IPA dan Teknologi Bagi Kehidupan Manusia

A.    SEJARAH PERADABAN MANUSIA DAN PERKEMBANGAN TEKNOLOGI

Sejarah peradaban manusia dimulai pada zaman purba (diperkirakan 4 juta tahun SM – 20.000 tahun yang lalu). Pada masa itu sudah ada teknologi sederhana, seperti alat-alat untuk berburu dari batu tajam, menggunakan api, membuat alat untuk berlayar di sungai (perahu), dsb. Dari hasil penemuan fosil manusia purba atau pramanusia diperkirakan ada perkembangan struktur manusia dari bentuk manusia primitif ke manusia modern.

Di samping itu, peradaban teknologi manusia juga berkembang. Sebagai contoh Eugene Dubois (1887) di daerah Trinil tepian Bengawan Solo menemukan fosil Pithecantropus Erectus atau Homo Erectus, hidup kira-kira 500.000-300.000 tahun lalu. Volume otaknya 770-1000 cc. Mereka sudah membuat alat-alat tertentu, seperti alat pemotong dari batu, rumah tempat berlindung, alat untuk berlayar (kapal), alat untuk membakar (api), dan diduga sudah memiliki bahasa untuk berkomunikasi.

Manusia Cro-Magnon (30.000 tahun lalu) yang dianggap nenek moyang bangsa Eropa, terbukti sudah mempunyai peradaban yang cukup tinggi, seperti membuat lukisan, memuja dewa-dewa, membuat alat berburu, hidup bermasyarakat, membuat rumah, dsb. Namin makanan mereka masih mengandalkan bahan makanan yang tersedia dari alam, sehingga bila persediaan bahan makanan di daerahnya sudah habis, mereka akan pindah ke daerah lain yang banyak persediaan bahan makanan.

Tetapi semakin besar populasi mereka, semakin cepat persediaan makanan  habis. Hal ini membuat mereka mulai bercocok tanam dan memelihara ternak. Pada era ini, manusia menyebar ke mana-mana mencari tanah yang subur. Baru-baru ini dipublikasikan temuan nenek moyang bangsa Eropa dari hasil penggalian fosil manusia di Jerman dan Swiss yang sudah berumur 16.000 tahun lalu. Mereka sudah membuat rumah yang besar dan panjang.

Umunya, perkembangan budaya manusia di masing-masing daerah di dunia ini tidak sama kurun waktunya. Sebagai contoh, beberapa tahun lalu ditemukan manusia berumah di atas pohon di daerah Papua. Padahal, manusia berumah di atas pohon itu sudah ada semenjak ribuan tahun yang lalu di daerah lain. Contoh lain, pada abad ke-13, di Mesir sudah berdiri Universitas Al-Azhar, di Italia sudah berdiri menara Pisa, namun di Indonesia pada waktu itu peradabannya masih sangat sederhana sekali, begitu juga di daerah lain.

Alvin Tofler dalam bukunya The Third Wave, membagi sejarah peradaban manusia menjadi tiga gelombang :

a.       Antara tahun 800 SM – 1700 M, disebut gelombang pertanian. Manusia menemukan dan menerapkan teknologi pertanian. Tanah menjadi landasan bagi kegiatan ekonomi, sosial, budaya, dan politik masyarakat. Hubungan antar manusia sangat akrab, tetapi kemudian berubah secara total dengan datangnya industri.

b.      Tahun 1700 – 1970, disebut dengan gelombang industri. Pada gelombang ini, manusia mulai beralih ke energi, seperti minyak bumi, batu bara, dan gas bumi sebagai landasan ekonomi, sosial, budaya dan politiknya. Mulai ditemukan mesin uap, didirikan berbagai macam barang. Hubungan antar manusia menjadi impersonal, komunikasi dikuasai oleh media massa. Gelombang ini akhirnya digusur oleh gelombang teknologi komunikasi.

c.       Tahun 1970 – sekarang, disebut sebagai gelombang teknologi komunikasi dan informasi. Peradaban manusia didukung oleh kemajuan teknologi komunikasi dan pengolahan data, penerbangan dan aplikasi angkasa luar, energi alternatif dan energi terbaru, rekayasa genetika, bioteknologi, dengan komputer dan mikro teknik sebagai teknik intinya. Pada era ini, dunia dikuasai oleh negara yang menguasai teknologi komunikasi dan informasi.

B.     IPA SEBAGAI DASAR BAGAI PERKEMBANGAN TEKNOLOGI

IPA dan teknologi juga mengalami perkembangan dari yang sederhana menjadi yang lebih modern. Pada tahap awal, IPA dan teknologi berjalan sendiri-sendiri, seperti tidak ada kaitannya satu sama lain. Sebagai contoh, teknologi awal penemuan alat pencabut paku, api, perahu, alat pemotong, dsb, sepertinya tidak ada hubungannya dengan IPA. Dengan kata lain, tidak ada peranan IPA dan di dalamnya.

Pada tahap berikutnya, orang mulai merasakan adanya hubungan IPA dengan teknologi. Hal ini dipicu oleh perkembangan IPA yang semakin pesat dalam berbagai bidang, sehingga dirasakan bahwa IPA diperlukan untuk menciptakan suatu produk-produk teknologi yang berkualitas. Sebagai contoh, penemuan mesin uap oleh James Watt (1773 – 1819), yang menerapkan ilmu Fisika-Termodinamika untuk menghasilkan tenaga uap.

Tahap selanjutnya adalah tahap di mana IPA dan teknologi berkembang bersama-sama dan saling kait mengkait, sehingga sulit memisahkan antara IPA dan teknologi. Jadi, teknologi berkembang karena IPA dan IPA berkembang karena teknologi. Teknologi adalah penerapan IPA dalam menghasilkan produk-produk yang dibutuhkan manusia. IPA tanpa teknologi ibarat pohon tiada berbuah, teknologi tanpa IPA ibarat pohon tiada berakar. Perkembangan IPA dan teknologi berdampak besar terhadap keseluruhan aspek serta kelangsungan kehidupan manusia.

1.                  IPA dan Teknologi pada Penyediaan Pangan

Peranan IPA dan teknologi pada penyediaan pangan sangat penting. Produksi pangan dapat ditingkatkan dengan kemajuan IPA dan teknologi, antara lain melalui teknologi pengolahan lahan, penyediaan benih, pupuk, teknologi panen, dan pengolahan produk.

2.                  IPA dan Teknologi dalam Penyediaan Sandang

Kemajuan IPA dan teknologi juga penting dalam menghasilkan berbagai produk bahan sandang, seperti pembuatan serat sintesis secara kimia guna mengatasi kekurangan kapas, pembuatan zat warna sintesis untuk mewarnai busana, dsb.

3.                  IPA dan Teknologi dalam Penyediaan Papan

Penyediaan papan terkait dengan penyediaan tempat berlindung manusia/rumah juga memerlukan kemajuan IPA dan teknologi untuk menghasilkan berbagai produk bangunan yang sangat dibutuhkan manusia, seperti semen, batu bata, keramik, kayu, aluminium, seng, genteng, dsb.

4.                  IPA dan Teknologi dalam Penyediaan Energi

Kemajuan IPA dan teknologi dapat menghasilkan berbagai produk energi, seperti minyak bumi, batu bara, gas bumi, energi nuklir, listrik, dsb. Di samping itu, kemajuan IPA dan teknologi berperan penting dalam menciptakan produk-produk energi alternatif, seperti energi matahari, panas bumi, air, energi bioteknologi, dsb.

5.                  IPA dan Teknologi dalam Perkembangan Industri

Kemajuan IPA dan teknologi memicu munculnya berbagai macam industri yang memproduksi berbagai produk kebutuhan manusia, seperti industri pesawat, otomotif, elektronika, pangan, perabot rumahtangga, tekstil, kertas, komputer, dsb.

C.    MANFAAT DAN DAMPAK NEGATIF IPA DAN TEKNOLOGI TERHADAP KEHIDUPAN MANUSIA

·           Manfaat :

1.      Pengadaan energi, meliputi :

a.       Energi mekanik

b.      Energi panas

c.       Energi magnetik

d.      Energi listrik (air terjun, angin, diesel, nuklir, dan uap untuk menggerakkan generator)

e.       Energi kimia

f.       Energi bunyi

g.      Energi nuklir

h.      Energi cahaya

2.      Nuklir :

a.       PLTN

b.      Teknik nuklir dalam kesehatan

c.       Teknik nuklir dalam industri (industri pengawetan makanan, kesehatan, benih tanaman, industri kayu, hidrologi, industri radiografi, dan studi pencemaran lingkungan)

·           Dampak negatif kemajuan IPA dan teknologi terhadap :

1.    Teknologi nuklir

2.    Pendayagunaan SDA

3.    Transportasi, komunikasi, dan informasi

4.    Kesehatan

D.                IPA DAN TEKNOLOGI MASA DEPAN

Perkembangan di bidang :

1.      Mikroelektronik

2.      Teknologi bahan

3.      Bioteknologi

Sumber :
diambil dari materi perkuliahan mata kuliah Ilmu Kealaman Dasar (IKD) di Universitas Negeri Padang
 

Alam Semesta

A.                Teori Terbentuknya Alam Semesta dan Tata Surya

1.      Teori Keadaan Tetap (Steady-State Theory)

Alam semesta terbentuk dengan sendirinya di masa lalu dan tidak berubah sampai sekarang. Alam semesta ini maha luas, di manapun dan bilamanapun selalu sama. Segala sesuatu di alam semesta selalu sama, walaupun galaksi-galaksi bergerak saling menjauhi satu sama lain. Galaksi dapat terbentuk, tumbuh, menjadi dan mati, kemudian tumbuh lagi galaksi baru. Galaksi baru mempunyai jumlah yang sebanding dengan galaksi lama. Alam semesta mengalami eksnansi dan kontraksi. Dalam masa ekspansi, terbentuk galaksi-galaksi serta bintang-bintang baru dan dalam kontraksi galaksi dan bintang-bintang meredup dan mengeluarkan energy berupa panas yang sangat tinggi.

2.      Teori Ledakan Besar (Big-Bang Theory)

Dahulu, ada suatu massa yang sangat besar dan mempunyai berat jenis yang sangat besar. Kemudian massa itu meledak dengan hebat karena adanya reaksi inti, sehingga pecah menjadi massa-massa yang lebih kecil. Massa yang relative kecil itu mengembang (ekspansi) dan bergerak cepat menjauhi pusat ledakan. Kemudian massa yang banyak itu membentuk kelompok-kelompok sehingga membentuk galaksi-galaksi seperti yang ada sekarang.

3.      Teori Ekspansi-Kontraksi

Herman Bondi, Thomas Gold, dan Fred Hoyle (1948) mengatakan, alam semesta dalam keadaan diam hanya mengalami siklus masa ekspansi (mengembang) dan masa kontraksi (mengkerut). Pada masa ekspansi tersebut galaksi serta bintang-bintang dan menghimpun energi, sedangkan pada masa kontraksi, galaksi serta bintang-bintang itu melepaskan energi, dalam suatu siklus, sehingga terjadi alam semesta.

B.                 Teori Terbentuknya Galaksi

Hipotesis Fowler (1957)

Di alam semesta ada kabut gas hidrogen yang besar sekali bergerak perlahan-lahan sambil berotasi sehingga berbentuk bulat. Karena gaya beratnya ia berkontraksi. Akibat kontraksi ini masa bagian luar banyak yang tertinggal sehingga terbentuklah bintang. Bintang-bintang ini berkontraksi pula dengan melepaskan energi panas sehingga, setelah sekian lama, mencapai keadaan tetap seperti matahari dan bintang-bintang sekarang.

C.                Teori Terbentuknya Tatasurya

Terjadinya tatasurya dan alam semesta telah dipelajari orang sejak zaman purba. Pada zaman kejayaan Yunani, orang percaya bahwa bumi merupakan pusat dari alam semesta (geosentrisme). Tetapi pada zaman pertengahan (1400 M), berkat pengamatan dan pemikiran yang lebih tajam dari Copernicus dan pengikutnya, pandangan orang tentang alam semesta berubah menjadi matahari sebagai pusat dari alam semesta (heliosentrisme).

1.               Hipotesis Nebular

Menurut Kant dan Laplace (1776), tatasurya terbentuk dari kondensasi massa awan panas (kabut gas pijar). Pada proses kondensasi itu, massa kabut gas pijar yang jauh dari pusat massa tidak ikut tertarik ke arah pusat. Setelah mendingin, pusat massa yang relative besar menjadi matahari, sedangkan massa yang tertinggal menjadi planet-planet serta benda-benda angkasa lainnya dengan tetap mengelilingi matahari sambil berotasi.

2.               Hipotesis Planetisimal

Menurut Chamberlain & Moulton (1905), pembentukan sistem tatasurya tidak berasal dari suatu massa, tetapi dua massa kabut gas pijar saling berdekatan sehingga massa dari kedua kabut gas itu terlepas, setelah mendingin terbentuklah benda-benda kecil yang padat (planettisimal). Benda-benda kecil yang padat tersebut akan menggumpal menjadi besar, sehingga terbentuklah planet-planet serta benda-benda angkasa lainnya.

3.               Hipotesis Tidal

Menurut James Jeans & Harold Jeffreys (1919), planet dan benda-benda angkasa lainnya merupakan benda-benda yang berasal dari percikan dari matahari (tidal). Tidal ini terjadi karena ada dua buah matahari yang bergerak saling mendekat karena gaya tarik menarik, sehingga terjadilah percikan-percikan dari matahari tersebut. Tidal inilah yang kemudian menjadi planet-planet serta benda-benda angkasa lainnya.

D.                      Bagian-bagian dari Tatasurya

1.      Matahari

Benda angkasa yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Merupakan sumber cahaya dan energi bagi semua organisme. Mengontrol peredaran planet-planet dan benda-benda angkasa lainnya, sehingga terjadi siang dan malam. Merupakan bola gas yang panas, terdiri dari 94% atom Hidrogen (H), 5,9% atom Helium (He), serta 0,1% terdiri dari atom Karbon (C) dan atom-atom lainnya. Cahaya matahari berasal dari atmosfer terluarnya yang disebut fotosfer.

2.      Merkurius

Merkurius yaitu planet paling dekat dengan matahari. Dapat dilihat dari bumi dua kali sehari, yaitu pagi hari saat matahari akan terbit (Merkurius berada di sebelah barat matahari) dan sore hari saat matahari akan terbenam (Merkurius berada di sebelah timur matahari). Orang Yunani menduga Merkurius ini sebagai “bintang pagi” atau “bintang sore” yang berbeda. Sebagai bintang pagi, disebutnya sebagai “Merkurius” dan sebagai bintang sore disebutnya sebagai “Apollo”. Merkurius tidak punya atmosfer dan tidak punya satelit (bulan).

3.      Venus

Planet ini dapat dilihat di bumi paling terang karena permukaannya memantulkan cahaya matahari. Karena banyak memantulkan cahaya matahari, planet ini terlihat cantik, oleh karena itu diberi nama Venus, yang merupakan nama dewa kecantikan orang Yunani. Pada saat cuaca di bumi cerah, ketika Venus berada di sebelah barat matahari, terlihat sebelum matahari terbit, disebut sebagai “bintang pagi”, ketika Venus berada di sebelah timur matahari, terlihat setelah matahari terbenam, disebut sebagai “bintang sore”. Orang Yunani menganggap Venus pagi dan Venus sore ini sebagai bintang yang berbeda, yaitu Herperus (bintang pagi) dan Phosphorous (bintang sore). Rotasi Venus berlawanan dengan rotasi bumi. Rotasi bumi arah barat-timur, sedangkan Venus arah timur-barat. Venus tidak punya satelit, tetapi punya atmosfer yang sangat tebal.

4.      Bumi

5.      Mars (Planet Merah)

Planet ini diberi nama sesuai dengan Dewa Perang Yunani yaitu Mars, karena berwarna kemerah-merahan, akibat dari oksida besi yang banyak terdapat di permukaannya. Mengingat warna merah berkaitan dengan darah tercecer saat perang, maka planet ini diberi nama Mars. Mars mempunyai dua satelit (Phobos dan Deimos), punya atmosfer. Permukaan planet Mars sangat dingin, kering dan banyak sinar ultraviolet, tidak ada bahan organik, sering terjadi badai, dan banyak pasir.

6.      Yupiter

Yupiter merupakan planet terbesar dalam system tatasurya kita, rotasinya cepat. Gravitasinya 2,64 kali gravitasi bumi, artinya benda beratnya di bumi 100 kg maka beratnya di Yupiter menjadi 264 kg.

7.      Saturnus

Planet ini memiliki keunikan tersendiri, yaitu ada kabut yang mengitarinya secara simetris, yang disebut “cincin Saturnus”. Cincin ini diduga berasal dari satelit yang tidak pernah terbentuk, karena adanya gaya ganggu Saturnus yang besar, akibat letaknya yang terlalu dekat dengan Saturnus, sehingga calon satelit itu menjadi tidak stabil.

8.      Uranus

Uranus merupakan planet pertama yang dapat ditangkap oleh teleskop. Planet ini tidak akan kelihatan jika tidak menggunakan teleskop, karena letaknya yang cukup jauh dari matahari dan ukurannya tidak besar. Mempunyai rotasi dengan arah berlawanan dengan arah rotasi bumi.

9.      Neptunus

Planet ini dilihat dengan teleskop dari bumi berwarna kebiru-biruan. Dari spectrum cahayanya, planet ini diketahui mempunyai atmosfer yang banyak mengandung gas Metana (CH₄).

10.  Pluto

Planet ini merupakan planet terjauh dari matahari. Karena jauh dari matahari, planet ini kelihatannya sangat gelap, karena itu diberi nama Pluto (nama Dewa kegelapan bangsa Yunani). Akhir-akhir ini diketahui bahwa peredaran Pluto mengelilingi matahari tidak sistematis, tidak teratur, sehingga pada saat sekarang ini, Pluto tidak lagi termasuk dalam daftar planet-planet.

E.                       Benda-benda Angkasa Lainnya

1.      Asteroid

Asteroid merupakan benda angkasa kecil mirip planet jumlahnya ribuan, lintasannya berada antara planet Mars dan Yupiter. Asteroid pertama ditemukan oleh Piazzi dan diberi nama asteroid Ceres, yang merupakan asteroid terbesar. Asteroid adalah benda-benda angkasa yang berdiri sendiri, bukan bahan pembentuk planet atau pecahan dari planet, oleh karena itu asteroid disebut juga planetoid (bukan planet).

2.      Komet (Bintang Berekor)

Komet disebut juga bintang berekor, karena ketika melintas dekat bumi dengan cepat, benda ini menampakkan ekornya yang panjang. Pada saat jauh dari matahari, komet bergerak lambat, makin mendekati matahari, gerakannya semakin cepat, tetapi ekornya tetap menjauh dari matahari.

3.      Meteor (Bintang Beralih)

Meteor terlihat pada malam hari seperti bintang beralih tempat di langit, orang menyebutnya “bintang jatuh” atau “bintang beralih”. Sebenarnya, peristiwa itu merupakan masuknya benda angkasa ke dalam atmosfer bumi, kemudian benda itu bergeser dengan udara sehingga suhunya naik, kemudian memijar dan akhirnya menguap. Pada umumnya benda itu sudah habis terbakar sebelum sampai ke bumi. Benda angkasa yang masuk ke atmosfer bumi itu disebut “meteorid”, sedangkan peristiwa pemijaran disebut “meteor”. Meteorid yang tidak habis terbakar dan jatuh sampai ke bumi disebut “meteorit”. Beberapa meteorit menimbulkan kawah yang dalam dan lebar, disebut sebagai “kawah meteor”, seperti kawah meteor di Arizona (Amerika Serikat), Aljazair, Siberia, Australia, dan Canada.

4.      Satelit

Satelit merupakan piringan planet, yang beredar mengelilingi planet (revolusi) di samping berputar pada porosnya (rotasi). Bersama planet, satelit mengelilingi matahari. Satelit yang paling dikenal adalah bulan yang mengitari planet bumi. Ruang di antara benda-benda angkasa, seperti planet, komet, meteor, dan asteroid bukanlah ruang kosong, melainkan ruang yang berisi partikel-partikel debu antar planet.

Artinya :

“5. Dia-lah yang Menjadikan matahari bersinar dan bulan bercahaya, dan Dia-lah yang Menetapkan tempat-tempat orbitnya, agar kamu mengetahui bilangan tahun, dan perhitungan (waktu). Allah tidak menciptakan demikian itu melainkan dengan benar. Dia Menjelaskan tanda-tanda (kebesaran-Nya) kepada orang-orang yang mengetahui.
6. Sesungguhnya pada pergantian malam dan siang, dan pada apa yang Diciptakan Allah di langit dan di bumi, pasti terdapat tanda-tanda (kebesaran-Nya) bagi orang-orang yang bertakwa.”
(Q.S.Yunus [10]: 5-6)

Sumber :

diambil dari materi perkuliahan mata kuliah Ilmu Kealaman Dasar (IKD) di Universitas Negeri Padang