Fisika Bukan Melulu tentang Rumus, Ayo Kenalan dengan Fisika Komputasi

blank
blank

Ketika mendengar fisika, hal pertama yang terlintas di benak orang-orang adalah menyelesaikan berbagai persoalan dengan rumus-rumus dan perhitungan yang sangat kompleks dan membosankan. Banyak orang yang merasa kesulitan mempelajari fisika karena berurusan dengan rumus dan matematika yang rumit. Tapi, apa benar fisika semenyeramkan itu? Ternyata, fisika bukan hanya berurusan dengan rumus dan hitung-hitungan loh, tapi juga menggunakan bantuan komputer untuk menyelesaikan persoalan fisika atau disebut fisika komputasi. Salah satu contoh aplikasinya adalah kecerdasan buatan.

Kebanyakan orang berpikir bahwa kecerdasan buatan adalah salah satu aplikasi dari ilmu komputer. Tapi sebenarnya, kecerdasan buatan sangat erat kaitannya dengan salah satu cabang fisika, yaitu fisika komputasi. Bukan hanya itu saja, simulasi, pemodelan, pemograman, ramalan cuaca dan iklim, fisika kuantum bahkan pemodelan karakter-karakter Disney menggunakan banyak sekali prinsip-prinsip fisika yang dimodelkan melalui fisika komputasi. Sebenarnya fisika komputasi itu apa sih? Seberapa penting fisika komputasi di dalam bidang fisika?

Apa itu fisika komputasi?

Fisika pada dasarnya adalah suatu model. Begitu pula dengan matematika dan ilmu sains yang lain. Fisikawan dan para saintis mengamati gejala-gejala alam kemudian berusaha untuk membuat suatu model yang mampu menggambarkan gejala-gejala tersebut. Model tersebut digunakan untuk memprediksi kejadian-kejadian di dunia nyata atau memprediksi perilaku dari suatu sistem fisis yang ada.

blank

Jika model yang dibuat tidak sesuai dengan data-data yang ada, maka model tersebut akan diperbaiki hingga diperoleh model yang benar-benar merepresentasikan data-data tersebut. Jika model tersebut mampu dengan jelas menggambarkan data-data yang ada dan hubungannya dengan data-data yang lain, maka model tersebut dapat diklaim sebagai hukum fisika.

Fisika dapat dibagi menjadi dua buah kelompok yaitu fisika teori dan fisika eksperimen. Proses menciptakan model dari hasil pengamatan adalah fisika teori sedangkan proses membandingkan dan menguji model dengan dunia nyata adalah fisika eksperimen.

Sebagai contoh, Isaac Newton  membuat hukum gravitasi universal setelah mengamati buah apel jatuh dari pohonnya. Model yang dibuat Newton adalah hasil dari fisika teori. Henry Becquerel menemukan radioakivitas setelah menginvestigasi uranium yang diekspos dengan cahaya. Model yang dibuat oleh Becquerel adalah hasil dari fisika eksperimen. Fisika komputasi adalah gabungan dari fisika teori dan fisika eksperimen yang mana dalam perkembangannya menggunakan bantuan komputer untuk melakukan kalukasi numerik.

Ketika menyelesaikan permasalahan-permasalahan dalam fisika teori, biasanya permasalahan tersebut sangat kompleks untuk diselesaikan secara analitik. Dibutuhkan waktu yang sangat lama dan ketelitian yang tinggi untuk menghasilkan solusi permasalahan tersebut. Untuk mengatasi hal ini, permasalahan tersebut dapat diselesaikan secara numerik yaitu dengan menggunakan bantuan komputer.

Penggunaan komputer dalam fisika eksperimen juga sangat penting. Data-data yang kompleks serta sumber daya yang mahal dan tidak memadai biasanya menjadi halangan dalam melakukan eksperimen fisika. Dengan bantuan komputer, eksperimen fisika menjadi hal yang sangat mungkin dilakukan melalui pemodelan dan simulasi. Fisika komputasi mampu menemukan solusi permasalahan fisika secara efektif dan praktis tanpa harus berurusan dengan perhitungan analitik yang panjang dan rumit.

blank

Sebagai seorang fisikawan komputasi, apakah hanya cukup untuk menguasai fisika saja?

Tentu saja tidak.

Fisika komputasi erat pula kaitannya dengan berbagai bidang yang lain. Seorang fisikawan komputasi tidak akan bisa menyelesaikan persoalan secara numerik tanpa memahami ilmu komputer dan matematika. Memahami ilmu komputer sangat perlu karena fisika komputasi meggunakan hardware dan software komputer untuk menyelesaikan permasalahan fisika secara numerik. Bahasa pemograman, software komputasi dan simulasi, pemograman paralel, CPU, GPU, dan arsitektur memori harus dipahami untuk dapat menyelesakan permasalahan fisika. Matematika dalam fisika komputasi digunakan sebagai teknik untuk menyelesaikan persoalan fisika. Pendekatan numerik yang digunakan adalah konsep-konsep matematika misalnya transformasi fourier, persamaan diferensial, integrasi, matriks serta konsep matematika lainnya.

Bisa dibilang fisika komputasi adalah cabang fisika yang mengkombinasikan aspek fisika, matematika dan ilmu komputer untuk menyelesaikan persoalan-persoalan fisika.

blank

Meskipun saling berhubungan, fisika komputasi bukan merupakan ilmu komputer maupun matematika. Ilmu komputer membuat dan mengembangkan hardware dan software yang dijadikan alat dalam fisika komputasi. Begitu pula dengan matematika. Fisikawan komputasi menggunakan konsep matematika dan algoritma yang dikembangkan dalam matematika. Fisika komputasi berfokus pada penyelesaian permasalahan fisis dengan memahami ilmu komputer dan matematika.

Jadi, fisika bukan hanya berurusan dengan rumus saja ya…

Baca juga:

Referensi

Islamuddin Alimurrijal
Latest posts by Islamuddin Alimurrijal (see all)
Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:

Yuk Ajukan Pertanyaaan atau Komentar