Waktu yang Perspektival (Bagian 3)

Ini adalah kelanjutan tulisan lebih dari dua tahun lalu mengenai rekonstruksi konsep waktu yang dibahas oleh Carlo Rovelli dalam bukunya “The Order of Time” (Tatanan Waktu). Pada bagian satu kita telah fokus pada pembongkaran konsep waktu awam melalui ilmu fisika. Sedangkan pada bagian kedua kita menjelaskan antinomi dan ketidakcocokan antara realitas awam dan realitas fisis tentang waktu. Tentang bagaimana hubungan fundamental dalam ilmu fisika dalam menjelaskan realitas yang ada. Dalam bagian ketiga ini kita akan fokus untuk “merekonstruksi” waktu setelah kita membongkar dan menjelaskan cara kerja fundamentalnya. Bagian ini adalah jembatan penjelasan dari waktu “yang terlihat dan teramati” dalam bahasa fisika paling fundamental.

Rekonstruksi waktu dapat dimulai dengan memperhatikan apa yang Rovelli sebut dengan fenomena kemunculan (emergence). Semisal, ketika kita mendaki gunung kemudian melihat kepulan kabut dipuncaknya, namun ketika kita terus berjalan menuju puncak, kita tidak tahu mana awal mula kabut yang kita lihat tadi. Yang ada adalah semakin ke puncak kita merasakan suhu semakin dingin, kelembapan semakin tinggi, dan tentunya keadaan gelap yang berbahaya. Dari mana kabut tadi muncul? Dari mana awalnya? Akhirnya? Apakah kabut itu nyata? Jawabannya kabut itu nyata, namun fenomenanya merupakan peristiwa kemunculan yang terjadi akibat keperluan kita untuk membagi-bagi dunia dalam bentuk yang masuk akal dan bisa dicerna. Contoh lain adalah diri kita sendiri. Kita tahu bahwa penyusun alam semesta tidak melibatkan diri kita. Namun kita muncul di alam semesta ini. Interaksi, hubungan gejala fundamental dalam ranah fisis dan biologis pada batas yang tidak jelas telah membentuk sistem yang disebut organisme, salah satunya kita, kucing, burung dan seterusnya. Dalam kedua contoh ini, kabut, kucing, mobil, tim sepakbola, kita sendiri merupakan hal yang nyata yang muncul dari dunia yang lebih simpel, dari dunia tanpa kucing, kabut, sepak bola dan kita sendiri. Oleh karenanya, poin pertama tentang waktu yang kita pahami adalah waktu berasal dari dunia tanpa waktu. Waktu muncul dalam kesadaran kita karena satu dan lain hal. Satu dan lain hal inilah yang akan menjadi fokus kita.

Waktu termal dan waktu kuantum

Poin pertama tentang kemunculan waktu awam (waktu yang kita alami sehari-hari) menurut Rovelli berasal dari apa yang disebut sebagai waktu termal dan waktu kuantum. Secara singkat, dalam fisika termodinamik, untuk sistem terisolasi, energi selalu lestari: jumlahnya selalu sama, tidak berkurang dan tidak lebih. Namun energi dapat berubah bentuk dari satu bentuk ke bentuk yang lainnya. Dalam suatu keadaan termal setimbang (ekuilbrium), sebuah sistem terisolasi mengalami perubahan konfigurasi keadaan namun dengan total energi yang sama. Jika kita punya akses pada detail tentang perubahan keadaan sistem ini, maka kita akan memiliki sense perubahan waktu (temporal sense). Perubahan waktu ada karena energi berubah bentuk dari satu bentuk ke bentuk yang lain sehingga membawa perubahan keadaan suatu sistem. Tapi kita tidak punya akses terhadap informasi yang lengkap di dunia makro. Oleh karenanya, pemahaman rabun/tidak lengkap (blurred vision) kita tidak dapat mengakses sense perubahan waktu ini dalam sistem yang setimbang. Sebagai contoh, Air yang mendidih di dalam sistem terisolasi tidak akan kehilangan energi ke lingkungan, sehingga dari pandangan kita dia akan tetap mendidih. Keadaan mendidih ini seperti bebas, sehingga tidak ada sense waktu mengalir di situ. Proses ini bisa dituliskan sebagai berikut.

Waktu -> energi -> keadaan makro

Namun, kita dapat membaca bagan di atas dari belakang. Yakni keadaan makro yang menunjukkan kerabunan kita itu dapat dipahami sebagai sesuatu yang melestarikan energi, yang darinya memunculkan waktu.

Keadaan makro -> energi -> waktu

Kita dapat memahami ini ketika kita kembali melihat konsep entropi dan panas yang dibawakan oleh Boltzman pada bagian pertama tulisan ini. Ketidaklengkapan informasi pada ranah makro menyebabkan kita tidak dapat mengakses dinamika dunia mikro pada suatu sistem termodinamik. Oleh karenanya kita menisbatkan ketidaktahuan kita ini pada konsep bernama entropi yang merupakan derajat “ketidakteraturan” suatu sistem. Dalam pandangan tidak lengkap kita tentang sistem secara totalitasnya telah memunculkan waktu sebab pada kenyataannya keadaan makro itu sendiri berubah. Entropi itu berubah. Kita secara tidak langsung memunculkan waktu dari efek kerabunan kita pada realitas yang ada. Inilah yang disebut sebagai waktu termal.

Sementara pada ranah kuantum, sesuatu yang mirip juga terjadi. Ingat bahwa pada bahasan pertama mengenai sifat fisika kuantum, ada relasi antar variabel fisis. Posisi dan momentum adalah besaran fisis yang saling terkait atau memiliki relasi dalam fisika kuantum. Ini disebut sebagai relasi tak komutatif. Kita tidak bisa mengukur keduanya dalam saat yang bersamaan. Katakan bahwa kita punya keadaan kuantum A. Kita ukur posisinya kemudian momentumnya. Setelah melakukan ini, keadaannya berubah menjadi B. Namun, tim yang sama mengukur momentumnya dahulu, kemudian posisinya. Mereka mendapatkan fakta bahwa keadaan A tidak berubah menjadi B melainkan menjadi C. Hal ini menunjukkan perubahan keadaan kuantum A mengikuti urutan (order) tertentu. Adanya urutan menunjukkan adanya sifat temporal. Ini adalah salah satu ide yang diajukan oleh Alain Connes. Bahwa bukti adanya urutan dalam interaksi pada ranah kuantum menjadi dasar adanya urutan waktu pada dunia kita. Ini yang disebut sebagai waktu kuantum. Alain Connes juga berhasil membuktikan secara matematis klaim ini dan menunjukkan adanya hubungan satu-satu antara waktu termal dan waktu kuantum.

Secara singkat, sifat intrinsik kuantum yang bersifat indeterministik menyebabkan kerabunan (blurring) seperti yang dijelaskan oleh Boltzman sebelumnya yang menunjukkan bahwa sifat ketakterprediksian dari dunia tetap dapat dipertahankan meskipun kita dapat mengukur segala hal yang terukur. Kedua sifat ini, yakni sifat indeterministik kuantum dan kerabunan pada dunia makro merupakan inti dari waktu. Sifat temporal sangat terkait dengan kerabunan tadi. Kerabunan ini karena kita memang tak acuh (ignorance) terhadap detail dunia mikro. Oleh karenanya, waktu itu sebenarnya adalah ketakacuhan kita.

Namun apakah ini cukup untuk menjelaskan waktu awam yang kita pahami sehari-hari? Tentu saja tidak. Kita hanya baru menemukan sense waktu dari kerabunan dan ketakacuhan kita terhadap dunia pada level fundamentalnya. Namun sifat waktu seperti mengalir dari masa lalu ke masa depan masih belum terasa. Untuk membahas ini kita perlu meninjau arah waktu yang telah kita bahas pada bagian pertama.

Masalah perspektif

Dalam bagian sebelumnya kita menisbatkan panas dan entropi pada derajat ketidakteraturan sistem karena kita tidak memiliki informasi lengkap tentangnya. Jika sistemnya teratur maka kita katakan entropinya rendah. Dan ketika sistemnya acak, maka kita katakan entropinya tinggi. Telah kita garis bawahi bahwa panas merupakan peningkatan entropi suatu sistem. Dan dari peningkatan entropi inilah kita memiliki sense tentang arah waktu. Setiap sistem bergerak dari keteraturan menuju ketidakteraturan. Lilin dari sebelum dibakar menjadi habis terbakar, rumah sampai ditinggalkan dan rusak. Bahkan kita sendiri dari hidup hingga mati. Namun, kita juga telah menggarisbawahi bahwa pelabelan keteraturan maupun ketidakteraturan itu adalah acak. Kita sebagai makhluk yang dapat berinteraksi secara fisis dengan dunia adalah yang memberikan pelabelan tersebut. Yang sebenarnya, jika kita memiliki pemahaman utuh dan lengkap mengenai keadaan alam semesta, maka kita tidak akan melihat adanya spesialisasi suatu konfigurasi keadaan yang kita nyatakan sebagai teratur dan tidak yang pada gilirannya melenyapkan ilusi arah waktu tadi. Namun, eksistensi kita adalah realitas yang tidak dapat ditolak. Kita terperangkap untuk selalu memahami dunia dalam kerabunan sebab variabel interaksi kita dengan dunia tidak akan pernah lengkap. Kita hanya bagian kecil dari alam semesta yang ada.

Meskipun masalah keteraturan dan ketidakaturan sesuatu adalah pelabelan yang kita berikan karena kerabunan kita dalam memahami alam, apakah bisa kita katakan bahwa entropi tidak nyata? Tentu saja hal ini salah. Entropi itu nyata. Tetapi dia bersifat relatif. Seperti kecepatan; kecepatan sebuah objek bukanlah sifat alamiah dari objek itu sendiri. Melainkan sifatnya relatif terhadap objek yang lain. Seseorang yang duduk di dalam kereta yang melaju 200 km/jam dikatakan tidak bergerak jika dilihat oleh orang yang juga berada di dalam kereta, tetapi dikatakan bergerak dengan kecepatan 200 km/jam jika dilihat dari pinggir rel kereta. Begitu pula dengan entropi. Perubahan konfigurasi suatu sistem itu nyata adanya. Namun nilai entropinya tergantung bagaimana cara kita menyematkan masalah keteraturan tadi dari kemampuan kita yang terbatas dalam memahami dunia. Jika sistem berevolusi dari A ke B dan ke C, maka ketika kita menganggap bahwa aturan konfigurasi A merupakan yang teratur, B dan C menjadi tak teratur. Namun jika kita menganggap B yang teratur, bisa saja A dan C jadi tidak teratur. Kita lah yang menyematkan nilai entropi di masa lalu sebagai nilai yang rendah dan sekarang sebagai nilai yang tinggi. Namun penyematan ini tidak acak. Kita menyematkan hal tersebut dari terbatasnya interaksi fisis yang dapat kita pahami, kita amati, kita rasa dan kita rumuskan. Pun kita tidak bisa keluar darinya, sebab kita bagian dari dunia tempat kita melakukan pengamatan-pengamatan sains tersebut. Oleh karenanya, kegayutan pemahaman kita terhadap suatu peristiwa fisis tidak dapat dihindari. Pengalaman kolektif kita tentang alam semesta yang terbatas adalah alasan mengapa waktu kita nisbatkan mengalir dari masa lalu ke masa depan. Ini adalah murni konstruksi kita.

Hal ini berarti memang bukan alam semesta yang berada pada suatu konfigurasi tertentu di masa lalu dan di masa depan, melainkan kitalah yang mungkin berada pada konfigurasi tertentu tadi. Kitalah yang mungkin berada pada konfigurasi spesial alam semesta. Spesial dalam artian dari ketakberhinggaan kemungkinan interaksi yang terjadi di alam semesta, kemungkinan, dan relasi bilangan-bilangan, ada beberapa sistem fisis yang berinteraksi dengan keseluruhan sistem yang ada dengan tepat seperti yang sekarang kita amati, kita pelajari, dan kita dapatkan kesimpulan bahwa entropi alam semesta di masa lalu itu rendah dan bergerak naik ke masa depan sehingga menimbulkan aliran waktu. Tapi mengapa harus kita yang berada pada sistem spesial tadi? Mengapa orang Eropa minum wine? Mengapa orang Asia makan nasi? Mengapa saya lahir di daerah yang orang-orangnya berbahasa sama seperti saya? Bukannya anggur tumbuh di daerah orang minum wine. Bukan pula beras tumbuh di Asia. Melainkan orang yang bikin wine di tempat yang ada anggurnya. Dan orang yang bikin nasi di tempat yang ada berasnya. Semuanya kembali ke kita. Mirip dengan hal tersebut ada suatu sistem yang berinteraksi dengan keseluruhan sistem alam semesta yang melalui mekanisme tertentu menunjukkan sistem awal dengan entropi yang rendah. Relatif terhadap sistem ini, entropinya nilainya meningkat. Di sanalah, dan hanya di sana, maka ada yang namanya aliran waktu. Dan kebetulan kita berada di sana.

Hal ini tentunya terasa sangat subjektif. Bukankah sains itu berusaha seobjektif mungkin? Bukankah kita melakukan sains untuk mencoba menghilangkan kerancuan, ilusi dan sebagainya yang bersumber dari pandangan subjektif kita? Inilah hal yang digarisbawahi oleh Rovelli. Tujuan sains adalah mengejar objektivitas. Tetapi tidak akan pernah mencapai objektivitas absolut dalam kaitannya berada di luar dari apa yang kita sedang deskripsikan di dalam sains itu sendiri. Hal ini dikarenakan kita adalah bagian dari dunia ini (being in the world), bagian dari alam semesta ini. Apa yang kita alami, pelajari, kembangkan dan seterusnya adalah hasil dari interaksi kita dengan bagian lain dunia. Kita harus menerima fakta bahwa dalam mendeskripsikan dunia, kita tidak bisa mengabaikan sudut pandang/perspektif. Dan keterbatasan bahasa dalam membawakan ide serta pikiran kita tentang sains membuat kerancuan yang berbahaya jika tidak kita pahami baik-baik. Sebab ada kelompok kata dalam bahasa yang bersifat terindekskan (indexicality). Ini adalah kelompok kata yang yang memiliki makna berbeda setiap kali digunakan, di mana, bagaimana, kapan dan oleh siapa penggunaannya. Tak terkecuali kata waktu itu sendiri. Dalam mengejar tujuan untuk memahami waktu bebas dari apapun, seobjektif mungkin, kita akan tersesat jika kita tidak memperhatikan masalah perspektif, masalah sudut pandang. Kita harus berhati-hati tidak mencampuradukkan pemahaman kita tentang stuktur waktu dalam keadaan fundamentalnya terpisah dari dunia sehari-hari, dengan aspek dari dunia yang kita amati dan merupakan bagian darinya yang membangun pengalaman sehari-hari kita tentang waktu itu sendiri.

Kita dapat meringkas seluruh bagian ini dalam sebuah narasi singkat sebagai berikut. Pada level paling fundamental dunia berisi peristiwa-peristiwa yang tidak memilik urutan/tingkatan dalam waktu. Peristiwa fundamental ini merupakan dasar dari hubungan variabel fisis yang secara apriori berada pada level yang sama. Setiap bagian dari dunia/realitas berinteraksi satu sama lain dengan kumpulan kecil variabel yang menyebabkan bagian dunia tadi “memiliki wakilan keadaan dari sudut pandang kumpulan variabel kecil tadi”. Sebuah sistem kecil S tidak dapat membedakan keadaan alam semesta karena ia hanya berinteraksi dengan bagian kecil variabel yang menyusun alam semesta. Naturalnya sistem kecil S ini akan menghitung ketidakteraturan alam semesta yang tinggi sebab proses menuju ketidakteraturan adalah proses yang lebih mungkin. Oleh karenanya sistem S ini akan mendefinisikan entropi yang tinggi dari sudut pandangnya. Karena interaksi sistem S dan alam semesta ini berubah, maka akan muncul secara natural waktu termal tadi. Sebuah sense yang menunjukkan adanya urutan atau tingkatan perubahan sesuatu. Namun, secara umum perubahan ini hanyalah fluktuasi kecil dari entropi awal yang nilainya memang sudah tinggi sehingga secara umum tidak ada perubahan. Dalam sistem S ini, tidak akan dirasakan aliran waktu, masa lalu masa depan, dst.

Namun dari sekian banyak sistem S di alam semesta, ada beberapa sistem kecil S’ yang interaksinya dengan alam semesta muncul dalam nilai entropi yang rendah. Eksistensi sistem S’ ini tentu sangat tidak mungkin, tapi tidak nol. Pada sistem seperti ini, aliran waktu akan terasa, sebab aliran entropi terus naik. Kita kebetulan berada pada sistem spesial ini dan menjadi bagiannya. Oleh karenanya aliran waktu adalah bagian dari realitas kita sehari-hari. Matahari bersinar, tumbuhan hidup, hewan mati, bintang-bintang gemerlapan, dan sebagainya. Segala proses dimotori oleh perubahan entropi yang meningkat pada sistem S’ ini. Eksistensi kesadaran (consciousness) kita tentang waktu dan alirannya bukan merupakan ilusi melainkan bagian dari kenyataan bahwa kita berada dalam sistem S’ tadi sebab hanya pada kita manusia, kita dapat merefleksikan dunia seolah-olah kita berada di luar darinya sekaligus merupakan bagian dari dunia itu sendiri. Kitalah yang mampu memberikan “jarak” pada pengalaman sehari-hari kita tentang waktu, dan membongkar pengalaman tersebut untuk memahami keadaan dan kenyataan sebenarnya melalui sains yang kita kembangkan. Adalah kita yang juga merekonstruksi pemahaman waktu sehari-hari tersebut dari “jarak” yang kita taruh tadi. Dalam prosesnya kadang kita tersesat karena keterbatasan bahasa dan memang karena kita lupa bahwa kita tetap merupakan bagian dari dunia yang kita beri “jarak” tadi.