Kategori BeritaKemana arah Ilmu Pengetahuan dan Teknologi di abad ke-21?Oleh Yulianto MohsinDi abad ke-21 ini, kemajuan di bidang Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) memang masih didominasi oleh negara-negara maju, terutama Amerika Serikat (AS). Kita lihat saja, dalam 100 tahun terakhir ini, bangsa Amerika telah berhasil mendaratkan manusia di bulan, mengirim penjelajah Sojourner Rover ke planet Mars dan menelurkan banyak pemenang-pemenang hadiah Nobel di bidang fisika, kimia dan kedokteran. Mau tidak mau, arah kemajuan IPTEK di abad ini biasanya didtentukan oleh arah kemajuan IPTEK di AS. Michio Kaku adalah seorang fisikawan Amerika keturunan Jepang yang menulis buku berjudul Visions: How Science Will Revolutionize the 21st Century yang diterbitkan pada tahun 1997. Di bukunya, Kaku memprediksi arah riset di bidang sains dan teknologi AS di abad ke-21.
Setelah mewawancarai sekitar 150 ilmuwan dan insinyur ternama dari berbagai institusi, pusat studi dan universitas terkenal di AS dalam kurun waktu sepuluh tahun, dia berkesimpulan bahwa ada tiga revolusi di bidang sains yang sedang terjadi di AS. Revolusi di bidang Nanoteknologi, Bioteknologi dan Infoteknologi i. Tidak lama setelah buku ini terbit, berbagai media massa dan jurnal terkemuka dunia mulai menerbitkan berita-berita penting di ketiga bidang ini. Pada hari Selasa tanggal 27 Juni 2000, suratkabar harian terkemuka New York Times memuat headline yang cukup menggemparkan "Genetic Code of Human Life Is Cracked by Scientists". Pada saat yang hampir bersamaan di akhir bulan Juni 1993 (7 tahun sebelumnya), New York Times juga memuat headline yang tak kalah hebat di halaman mukanya tentang pembuktian Teorema Fermat yang Terakhir. Teorema ini sangat terkenal di bidang matematika karena isinya mudah dimengerti oleh anak sekolah dasar, tetapi pembuktiannya makan waktu kurang lebih tiga abad setelah matematikawan Perancis Pierre de Fermat mencetuskan teorema ini pertama kali. Bedanya, kalau pemberitaan tentang Teorema Fermat hanya ditulis dalam satu artikel, pemberitaan tentang terobosan baru di bidang Biologi tadi diulas dalam dua artikel di halaman utama ditambah ulasan khusus di bagian Science Times. Isi berita mengatakan bahwa 90% uraian genom manusia telah berhasil dipetakan, dan uraian yang hampir lengkap ini dinamakan working draft. Pada pertengahan bulan Februari tahun 2001, majalah Nature dan Science memuat beberapa artikel yang menganalisa hasil working draft genom manusia tadi.
iiHuman Genome Project ini merupakan salah satu projek besar yang dimulai pada tahun 1990 dan disponsori oleh US Department of Energy dan National Institute of Health. Pakar dari berbagai negara bekerja sama dalam mengidentifikasi 30,000 gen di dalam DNA manusia dan menguraikan 3 milyar nukleotida yang membentuk DNA. Beberapa tahun setelah projek ini dimulai, satu perusahaan swasta yang bernama Celera Genomics berdiri untuk melakukan hal yang sama, mengurai dan memetakan genom manusia. Pemimpin perusahaan itu, Dr. Craig Venter, bersama dengan pimpinan Human Genome Project, Dr. Francis Collins diundang oleh mantan Presiden Clinton untuk mengumumkan working draft tersebut pada akhir Juni 2000.Seperti yang kita ketahui, DNA atau Deoxyribonucleic Acid adalah pita molekul yang ditemukan di dalam kromosom di dalam setiap sel di tubuh manusia. Ciri-ciri yang diturunkan oleh orang tua ke anaknya tersimpan dan tersandikan dalam DNA (lihat artikel terpisah mengenai penemuan struktur DNA-Red). Maka tidak jarang orang bilang bahwa pemetaan genom manusia yang dilakukan di Human Genome Project ini sama saja seperti menemukan cetak biru informasi genetik manusia.
Kalau kita mengetahui cetak biru ini maka hal-hal seperti penyakit turunan dapat coba disembuhkan di level yang paling mendasar (gene therapy). Oleh karena itu, informasi mengenai genom manusia ini bermanfaat sekali bagi industri-industri farmasi dimana obat-obat untuk berbagai penyakit di masa akan datang dapat diracik custom made, sesuai dengan DNA masing-masing individu. Dengan cara ini, efek-efek sampingan dari suatu obat dapat ditiadakan. Berita terakhir mengenai perkembangan HGP ini diumumkan hari Senin tanggal 14 April lalu, dimana konsorsium internasional para ilmuwan yang berkecimpung dalam projek HGP mengumumkan bahwa mereka telah selesai memetakan genom manusia dengan akurasi 99.99%. Dr. Collins lebih lanjut memberitakan bahwa bagian AS dalam projek besar ini diselesaikan mendahului waktu deadline dan dibawah anggaran. Projek yang diperkirakan memakan waktu 15 tahun dan menghabiskan dana US$ 3 milyar ini diselesaikan dalam waktu 13tahun dan menghabiskan dana US$ 2.7 milyar. Pada saat yang hampir bersamaan dengan headline di atas, tepatnya tanggal 15 Juni 2000 jurnal sains popular Nature iii memuat artikel yang berjudul "Nanotech Thinks Big". Isi artikel memberitakan di antaranya tentang National Nanotechnology Initiative, suatu program riset di bidang nanoteknologi yang diluncurkan mantan presiden Clinton dalam pidatonya di California Institute of Technology bulan Februari tahun 2000 lalu. Nanoteknologi ini adalah teknologi yang berbasis skala nanometer (1 nanometer = 10-9 m). Skala ini sangat kecil, jauh lebih kecil dibanding mikroteknologi yang berada di skala mikrometer (1 mikrometer = 10-6 m). Berbagai macam alat yang dibentuk pada skala nanometer dapat merevolusi bidang komputasi, informasi dan tehnik. Bahkan, karena beberapa senyawa penting di dalam tubuh manusia juga berskala nano, satu ilmuwan dari Cornell University Dr. Montemagno, telah berhasil membuat baling-baling berskala nano dan membuat baling-baling tersebut berputar oleh biological motor F1-ATPase (suatu enzim yang menggunakan adenosine triphosphate, atau ATP sebagai sumber energinya). ivBerita-berita di bidang nanoteknologi saat ini masih didominasi oleh terobosan di bidang Material Science.
Beberapa ilmuwan telah berhasil menciptakan bahan baku baru yang terdiri dari atom-atom karbon dengan nama carbon nanotube. Seperti yang kita ketahui, atom karbon merupakan unsur dasar banyak benda di sekeliling kita dari mulai pohon-pohon kayu, polimer sampai berlian yang sangat berharga itu. Carbon nanotube yang diprediksi akan menjadi "promising building blocks for nanosystem" ini memiliki sifat material yang sangat spesial. Young's modulus (modulus elastisitas) carbon nanotube ini berdasarkan hasil experimen dan riset mempunyai nilai sampai lebih dari satu terapascal v. Sebagai bandingan, modulus elastisitas baja kurang lebih hanya seperlimanya dari itu. Carbon nanotube juga mempunyai konduktivitas (kemampuan untuk menghantar) termal dan konduktivitas elektrik yang sangat tinggi. Dan harap diingat, diameter carbon nanotube ini hanya satu nanometer dan panjangnya beberapa mikrometer. Kemajuan di bidang nanoteknologi ini juga digembar-gemborkan akan membangun landasan baru untuk suatu revolusi industri kedua, sebagaimana halnya mesin uap meluncurkan revolusi industri yang pertama di Inggris pada abad ke-19. Tetapi perkembangan di bidang ini masih dalam tahap awal, sehingga kucuran dana dari pemerintah AS untuk membangun fondasi di bidang ini pun sangat besar. Untuk tahun 2001 saja, dana yang dikucurkan berjumlah 500 juta dolar.Berita menarik yang lainnya menyangkut salah satu perguruan tinggi di AS. Renselear Polytechnic University (RPI) yang berlokasi di Troy, New York bulan Maret 2001 lalu mengumumkan bahwa perguruan tinggi dibawah pimpinan Dr. Shirley Ann Jackson itu menerima sumbangan sebesar 360 juta dolar (sumbangan terbesar dalam sejarah perguruan tinggi Amerika Serikat). vi Sumbangan yang diberikan oleh donor yang tak ingin namanya disebutkan ini, diberikan tanpa syarat. Sebagai bandingan, perguruan tinggi tehnik AS yang paling terkenal, Massachusetts Institute of Technology (MIT) sampai saat ini "hanya" berhasil menerima sumbangan sebanyak 350 juta dolar yang akan digunakan untuk riset mengenai otak. Dr. Jackson telah mengumumkan bahwa dana yang didapat akan digunakan untuk membangun lab bioteknologi dan infoteknologi yang mutakhir di kampus RPI. Dengan adanya dua laboratorium baru dan dana dengan jumlah besar ini, sudah tentu, RPI akan menjadi salah satu magnet bagi para mahasiswa pasca sarjana yang ingin melanjutkan studi di AS. Lab Computer Science milik MIT juga sedang membangun infrastruktur baru di bidang informasi teknologi yang dinamakan Project Oxygen vii. Projek inipun akan menjadi daya tarik sendiri bagi para mahasiswa lulusan teknik informasi dan elektonika, matematika, fisika dan disiplin ilmu lainnya yang berhubungan dengan hal tersebut.Lebih lanjut, hampir setiap saat belakangan ini kita mendengar kabar mengenai kemajuan di bidang infoteknologi. Beberapa contoh: W3 consortium (sebuah konsorsium yang diketuai oleh Tim Berners Lee, penemu world wide web) telah mengeluarkan bentuk programming code baru untuk mendesain situs-situs di internet. Bahasa baru ini-yang diberi nama Extended Markup Language (XML)-akan menggantikan HTML dengan fleksibilitas desain yang tinggi.
Istilah-istilah seperti neural network, fuzzy logic, genetic algorithm, distributed intelligent, DNA dan quantum computing di berbagai media iptek mengindikasikan bahwa infoteknologi yang sedang dikembangkan sangat terkait dengan kedua bidang lainnya yang disebut di atas.Keterkaitan di ketiga bidang ini sangat erat karena satu disiplin ilmu dapat menunjang pengembangan disiplin ilmu lainnya, sehingga banyak perguruan tinggi di AS yang membentuk departemen interdisipliner baru di kampus mereka. Sebagai contoh, di City College of New York, telah berdiri departemen baru Biomedical Engineering (http://www.ccny.cuny.edu/nycbe/index.html) setelah beberapa tahun berdiri sebagai salah satu pilihan konsentrasi para mahasiswa tehniknya. Kurikulum departemen ini terdiri dari mata-mata kuliah di bidang tehnik, kimia, fisika, dan biologi. Kalau kita turun ke selatan pantai timur AS sedikit, Virginia Polytechnic Institute of Technology telah membentuk Virginia Bioinformatics Institute (https://www.vbi.vt.edu/) yang memakan biaya 100 juta dolar.
Institusi ini berharap akan menarik mahasiswa yang akan mendalami ilmu interdisipliner di bidang tehnik informatika, statistiks dan biologi. Majalah Newsweek edisi April 30, 2001 juga memberikatakan bahwa University of Florida di Gainsville, the University of Sciences di Philadelphia dan George Mason University di Virginia telah membentuk fakultas baru interdisipliner serupa ini di kampus mereka. Para sarjana tamatan kimia atau tehnik kimia dapat meraup keuntungan kemajuan IPTEK ini karena disiplin ilmu yang didalami membuat mereka mampu berkecimpung di mana saja dalam ketiga bidang tersebut. Diharapkan dengan adanya situs chem-is-try.org yang memberikan banyak pelayanan pendidikan online di bidang kimia, banyak rekan-rekan mahasiswa yang termotivasi untuk mendalami disiplin ilmu yang sangat menarik ini.