Mengapa Hanya Ada Tujuh Besaran Pokok Fisika? -Bagian I

Oleh: Alexander Iskandar* (Fisikawan)

Banyaknya besaran yang dianggap sebagai besaran pokok atau besaran dasar dan dipakai di berbagai cabang ilmu (bukan hanya dalam bidang Fisika) bertambah dari masa ke masa.

Awalnya besaran fisis ini dibutuhkan untuk keperluan pengukuran praktis. Jadi, dua besaran fisis pertama yang diperkenalkan adalah besaran untuk ukuran panjang dan besaran untuk ukuran massa (massa adalah ukuran yang melekat/inheren atas banyaknya materi yang terkait dengan gerak, massa inersial dan massa gravitasi).

Untuk keperluan praktis pengukurannya, maka pada tahun 1799, dua buah standar acuan yang berupa sebuah batang logam sebagai acuan panjang 1 meter serta sebuah silinder logam sebagai acuan massa 1 kilogram (keduanya terbuat dari platinum-iridium) disimpan pada Arsip Republik (Bahasa Perancis: Archives de la République) di Paris.

Sedikit lebih dari seratus tahun setelahnya, pada tahun 1874, atas dasar kebutuhan pengamatan dalam bidang Astronomi, maka besaran waktu diusulkan menjadi salah satu besaran dasar.

Dikarenakan kebutuhan pengukuran yang semakin banyak jenisnya (bervariasi) dan kebutuhan akan kesepakatan yang diterima oleh seluruh negara di dunia, maka pada 20 Mei 1875 ditandatangani perjanjian mengenai ukuran meter secara internasional, dan berdasarkan ini dibentuklah Biro Internasional untuk Ukuran dan Timbangan (Bahasa Perancis: Bureau International des Poids et Mesures/BIPM, atau dalam Bahasa Ingggris: International Bureau of Weights and Measures).

Biro Internasional untuk Ukuran dan Timbangan ini menyelenggarakan Konferensi Umum untuk Berat dan Pengukuran (Bahasa Perancis: Conférence Générale des Poids et Mesures/CGPM, atau dalam Bahasa Inggris: General Conference on Weights and Measures) untuk mendiskusikan perjanjian dan standar atau acuan internasional yang akan dipakai diseluruh dunia.

Pada konferensi CGPM ke 10 tahun 1954, ditentukanlah 6 besaran dasar fisis, yaitu besaran yang menggambarkan ukuran panjang, massa, waktu, arus listrik, temperatur termodinamika, dan intensitas cahaya (dengan satuan dasar meter, kilogram, detik, ampere, kelvin, dan candela).

Barulah pada CGPM ke 14 tahun 1971, banyaknya besaran dasar fisis menjadi 7 buah seperti yang dikenal sekarang sebagai Sistem Internasional (SI) dengan masuknya besaran yang menyatakan ukuran banyaknya partikel dengan satuan mol (karena kebutuhan pengukuran dalam bidang Kimia).

Seperti yang diungkapkan di atas, penetapan 7 besaran dasar fisis dan satuan standarnya (acuannya) yang dikenal dengan nama SI, didasarkan pada keperluan praktis pengukuran yang berkembang pada waktu yang bersangkutan. Di samping kebutuhan praktis tersebut, ketujuh buah besaran dasar ini juga mendefinisikan dimensi dari besaran yang diukur.

Dalam pelaporan hasil pengukuran atau dalam pengolahan hasil pengukuran menjadi informasi lainnya, dapat dipergunakan satuan apapun asalkan memiliki dimensi yang benar. Misalnya untuk besaran waktu, hasil pengukuran dapat dilaporkan dalam satuan detik atau minggu, karena keduanya memiliki dimensi waktu.

Perhatikan contoh berikut: jika seekor siput dapat menempuh jarak 1 kilometer dalam waktu 1 minggu, maka laju rata-rata dari gerak siput (sebuah besaran turunan dari besaran dasar panjang dan waktu) dapat dituliskan sebagai 1,65 mm/detik, hasil ini benar bukan hanya karena nilainya benar, namun juga karena semua satuan yang dipergunakan dalam hitungan di atas juga memiliki dimensi yang benar.

Jadi, ketujuh besaran dasar merupakan kesepakatan yang dianut oleh seluruh dunia. Pada bagian kedua nanti akan dijelaskan perkembangan menarik dari ketujuh besaran dasar tersebut.

*Alexander Iskandar tercatat sebagai dosen di FMIPA ITB sejak 1990. Ia mendapatkan gelar doktor dalam bidang Fisika dari University of Durham, Inggris, pada tahun 1995. Selain mengajar, ia sering memberi pelatihan bagi guru dan mempromosikan sains terpadu.