TEORI ILMIAH

Teori ilmiah meliputi kumpulan konsep, termasuk abstraksi, phenomena yang bisa diobservasi, yang dikemukakan sebagai sifat-sifat yang bisa diukur, bersama dengan aturan-aturan (dinamakan hokum-hukum ilmiah) yang mengungkapkan hubungan antara dari konsep. Teori ilmiah disusun untuk menyesuaikan dengan data empiris yang tersedia, dan dikemukakan sebagai prinsip atau kumpulan prinsip untuk menjelaskan sekelompok fenomena.

Teori ilmiah adalah jenis teori induktif, dalam data hal isinya (yaitu data empiris) dapat diungkapkan dalam beberapa logika system formal yang hokum dasarnya (yaitu hukum ilmiah) dianggap sebagai aksioma. Dalam teory deduktif , kalimat yang merupakan suatu urutan logika dari satu aksioma atau lebih juga merupakan kalimat dari teori itu.

Dalam ilmu sastra, kita bisa menemukan teori yang bidangnya tidak hanya berhubungan dengan data empiric, tapi lebih ke ide. Teori semacam ini di bidang teori filsafat dibandingkan dengan teori ilmiah. Teori filsafat tidak harus dapat ditest melalui penelitian.

Teori Sebagai Model

Posisi filsafat ilmu yang sebelumnya dominan yang pada masa empiris logis begitu terkenal, pada pertengahan kedua abad 20 diganti oleh pandangan teori semantic yang mendefinisikan teori ilmiah lebih dengan model daripada dalil.

Teori sebagian besar disusun untuk menjelaskan, memprediksikan dan menguasai phenomena (yaitu, benda-benda dan hal-hal tidak bernyawa. Teori ilmiah dapat diajarkan sebagai model kenyataan dan ungkapanya sebagai aksioma dari beberapa system aksioma. Tujuan konstruksi ini adalah untuk menciptakan system formal dimana kenyataan adalah satu-satunya model. Dunia merupakan penafsiran (model) dari teori ilmiah semacam itu sebatas ilmu itu benar.

Gambaran dan prediksi

Stephen Hawkin menyatakan dalam bukunya “A Brief History of Time” “Teori itu dikatakan bagus jika memenuhi 2 persaratan; secara tepat teori itu mendeskripsikan observasi kelas besar sebagai dasar dari model yang hanya memiliki sedikit elemen yang berubah dan teori itu harus membuat prediksi yang pasti tentang hasil observasi akan datang. Lebih lanjut dia menyatakan teori fisik itu selalu sementara dalam hal teori itu hanyalah hipotesa, anda tidak perna bisa membuktikannya. Tidak perduli nberapa kali hasil dari penenlitian sesuai dengan teori, anda tidak akan pernah bisa yakin bahwa lain kali hasilnya tidak akan bertentangan dengan teori. Sebaliknya anda bisa tidak menyetujui suatu teori dengan hanya menemukan satu observasi yang tidak sesuai dengan prediksi teori tersebut. Ciri dari teori yang dapat dibuktikan dan bisa keliru adalah konsekuensi dari menggunakan cara pikir induktif.

Asumsi untuk menformulasikan sebuah teori

Pandangan ini disampaikna oleh Isaac Asimov. Dalam bukunya Understanding Physics, Asimove menyampaikan teori sebagai argumentasi dimana seseorang menyimpulkan skema atau model. Argumentasi atau teori selalu berawal dengan beberapa premis—unsure-unsur yang berubah yang disini didiskripsikan sebagai “asumsi”. Asumsi menurut Asimov adalah …

…sesuatu yang diterima tanpa bukti, dan tidaklah benar mengatakan asumsi itu benar atau salah, karena tidak ada cara untuk membuktikannya (jika ada, namanya bukan lagi asumsi). Lebih baik mempertimbangkan asumsi itu apakah berguna ataukah tidak, bergantung pada apakah kesimpulan yang dibuat dari asumsi tersebut cocok dengan kenyataan. … Sebaliknya, jelas bahwa asumsi itu adalah titik lemah dalam argumentasi, karena asumsi harus diterima dengan benar dalam filsafat ilmu. Karena kita harus mulai dari satu titik, kita harus punya asumsi, tapi setidaknya marilah kita miliki asumsi sesedikit mungkin.

Contoh: Teori Relativitas Khusus

Sebagai contoh dari penggunaan ‘asumsi’ untuk memformulasikan sebuah teori, perhatikan bagaimana Albert Einstein mengemukakan Teori Relativitas Khususnya. Dia mengambil 2 fenomena yang sudah diobservasi – bahwa “penambahan kecepatannya” valid (transformasi Galileo), dan bahwa cahaya tidak muncul memberikan “penambahan kecepatan”(Penelitian Michelson Morley). Dia berasumsi bahwa kedua observasi tersebut benar, dan merumuskan teorinya berdasar asumsinya tersebut, hanya dengan mengganti transformasi Galileo untuk menyesuaikan kekurangan penambahan kecepatan hubungannya dengan kecepatan cahaya. Model yang diciptakan dalam teorinya oleh karena itu adalah berdasar pada asumsi bahwa cahaya menjadikan kecepatan konstan (atau lebih umumnya: kecematan cahaya itu konstan.

Contoh:Ptolemy

Contoh bahwa teori itu adalah model bisa dilihat dari teori system planetarium. Orang Unani merumuskan teori yang di rekam oleh Ptolemy. Dalam model planetarium Ptolemy, bumi berada di pusat, planet dan matahari mengelilingi orbit bumi dan bintang-bintang lingkungan di luar orbit planet dan bumi. Pergerakan mundur dari planet ini dijelaskan oleh orbit-orbit lebih kecil dari masing-masing planet. Ini bisa digambarkan sebagai sebuah model, dan bahkan bisa dinbangun menjadi model nyata. Penghitungan matematika bisa dilakukan yang memprediksi di mana planet berada. Model system planetariumnya bertahan sampai 1500 tahun sampai masa Copernicus. Jadi kita bisa melihat bahwa teori adalah model nyata yang menjelaskan fakta-fakta ilmiah tertentu; namun teori mungkin tidak memnuhi gambaran kenyataan. Yang lebih bisa diterima lagi adalah teori kelak bisa menggantikan model sebelumnya, seperti ketika teori Copernicus menggantikan teori Ptelomy. Atau sebuah teori baru

bisa dipergunakan untuk memodifikasi teori yang lama seperti ketika Einstein memodifikasi teori Newton (yang masih dipergunakan untuk menghitung orbit planetarium atau model lintasan pesawat ruang angkasa) dengan menggunakan teori relativitasnya.

Perbedaan antara Teori dan model

Pokok dari karakter model, dari model umum sampai model skala, adalah penerapan perwakilan untuk menggambarkan aspek fenomena tertentu atau cara interaksi antar seperangkat phenomena. Sebagai contoh model skala dari rumah dan system tatasurya tidak benar-benar rumah atau tata surya; aspek dari rumah dan sistem tata surya yang sebenarnya yang diwakili dalam model skala hanyalah dalam beberapa cara tertentu saja, perwakilan dari kesatuan yang sebenarnya. Dalam sebagian besar kasus model skala rumah bukanlah rumah. Beberapa komentator (Reese & Overton 1970; Lerner, 1998; Lerner & Teti, 2005; dalam konteks model tingkah laku manusia) menyatakan bahwa perbedaan penting antara teori dan model adalah teori berfungsi sebagai penjelas sekaligus deskripsi, sedangkan model adalah descripsi (gambaran). Menurut Stephen Pepper (1948) model dan teori umum diprediksi pada akar metafor yang memaksa bagaimana para ilmuwan berteori dan memodelkan fenomena dan akhirnya sampai pada hipot esa yang bisa diuji.

Kreteria Penting

Karakter dari teori ilmiah adalah bahwa teori ilmiah membuat prediksi yang bisa diuji dan bisa dipalsukan. Relevansi dan kekhususan dari prediksi itu menentukan seberapa bermanfaatnya teori itu. Teori yang tidak membuat prediksi yang tidak bisa diamati bukanlah teori yang berguna. Prediksi yang tidak cukup spesifik untuk diuji sama saja dengan tidak bermanfaat. Dalam dua hal di atas istilah teori sulit dapat diaplikasikan.

Dalam praktek, sekumpulan deskripsi pengetahuan dinamakan suatu teory jika sudah memiliki dasar empiris minimum, menurut beberapa kriteria:

Konsisten dengan teori yang ada sebelumnya, sejauh teori sebelumnya itu telah teruji secara experiment, meskipun seringkali teori yang ada sebelumnya sering salah

Didukung oleh beberapa bukti, bukan hanya satu dasar, untuk memastikan bahwa teori ini taksiran yang bagus, jika tidak sungguh-sungguh benar.

Kriteria yang tidak penting

Sebuah teori biasanya hanya pandang serius jika:

Bersifat sementara, bisa dibetulkan dan dinamis dalam menerima perubahan-perubahan begitu fakta-fakta baru ditemukan, bukanya memaksakan kebenaran yang pasti.

Memberikan penjelasan yang sangat sedikit , hemat dalam penjelasan.

Teori-teori yang muncul seperti teori relativitas umum dan khusus, mekanika quantum, lempeng tektonik, evolusi adalah benar. Teori dianggap ilmiah jika setidaknya memenuhi sebagian besar criteria-kriteria ekstra ini atau idealnya malah semua kriteria.

Teori tidak harus benar-benar akurat untuk bisa berguna secara ilmiah.

Prediksi yang dibuat oleh mekanika-mekanika klasik diketahui tidaklah akurat, tapi teori-teori itu merupakan taksiran yang cukup bagus, dalam sebagian keadaan teori-teori itu masih sangat berguna dan dipergunakan secara luas dalam hal-hal lebih akurat tapi secara matematis merupakan teori yang sulit.

Dalam bidang Kimia, ada banyak teori asam basa, meskipun memberikan penjelasan yang sangat beragam tentang apa yang sebenarnya menjadikan asam itu asam dan basa basa, teori ini sangat bermanfaat untuk mendeskripsikan fenomena reaksi kimia tertentu yang masuk dalam konsep “reaksi asam-basa”. Gagasan reaksi asam-basa umum tidaklah didefinisikan dengan tepat, makanya teori-teori kimia tentang asam basa tidaklah tepat; namun teori itu merupakan teori ilmiah yang bermanfaat.

Kriteria untuk status ilmiah

Karl Popper mendeskripsikan ciri-ciri teori ilmiah sebagai berikut:

1. Mudah mendapatkan penegasan, atau pembuktian, untuk hampir semua teori—jika kita mencari pembuktian.

2. Penegasan harus berlaku hanya jika itu merupakan hasil dari prediksi yang beresiko3. Setiap teori ilmiah yang “bagus” itu larangan. Teori ini melarang hal-hal tertentu terjadi.

Semakin banyak teori itu melarang semakin baik.4. Teori yang tidak dapat disangkal oleh peristiwa yang mungkin terjadi bukanlah teori ilmiah.5. Setiap test sejati dari suatu teori merupakan upaya untuk memalsukanya , atau menyankalnya6. Menegaskan bukti tidak harus berlaku kecuali ini merupakan hasil test asli teori tersebut; dan

hal itu berarti bahwa teori bisa dikemukan sebagai upaya serius tapi tidak berhasil menyangkal teori itu.

7. Beberapa teori yang dapat diuji dengan test asli, ketika ditemukan salah, masih dijunjung tinggi oleh pengagumnya—mungkin dengan memberikan asumsi tertentu untuk mendukungnya, atau dengan menafsirkan ulang teori tersebut sedemikian rupa sehingga terhindar dari sangkalan. Tindakan menyelamatkan teori dari sangkalan semacam ini saya deskripsikan conventionalist twist (plintiran konvensionalist) atau conventionalist stratagem(muslihat konvensionalist)

Kita bisa menyimpulkan secara keseluruhan dengan mengatakan bahwa menurut Popper, kriteria status ilmiah dari suatu teori adalah kemungkinan salahnya, kemungkinan disangkalnya atau bisa diuji.

Akan tetapi beberapa filosof dan sejarawan menyangkal definisi teori Popper, karena jika seseorang dengan kuat menganut gambaran teori Popper, observasi Uranus ketika pertama kali ditemukan pada 1781 akan menyangkal mekanika Ruang angkas Newton. Orang lebih memilih untuk menyampaikan bahwa planet lain mempengaruhi orbit Uranus—dan prediksi ini akhirnya benar-benar diterima.

Kitcher setuju dengan Popper bahwa “Pasti ada yangbenar dalam pandangan bahwa ilmu itu bisa berhasil hanya jika ilmu tersebut bisa gagal.” Dia juga memperhatikan kritikan Hempel dan Quine terhdap Popper dalam hal teori ilmiah meliputi pernyataan-pernyataan yang tidak bisa disangkal dan inti dari teori yang bagus haruslah kreatif. Dia mendesak supaya kita memandang teori ilmiah sebagai kumpulan pernyataan yang rumit, sebagian tidak bisa disangkal, sedangkan lainnya dinamakannya hipotesa bantuan (auxiliary hyphotheses).

Menurut Kitcher, teori ilmiah yang baik harus memiliki tiga ciri:

1. Kesatuan: “suatu ilmu harus disatukan... Teori yang bagus terdiri dari satu strategi pemecahan masalah, atau sekelompok kecil strategi pemecahan masalah,yang dapat diterapkan pada masalah yang luas” (1982:47) .

2. Produktif: “Suatu teori ilmiah yang hebat, seperti teorinya Newton, membuka wilayah penelitian baru.... Karena suatu teori memperkenalkan cara baru memandang dunia, teori bisa mendorong kita untuk mengajukan pertanyaan-pertanyaan baru dan sehingga membuka penelitan baru yang berguna.... Ilmu yang berkembang tidak pernah komplet. Tapi ketidak lengkapan ini bukan hal yang buruk. Sebaliknya ketidak lengkapan ini merupakan pokok dari produktivitas. Sebuah teori harus produktif; teori selalu memunculkan pertanyaan-pertanyaan baru dan mengharuskan pertanyaan itu bisa dijawab dengan strategi pemecahan masalahnya.

3. Hipotesa bantuan yang dapat diuji secara mandiri: “Sebuah hipotesa tambahan harus bisa diuji secara independen terhadap masalah tertentu yang hrus dipecahkannya” (1982: 46).

Seperti definisi teori yang lain, termasuk teori Popper, Kitcher menjelaskan bahwa suatu teori ilmiah terdapat pernyataan-pernyataan yang memiliki konsekwensi penelitian. Tapi seperti ketidak teraturan penelitian di orbit Uranus, penolakan merupakan satu-satunya konsekwensi yang mungkin terhadap penelitian. Terciptanya hipotesa baru juga merupakan konsekwensi lain.

Dalam Fisika

Dalam fisika, istilah teori biasanya dipergunakan dalam kerangka matematika—hasil dari beberapa dalil dasar (biasanya simetris, seperti kesamaan tempat di ruang atau waktu atau identitas elektron, dsb.) yang mampu menghasilkan prediksi experiment untuk kategori sistem fisika yang diberikan. Contohnya adalah elektromagnetisme klasik yang mencakup hasil yang diturunkan dari simetri ukuran dalam bentuk beberapa persamaan yang disebut Persamaan Maxwell. Dalam teori elektromagnetic, biasanya ada beberapa hipotesa tentang bagaimana elektromagnetisme diterapkan dalam situasi tertentu.

Beberapa hipotesa ini sudah dianggap cukup teruji terhadap hipotesa-heipotesa baru yang dibuat dan mungkin tidak teruji, contohnya adalah tenaga reaksi radiasi.

Definisi Pedagogi

Dalam konteks pedagogi atau pernyataan resmi oleh organisasi ilmiah, definisi berikut perlu disampaikan.

Menurut Akademi Ilmu Pengetaun Nasional Amerika Serikat,

Definisi ilmiah teori sangat berbeda dari arti kata ini dalam kehidupan sehari-hari. Kata teori merujuk pada penjelasan luas dari beberapa aspek alam yang didukung oleh kumpulan data. Beberapa teori ilmiah dibuat dengan begitu bagus sehingga tampaknya tidak ada bukti baru yang bisa menggantikanya. Sebagai contoh, tidak ada teori baru yang akan menunjukkan bahwa bumi tidak berputar mengelilingi matahari (teori heliocentris), atau bahwa makhluk hidup tidak terbuat dari sel-sel (teori sel), bahwa zat tidak tersusun dari atom, atau bahwa permukaan bumi tidak terbagi atas lempengan-lempengan keras yang telah bergerak melampau skala waktu geologi (teori lempengan tektoni). Salah satu hal yang paling penting adalah bahwa teori ilmiah dapat dipergunakan untuk memprediksi peristiwa-peristiwa alam yang masih belum terjadi.

Menurut definisi ini, sebuah teori harus didukung dengan baik oleh bukti. Dan lagi, istilah teori akan lebih cocok dalam mendeskripsikan hipotesis yang belum teruji dan berbelit-belit atau bahkan model-model ilmiah. Pemakai ilmu pengetahuan mungkin mendapati bahwa definisi di atas berguna untuk mengevaluasi validitas dan keberlakuan teori itu.

Istilah teori (theoritical)

Istilah teori (theoritical) kadang-kadang secara informal dipergunakan sebagai pengganti dari hipotesa untuk mendeskripsikan hasil yang diperkirakan oleh teori tapi masih belum cukup teruji oleh observasi atau penelitian. Bukanlah tidak biasa , suatu teori menghasilkan prediksi yang kemudian ditetapkan benar atau terbukti tidak benar oleh suatu penelitian. Kesimpulannya adalah suatu prediksi dibuktikan tidak benar oleh penelitian menunjukkan hipotesanya tidak valid. Ini bisa berarti teorinya tidak benar atau perkiraan penelitian itu salah dan teori ini tidak mempediksi hipotesa.

Hukum Ilmiah

Hukum ilmiah sama dengan teori ilmiah dalam hal keduanya merupakan prinsip yang bisa dipergunakan untuk memprediksikan perilaku alam. Baik hukum ilmiah maupun teori ilmiah mengacu pada hukum bagaimana alam berjalan dalam kondisi tertentu. Kesalahpahaman umum adalah teori ilmiah adalah ide dasar yang pada akhirnya berhasil menjadi hukum ilmiah ketika cukup data yang terkumpul. Sebuah

teori tidak berubah menjadi hukum alam dengan akumulasi bukti baru atau bukti lebih baik. Teori akan tetap teori , dan hukum tetap hukum.