PERKEMBANGAN DAN PENGEMBANGAN IPA

PENDAHULUAN

Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) merupakan kumpulan pengetahuan tersusun secara

sistematis yang didasarkan pada penyelidikan dan interpretasi terhadap peristiwa-peristiwa atau

gejala alam melalui metode dan sikap ilmiah. Ilmu ini terus berkembang, bertambah luas, dan

mendalam sesuai dengan hasil-hasil penemuan dan penyelidikan baru, menyebabkan timbulnya

cabang-cabang ilmu yang dikenal sebagai: Fisika, Kimia, Biologi, dan Ilmu Pengetahuan Bumi

dan Antariksa (IPBA). Dalam perkembangannya, ternyata banyak proses yang penjelasannya

memerlukan bantuan dari dua atau lebih cabang ilmu yang merupakan kombinasi dari cabang-

cabang yang telah ada, seperti Kimia Fisika, Biokimia, Biofisika, dan Geofisika. Pembagian IPA

dalam berbagai cabang tersebut sebenarnya untuk lebih mempermudah mempelajari alam

seisinya dari sudut pandang tertentu. Namun di luar dari pada itu, satu hal yang pasti, yakni

sasaran yang diselidiki, diuraikan, dan dibahas adalah satu, yaitu alam semesta yang meliputi:

asal mula alam semesta dengan segala isinya, termasuk proses, mekanisme, sifat benda maupun

peristiwa yang terjadi.

Rasa ingin tahu dan terbentuknya ilmu pengetahuan

Beberapa binatang sudah mempunyai otak, sehingga mempunyai daya piker namun

terbatas pada insting (naluri) dan upaya mempertahankan diri serta turunannya.Insting tersebut

terutama ditujukan untuk kelangsungan hidupnya seperti memperoleh makanan, perlindungan

diri dan perkembangbiakan.Aktivitas hewan tersebut ternyata tidak berubah dari masa ke masa

dan dinyatakan sebagai idle curiousity.Sedangkan manusia di samping mempunyai naluri dan

nurani, manusia juga memiliki nalari.Dengan nalari itu, manusia menggunakan kemampuan

otaknya untuk melakukan penalaran, pemikiran logis dan analisis.Berlandaskan kemampuan

tersebut maka pengetahuan yang diperoleh saat ini merupakan dasar dari munculnya rasa ingin

tahu manusia tersebut selalu berkembang (curiousity).Dengan nurani, manusia selalu ingin

berbuat baik untuk dirinya dan lingkungannya.

Secara sederhana perkembangan rasa ingin tahu dimulai dengan pertanyaan apa atau

“what” tentang sesuatu, dan dilanjutkan dengan pertanyaan bagaimana atau “how” dan mengapa

atau “why”. Sebagai contoh adalah perkembangan rasa ingin tahu anak-anak terhadap suatu

1

benda, maka pertanyaan yang diajukan oleh anak pada usia sekitar dua tahun adalah “apa” nama

benda tersebut, misalkan benda tersebut adalah pensil. Pertanyaan selanjutnya yang akan muncul

pada usia menjelang TK adalah “bagaimana” menggunakannya. Setelah usianya lebih dewasa

lagi, maka pertanyaan yang akan muncul di benaknya adalah “mengapa” pensil dapat digunakan

untuk menulis? Dengan mendapatkan jawaban yang sesuai dengan pertanyaan yang diajukan,

maka anak tersebut akan mendapatkan pengetahuan baru dan sekaligus rasa ingin tahunya

terjawabkan.

Adanya kemampuan berpikir pada manusialah yang menyebabkan terus berkembangnya

rasa ingin tahu tentang segala yang ada di alam semesta.Pengetahuan yang diperoleh dari alam

semesta ini selanjutnya merupakan dasar dari pengembangan ilmu pengetahuan alam

(IPA).Dengan akal yang dimiliki manusia, semua pengetahuan dapat diturunkan dari satu

generasi ke generasi berikutnya. Informasi yang dapat disimpan dan diajarkan kepada generasi

berikutnya, ditambah dengan pengetahuan yang diperoleh saat itu maka informasi tentang

pengetahuan ini akan terus bertambah dan berkembang dari generasi ke generasi berikutnya.

A. SEJARAH PERKEMBANGAN IPA

a. Zaman Kuno

Pengetahuan yang dikumpulkan pada zaman kuno berasal dari kemampuan mengamati dan

membeda-bedakan, serta dari hasil percobaan yang sifatnya spekulatif atau trial and

error.Semua pengetahuan yang diperoleh diterima sebagaimana adanya, belum ada usaha untuk

mencari asal-usul dan sebab akibat dari segala sesuatu.

Pada saat manusia mulai memiliki kemampuan menulis membaca dan berhitung maka

pengetahuan yang terkumpul dicatat secara tertib dan berlangsung terus menerus. Misalnya dari

pengamatan dan pencatatan peredaran matahari, ahli astronomi Babilonia menetapkan

pembagian waktu, tahun dibagi dalam 12 bulan, minggu dibagi dalam 7 hari dan hari dalam 24

jam. Selanjutnya jam dibagi dalam 60 menit dan menit dalam 60 detik. Kemudian satuan enam

puluh ini juga digunakan untuk npengukuran sudut, 60 detik sama dengan 1 menit, 60 menit

sama dengan 1 derajad dan satu lingkaran penuh sama dengan 3600.

Demikian pula ahli Babilonia dapat meramalkan terjadinya gerhana matahari, tiap 18 tahun

tambah 10 atau 11 hari.Ini terjadi kira-kira 3000 SM.

2

Pada tahun 2980-2950 SM telah dapat dibangun piramid di Mesir untuk menghormati

dewa agar tidak terjadi bahaya banjir di sungai Nil.Pembangunan piramid itu menunjukkan

bahwa pengetahuan teknik bangunan dan matematika khususnya geometri dan aritmatika telah

maju. Kurang lebih tahun 1.600 SM orang mesir telah menghitung keliling lingkaran sama

dengan tiga kali garis tengahnya sedang luas lingkaran sama dengan seperdua belas kuadrat

kelilingnya.

b. Zaman Yunani Kuno

Perkembangan ilmu pengetahuan berkembang pesat sekali pada zaman Yunani, disebabkan

oleh kemampuan berpikir rasional dari bangsa Yunani. Pada tahap ini manusia tidak hanya

menerima pengetahuan sebagaimana adanya tetapi secara spekulatif mencoba mencari jawab

tentang asal-usul dan sebab-akibat dari segala sesuatu.

1. Thales (624-548 SM)

Ahli filsafat dan matematika, pelopor dari segala cabang ilmu. Ia dianggap orang pertama

yang mempertanyakan dasar dari alam dan segala isinya. Thales berpendapat bahwa pangkal

segala sesuatu adalah air: dari air asal segala sesuatu, kepada air pula ia akan kembali.

Disamping itu dia juga menyatakan bahwa bintang mengeluarkan cahaya sendiri, sedangkan

bulan menerima cahaya dari matahari.

2. Anaximenes (588-526 SM)

Berpendapat bahwa zat dasar adalah udara. Segala zat terjadi dari udara yang merapat dan

merenggang. Pendapat ini mungkin dihubungkan dengan kenyataan bahwa manusia itu

tergantung kepada pernafasan.

3. Anaximander (610-546 SM)

Berpendapat langit dengan segala isinya itu mengelilingi bumi dan sebenarnya langit yang

nampak itu hanya separohnya

3

4. Heraklitos (535-475 SM)

Menyatakan bahwa api adalah asal segala sesuatu, sebab api ini yang menggerakkan

sesuatu, menghidupkan alam semesta, yang berubah-ubah sifatnya didalam proses yang kekal.

Yang kekal hanyalah perubahan, segala sesuatu adalah mengalir.

5. Pythagoras (580-499 SM)

Mengemukakan 4 unsur dasar yaitu bumi, air, udara, dan api. Dalam bidang matematika

menemukan dalil yang terkenal yaitu bahwa kuadrat panjang sisi miring sebuah segi tiga siku-

siku sama dengan jumlah kuadrat panjang kedua sisi sikusikunya.

6. Empedokles (495-435 SM)

Menerima 4 unsur dasar menurut Pythagoras dan menyatakan bahwa sifat segala benda

terjadi dari pencampuran keempat unsur itu dalam perbandingan yang berbeda. Keempat unsur

itu adalah sifat panas, dingin, basah dan kering. Kering dan dingin membentuk bumi, panas dan

kering unsur pembentuk api. Air dari basah dan dingin, udara dari basah dan panas. Selain itu

juga dinyatakan bahwa segala benda yang sejenis akan tarik menarik, sedang yang berlawanan

akan tolak menolak.

7. Leukippos dan Demokritos (460-370 SM)

Dalam mencari unsur dasar dari segala sesuatu Leukippos & Demokritos

mengemukakanteori atom sebagai berikut : Zat memiliki bangun butir. Segala zat terdiri atas

atom, yang tidak dapat dibagi, tak dapat dimusnahkan tak dapat diubah. Atom-atom dapat

berbeda dalam jumlah dan susunan atom. Semua perubahan akibat dari penggabungan

danpenguraian atom menurut hukum sebab akibat. Tidak ada masalah kebetulan dan ciptaan.

Yang ada hanyalah atom dan kehampaan.

8. Plato (427-345 SM)

Menyangkal teori atom, yang menganggap bahwa kebaikan dan keindahan itu timbul dari

sebab-akibat mekanik. Plato menyatakan bahwa pengetahuan yang benar adalah yang sejak

semula telah ada dalam alam pikiran atau alam ide. Apa yang nampak oleh pancaindera hanyalah

4

bayangan belaka. Pengalaman yang kekal dan benar adalah yang telah dibawa oleh roh dari alam

yang gaib.

9. Aristoteles (384-322 SM)

Menerima 4 unsur dasar: tanah, udara, air dan api dan menambahkan unsur yang

kelimayaitu eter atau "quint essentia". Ia menganggap unsur yang satu dapat berubah menjadi

unsure yang lain, kecuali eter yang tak dapat berubah. Dari air dan tanah yang menjadi masak

terjadi garam, biji dan logam. Emas adalah logam yang tidak mengandung tanah. Logam perak,

tembaga, timah putih dan besi, pada dasarnya banyak mengandung tanah. Semua logam akan

mengalami proses memasak menjadi logam mulia, yaitu emas.Pendapat bahwa unsur berubah

menjadi unsur lain inilah yang menjadi dasar dari alkimia untuk mengubah logam biasa menjadi

emas.

Pendapat Aristoteles yang lain adalah bahwa untuk mencari pengetahuan yang benar

adalah dengan jalan pikiran secara deduktif. Berbeda dengan Plato, Aristoteles menyangkal

bahwa pengetahuanyang benar itu berasal dari dunia yang gaib. Melainkan menghargai

pengetahuan yang diperoleh dan dibuktikan dengan pancaindera.

10. Ptolomeus (127-151)

Berpendapat bahwa bumi sebagai pusat jagat raya, bintang dan matahari mengelilingi bumi

(geosentrisme). Planet beredar melalui orbitnya sendiri dan terletak antara bumi dan bintang.

Karya Ptolomeus ditulis sekitar tahun 150 dan diberi nama Syntaxis, yang kemudian oleh bangsa

Arab dinamakan Almagest yang menjadi ensiklopedia dalam ilmu perbintangan.

Pendapat dan pandangan dari Aristoteles serta Ptolomeus berpengaruh sangat lama sampai

dengan menjelang zaman modern, yaitu sampai zaman Galileo, Geosentrisme diganti dengan

heliosentris (matahari sebagai pusat jagat raya).

c. Zaman Pertengahan

1. Zaman Alkimia (abad 1-2)

Ahli alkimia menerima pendapat empat buah unsur dan bahkan menambahkan tiga lagi,

yaitu: air raksa, belerang dan garam. Disini pengertian usur lebih dimaksudkan sebagai sifatnya

daripada unsur itusendiri.

5

Air raksa = logam yang mudah menjadi uap.

Belerang = mudah terbakar dan memberi warna.

Garam = tak dapat terbakar dan bersifat tanah.

2. Zaman Latrokimia (latros = Tabib)

Beberapa cendekiawan Islam diantaranya :

a. Al Khowarisni (825)

Menyusun buku Aljabar dan Artimatika yang kemudian mendorongpenggunaan sistim

desimal. Menurut catatan sejarah karya Al Khowarisni merupakan pengembangan dari karya

bangsa Hindu yang bernama Aryabhata (476) dan Brahmagupta (628). Kemudian Omar Khayam

(1043-1132) ahli matematika danastronomi; Abu Ibnusina (atau Avicenna, 980- 1137) menulis

buku tentang kedokteran.

Secara garis besar sumbangan bangsa Arab dalam pengembangan pengetahuan alam

adalah:

1). Menerjemahkan peninggalan bangsa Yunani, mengembangkannya dan kemudian

menyebarkan ke Eropa dan selanjutnya dikembangkan di Eropa.

2). Mengembangkan metode eksperimen sehingga memperluas pengamatan dalam lapangan

kedokteran, obat-obatan, astronomi, kimia dan biologi.

3). Memantapkan penggunaan sistim penulisan bilangan dengan dasar sepuluh dan ditulis dengan

posisi letak, artinya nilai suatu angka terletak pada letaknya.

Contoh :

Bilangan 2132 = paling depan berarti dua ribuan, berturut-turut kebelakang, satu ratusan, tiga

puluhan dan dua satuan. Cabang matematika elementer yaitu aljabar diawali dan dikembangkan

bangsa Arab.

d. Zaman Modern, Timbulnya Ilmu Pengetahuan Alam

Pengetahuan yang terkumpul sejak zaman Yunani sampai abad pertengahan sudah banyak

tetapi belum sistimatis dan belum dianalisis menurut jalan pikiran tertentu. Biasanya pemikiran

6

diwarnai cara berpikir filsafat, agama atau bahkan mistik. Setelah alat sempurna dikembangkan

metode eksperimen.

1. Roger Bacon (1214-1294)

Menyatakan bahwa pada hakekatnya ilmu pengetahuan alam adalah ilmu yang berdasarkan

kepada kenyataan yang disusun dan dibentuk dari pengalamnan, penyelidikan dan percobaan.

Matematika merupakan dasar untuk berpikir dan merupakan kunci untuk mencari kebenaran

dalam ilmu pengetahuan.

2. Leonardo da Vinci (1452-1519)

Pernah menyatakan bahwa: Percobaan tidak mungkin sesat, yang tersesat adalah

pandangan dan pertimbangan kita.

3. Francis Bacon (1561-1626)

Berpendapat bahwa cara berfikir induktif merupakan satu-satunya jalan untuk mencapai

kebenaran. Hanya percobaan dan penyelidikan yang menumbuhkan pengertian terhadap keadaan

alam.

Mulai saat itu kegiatan eksperimen ditingkatkansehingga cara memperoleh pengetahuan

dilakukan dengan langkahlangkah:

1). Observasi dan pengumpulan data

2). Menyusun model atau ramalan generalisasi

3). Melakukan eksperimen untuk menguji ramalan atau generalisasi

sehingga diperoleh kesimpulan atau hukum yang lebih mantap.

4. Nicolas Copernicus (1473-1543)

Ahli astronomi, matematika dan pengobatan.

Karyanya al:

1). Matahari adalah pusat dari sitim tatasurya (heliosentrisme)

7

2). Bumi mengelilingi matahari sedangkan bulan mengelilingi bumi.

5. Johannes Keppler (1571-1630)

1). Orbit dari semua planet berbentuk elips.

2). Dalam waktu yang sama, maka garis penghubung antara planet dan matahari selalu melintas

bidang yang luasnya sama

3). Pangkat dua dari waktu yang dibutuhkan sebuah planet untuk mengelilingi matahari adalah

sebanding dengan pangkat tiga dari jarak rata-rata planet itu dengan matahari.

6. Galileo Galilei (1546-1642)

Antara lain menemukan 4 hukum gerak, penemuan tata bulan planet Jupiter, mendukung

heliosentrisme dari Copernicus dan hukum Keppler. Ia juga menyatakan bahwa bulan tidak

datar, penuh dengan gunung, planet Mercurius dan Venus tidak memancarkan cahaya sendiri dan

juga menemukan 4 buah bulan pada planet Jupiter. Penemuannya ini didasarkan atas pengamatan

dengan alat teropong bintangnya.

Perkembangan IPA sangat pesat setelah dikenalkannya konsep fisika kuantum dan

relativitas pada abad 20. Konsep yang modern ini mempengaruhi konsep IPA secara keseluruhan

dan menyebabkan adanya revisi serta penyesuaian-penyesuaian konsep ke arah yang modern.

Dengan demikian, terdapat dua konsep IPA yang berkembang, yakni IPA Klasik dan IPA

Modern.

B. IPA KLASIK DAN IPA MODERN.

1. Pengertian IPA Klasik

IPA klasik merupakan suatu proses IPA di mana teori dan eksperimen memiliki peran

saling melengkapi dan memperkuat. IPA klasik memiliki kajian yang bersifat makroskopik,

yakni mengacu pada hal-hal yang berskala besar dan kaidah pengkajiannya menggunakan cara

tradisional. Di samping kajian yang bersifat makrokopis, ciri lain IPA klasik adalah lebih

mendahulukan eksperimen dari pada teori.

8

2. Pengertian IPA Modern

IPA modern adalah suatu proses IPA di mana penekanan terhadap teori lebih banyak dari

pada praktek. IPA modern memiliki telaahan yang bersifat mikroskopik, yakni sesuatu yang

bersifat detail dan berskala kecil. Selain itu, IPA modern menerapkan teori eksperimen, di mana

ia menggunakan teori yang telah ada untuk eksperimen selanjutnya.

Berdasarkan pengertian IPA Klasik dan IPA Modern yang dipaparkan di atas, dapat

diketahui bahwa penggolongan IPA menjadi IPA Klasik dan IPA Modern didasarkan pada

konsepsi, yang meliputi cara berfikir, cara memandang, dan cara menganalisis suatu gejala alam.

Namun pada IPA Klasik, suatu pengetahuan didapatkan dari awal, yakni didasarkan dari hasil

eksperimen yang dilakukan dan kajian pada IPA Klasik lebih dangkal karena terbatas pada

media atau alat bantu penelitian. Sedangkan pada IPA Modern, suatu pengetahuan diperoleh

melalui eksperimen yang dilakukan dengan berkiblat pada teori yang telah ada dan dengan

bantuan teknologi yang lebih canggih dan maju, maka kajian dari IPA Modern lebih mendetail.

Sehingga diperoleh pengetahuan yang lebih mendalam mengenai suatu fenomena alam. Dengan

kata lain, dapat disimpulkan bahwa IPA Modern merupakan pengembangan dari IPA Klasik.

9

Diagram Pengembangan IPA

Ilmu Pengetahuan Alam

Ilmu Sosial dan

Budaya Sains Fisik Sains Hayati (Biologi)

10

Abad 15 16 19 20

Pseudo science Awal IPA sekarang revolusi industri IPA

Modern

Mitos heliosentris Penemuan mesin

modern Alat riset canggih

logika liberalisme Penemuan alat

lebih baik

Penemuan anomali konsep

Penemuan alat alat bantu

konsep baru (modern)

Sifat: mikroskopik, analisa tinggi.

Fisika Kimia Astronomi Geologi Mineralogi Geografi Geofisika Meteorologi Oseanologi Dll

Botani Zoologi Mikrobiologi Kesehatan Palaentologi Fisiologi Taksonomi Dll

Bahasa Sosiologi Pendidikan Sejarah Antropologi Etnologi Seni dan

Budaya Psikologi Ekonomi Dll

Didukung oleh Matematika/Statistika dan Informatika Perkembangan IP Menjadi Berbagai Disiplin Ilmu

11