Definisi Ilmu Pengetahuan Alam

BAB I

A.    Definisi Ilmu Pengetahuan Alam

Ilmu Pengetahuan Alam adalah ilmu yang mempelajari gejala-gejala alam yang dapat dirumuskan kebenarannya secara empiris. Adapun definisi Ilmu Pengetahuan Alam menurut beberapa ahli :

1.      Fisher

Science adalah kumpulan pengetahuan yang diperoleh dengan menggunakan metode-metode yang berdasarkan observasi.

2.      Nash

Nash seorang ahli kimia, menekankan bahwa science adalah suatu proses atau suatu cara untuk meneropong dunia.

B.     Cabang-cabang Ilmu Pengetahuan

1.      Astronomi

Astronomi ialah cabang ilmu alam yang melibatkan pengamatan benda-benda langit (seperti halnya bintang, planet, komet, nebula, gugus, atau galaksi) serta fenomena-fenomena alam yang terjadi di luar atmosfer Bumi (misalnya radiasi latar belakang kosmik (radiasi CMB)). Ilmu ini secara pokok mempelajari pelbagai sisi dari benda-benda langit — seperti asal-usul, sifat fisika/kimia, meteorologi, dan gerak — dan bagaimana pengetahuan akan benda-benda tersebut menjelaskan pembentukan dan perkembangan alam semesta.

2.      Biologi

Biologi atau ilmu hayat adalah ilmu yang mempelajari aspek fisik kehidupan. Istilah "biologi" dipinjam dari bahasa Belanda, biologie, yang juga diturunkan dari gabungan kata bahasa Yunani, βίος, bios ("hidup") dan λόγος,logos ("lambang", "ilmu"). Istilah "ilmu hayat" dipinjam dari bahasa Arab, juga berarti "ilmu kehidupan".

3.      Ekologi

Ekologi adalah ilmu yang mempelajari interaksi antara organisme dengan lingkungannya dan yang lainnya. Ekologi diartikan sebagai ilmu yang mempelajari baik interaksi antar makhluk hidup maupun interaksi antara makhluk hidup dan lingkungannya.

4.      Fisika

Fisika adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas. Fisika mempelajari gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan waktu.

5.      Geologi

Geologi adalah Ilmu (sains) yang mempelajari bumi, komposisinya, struktur, sifat-sifat fisik, sejarah, dan proses pembentukannya.

6.      Ilmu bumi

lmu Bumi adalah suatu istilah untuk kumpulan cabang-cabang ilmu yang mempelajari bumi. Cabang ilmu ini menggunakan gabungan ilmu fisika, geografi, matematika, kimia, dan biologi untuk membentuk suatu pengertian kuantitatif dari lapisan-lapisan Bumi.

7.      Kimia

Kimia adalah ilmu yang mempelajari mengenai komposisi, struktur, dan sifat zat atau materi dari kala atom hingga molekul serta perubahan atau transformasi serta interaksi mereka untuk membentuk materi yang ditemukan sehari-hari. Kimia juga mempelajari pemahaman sifat dan interaksi atom individu dengan tujuan untuk menerapkan pengetahuan tersebut pada tingkat makroskopik.

C.    Hakekat Ilmu Pengetahuan Alam

1.      IPA Sebagai Produk

IPA sebagai produk merupakan akumulasi hasil upaya para perintis IPA terdahulu dan umumnya telah tersusun secara lengkap dan sistematis dalam bentuk buku teks. Dalam pengajaran IPA seorang guru dituntut untuk dapat mengajak anak didiknya memanfaatkan alam sekitar sebagai sumber belajar. Alam sekitar merupakan sumber belajar yang paling otentik dan tidak akan habis digunakan.

2.      IPA Sebagai Proses

Yang dimaksud dengan proses di sini adalah proses mendapatkan IPA. IPA disusun dandiperoleh melalui metode ilmiah. Jadi yang dimaksud proses IPA adalah metode ilmiah. Sepuluhketerampilan proses meliputi :  observasi,klasifikasi, interpretasi, prediksi, hipotesis, mengendalikan variable, merencanakan dan melaksanakan penelitian, inferensi, aplikasi dan komunikasi.

3.      IPA Sebagai Pemupukan Sikap

Makna sikap pada pengajaran IPA dibatasi pengertiannya pada sikap ilmiah terhadap alamsekitar. Ada Sembilan aspek sikap dari ilmiah yang dapat dikembangkan pada anak usia SD/MI,yaitu : sikap ingin tahu, sikap ingin mendapatkan sesuatu yang baru, sikap kerja sama, sikap tidak putus asa, sikap tidak berprasangka, sikap mawas diri, sikap bertanggung jawab, sikap berfikir bebas, sikap kedisiplinan diri. Sikap ilmiah ini dapat dikembangkan ketika siswa melakukan diskusi, percobaan, simulasi, atau kegiatan di lapangan,(Sri Sulistyorini, 2007:9-10)

D.    Karakteristik IPA

1.       Bersifat objektif

2.      Sistematis

3.      Dilakukan secara konsisten

4.      Logis/masuk akal

E.     Sejarah Perkembangan IPA

1.      Zaman Pra Yunani Kuno (Zaman Purba)

Pada era ini, secara umum terbagi menjadi tiga fase, yaitu:

a.    Zaman Batu Tua

Zaman batu tua disebut juga masa prasejarah. Era ini berlangsung sekitar empat juta tahun SM (sebelum Masehi) sampai 20.000 atau 10.000 tahun SM. Pada zaman ini telah mempunyai beberapa ciri khas, di antaranya adalah menggunakan alat-alat sederhana yang dibuat dari batu dan tulang, mengenal cocok taman dan beternak, dan dalam kehidupan sehari-hari didasari dengan pengamatan primitif menggunakan sistem trial and error(mencoba-coba dan salah) kemudian bisa berkembang menjadi know how. Pada zaman batu tua, yang menjadi tokoh utama disebut-sebut dengan manusia purba. Belum ditemukan secara spesifik data diri mereka, tetapi yang terlihat secara jelas adalah hasil karya mereka. Karya-karya mereka yang fenomenal adalah peralatan yang terbuat dari batu dan tulang.

b.   Zaman Batu Muda

Era ini berlangsung tahun 10.000 SM sampai 2.000 SM atau abad 100 sampai 20 SM. Di zaman ini telah berkembang kemampuan-kemampuan yang sangat signifikan. Kemampuan itu berupa tulisan (dengan gambar dan symbol), kemampuan membaca (bermula dari bunyi atau suku kata tertentu), dan kemampuan menghitung. Dalam zaman ini juga berkembang masalah perbintangan, matematika, dan hukum. Pada zaman batu muda sudah ada kerajaan-kerajaan besar yang ikut andil dalam mengukir sejarah. Kerajaan itu adalah Mesir, Babylon, Sumeria, Niniveh, India , dan Cina. Karya-karya yang didapat dari zaman ini berupa batu Rosetta (Hieroglip), segitiga dengan unit 3, 4, 5 (segitiga siku-siku), nilai logam sebagai nilai tukar, perundangan yang ditulis, lukisan di dinding gua, tulisan Kanji (Pistographic Writing), dan zodiac.[11]

c.    Zaman Logam.

Zaman ini berlangsung dari abad 20 SM sampai abad 6 SM. Pada zaman ini pemakaian logam sebagai peralatan sehari-hari, bahkan sebagai perhiasan, peralatan masak, atau bahkan peralatan perang. Pada zaman Logam didominasi oleh kerajaan Mesir. Tetapi kerajaan Cina dan Sumeria juga masih mempunyai peran. Pada masa ini karya-karya yang ada berupa didominasi dengan alat-alat yang terbuat dari besi dan perunggu. Seni membuat patung juga menjadi karya fenomenal pada masanya, bahkan sampai saat ini. Contohnya adalah karya-karya dari Mesir, seperti patung istri raja Fir’aun (Neferitti).

Menurut Soetriono dan SDRm Rita Hanafie, masa sejarah dimulai kurang lebih 15.000 sampai 600 tahun Sebelum Masehi. Pada masa ini pengetahuan manusia berkembang lebih maju. Mereka telah mengenal membaca, menulis, dan berhitung. Kebudayaan mereka pun mulai berkembang di berbagai tempat tertentu, yaitu Mesir di Afrika, Sumeria, Babilonia, Niniveh, dan Tiongkok di Asia, Maya dan Inca di Amerika Tengah. Mereka sudah bisa menghitung dan mengenal angka.

2.      Zaman Yunani Kuno

Menurut Bertrand Russel, diantara semua sejarah, tak ada yang begitu mencengangkan atau begitu sulit diterangkan selain lahirnya peradaban di Yunani secara mendadak. Memang banyak unsur peradaban yang telah ada ribuan tahun di Mesir dan Mesopotamia. Namun unsur-unsur tertentu belum utuh sampai kemudian bangsa Yunanilah yang menyempurnakannya. Zaman ini berlangsung dari abad 6 SM sampai dengan sekitar abad 6 M. Zaman ini menggunakan sikap an inquiring attitude (suatu sikap yang senang menyelidiki sesuatu secara kritis), dan tidak menerima pengalaman yang didasarkan pada sikap receptive attitude (sikap menerima segitu saja). Sehingga pada zaman ini filsafat tumbuh dengan subur. Yunani mencapai puncak kejayaannya atau zaman keemasannya.

Pada zaman ini banyak bermunculan ilmuwan terkemuka. Ada beberapa nama yang popular pada masa ini, yaitu :

a.    Thales (624-545 SM) dari Miletus.

Kurang lebih enam ratus tahun sebelum Yesus terlahir, muncullah sosokpertama dari tridente Miletus yaitu Thales yang menggebrak cara berfikir mitologis masyarakat Yunani dalam menjelaskan segala sesuatu. Sebagai Saudagar-Filosof, Thales amat gemar melakukan muhibah. Ia bahkan pernah melakukan lawatan ke Mesir. Thales adalah filsuf pertama sebelum masa Socrates. Menurutnya zat utama yang menjadi dasar segala materi adalah air. Pada masanya, ia menjadi filsuf yang mempertanyakan isi dasar alam.

b.      Pythagoras (580 SM–500 SM)

Pythagoras lahir di Samos (daerah Ioni), tetapi kemudian berada di Kroton (Italia Selatan). Ia adalah seorang matematikawan dan filsuf Yunaniyang paling dikenal melalui teoremanya. Dikenal sebagai “Bapak Bilangan”, dan salah satu peninggalan Phytagoras yang terkenal adalah teorema Pythagoras, yang menyatakan bahwa kuadrat hipotenusa dari suatusegitiga siku-siku adalah sama dengan jumlah kuadrat dari kaki-kakinya (sisi-sisi siku-sikunya). Walaupun fakta di dalam teorema ini telah banyak diketahui sebelum lahirnya Pythagoras, namun teorema ini dikreditkan kepada Pythagoras karena ia yang pertama kali membuktikan pengamatan ini secara matematis. Selain itu, Pythagoras berhasil membuat lembaga pendidikan yang disebut Pythagoras Society. Selain itu, dalam ilmu ukur dan aritmatika ia berhasil menyumbang teori tentang bilangan, pembentukan benda, dan menemukan hubungan antara nada dengan panjang dawai.

c.       Socrates (469 SM-399 SM)

Socrates lahir di Athena, dan merupakan generasi pertama dari tiga ahli filsafat besar dari Yunani, yaitu Socrates, Plato dan Aristoteles. Socrates adalah yang mengajar Plato, dan Plato pada gilirannya juga mengajar Aristoteles. sumbangsih Socrates yang terpenting bagi pemikiran Barat adalah metode penyelidikannya, yang dikenal sebagai metode elenchos, yang banyak diterapkan untuk menguji konsep moral yang pokok. Karena itu, Socrates dikenal sebagai bapak dan sumber etika atau filsafat moral, dan juga filsafat secara umum.

d.      Plato (427 SM-347 SM)

Ia adalah murid Socrates dan guru dari Aristoteles. Karyanya yang paling terkenal ialah Republik (Politeia) di mana ia menguraikan garis besar pandangannya pada keadaan “ideal”. Selain itu, ia juga menulis ‘Hukum’ dan banyak dialog di mana Socrates adalah peserta utama. Sumbangsih Plato yang terpenting tentu saja adalah ilmunya mengenai ide. Dunia fana ini tiada lain hanyalah refleksi atau bayangan daripada dunia ideal. Di dunia ideal semuanya sangat sempurna.

e.       Aristoteles (384 SM- 322 SM)

Aristoteles adalah seorang filsuf Yunani, murid dari Plato dan guru dariAlexander yang Agung. Ia memberikan kontribusi di bidang Metafisika, Fisika, Etika, Politik, Ilmu Kedokteran, dan Ilmu Alam. Di bidang ilmu alam, ia merupakan orang pertama yang mengumpulkan dan mengklasifikasikanspesies-spesies biologi secara sistematis. Sementara itu, di bidang politik, Aristoteles percaya bahwa bentuk politik yang ideal adalah gabungan dari bentuk demokrasi dan monarki. Dari kontribusinya, yang paling penting adalah masalah logika dan Teologi (Metefisika). Logika Aristoteles adalah suatu sistem berpikir deduktif (deductive reasoning), yang bahkan sampai saat ini masih dianggap sebagai dasar dari setiap pelajaran tentang logika formal. Meskipun demikian, dalam penelitian ilmiahnya ia menyadari pula pentingnya observasi, eksperimen dan berpikir induktif (inductive thinking). Logika yang digunakan untuk menjelaskan cara menarik kesimpulan yang dikemukakan oleh Aristoteles didasarkan pada susunan pikir (syllogisme).

Selain nama-nama diatas, masih ada filosof-filosof seperti Anaximander (610 SM-546 SM) dengan diktum filsafanya bahwa permulaan yang pertama, tidaklah bisa ditentukan (Apeiron), karena tidaklah memiliki sifat-sifat zat yang ada sekarang.

Anaximenes yang hidup pada abad ke 6 SM. Masih satu generasi dengan Anaximander, ia berpendapat bahwa zat yang awal ada adalah udara. Ia menganggap bahwa semuanya di alam semesta dirasuki dengan udara.Demokreitos (460-370 SM), ia mengembangkan teori mengenai atom sebagai dasar materi, sehingga ia dikenal sebagai “Bapak Atom Pertama”.

Empedokles (484-424 SM) adalah seorang filsuf Yunani berpendapat bahwa materi terdiri atas empat unsur dasar yang ia sebut sebagai akar, yaitu air, tanah, udara, dan api. Selain itu, ia menambahkan satu unsur lagi yang ia sebut cinta (philia). Hal ini dilakukannya untuk menerangkan adanya keterikatan dari satu unsur ke unsur lainnya. Empedokles juga dikenal sebagai peletak dasar ilmu-ilmu fisika dan biologi pada abad 4 dan 3 SM. Dan juga Archimedes, (sekitar 287 SM-212 SM) ia adalah seorang ahli matematika, astronom, filsuf, fisikawan, dan insinyur berbangsa Yunani.

Archimedes, dianggap sebagai salah satu matematikawan terbesar sepanjang masa, hal ini didasarkan pada temuannya berupa prinsip matematis tuas, sistem katrol (yang didemonstrasikannya dengan menarik sebuah kapal sendirian saja), dan ulir penak, yaitu rancangan model planetarium yang dapat menunjukkan gerak matahari, bulan, planet-planet, dan kemungkinan konstelasi di langit. Di bidang matematika, penemuannya terhadap nilai p (phi)lebih mendekati dari ilmuan sebelumnya. Dari karya-karyanya yang bersifat eksperimental, ia kemudian dijuluki sebagai, “Bapak IPA Eksperimental”.

3.      Zaman Pertengahan

Zaman ini masih berhubungan dengan zaman sebelumnya. Karena awal mula zaman ini pada abad 6 M sampai sekitar abad 14 M. Zaman ini disebut dengan zaman kegelapan (The Dark Ages). Zaman ini ditandai dengan tampilnya pada Theolog di lapangan ilmu pengetahuan. Sehingga para ilmuwan yang ada pada zaman ini hampir semua adalah para Theolog. Begitu pula dengan aktifitas keilmuan yang mereka lakukan harus berdasar atau mendukung kepada agama. Ataupun dengan kata lain aktivitas ilmiah terkait erat dengan aktivitas keagamaan. Pada zaman ini filsafat sering dikenal dengan sebagai Anchilla Theologiae(Pengabdi Agama). Selain itu, yang menjadi ciri khas pada masa ini adalah dipakainya karya-karya Aristoteles dan Kitab Suci sebagai pegangan.

Ketika Bangsa Eropa mangalami masa kegelapan, kebangkitan justru menjadi milik Islam. Hal ini dimulai dari munculnya Nabi Muhammad SAW pada abad ke-6 M, perluasan wilayah, pembinaan hukum serta penerjemahan filsafat Yunani, dan kemajuan ilmu pengetahuan Islam pada abad ke-7 M sampai abad ke-12 M. Pada masa ini Islam mandapatkan masa keemasannya (Golden Age).

Selain itu, pada abad ini terjadi perkembangan kebudayaan di Asia Selatan dan Timur, seperti Ajaran Lao Tse (menjaga keharmonisan dengan alam) danConfucius (konsep kode etik luhur mangatur akal sehat). Pada masa kegelapan ini ilmu pengetahuan di Eropa tidak berkembang. Karya ilmuwan yang masih menjadi pegangan hanya karya Aristoteles. Pada abad 12 M, yang diklaim sebagai awal mula zaman Renaissance telah muncul beberapa nama yang mempelopori di bidang ilmu dan eksperimen, yaitu:

a)      Roger Bacon (1214 M - 1294 M)

Juga dikenal dengan sebutan Doctor Mirabilis(guru yang sangat mengagumkan). Ia adalah seorang filsuf Inggris yang meletakkan penekanan pada empirisme, dan dikenal sebagai salah seorang pendukung awal metode ilmiah modern di dunia Barat. Teorinya menyatakan bahwa apa yang menjadi landasan awal dan ujian akhir dari semua ilmu pengetahuan adalah pengalaman, dan syarat mutlak untuk mengolah pengetahuan adalah dengan matematika. Sehingga ia dikenal sebagai pelopor empirisme.

b)     Thomas Aquinas (1225 M -1274 M)

adalah seorang filsuf dan ahli teologi ternama dari Italia. Ia terutama menjadi terkenal karena dapat membuat sintesis dari filsafat Aristoteles dan ajaran Gereja Kristen. Sintesisnya ini termuat dalam karya utamanya: Summa Theologiae (Ikhtisar Teologi). Selain itu, karya Theologis Thomas yang sangat terkenal adalah “Summa Contra Gentiles (Ikhtisar Melawan Orang-Orang Kafir)”

c)      Gerard van Cremona (1114 M -1187 M),

adalah seorang penerjemah Arab karya ilmiah. Dia adalah salah satu orang paling penting di Toledo. Ia menerjemahkan sekitar 70 bahasa Arab dan karya-karya klasik Yunani ke dalam bahasa Latin termasuk karya Euclidius, Al-Farabi, Al-Farghani dan karya-karya lain.

d)     Giovanni Boccaccio (1313 M - 1375 M)

adalah seorang Italia penulis dan penyair. Karya yang dihasilkan dalam periode ini meliputi Filostrato danTeseida, Filocolo, sebuah versi prosa yang ada roman Prancis, dan La Caccia di Diana, sebuah puisi dalam daftar sajak oktaf neapolitan perempuan. Boccaccio terus bekerja, memproduksi Comedia delle ninfe fiorentine (juga dikenal sebagai Ameto) campuran prosa dan puisi, tahun 1341, menyelesaikan lima puluh canto puisi alegoris Amorosa visione di 1342 M, dan Fiammetta di 1343 M. Salah satu karya terakhirnya di Italia, satu-satunya karya penting lainnya adalah Corbacci.

Sepanjang Eropa mengalami masa kegelapan, di sebelah selatan Laut Tengah berkembang kerajaan bangsa Arab yang dipengaruhi dengan Islam. Dengan berkembangnya pengaruh Islam, maka semakin banyak pula tokoh-tokoh ilmuwan Islam yang berperan dalam perkembangan Ilmu. Dengan berkembanganya pengaruh islam, maka semakin banyak pula tokoh-tokoh ilmuwan yang berperan dalam perkembangan ilmu. Mereka adalah sebagai berikut :

a.      Al-Kindi (801 M-873 M),

Bisa dikatakan merupakan filsuf pertama yang lahir dari kalangan islam. Al-kindi menuliskan banyak karya dalam bidabg goemetri, astronomi, aritmatika, musik (yang dibangunya dari berbagai prinsip aritmatis), fisika, medis, psikologi, meteorology, dan politik.

b.      Al-Farābi (870 M-950 M)

adalah seorang komentator filsafat Yunani yang sangat ulung di dunia islam. Kontribusinya terletak di berbagai bidang matematika, filosofi, pengobatan, bahkan musik. Al-farabi telah membuat berbagai buku tentang sosiologi dan sebuah buku penting dalam bidang musik, kitab al-Musiqa. Selain itu, karyanya yang paling terkenal adalah al-Madīnah al-Fadhīlah (kota atau Negara utama) yang membahas tentang pencapaian kebahagian melalui kehidupan politik dan hubungan antara razim yang paling baik menurut pemahaman dengan hukum Ilāhian Islam.

c.       Al-Khawārizmi (780 M-850 M)

Hasil pemikiran berdampak besar pada matematika, yang terangkum dalam buku pertamanyanya, al-Jabar, selain itu karyanya adalah al-Kitāb al-Mukhtasar fi Hisab Al-jabr Wa’al-Muqalaba (buku rangkuman untuk kulturasi dengan melengkapkan dan menyeimbangkan), kitab surat al-Ardh (Pemandanganan Bumi). Karyanya tersebut sampai sekarang masih tersimpan di Strassberg, Jerman.

d.      Ibnu Sina (980 M-1037 M)

Di kenal sebagai Avicenna di dunia barat. Ia adalah seorang filsuf, ilmuwan, dan juga dokter. Bagi banyak orang beliau adalahbapak pengobatan modern dan masih banyak lagi sebutan baginya yang berkaitan dengan karya-karyanya di bidang kedokteran. Karyanya merupakan rujukan di bidang kedokteran selama berabad-abad.

e.       Al-Ghazāli (1058 M-111 M)

adalah seorang filsuf dan theolog muslim Persia, yang dikenal sebagai Algazel di dunia Barat. Karya beliau berupa kitab-kitab, antara lain kitab al-Munqidih min Adh-Dalāl, al-Risālah al-Quadsiyyah, dan Mizan al-Amāl.

f.       Ibnu Rusyd (1226 M – 1198 M),

Yang bahasa latin di sebut dengan Averroes, dan dia adalah filsuf dari spanyol (Andalusia). Karya-karya Ibnu Rusyd meliputi bidang filsafat, kedokteran dan fiqih dalam bentuk karangan, ulasan, essai, dan resume. Menurut Betrand Russell, Ibn Rushd lebih terkenal dalam filsafat Kristen daripada filsafat Islam. Dalam filsafat Islam dia sudah berakhir, dalam filsafat Kristen dia baru lahir. Pengaruhnya di Eropa sangat besar, bukan hanya terhadap para skolastik, tetapi juga pada sebagian besar pemikir-pemikir bebas non-profesional, yang menentang keabadian dan disebut Averroists. Di Kalangan filosof profesional, para pengagumnya pertama-tama adalah dari kalangan Franciscan dan di Universitas Paris. Rasionalisme Ibn Rushd inilah yang mengilhami orang Barat pada abad pertengahan dan mulai membangun kembali peradaban mereka yang sudah terpuruk berabad-abad lamanya yang terwujud dengan lahirnya zaman pencerahan atau renaisans.

g.      Ibnu Khaldun (1332 M-1406 M)

adalah seorang sejarawan muslim dari Tunisia dan sering disebut sebagai bapak pendiri ilmu historiografi, sosiologi dan ekunomi. Karyanya yang terkenal adalah Muqaddimah (pendahuluan).

h.      Jabir Ibnu Hayyan atau Gebert (721 M-815 M)

dia adalah seorang tokoh Islam yang mempelajari dan mengembangkan ilmu kimia.

i.        Al-Razi (856 M-925 M),

yang dikenal dengan nama Razes. Seorang dokter klinis ynag terbesar pada masa itu dan pernah mengadakan suatu penelitian al-Kimiatau lebih dikenal dengan sebutan ilmu kimia. Beliau mengarang Ensiklopedia ilmu kedokteran yang berjudul Contenens.

j.        Ibnu Haitam

Dikenal dalam kalangan cerdik pandai di barat, dengan nama Alhazen, Dia adalah seorang ilmuwan islam yang ahli dalam bidang sains, falak, matematika, geometri, pengobatan, dan filsafat. Ia banyak pula melakukan penyelidikan mengenai cahaya dan telah memberiakn ilham kepada ahli sains barat seperti Boger, Bacon, dan Kepler dalam menciptakan mikroskop dan teleskop.

k.      Al–Battāni (850 M-929 M)

Memberikan kontribusi untuk astronomi dan matematika. Dalam astronomi, al–Battāni juga meningkatkan ketepatan pengukuran presesi sumbu bumi.

Selain dari daftar nama ilmuwan di atas, masih banyak lagi ilmuwan muslim yang lain. Dalam bidang fiqih ada Imam Hanāfi (699M-767 M), Imam Mālik (712 M-798 M), Imam Syafi’i (767 M-820 M) dan Imam Hanbali (780 M-855 M) yang besar dengan kitab masing-masing. Sementara dalam bidang sosial, terdapat nama Yaqut bin Abdullah al-Hamāwi (1179 M-1229 M) yang mengarang kitab Mu’jam al-Buldan (Kamus Negara). Ibnu Yunis, yang menggabungkan do­kumen-dokumen penelitian yang dibuat 200 tahun sebelumnya dan menyiapkan­nya untuk tabel astronomi Hakimite. Umar al-Khayyām, yang dikenal dengan karya kalender Jalali-nya yang sempurna dan dipakai di Persia un­tuk penanggalan. Cendekiawan sepertiWill Durant dan Fielding H. Garrison, kimiawan Muslim dianggap sebagai pendiri kimia.

Abu Rayhan al-Biruni sebagai perintis indologi, geodesi dan antropologi. Sebagian bangsa di Asia juga mulai memperlihatkan perkembangan ilmu mereka. Dari Cina ada salah satu contoh terbaik akan Shen Kuo (1031 M - 1095 M).

Seorang ilmuwan dan negarawan yang pertama kali menggambarkan magnet-jarum kompas yang digunakan untuk navigasi, menemukan konsep utara sejati, perbaikan desain astronomi Gnomon, armillary bola, penglihatan tabung, dan clepsydra, dan menggambarkan penggunaan drydocks untuk memperbaiki perahu.

Selain itu, Shen Kuo juga menyusun teori pembentukan tanah, atau geomorfologi. Ada juga Su Song (1020 M - 1101 M) juga seorang astronom yang menciptakan langit bintang atlas peta, menulis sebuah risalah farmasi dengan subyek terkait botani, zoologi, mineralogi, dan metalurgi, dan telah mendirikan besar astronomi clocktower di Kaifeng pada tahun 1088.

4.      Zaman Renaissance

Zaman ini berlangsung pada awal abad 14 M sampai dengan abad 17 M. Renaissance sering diartikan denagn kebangkitan, peralihan, atau lahir kembali (rebirth), yaitu di lahirkan kembali sebagai manusia yang bebas untuk berpikir , dan jauh dari ajaran-ajaran agama.

Tokoh-tokoh ilmuwan yang berpengaruh di masa ini ialah sebagai berikut :

a.       Nicolaus Capernicus (1473 M-1543 M), adalah seorang astronom, matematikawan, dan ekunom yang berkembangsaan Polandia. Ia mengembangkan Teori Heliosentris (Tata Surya berpusat di matahari).

b.      Galileo Galilei (1564 M-1642 M), adalah seorang astronom, filsuf, dan fisikawan Italia yang memiliki peran besar dalam revolusi ilmiah. Sumbangannya dalam keilmuan antara lain adalah penyempurnaan teleskop (dengan 32 x pembesaran) dan berbagai observasi astronomi. Dia adalah orang pertama yang melukiskan tata surya seperti yang kita kenal sekarang.

c.       Tycho Brahe (1546 M-1601 M), adalah seorang bangsawan Denmark yang terkenal sebagai astronom/astrolog dan alkimiawan. Tycho adalh astronom pengamat paling menonjol di zaman pra –teleskop. Akurasi pengamatannya pada posisi bintang dan planet tak tertandingi pada masa itu.

d.      Johannes Kepler (1571 M-1630 M), adalah astronom jerman, Matematikawan dan astrolog. Ia paling di kenal melalui hukum gerakan planetnya. Kepler juga ahli optic dan astronomi. Penjelasannya tentang pembiasan cahaya tertuang dalam buku Supplement To Witelo, Expounding The Optical Part Of Astronomy. Ia orang pertama yang menjelaskan cara kerja mata.

e.       Fancies Bacon (1561 M-1626 M), adalah seorang filsuf, negarawan dan penulis Inggris. Karya-karyanya antar lain membangun dan mempopulerkan motodologi induksi untuk penelitian ilmiah, sering kali disebut metode Baconian.

5.      Zaman modern

Zaman ini sebenarnya sudah terintis mulai dari abad 15 M. Tetapi, indikator yang nyata terlihat jelas pada abad 17 M dan berlangsung hingga abad 20 M. Hal ini ditandai dengan ditandai dengan adanya penemuan-penemuan dalam bidang ilmiah. Menurut Slamet Iman Sontoso, ada tiga sumber pokok yang menyebabkan berkembangnya ilmu pengetahuan di Eropa dengan pesat, yaitu hubungan antara kerajaan Islam di Semenanjung Liberia dengan negara Perancis, terjadinya Perang Salib dari tahun 1100-1300, dan jatuhnya Istambul ke tangan Turki pada tahun 1453.

Zaman ini sudah dimulai sejak abad 14 M. zaman ini juga dikenal sebagai masa rasionalisme yang tumbuh di zaman modern karena munculnya berbagai penemuan ilmu pengetahuan. Tokoh yang menjadi pioner pada masa ini adalah Rene Decrates, Isaac Newton, Charles Darwin, dan JJ. Thompson. Keterangan lebih lengkap sebagai berikut :

a.       Isaac Newton (1643 M-1727 M ), adalah seorang fisikawan, matematikawan, ahli astronomi, filsuf alam, alkimiawan, dan theolog. Dia di katakana sebagai “Bapak ilmu fisika klasik”. Karyanya yang berjudul Philosophiae Naturalis Principia Mathematica menjabarkan tentang hukum gravitasi dan tiga hukum gerak yang mendominasi pandangan sains mengenai alam semesta selama tiga abad ini.

b.      Rene Descartes (1596 M-1650 M), ia di kenal sebagai Renatus Cartesius, adalah seorang filsuf dan matematikawan Perancis. Descartes kadang di panggil “Penemu filsafat Modern” dan “Bapak matematika modern”. Pemikirannya yang menggunakan revolusi adalah semuanya tida ada yang pasti, kecuali kenyataan bahwa seseorang berfikir.

c.       Charles Robert Darwin 1809 M-1882 M) adalah seorang naturalis yang teori revolusionernya meletakkan landasan bagi teori evolusi modern dan prinsip garis keturunan yang sama (common Descent) dengan mengajukan seleksi alam sebagai mekanismenya. Teorinya yang paling menggemparkan adalah “Nenenk moyang manusia adalah kera”.

d.      Joseph John Thompson (1856 M-1940 M) adalah seorang ilmuan dengan penelitiannya yang membuahkan penemuan Elektron. Thompson mengungkapkan bahwa gas mampu mengantarkan listrik. Ia menjadi seorang perintis ilmu fisika nuklir. Dia juga menemukan sebuah metode untuk memisahkan jenis atom dan sinar molekul yang berbeda dengan menggunakan sinar positif.

Selain pioneer di atas masih banyak ilmuwan lain yang memegang peran dalam perkembangan ilmu. Diantaranya seperti Michael Faraday (1791 M -1867 M) yang mendapat julukan “Bapak Listrik“, karena berkat usahanya listrik menjadi teknologi yang banyak gunanya, dan Blaise Pascal (1623 M-1662 M) adalah seorang ahli matematika, fisika, dan agama filsuf. Karyanya berupa kontribusi penting pada pembangunan mekanis kalkulator. Kemudian dari perkembangan ilmu sosial, muncul nama Auguste Comte (1798 M-1857 M). Menurut Thoyibi, ia adalah tokoh yang mengusung “Filsafat Positivisme” dengan karyanya Cours De Philosophie Positive (Uraian tentang filsafat positivisme). Istilah dari “positif” ini sebagai sesuatu yang nyata, tepat, pasti, dan memberi manfaat.

6.      Zaman Kontemporer

Zaman ini bermula dari abad 20 M dan masih berlangsung hingga saat ini. Zaman ini ditandai dengan adanya teknologi-teknologi canggih, dan spesialisasi ilmu-ilmu yang semakin tajam dan mendalam. Pada zaman ini bidang fisika menempati kedudukan paling tinggi dan banyak dibicarakan oleh para filsuf. Hal ini disebabkan karena fisika dipandang sebagai dasar ilmu pengetahuan yang subjek materinya mengandung unsur-unsur fundamental yang membentuk alam semesta.

Sebagian besar aplikasi ilmu dan teknologi di abad 21 merupakan hasil penemuan mutakhir di abad 20. Pada zaman ini, ilmuwan yang menonjol dan banyak dibicarakan adalah fisikawan. Bidang fisika menjadi titik pusat perkembangan ilmu pada masa ini. Fisikawan yang paling terkenal pada abad ke-20 adalah Albert Einstein. Ia lahir pada tanggal 14 Maret 1879 dan meninggal pada tanggal 18 April 1955 (umur 76 tahun). Alberth Einstein adalah seorangilmuwan fisika. Dia mengemukakan teori relativitas dan juga banyak menyumbang bagi pengembangan mekanika kuantum, mekanika statistik, dankosmologi. Dia dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisika pada tahun 1921 untuk penjelasannya tentang efek fotoelektrik dan “pengabdiannya bagi Fisika Teoretis”. Karyanya yang lain berupa gerak Brownian, efek fotolistrik, dan rumus Einstein yang paling dikenal adalah E=mc². Di artikel pertamanya di tahun1905 bernama “On the Motion-Required by the Molecular Kinetic Theory of Heat-of Small Particles Suspended in a Stationary Liquid“, mencakup penelitian tentang gerakan Brownian. Menggunakan teori kinetik cairan yang pada saat itu kontroversial, dia menetapkan bahwa fenomena, yang masih kurang penjelasan yang memuaskan setelah beberapa dekade setelah ia pertama kali diamati, memberikan bukti empirik (atas dasar pengamatan dan eksperimen) kenyataan pada atom. Dan juga meminjamkan keyakinan pada mekanika statistika, yang pada saat itu juga kontroversial.

Pada zaman ini juga melihat integrasi fisika dan kimia, pada zaman ini disebut dengan “Sains Besar”. Linus Pauling (1953) mengarang sebuah buku yang berjudul The Nature of Chemical Bond menggunakan prinsip-prinsip mekanika kuantum. Kemudian, karya Pauling memuncak dalam pemodelan fisik DNA,“rahasia kehidupan”. Pada tahun ini juga James D. Watson, Francis Crick danRosalind Franklin menjelaskan struktur dasar DNA, bahan genetik untuk mengungkapkan kehidupan dalam segala bentuknya. Hal ini memicu rekayasa genetika yang dimulai tahun 1990 untuk memetakan seluruh manusia genom(dalam Human Genome Project) dan telah disebut-sebut sebagai berpotensi memiliki manfaat medis yang besar.

Pada tahun yang sama, percobaan Miller-Urey dibuktikan dalam sebuah simulasi proses primordial, yang merupakan unsur dasar protein, sederhana asam amino, bisa dibangun sendiri dari molekul sederhana. Pada tahun 1925, Werner Heisenberg dan Erwin Schrödinger memformulasikan mekanika kuantum, yang menjelaskan teori kuantum sebelumnya. Kemudian ada juga pengamatan oleh Edwin Hubble pada tahun 1929 bahwa kecepatan di mana galaksi surut berkorelasi positif dengan jarak, mengarah pada pemahaman bahwa alam semesta mengembang, dan perumusan teori Big Bang oleh Georges Lemaitre.Pengembangan bom atom di era “Sains Besar” selanjutnya terjadi selama Perang Dunia II, yang mengarah ke aplikasi praktis dari radar dan pengembangan dan penggunaan bom atom. Meskipun proses itu dimulai dengan penemuansiklotron oleh Ernest O. Lawrence di tahun 1930-an. Di bidang Geologi yang paling fenomenal adalah teori “pergeseran benua” oleh Alfred Wegener. Teori “Lempeng Tektonik” itu sudah digagas pada tahun 1910-an, data dikumpulkan pada 1950 sampai 1960-an, kemudian diakui dan digunakan pada tahun 1970.

Selain kimia dan fisika, teknologi komunikasi dan informasi berkembang pesat pada zaman ini. Sebut saja beberapa penemuan yang dilansir olehnusantaranews.wordpress.com sebagai penemuan yang merubah warna dunia, yaitu: Listrik, Elektronika (transistor dan IC), Robotika (mesin produksi dan mesin pertanian), TV dan Radio, Teknologi Nuklir, Mesin Transportasi, Komputer, Internet, Pesawat Terbang, Telepon dan Seluler, Rekayasa Pertanian dan DNA, Perminyakan, Teknologi Luar Angkasa, AC dan Kulkas, Rekayasa Material, Teknologi Kesehatan (laser, IR, USG), Fiber Optic, dan Fotografi (kamera, video). Kini, penemuan terbaru di bidang Teknologi telah muncul kembali. sumber lain telah memberitakan penemuan “Memristor”. Ini merupakan penemuan Leon Chua, profesor teknik elektro dan ilmu komputer di University of California Berkeley. Keberhasilan itu menghidupkan kembali mimpi untuk bisa mengembangkan sistem-sistem elektronik dengan efisiensi energi yang jauh lebih tinggi daripada saat ini. Caranya, memori yang bisa mempertahankan informasi bahkan ketika power-nya mati, sehingga tidak perlu ada jeda waktu untuk komputer untuk boot up, misalnya, ketika dinyalakan kembali dari kondisi mati. Hal ini digambarkan seperti menyala-mematikan lampu listrik, ke depan komputer juga seperti itu (bisa dihidup-matikan dengan sangat mudah dan cepat).

F.       Metode ilmiah

Metode ilmiah merupakan suatu prosedur (urutan langkah) yang harus dilakukan untuk melakukan suatu proyek ilmiah (science project). Secara umum metode ilmiah meliputi langkah-langkah berikut:

·       Observasi Awal

·       Mengidentifikasi Masalah

·       Merumuskan atau Menyatakan Hipotesis

·       Melakukan Eksperimen

·       Menyimpulkan Hasil Eksperimen 

1.      Observasi awal

Setelah topik yang akan diteliti dalam proyek ilmiah ditentukan, langkah pertama untuk melakukan proyek ilmiah adalah melakukan observasi awal untuk mengumpulkan informasi segala sesuatu yang berhubungan dengan topik tersebut melalui pengalaman, berbagai sumber ilmu pengetahuan, berkonsultasi dengan ahli yang sesuai.

·     Gunakan semua referensi: buku, jurnal, majalah, koran, internet, interview, dll.

·     Kumpulkan informasi dari ahli: instruktur, peneliti, insinyur, dll.

·     Lakukan eksplorasi lain yang berhubungan dengan topik.

2.      Mengidentifikasi masalah

Permasalahan merupakan pertanyaan ilmiah yang harus diselesaikan. Permasalahan dinyatakan dalam pertanyaan terbuka yaitu pertanyaan dengan jawaban berupa suatu pernyataan, bukan jawaban ya atau tidak. Sebagai contoh: Bagaimana cara menyimpan energi surya di rumah?

·      Batasi permasalahan seperlunya agar tidak terlalu luas.

·      Pilih permasalahan yang penting dan menarik untuk diteliti.

·      Pilih permasalahan yang dapat diselesaikan secara eksperimen.

3.      Merumuskan atau menyatakan hipotesis

Hipotesis merupakan suatu ide atau dugaan sementara tentang penyelesaian masalah yang diajukan dalam proyek ilmiah. Hipotesis dirumuskan atau dinyatakan sebelum penelitian yang seksama atas topik proyek ilmiah dilakukan, karenanya kebenaran hipotesis ini perlu diuji lebih lanjut melalui penelitian yang seksama. Yang perlu diingat, jika menurut hasil pengujian ternyata hipotesis tidak benar bukan berarti penelitian yang dilakukan salah.

·      Gunakan pengalaman atau pengamatan lalu sebagai dasar hipotesis

·      Rumuskan hipotesis sebelum memulai proyek eksperimen

4.      Melakukan eksperimen

Eksperimen dirancang dan dilakukan untuk menguji hipotesis yang diajukan. Perhitungkan semua variabel, yaitu semua yang berpengaruh pada eksperimen. Ada tiga jenis variabel yang perlu diperhatikan pada eksperimen: variabel bebas, variabel terikat, dan variabel kontrol.

Varibel bebas merupakan variabel yang dapat diubah secara bebas. Variabel terikat adalah variabel yang diteliti, yang perubahannya bergantung pada variabel bebas. Variabel kontrol adalah variabel yang selama eksperimen dipertahankan tetap.

·      Usahakan hanya satu variabel bebas selama eksperimen.

·      Pertahankan kondisi yang tetap pada variabel-variabel yang diasumsikan konstan.

·      Lakukan eksperimen berulang kali untuk memvariasi hasil.

·      Catat hasil eksperimen secara lengkap dan seksama.

5.      Menyimpulkan hasil eksperimen

Kesimpulan proyek merupakan ringkasan hasil proyek eksperimen dan pernyataan bagaimana hubungan antara hasil eksperimen dengan hipotesis. Alasan-alasan untuk hasil eksperimen yang bertentangan dengan hipotesis termasuk di dalamnya. Jika dapat dilakukan, kesimpulan dapat diakhiri dengan memberikan pemikiran untuk penelitian lebih lanjut.

Jika hasil eksperimen tidak sesuai dengan hipotesis:

·           Jangan ubah hipotesis

·           Jangan abaikan hasil eksperimen

·           Berikan alasan yang masuk akal mengapa tidak sesuai

·           Berikan cara-cara yang mungkin dilakukan selanjutnya untuk menemukan penyebab ketidaksesuaian

·           Bila cukup waktu lakukan eksperimen sekali lagi atau susun ulang eksperimen.

G.      Perbedaan Mitos dan Ilmu Pengetahuan Alam

Ilmu alamiah atau sering disebut ilmu pengetahuan alam (natural science) merupakan pengetahuan yang mengkaji tentang gejala-gejala dalam alam semesta, termasuk di muka bumi ini, sehingga terbentuk konsep dan prinsip. IAD hanya mengkaji konsep-konsep dan prinsip-prinsip dasar yang esensial saja.

A.    Manusia

Manusia adalah mahluk yang lemah di bandingkan mahluk lain. Namun dengan akal budinya serta kemauan yang kuat manusia dapat mengembangkan kemampuan dan tekhnologi. Dan dengan ilmu pengetahuan manusia bisa hidup lebih baik lagi. manusia adalah sebaik-baiknya mahluk yang telah di ciptakan tuhan. Patutnya syukurilah nikmat yang diberikan oleh Tuhan yang maha esa karena dengan nikmatnya kita diberikan akal untuk berfikir, membedakan yang baik dan buruk juga dapat memperoleh ilmu pengetahuan .

Sifat manusia selalu tidak pernah puas, maka ketersediaan sumber daya yang terbatas tidak bersesuaian dengan keinginan manusia yang tidak terbatas. Manusia pun mempunyai keinginan rasa ingin tahu terhadap rahasia alam, selalu mencoba mencari jawaban dengan pengamatan dan penggunaan pengalaman. Pengetahuan baru dari kombinasi antara pengalaman dan kepercayaan disebut mitos .

B.     Mitos

Pengetahuan baru dari kombinasi antara pengalaman dan kepercayaan disebut mitos. Cerita – cerita pada mitos disebut legenda. Kebenaran mitos masih bersifat simpang siur karena tidak ada bukti yang otentik dan disebarkan melalui cerita dari mulut ke mulut (lisan). Mitos dapat diterima karena keterbatasan pengindraan, penalaran, dan hasrat ingin tahu yang harus di penuhi. Puncak pemikiran mitos adalah pada zaman Babilonia yaitu kira-kira 700-600 SM. Pengetahuan dan ajaran tentang orang Babilonia setengahnya merupakan dugaan, imajinasi,kepercayaan, atau mitos. Pengetahuan ini disebut pseudo science (sains palsu). Ini adalah ilmu pengetahuan yang masih diragukan kebenarannya .

C.    Lahirnya Ilmu Alamiah

Panca indera akan memberikan tanggapan terhadap semua rangsangan dimana tanggapan itu menjadi sebuah pengalaman . Pengalaman merupakan salah satunya alasan terbentuknya pengetahuan yakni kumpulan fakta-fakta yang pernah terjadi.

D.    Keterbatasan Ilmu Alamiah

Bidang ilmu alamiah yang menentukan ilmu alamiah adalah metode ilmiah . Tujuan ilmu alamiah adalah membentuk dan menggunakan teori. Ilmu alamiah tidak menentukan moral atau nilai suatu keputusan. Manusialah yang menilai apakah ilmu yang dipakainya baik atau buruk.

E.     Pembagian Ilmu Pengetahuan

•        Ilmu pengetahuan sosial

Yakni ilmu pengetahuan yang membahas hubungan antara manusia sebagai mahluk sosial. Bagaiman huhubungan antar balik manusia dengan manusia lainnya atau mahluk lain. Yang terbagi atas : Psikologi, Pendidikan, Antropologi, Etnologi, Sejarah, Ekonomi, dan Sosiologi.

·         Ilmu Pengetahuan Alam

Yakni ilmu yang membahas tentang alam semesta , jagat raya dan seluruh isinya. Tentang penciptaan nya dan teori-teori pengetahuan yang bersifat ilmiah. Yang terbagi atas : Fisika, Kimia,dan Biologi.

•        Ilmu pengetahuan bumi dan antariksa

Yakni ilmu yang membahas tentang bumi dan isinya serta antariksa yaitu ruang angkasa dan benda-benda langit yang ada di dalamnya . Yang terbagi atas : Geologi dan Astronomi.