Kecuali untuk Einstein dan Bohr, tak ada manusia yang pernah bergulat lebih dalam dengan keabsurdan dan keberhasilan teori quantum dibanding John Wheeler. Apakah semua realitas fisik adalah ilusi belaka? Apakah alam semesta quantum paralel eksis? Di masa lalu, ketika dirinya tidak sedang memikirkan paradoks-paradoks quantum yang saling mempengaruhi ini, Wheeler mengaplikasikan probabilitas ini untuk membuat bom atom dan bom hidrogen dan mempelopori studi black hole. John Wheeler adalah raksasa terakhir, atau “monster pemikir”, sebagaimana julukan yang suatu kali diberikan oleh mahasiswanya, Richard Feynman, kepada orang-orang yang bergumul dengan kesimpulan gila teori quantum.
Wheeler-lah yang menciptakan istilah black hole pada 1967 dalam sebuah konferensi di Goddard Institute for Space Studies NASA di New York City setelah penemuan pulsar pertama.
Wheeler dilahirkan pada 1911 di Jacksonville, Florida. Ayahnya merupakan seorang pustakawan, tapi ilmu teknik mendarah daging di keluarganya. Tiga pamannya adalah insinyur pertambangan dan sering memakai bahan peledak dalam pekerjaan mereka. Ide penggunaan dinamit membuat dirinya terkagum, dan dia senang menyaksikan ledakan. (Suatu hari, dia secara ceroboh bereksperimen dengan sepotongan dinamit dan tak sengaja meledak di tangannya, menerbangkan bagian ibu jarinya dan ujung salah satu jarinya. Secara kebetulan, ketika masih menjadi mahasiswa, sebuah ledakan serupa terjadi di tangan Einstein akibat kecerobohan, mengharuskan beberapa jahitan.)
Wheeler adalah anak yang dewasa sebelum waktunya, menguasai kalkulus, dan melahap setiap buku yang dia temukan mengenai teori baru yang ramai dibicarakan teman-temannya: mekanika quantum. Persis di depan matanya, sebuah teori baru sedang dikembangkan di Eropa oleh Niels Bohr, Werner Heisenberg, dan Erwin Schrödinger yang tiba-tiba membuka kunci rahasia-rahasia atom. Baru beberapa tahun sebelumnya, para pengikut filsuf Ernst Mach memperolok eksistensi atom, menyatakan bahwa atom tak pernah teramati di laboratorium dan barangkali hanya fiksi. Yang tidak bisa dilihat barangkali tidaklah eksis, klaim mereka. Fisikawan besar Jerman, Ludwig Boltzmann, yang menetapkan hukum termodinamika, melakukan bunuh diri pada 1906, sebagian disebabkan oleh beratnya ejekan yang dia hadapi saat mempromosikan konsep atom.
Kemudian, dalam beberapa tahun yang penting, dari 1925 sampai 1927, rahasia atom jatuh terguling-guling. Belum pernah dalam sejarah modern (kecuali untuk tahun 1905, dengan karya Einstein) tercapai terobosan sebesar ini dalam waktu begitu singkat. Wheeler ingin menjadi bagian dari revolusi ini. Tapi dia sadar bahwa Amerika Serikat terbelakang dalam fisika; tidak ada satu pun fisikawan kelas dunia di antara barisannya. Seperti J. Robert Oppenheimer sebelum dirinya, Wheeler meninggalkan AS dan melancong ke Kopenhagen untuk belajar sendiri dari sang master, Niels Bohr.
Eksperimen terdahulu mengenai elektron-elektron mendemonstrasikan bahwa mereka bertindak sebagai partikel maupun gelombang. Dualitas aneh di antara partikel dan gelombang ini akhirnya diurai oleh para fisikawan quantum: elektron, dalam dansanya mengelilingi atom, terlihat sebagai partikel, tapi ia diringi oleh gelombang misterius. Pada 1925, fisikawan Austria, Erwin Schrödinger, mengajukan sebuah persamaan (persamaan gelombang Schrödinger yang terkenal) yang secara akurat menjelaskan gerakan gelombang yang mengiringi elektron. Gelombang ini, dilambangkan dengan huruf psi Yunani, memberikan prediksi yang luar biasa tepat atas perilaku atom-atom yang mencetuskan revolusi dalam fisika. Mendadak, hampir dari prinsip pertama, seseorang dapat mengintai bagian dalam atom sendiri untuk mengkalkulasi bagaimana elektron berdansa di orbitnya, membuat transisi, dan mengikat atom-atom dalam molekul.
Sebagaimana bualan fisikawan quantum Paul Dirac, fisika akan segera mereduksi seluruh ilmu kimia menjadi ilmu teknik belaka. Dia menyatakan, “Dengan demikian, hukum-hukum fisika dasar yang dibutuhkan untuk teori matematis sebagian besar fisika dan seluruh kimia telah diketahui sepenuhnya, dan satu-satunya kesulitan adalah bahwa penerapan hukum ini menghasilkan persamaan-persamaan yang terlampau rumit untuk bisa dipecahkan.” Sespektakuler apa pun fungsi psi ini, ia masih merupakan misteri atas apa yang diwakilinya.
Akhirnya, pada 1928, fisikawan Max Born mengajukan ide bahwa fungsi gelombang ini mewakili probabilitas penemuan elektron di titik tertentu. Dengan kata lain, Anda takkan pernah bisa tahu pasti di mana sebuah elektron persisnya berada; yang bisa Anda lakukan hanya mengkalkulasi fungsi gelombangnya, yang memberitahu Anda probabilitas keberadaannya. Lantas, bila fisika atom bisa direduksi menjadi gelombang probabilitas keberadaan sebuah elektron, dan bila sebuah elektron bisa terlihat berada di dua tempat
pada waktu yang sama, bagaimana kita menetapkan di mana elektron tersebut sebetulnya berada?
Bohr dan Heisenberg akhirnya merumuskan set resep lengkap dalam buku masak quantum yang telah bekerja secara menawan dalam eksperimen-eksperimen atom dengan presisi luar biasa. Fungsi gelombang hanya memberitahu Anda probabilitas lokasi elektron. Jika fungsi gelombangnya besar di titik tertentu, artinya ada kemungkinan besar elektron terdapat di situ. (Jika kecil, maka kemungkinan kecil elektron bisa ditemukan di situ.) Contoh, jika kita bisa “melihat” fungsi gelombang seseorang, [fungsi] itu akan sungguh seperti orang tersebut sendiri. Bagaimanapun, fungsi gelombang juga merembes halus ke ruang angkasa, artinya ada kemungkinan kecil orang tersebut bisa ditemukan di bulan. (Kenyataannya, fungsi gelombang orang tersebut betul-betul menyebar ke seluruh alam semesta.)
Ini berarti fungsi gelombang sebatang pohon bisa memberitahu Anda probabilitas bahwa ia sedang berdiri atau runtuh, tapi tidak dapat secara definitif memberitahu Anda dalam kondisi mana sebetulnya ia. Tapi akal sehat memberitahu kita bahwa objek-objek berada dalam kondisi definitif. Manakala Anda menatap sebatang pohon, pohon itu sudah pasti berada di depan Anda— entah berdiri atau runtuh, tapi tidak keduanya.
Untuk menyelesaikan selisih antara gelombang probabilitas dan pikiran akal sehat kita tentang eksistensi, Bohr dan Heisenberg berasumi bahwa setelah suatu pengukuran dilakukan oleh seorang pengamat luar, fungsi gelombang “kolaps” secara gaib, dan elektron jatuh ke dalam sebuah kondisi definitif—yakni, setelah menatap pohon, kita melihat bahwa ia betul-betul berdiri. Dengan kata lain, proses pengamatan menentukan kondisi akhir
elektron. Pengamatan adalah sangat vital untuk eksistensi. Setelah kita
menatap elektron, fungsi gelombangnya kolaps, sehingga elektron kini berada dalam kondisi definitif dan tidak ada kebutuhan lagi akan fungsi gelombang.
Jadi, postulat-postulat kawanan Kopenhagen-nya Bohr, secara longgar dapat diringkas sebagai berikut:
a. Semua energi terdapat dalam paket-paket tersendiri, yang disebut quantum. (Quantum cahaya, misalnya, adalah photon. Quantum gaya [nuklir] lemah disebut boson W dan boson Z, quantum gaya [nuklir] kuat disebut gluon, dan quantum gravitasi disebut graviton, yang masih harus diperiksa di laboratorium.)
b. Materi direpresentasikan oleh partikel-partikel titik, tapi probabilitas penemuan partikel diperlihatkan oleh gelombang. Gelombang ini, pada gilirannya, mematuhi persamaan gelombang rinci (seperti persamaan gelombang Schrödinger).
c. Sebelum pengamatan dilakukan, sebuah objek eksis dalam semua kemungkinan kondisi secara bersamaan. Untuk menentukan dalam kondisi mana objek itu berada, kita harus melakukan pengamatan, yang “mengkolapskan” fungsi gelombangnya, dan objek itu memasuki kondisi definitif. Tindakan pengamatan merusak fungsi gelombang, dan objek kini memangku realitas definitif. Fungsi gelombang menjalankan maksudnya: ia memberi kita probabilitas akurat untuk menemukan objek dalam kondisi khusus.