Dibalik Cerita Penemuan Kimia

Cerita di balik karya-karya besar para saintis menarik untuk dikaji. Sebuah cerita dapat menjadi inspirasi dan motivasi dalam berkarya. Ada satu hal yang menarik dari cerita-cerita di balik penemuan besar di bidang sains. Ternyata, tidak selamanya sesuatu yang hebat dilatarbelakangi oleh sesuatu yang luar biasa, diantaranya ada yang "hanya" disebabkan oleh ketidaksengajaan.

Daniel E. Koshland Jr., seorang profesor Biokimia molekuler dan Biologi sel di University of California, dalam artikelnya membagi proses-proses penemuan ilmiah menjadi tiga kategori (Science vol. 317, hal. 761). Kategori tersebut adalah "Charge, Challenge, dan Chance", yang kemudian disebutnya dengan teori Cha-Cha-Cha. Penemuan yang termasuk dalam kategoriCharge merupakan penemuan-penemuan yang didasarkan pada masalah-masalah yang sudah jelas namun belum ada penyelesaiannya atau penjelasannya secara ilmiah. Koshland memberikan contoh untuk kategori ini adalah penemuan teori gravitasi oleh Newton. Semua orang pada saat itu tentu tahu bahwa benda akan selalu jatuh ke bawah, namun tidak tahu bagaimana hal itu dapat terjadi. Setiap orang dapat saja mengalami hal yang sama dengan Newton, melihat buah apel jatuh dari pohon, tetapi tidak menyadari di balik kejadian itu ada suatu teori besar yang bisa muncul.

Kategori kedua, Challenge merupakan penemuan yang muncul sebagai hasil dari adanya pertentangan atau anomali-anomali yang muncul dari suatu teori yang telah ada. Temuan manusia tidak ada yang sempurna, hal inilah yang menyebabkan bagaimana suatu ilmu dan teori dapat berkembang. Seorang saintis sejati akan tertantang untuk mencari penjelasan dan penyelesaian terhadap anomali dan pertentangan yang ada, dia akan berusaha untuk mencarinya. Contoh penemuan jenis ini adalah penemuan teori atom oleh Niels Bohr. Bohr melihat kelemahan-kelemahan pada teori atom Dalton dan Thomson yang telah ada sebelumnya. Selanjutnya melalui serangkaian pengamatan Bohr menelurkan teori baru tentang struktur atom yang dapat memperbaiki kekurangan dari teori yang telah ada. Demikianlah, suatu teori akan selalu mengalami penyempurnaan selama masih ditemui kelemahan seiring perkembangan zaman. Suatu teori dapat diyakini kebenarannya pada suatu kurun waktu tertentu dan bisa saja di waktu berikutnya tidak akan relevan lagi karena adanya teori baru yang lebih baik. Suatu teori dari hasil pemikiran manusia bersifat relatif dan tentatif, yang absolut dan pasti hanyalah ilmu dan kebenaran dari Tuhan.

Kategori yang ketiga dari teori Cha-Cha-Cha adalah Chance, merupakan penemuan-penemuan yang terjadi karena ketidaksengajaan, ada unsur "kecelakaan", biasa disebut denganserendipity. Penemuan jenis ini hanya dapat dilakukan oleh para saintis yang memiliki "pikiran yang siap", demikian Louis Pasteur menjelaskannya. Yang termasuk kategori ini misalnya penemuan Teflon oleh Roy J. Plunkett, sinar-X oleh W.C. Rontgen, dan termasuk penemuan sifat optis aktif oleh Louis Pasteur.

Terkait dengan kategori yang ketiga ini, ternyata banyak para saintis yang mengakui sendiri adanya serendipity dalam karya-karyanya. Royston M. Robert menulis sebuah buku yang mengumpulkan berbagai penemuan di bidang sains yang didasari oleh serendipity. Royston membagi penemuan atas ketidaksengajaan ini menjadi dua, yaitu serendipity (sejati) dan serendipity semu (pseudoserendipity). Penemuan yang termasuk kategori serendipitymerupakan penemuan yang murni karena ketidaksengajaan, penemuan atas hal-hal yang sebenarnya tidak sedang dicari. Sedangkan pseudoserendipity merupakan penemuan yang tidak disengaja atas sesuatu yang sedang dicari.

Seperti telah disebutkan di atas, salah satu contoh penemuan yang bernuansa serendipityadalah penemuan Teflon. Penemuan Teflon ini dimulai ketika Dr. Plunkett (ahli kimia Du Pont) sedang mencari suatu bahan pendingin yang tidak beracun. Pada suatu hari Plunkett membuka tangki yang berisi gas tetrafluoroetilen, berharap untuk dapat membuat bahan pendingin yang dicarinya. Tetapi Plunkett dan asistennya, Jack Rebok heran karena tidak ada gas yang keluar. Padahal dari berat tangki menunjukkan tangki itu seharusnya penuh dengan fluorokarbon dalam bentuk gas. Bukannya membuang tangki dan mengambil tangki lain untuk melanjutkan penelitian bahan pendinginnya, Plunkett justru memutuskan untuk memuaskan rasa ingin tahunya. Setelah memutuskan bahwa kesalahan tidak terletak pada katupnya, ia menggergaji tangki hingga terbuka dan melihat dalamnya. Di dalam tangki itu dia menemukan bubuk warna putih seperti lilin dan, sebagai seorang ahli kimia, ia menyadari hal tersebut pasti ada artinya. Molekul-molekul gas tetrafluoroetilen mengalami polimerisasi sampai pada tingkat tertentu sehingga molekul-molekul tersebut menjadi zat padat. Terdorong oleh penemuannya yang secara kebetulan dan oleh sifat-sifat polimer yang luar biasa ini, Plunkett dan para ahli kimia Du Pont segera menemukan cara untuk menghasilkan "politetrafluoroetilen" .

Royston memberikan contoh untuk temuan pseudoserendipity adalah penemuan prosesvulkanisasi karet oleh Charles Goodyear. Proses ini ditemukan ketika Goodyear secara tak sengaja menjatuhkan campuran karet dan belerang ke sebuah kompor yang panas. Sebenarnya sudah lama Goodyear melakukan pencarian agar karet menjadi sesuatu yang berguna. Contoh lain adalah penemuan cara mengukur volume benda tak beraturan oleh Archimedes. Penemuan ini terjadi pada saat Archimedes berada di sebuah tempat pemandian umum, ketika dilihatnya air melimpah keluar dari bak mandi saat ia masuk ke dalamnya. Ia menyadari bahwa volume limpahan air itu sama dengan jumlah anggota badannya yang dimasukkan ke dalam air. Begitu mendapatkan idenya, dia segera keluar dari bak mandi dan lari dalam keadaan telanjang sambil berseru "Eureka!" Pada saat itu sebenarnya Archimedes sedang mendapatkan tugas dari raja bagaimana mengetahui logam dasar sebuah mahkota raja. Demikian pula halnya ketika Alfred Nobel melihat tetesan gliserin yang tak sengaja jatuh ke dalam bahan pengepakan berpori sebagai suatu larutan yang mungkin bersifat mudah meledak yang selama itu dicari-carinya. Semua muncul dari ketidaksengajaan.

Mungkin saja kita akan mengalami suatu serendity, oleh karena itu tetaplah selalu dengan "the prepared mind" – pikiran yang siap untuk menerima dan menganalisis serendipity menjadi suatu hal yang bermanfaat. Namun, suatu penemuan besar tidak hanya muncul dari satu momen "eureka" saja. Ada jalan panjang untuk mewujudkan suatu teori. Sebagaimana Newton, untuk memantapkan teori gravitasinya dia mengembangkan kalkulus dan hukum-hukum fisika yang disusun dalam karya besarnya "Principia" (Science vol. 317, hal. 762).