini.
Semua materi di jagad raya dibuat dari atom dan partikel subatom...
...yang diatur dengan peluang, bukan kepastian.
Pada dasarnya, alam diuraikan oleh teori kemungkinan secara inheren.
Dan itu sangat berlawanan...
...dan sesuatu yang akan susah diterima oleh banyak orang.
Salah satu yang merasa keberatan adalah Einstein.
Einstein tak bisa percaya bahwa sifat dasar realita...
...pada tingkat paling dalam ditentukan oleh kebetulan.
Dan ini yang tak bisa diterima oleh Einstein.
Einstein berkata, "Tuhan tidak melempar dadu".
Dia tak suka ide bahwa kita tak bisa mengatakan dengan pasti...
"Ini terjadi" atau "Itu terjadi".
Tapi banyak fisikawan lain tidak lama menolak ide peluang...
...karena persamaan mekanika kuantum...
...memberi mereka kemampuan untuk memprediksi sifat sekelompok atom...
...dan partikel-partikel kecil dengan ketepatan menakjubkan.
Tak lama, kemampuan tersebut menuntun pada beberapa penemuan yang sangat besar.
Laser, transistor, IC (integrated circuit)...
...seluruh bidang elektronika.
Jika mekanika kuantum tiba-tiba mogok...
...setiap mesin tunggal yang kita miliki...
...di Amerika Serikat, hampir, berhenti berfungsi.
Persamaan mekanika kuantum membantu para insinyur memodelkan...
...saklar mikroskopis yang mengarahkan aliran sejumlah kecil elektron...
...dan mengendalikan setiap komputer hari ini.
Kamera digital dan telepon.
Semua perangkat yang kita nyalakan, dioda, transistor...
...baru berupa dasar dari teknologi informasi.
Dasar dari kehidupan sehari-hari dalam berbagai bentuk semuanya bekerja.
Dan kenapa bisa berjalan baik? Karena mekanika kuantum.
Aku tergoda untuk berkata bahwa tanpa mekanika kuantum kita akan kembali ke Era Kegelapan.
Saya kira, lebih tepat, tanpa mekanika kuantum...
...kita akan kembali ke abad ke-19.
Mesin uap, sinyal telegraf.
Mekanika kuantum adalah teori yang paling sukses...
...yang pernah ditemukan oleh fisikawan.
Namun, kita masih berdebat tentang apa artinya.
Apa ini memberitahu tentang hakikat kenyataan.
Terlepas dari semua keberhasilannya, mekanika kuantum masih sangat misterius.
Dia membuat semua peralatan berjalan...
...tapi kita tetap belum menjawab pertanyaan dasar yang diajukan oleh Albert Einstein...
...sepanjang perjalanan tahun 1920-an hingga 1930-an.
Pertanyaan yang melibatkan peluang dan pengukuran, tindakan pengamatan.
Bagi Niels Bohr, pengukuran mengubah segalanya.
Dia percaya bahwa sebelum kau mengukur atau mengamati suatu partikel...
...karakteristiknya tidak pasti.
Sebagai contoh, sebuah elektron pada percobaan celah ganda.
Sebelum detektor di belakang menunjukkan titik-titik lokasinya...
...ia bisa hampir di mana pun, dengan berbagai macam kemungkinan.
Hingga saat kau berhasil mengamatinya.
Dan hanya pada titik lokasi tidak pasti dia menghilang.
Menurut pendekatan Bohr terhadap mekanika kuantum...
...ketika kau mengukur suatu partikel...
...aksi pengukuran memberi gaya partikel untuk melepaskan...
...semua kemungkinan tempat ia bisa berada...
...dan memilih salah satu lokasi yang pasti di mana kau menemukannya.
Tindakah pengukuran itulah yang memaksa partikel untuk membuat pilihan itu.
Niels Bohr menerima ide bahwa sifat realita pada dasarnya kabur.
Tapi tidak dengan Einstein.
Dia percaya pada kepastian, tidak hanya ketika sesuatu diukur atau dilihat.
Tapi setiap saat.
Seperti kata Einstein.
"Aku lebih senang berpikir bahwa Bulan ada di sana bahkan ketika aku tak sedang melihatnya".
Itulah kenapa Einstein begitu kesal.
Apakah kita benar-benar berpikir kenyataan jagad raya...
...terletak pada apakah kita membuka atau tidak mata kita?
Itu aneh.
Einstein yakin ada yang hilang dari teori kuantum...
...sesuatu yang menjabarkan semua sifat partikel secara rinci...
...seperti lokasi mereka bahkan ketika kau tak melihatnya.
Tapi saat itu, sedikit fisikawan yang berbagi kepeduliannya.
Dan Einstein menganggap itu adalah pengorbanan sebagai fisikawan.
Itu bukan fisika yang buruk hakekatnya. Hanya saja belum lengkap benar.
Itu yang menghentikan Einstein.
"Mekanika kuantum tidak salah...
...itu sejauh... sepanjang ia berjalan, tapi memang belum lengkap".
Ia belum menangkap semua hal-hal yang bisa dikatakan...
...atau diprediksi, dengan pasti.
Terlepas dari pendapat Einstein, Niels Bohr tetap bersikukuh.
Ketika Einstein mengulangi, "Tuhan tidak bermain dadu"...
...Bohr merespon dengan, "Berhentilah memberitahu Tuhan apa yang harus dilakukan".
Tapi di tahun 1935...
Einstein berfikir dia akhirnya menemukan batu sandungan dari mekanika kuantum...
...sesuatu yang sangat aneh, sangat kontra untuk semua pandangan logika tentang jagad raya.
Dia pikir itu memegang kunci untuk membuktikan teori tersebut belum lengkap.
Ia disebut "keterikatan" (entanglement)
Yang paling aneh, yang paling menggelikan, yang paling gila...
...prediksi paling konyol bahwa mekanika kuantum membuat...
...keterikatan.
Keterikatan adalah prediksi teoritis...
...yang datang dari persamaan mekanika kuantum.
Dua partikel menjadi "terikat" jika mereka saling berdekatan...
...dan sifat mereka menjadi terikat/terhubung.
Hebatnya, mekanika kuantum berkata bahwa bahkan jika kau memisahkan partikel-partikel ini...
...mengirim mereka pada arah berlawanan, mereka tetap bisa terikat...
...terhubung secara erat.
Untuk memahami bagaimana mendalami hal aneh ini...
...tinjaulah sifat elektron yang disebut "spin".
Tidak seperi gasing...
...sebuah spin elektron, seperti sifat kuantum lainnya...
...umumnya benar-benar kabur dan tidak pasti...
...hingga kau mengukurnya.
Dan ketika kau mengukurnya, kau akan menemukannya searah jarum jam...
...atau sebaliknya.
Itu semacam roda ini.
Ketika dia berhenti berputar, secara acak ia akan mengarah pada merah atau biru.
Sekarang bayangkan sebuah roda kedua.
Jika dua roda ini bertindak seperti dua elektron terikat...
...ketika salah satu mengarah ke merah...
...yang lainnya dijamin mengarah ke biru...
...dan sebaliknya.
Sekarang, ketika roda tidak terhubung, itu cukup mencurigakan.
Tapi mekanika kuantum yang dianut...
...oleh Niels Bohr dan koleganya bahkan melangkah lebih jauh...
...memprediksikan bahwa jika salah satu pasangannya berada jauh...
...bahkan di Bulan, tanpa kabel atau pemancar yang menhubungkan mereka...
...tetap, ketika kau melihat yang satu dan ternyata merah, yang lain pasti akan biru.
Dengan kata lain, jika kau mengukur sebuah partikel di sini...
...tidak hanya kau mempengaruhinya...
...tapi pengukuranmu juka akan mempengaruhi rekan terikatnya...
...tak peduli seberapa jauh.
Bagi Einstein, itu adalah hal aneh untuk hubungan jarak-jauh...
...antara roda berputar atau partikel.
Begitu menggelikan ketika ia menyebutnya menyeramkan...
..."aksi seram di kejauhan".
Yang mengejutkan adalah bahwa, ketika kau mengukur satu partikel...
...kau mempengaruhi keadaan partikel lainnya.
Kau mengubah keadaannya.
Tanpa gaya atau katrol atau, kau tahu, kabel telepon.
Tak ada yang menghubungkan benda-benda ini, kan?
Bagaimana mungkin pilihanku untuk bertindak di sini ada hubungannya...
...dengan yang terjadi di sana?
Jadi tak ada cara mereka bisa berkomunikasi satu sama lain.
Sehingga ini benar-benar aneh.
Einstein cuma tidak bisa menerima keterikatan bekerja seperti itu...
...meyakinkan dirinya bahwa perhitungan itu saja yang aneh, bukan kenyataan.
Dia setuju keterikatan partikel bisa terjadi...
...tapi dia pikir ada penjelasan yang lebih sederhana kenapa mereka terikat...
...tanpa perlu hubungan jarak-jauh misterius.
Sebaliknya, dia bersikeras bahwa keterikatan partikel lebih seperti...
...sepasang sarung tangan.
Bayangkan dua sarung tangan dipisahkan, masing-masing ditaruh di satu kotak.
Kemudian salah satu dikirim kepadaku...
...dan yang lain dikirim ke Antarktika.
Terima kasih.
Sebelum aku melihat ke kotak, aku tahu itu...
...sarung tangan bagian kiri atau bagian kanan.
Dan ketika aku membuka kotak, jika aku menemukan sarung tangan kiri...
...maka, pada saat itu, aku tahu bahwa kotak yang ada di Antarktika...
...pasti berisi sarung tangan bagian kanan...
...meskipun belum ada yang melihat isinya.
Tidak ada hal misterius dalam hal ini.
Jelas, dengan melihat ke dalam kotak...
...aku tidak dipengaruhi sarung tangan lainnya.
Kotak ini selalu berisi sarung tangan bagian kiri...
...dan yang lain di Antarktika selalu berisi sarung tangan bagian kanan.
Itu yang terjadi saat sarung tangan dipisahkan dan dikemas.
Sekarang, Einstein berpikir bahwa ide yang sama persis...
...berlaku untuk partikel terikat.
Apapun konfigurasi elektron yang ada...
...harusnya telah ditetapkan sejak saat mereka terpisah.
Jadi siapa yang benar? Bohr...
...yang memperjuangan persamaan dan berkata bahwa partikel-partikel...
...seperti roda berputar yang bisa segera menghubungkan hasil acak mereka...
...bahkan melintasi jarak yang besar?
Atau Einstein, yang percaya di sana tidak ada hubungan "menyeramkan"...
...tapi sebaliknya, semua telah ditetapkan dengan baik sebelum teramati?
Nah, tantangan besar untuk mencari tahu siapa yang benar...
...Bohr atau Einstein, dimana Einstein mengatakan partikel...
...katakanlah, memiliki spin yang pasti sebelum kau mengukurnya.
"Bagaimana kau memeriksanya?", kau katakan pada Einstein.
Dia berkata, "Ya, ukurlah dia dan kau akan menemukan spin tertentu".
Bohr akan berkata, "Tapi itu adalah tindakan pengukuran...
...yang membawa spin tersebut pada keadaan tertentu".
Tidak ada yang tahu bagaimana menyelesaikan masalah ini.
Jadi seluruh persoalan yang datang bernilai filosofi, bukan sains.
Di tahun 1955, Einstein meninggal, tetap yakin bahwa mekanika kuantum yang ditawarkan...
...yang terbaik, suatu gambaran kenyataan yang belum sempurna.
Di tahun 1967, di Universitas Columbia...
misi Einstein untuk menantang mekanika kuantum...
...diambil alih oleh anggota baru yang kurang terpercaya.
John Clauser sedang menyongsong gelar Ph.D. di bidang astrofisika.
Satu-satunya yang menghalangi jalan gelarnya adalah mekanika kuantum.
Ketika saya masih lulusan sarjana, saya berusaha.
Aku tak bisa memahami mekanika kuantum.
Clauser bertanya-tanya jika Einstein mungkin benar...
...ketika dia membuat penemuan yang mengubah hidup.
Sebuah makalah yang tidak jelas oleh fisikawan Irlandia yang kurang dikenal bernama John Bell.
Hebatnya, Bell tampaknya telah menemukan cara memecahkan...
...kebuntuan antara Einstein dan Bohr, dan menunjukkan, sekali untuk selamanya...
...siapa yang benar tentang jagad raya.
Aku yakin bahwa pandangan mekanika kuantum bisa saja salah.
Membaca makalah, Clauser melihat bahwa Bell telah menemukan...
...cara mengenali jika partikel terikat...
...memang terhubung dengan menyeramkan, seperti roda berputar berpasangan...
...atau jika tidak ada hal menyeramkan sama sekali...
...dan partikel memang telah diatur sesuai caranya, seperti pasangan sarung tangan.
Terlebih lagi, dengan beberapa kemahiran matematika...
...Bell menunjukkan bahwa bila aksi menyeramkan tidak bekerja...
...maka mekanika kuantum bukan hanya belumlah lengkap...
...seperti Einstein pikirkan. Itu tidak benar.
Aku datang untuk menyimpulkan hal itu.
"Oh Tuhan, ini salah satu hasil paling besar yang pernah aku lihat".
Bell seorang teoretikus...
...tapi makalahnya menunjukkan bahwa pertanyaan bisa diputuskan...
...jika kau membuat sebuah mesin yang dibuat dan dibandingkan...
...banyak pasangan partikel terikat.
Bell mengubah pertanyaan itu menjadi pertanyaan eksperimental.
Itu tidak akan hanya menjadi filosofi...
...atau lembaran makalah yang diperdagangkan.
Dan percobaan yang dia bayangkan bisa dilakukan.
Kau benar-benar bisa merancang percobaan nyata untuk memaksakan masalah.
Clauser mulai membangun mesin yang akhirnya menyelesaikan perdebatan.
Sekarang, aku hanya mahasiswa lulusan tak berarti saat itu.
Ini benar-benar terlihat seperti, "Wow!"
Selalu ada kemungkinan kecil bahwa kau akan menemukan...
...hasil yang akan mengguncang dunia.
Mesin Clauser bisa mengukur ribuan pasang partikel terikat...
...dan membandingkan spin mereka dalam berbagai arah berbeda.
Ketika hasilnya mulai muncul, Clauser terkejut dan tak begitu bahagia.
Aku selalu bertanya pada diriku, "Apa yang membuat aku salah?"
"Kekeliruan apa yang telah aku buat di sini?"
Clauser mengulangi percobaannya...
...dan tak lama fisikawan Perancis, Alain Aspect mengembangkan tes yang lebih mutakhir.
Dengan hasil-hasil yang jauh lebih signifikan.
Hampir semua hal yang meragukan disingkirkan.
Hasil Clauser dan Aspect sangat mengejutkan.
Mereka membuktikan bahwa perhitungan mekanika kuantum benar.
Keterikatan adalah nyata.
Partikel kuantum dapat bertautan melewati angkasa.
Mengukur salah satu, faktanya berpengaruh langsung pada pasangannya yang jauh...
...seperti ruang antara keduanya tidak pernah ada.
Hal yang Einstein pikirkan sangat tidak mungkin...
...tindakan menyeramkan dari jarak jauh, ternyata terjadi.
Sekali lagi aku sedih bahwa aku belum bisa menggulingkan mekanika kuantum...
...karena aku masih, dan hingga hari ini, masih...
...sangat susah memahaminya.
Itu adalah hal yang teraneh dari mekanika kuantum.
Mustahil bahkan untuk memahami.
Jangan pernah bertanya padaku kenapa.
Jangan tanya aku, apa mauku, cara kerjanya...
...karena itu pertanyaan ilegal.
Yang bisa kami katakan bahwa, "Itulah rupanya cara dunia berdetik."
Jadi, jika kita menerima bahwa dunia sungguh berdetik dengan cara aneh ini...
...bisakah kita manfaatkan aksi menyeramkan jarak jauh dari keterikatan ini...
...untuk hal-hal yang bermanfaat?
Nah, satu mimpi tentang entah bagaimana mengangkut orang dan benda...
...dari satu tempat ke tempat lain tanpa melewati ruang di antaranya.
Dalam kata lain, teleportasi (angkutan jarak jauh).
- Sorot aku dalam kendaraan! - Salurkan energi.
Salurkan energi!
Star Trek selalu membuat hal-hal bercahaya, atau teleportasi, terlihat cukup nyaman.
Nampak seperti fiksi ilmiah murni, tapi bisakah keterikatan membuatnya mungkin?
Hebatnya, sudah ada ujicoba yang berlangsung...
...di sini di Kepulauan Canary, di lepas pantai Africa.
Kami melakukan percobaan di sini di Kepulauan Canary...
...karena kalian memiliki dua observatorium.
Dan, bagaimana pun, itu sebuah lingkungan yang bagus.
Anton Zeilinger masih jauh dari percobaan mengangkut dirinya atau orang lain.
Tapi dia mencoba menggunakan keterikatan kuantum...
...untuk melakukan teleportasi partikel kecil tunggal...
...dalam hal ini, foton, partikel cahaya.
Dia mulai dengan membuat sepasang foton terikat...
...di sebuah laboratorium di pulau La Palma.
Satu foton terikat tetap di La Palma...
...ketika salah satu dikirimkan dengan laser ke pulau Tenerife...
...sejauh 89 mil.
Sekarang Zeilinger membawa foton ketiga, yang ingin dia teleportasikan...
...dan telah berinteraksi dengan foton yang terikat di La Palma.
Tim mempelajari interaksi...
...membandingkan keadaan kuantum dari dua partikel.
Dan ini bagian mengagumkannya.
Karena aksi menyeramkan, tim mampu menggunakan perbandingan itu...
...untuk mengubah foton terikat di pulau yang jauh...
...menjadi sebuah salinan identik dari foton ketiga tersebut.
Seolah-olah foton ketiga telah melakukan teleportasi melintasi lautan...
...tanpa melintasi ruang antar pulau.
Semacam menguraikan informasi yang dibawa oleh partikel aslinya...
...dan membuat satu partikel asli yang baru di sana.
Menggunakan teknik ini...
...Zeilinger berhasil memberangkatkan puluhan partikel.
Tapi bisakah ini melangkah lebih jauh?
Karena kita terbuat dari partikel-partikel...
...dapatkah proses ini menjadikan manusia melakukan teleportasi suatu saat nanti?
Selamat datang di Kota New York.
Katakanlah aku ingin ke Paris untuk makan siang cepat.
Nah, di teori, suatu hari keterikatan bisa membuat hal itu menjadi mungkin.
Ini yang aku perlukan.
Sebuah ruang berpartikel di sini di New York...
...yang telah berikatan dengan ruang partikel lain di Paris.
Lewat sini, Mr. Greene.
Aku masuk ke pod yang bertindak seperti pemindai atau mesin faks.
Sementara perangkat memindai partikel yang sangat banyak dalam tubuhku.
Partikel yang lebih banyak dari jumlah bintang yang ada di jagad raya.
Ia bersama-sama memindai partikel yang ada di ruang lainnya.
Dan ia membuat sebuah daftar yang membandingkan keadaan kuantum...
...dari dua set partikel-partikel.
Dan di sini tempat keterikatan masuk.
Karena aksi menyeramkan di kejauhan...
...daftar itu juga mengungkap bagaimana keadaan awal dari partikel tubuhku...
...terkait dengan keadaan partikel di Paris.
Kemudian, operator mengirimkan daftar tersebut ke Paris.
Di sana mereka menggunakan data itu untuk membuat ulang secara persis keadaan kuantum...
...dari setiap partikel ku.
Dan aku yang baru dimaterialisasikan.
Itu bukanlah partikel-partikel yang melintas dari New York menuju Paris.
Itu adalah keterikatan yang memungkinkan keadaan kuantum ku...
...diuraikan di New York dan dibuat ulang di Paris...
...hingga partikel terakhir.
- Bonjour, Monsieur Greene. - Hai.
Jadi, aku yang di Paris, adalah satu tiruan sama persis dari diriku.
Dan aku sebaiknya berhati-hati...
...karena pengukuran keadaan kuantum dari seluruh partikel ku di New York...
...harus menghancurkan diriku yang asli.
Hal ini harus dilakukan dalam protokol teleportasi kuantum...
...bahwa benda yang akan diberangkatkan dihancurkan selama proses.
Dan kau tahu, itulah yang membuatmu sedikit cemas.
Aku rasa kau akan berakhir menjadi gumpalan neutron, proton dan elektron.
Kau tak akan terlihat bagus.
Sekarang, kita masih jauh dari teleportasi manusia hari ini...
...tapi kemungkinan tersebut menimbulkan pertanyaan.
Apakah Brian Greene yang tiba di Paris benar-benar diriku?
Nah, seharusnya tak ada perbedaan antara diriku yang lama di New York...
...dan diriku yang baru, di sini di Paris.
Dan alasannya bahwa menurut mekanika kuantum...
...itu bukan partikel fisik yang membuatku diriku...
Itu informasi yang dikandung oleh partikel-partikel itu.
Dan bahwa informasi itulah yang sebenarnya diberangkatkan...
...untuk semua triliunan-triliunan partikel yang membentuk diriku.
Itu adalah pertanyaan yang sangat filosofi.
Apakah yang tiba di stasiun penerima adalah asli atau tidak.
Posisiku adalah bahwa...
...kita "asli" berarti sesuatu yang memiliki semua sifat-sifat dari yang asli.
Dan jika ini adalah masalahnya, maka itu adalah asli.
Aku tak akan masuk pada mesin tersebut.
Apakah teleportasi manusia akan menjadi kenyataan atau tidak...
Adanya ketidakpastian mekanika kuantum...
...memiliki hal-hal potensial lain yang sejenisnya.
Di sini di M.I.T., Seth Lloyd adalah salah satu dari banyak peneliti...
...mencoba memanfaatkan mekanika kuantum dengan cara baru yang ampuh.
Mekanika kuantum itu aneh. Seperti itulah dia.
Jadi, kau tahu, kehidupan telah menghadapkan kami dengan lemon aneh.
Bisakah kita membuat beberapa lemon aneh dari hal ini?
Lemon aneh Lloyd datang dalam bentuk sebuah komputer kuantum.
Ini adalah keberanian dalam sebuah komputer kuantum.
Alat emas dan kuningan aneh ini mungkin tak terlihat...
...sesuatu seperti laptop yang kau kenal.
Tapi pada intinya, dia berbicara dengan bahasa yang sama.
Kode biner.
Bahasa komputer terbilang dalam nol dan satu, disebut bits.
Jadi potongan terkecil informasi adalah sebuah bit.
Dan apa yang komputer lakukan cukup sederhana.
Membungkus informasi dalam potongan terkecil...
...dan membalikkan mereka dengan sangat, sangat, sangat cepat.
Komputer kuantum berbicara dalam bits.
Tapi tidak seperti satu bit konvensional, yang dalam satu saat bisa 0 atau 1.
Sebuah bit kuantum lebih sangat fleksibel.
Kau tahu, sesuatu di sini bisa jadi satu bit.
Di sini 0, di sana 1.
Itu satu bit informasi.
Jadi jika kau dapat memiliki sesuatu di sini dan di sana pada saat yang sama...
...maka kau memiliki satu bit kuantum, atau kubit.
Sama seperti satu elektron yang bisa berupa campuran yang tidak jelas...
...berputar searah jarum jam atau berlawanan jarum jam.
Satu bit kuantum bisa jadi kurang jelas campuran yang menjadi 0 dan 1...
...sehingga satu kubit bisa melakukan banyak tugas (multitask).
Maka itu berarti kau bisa melakukan perhitungan...
...dengan cara yang otak klasik kita tidak bisa membayangkan.
Dalam teori, bit kuantum dapat dibuat...
...dari apapun yang bertindak dalam cara kuantum...
...seperti sebuah elektron atau atom.
Kubit pada inti komputer ini adalah rangkaian superkonduktor kecil...
...yang dibangun dengan teknologi nano, yang dapat berjalan dalam dua arah sekaligus.
Karena bit kuantum sangat bagus dalam multi-tasking...
...jika kita bisa mencari cara membuat kubit bekerja bersama menyelesaikan masalah...
...kemampuan perhitungan kita bisa meledak berkali-kali lipat.
Untuk membayangkan kenapa komputer kuantum bisa sangat hebat.
Bayangkan kita tersesat...
...di tengah-tengah kebun labirin.
Kau ingin menemukan jalan keluar, secepat mungkin.
Masalahnya adalah terdapat banyak pilihan.
Dan aku hanya bisa mencoba, satu pada satu waktu.
Itu berarti aku akan bertemu banyak jalan buntu...
...pergi ke banyak gang buntu...
...dan banyak berbelok di tikungan yang salah...
...sebelum akhirnya aku beruntung dan menemukan pintu keluar.
Dan itu hal yang biasa ditemukan pada cara komputer menyelesaikan masalah hari ini.
Walau mereka melakukannya sangat cepat, mereka hanya melakukan satu tugas dalam satu waktu.
Sama seperti aku hanya bisa memeriksa satu jalur di satu waktu dalam labirin.
Tapi, jika aku bisa mencoba semua kemungkinan dalam satu waktu...
...ceritanya akan lain.
Dan itulah bagaimana cara perhitungan kuantum bekerja.
Karena partikel bisa, dalam artian, berada di banyak tempat dalam satu waktu...
...komputer dapat memeriksa sejumlah besar jalur...
...atau solusi dalam satu waktu...
...dan menemukan solusi yang tepat dalam sekejap.
Sekarang, labirin seperti ini hanya memiliki sejumlah rute terbatas untuk dijelajahi.
Jadi komputer konvensional dapat menemukan jalan keluar dengan cepat.
Tapi bayangkan sebuah masalah dengan juataan atau miliaran variabel.
Seperti memprediksi cuaca yang sangat jauh di depan.
Kita mungkin bisa memprediksi bencana alam...
...seperti gempa bumi atau tornado.
Menyelesaikan masalah seperti itu sekarang ini adalah tidak mungkin...
...karena itu membutuhkan komputer yang ukurannya tak masuk akal.
Tapi komputer kuantum bisa melakukannya hanya dengan beberapa ratus atom.
Dan otak dari komputer itu, akan lebih kecil dari butiran pasir.
Tak ada keraguan, kita menjadi lebih baik lagi...
...dalam memanfaatkan kekuatan dari dunia kuantum...
...dan siapa yang tahu bahwa hal itu membawa serta kita?
Tapi kita jangan lupa bahwa pada ini teori ini...
...di mana memberi kita banyak, masih ada lubang menganga.
Semua keanehan terjadi pada tingkat kuantum...
...pada skala atom dan partikel...
...ke mana keanehan itu pergi?
Kenapa bisa hal-hal di dunia kuantum berada dalam suatu kondisi yang tak pasti...
...tampak sebagian berada di sini dan lainnya di sana, dengan begitu banyak kemungkinan.
Sementara kau dan aku, semuanya yang terbuat dari atom dan partikel...
...tampak selalu tertahan pada suatu kondisi tunggal yang pasti.
Kita selalu berada di sini atau di sana.
Niels Bohr tak memberikan penjelasan nyata kenapa seluruh hal ketidakjelasan yang aneh...
...dari dunia kuantum yang tampaknya hilang ketika ukuran benda bertambah besar.
Sekuat dan seakurat mekanika kuantum yang telah terbukti...
...para ilmuwan masih terus berjuang untuk memikirkan hal ini.
Beberapa percaya bahwa ada beberapa hal rinci yang hilang...
...dalam persamaan mekanika kuantum.
Jadi, walau ada banyak kemungkinan di dunia yang kecil...
...rincian yang hilang akan mengatur jumlah perjalanan...
...dari atom-atom menuju berbagai obyek dalam dunia yang besar...
Sehingga akan menjadi jelas bahwa...
...semua kecuali satu dari semua kemungkinan akan hilang...
...menghasilkan hal tunggal, satu yang sudah pasti.
Fisikawan lain percaya bahwa seluruh kemungkinan...
...yang ada di dunia kuantum, tidak pernah pergi.
Sebaliknya, masing-masing dan setiap hasil kemungkinan sebenarnya terjadi.
Tapi sebagian besar terjadi di jagad raya lain, yang sejajar terhadap jagad raya kita.
Itu adalah ide yang berhembus.
Tapi kenyataan bisa melampaui satu jagad raya yang kita semua lihat...
...dan terus menerus bercabang, membuat yang baru, dunia alternatif...
...di mana setiap kemungkinan bisa dimainkan.
Ini adalah gerbang dari mekanika kuantum...
...dan tak ada yang tahu kemana ini akan berujung.
Fakta bahwa kenyataan kita jauh lebih megah dari yang kita duga...
...jauh lebih aneh dan misterius dari yang kita pikirkan...
...juga bagiku jauh lebih indah dan inspirasi mengagumkan.
Keindahan dari sains bahwa memungkinkanmu belajar hal-hal...
...yang melampaui mimpi terliarmu...
...dan mekanika kuantum adalah lambangnya.
Setelah kau mempelajari mekanika kuantum...
...kau tak kan pernah benar-benar sama lagi.
Seaneh-anehnya mekanika kuantum bisa terjadi...
...apa yang sudah jelas sekarang bahwa tidak ada batas...
...antara dunia yang kecil dan yang besar.
Sebaliknya, hukum-hukum ini berlaku di mana saja...
dan bahwa fitur aneh mereka sangat jelas saat benda-benda berukuran kecil.
Jadi, penemuan mekanika kuantum telah mengungkap sebuah kenyataan...
...hakekat kita, yang mengejutkan dan menegangkan...
...membawa kita lebih dekat untuk mengerti secara utuh struktur jagad raya.
Alih bahasa: Indra Sutriadi a.k.a knx3r