Matematika
– dasar sains yang tak tergoyahkan, dan sumber mata air
manfaat tanpa pernah berhenti mengalir bagi kepentingan-kepentingan
manusia
(Mathematics – the unshaken Foundation of Sciences, and
the plentiful Fountain of Advantage to human affairs.)
Isaac
Barrow
Matematikawan
( ≠ Si bongkok) dari Notredame
Jean
Le Rond d’Alembert
(1717 - 1783)
Masa
kecil
Jean Le Rond d’Alembert adalah nama permandian (baptis)
yang diambil dari nama sebuah gereja, St. Jean Baptiste le Rond,
yang letaknya berdekatan dengan Notre-Dame de Paris. Nama ini
terus disandang sebagai namanya. Saat masih bayi, d’Alembert
ditinggal oleh ibunya di anak tangga depan pintu gereja tersebut.
Meskipun akhirnya orang tuanya diketahui bernama Madame de Tencin,
seorang aristokrat, namun mempunyai perilaku tidak terpuji, seorang
pengarang tersohor sekaligus saudari Kardinal. Ayah kandungnya
adalah seorang jenderal arteleri, Chevalier Destouches. Bayi ini
diserahkan dan dibesarkan oleh Madame Rousseau, keluarga pemasang
kaca, sampai remaja. Chevalier Destouches pulang dan pergi ke
Paris guna mencari keberadaan anaknya, sebelum akhirnya menemukan.
Sang ayah ini membuat kontak dengan ibu angkatnya untuk menanggung
semua biaya keperluan anak tersebut. Saat d’Alembert berusia
9 tahun (1726), ayah kandungnya meninggal dan mewariskan sejumlah
uang untuk pendidikan anaknya lewat perwalian keluarga Destouches
yang penuh perhatian terhadapnya. Selanjutnya, dia mendaftar di
College des Quantre Nations atas rencana keluarga Destouches dengan
nama Jean-Baptiste Daremberg sebelum berubah nama dan selalu disandang
Jean Le Rond d’Alembert.
Setelah menjadi matematikawan terkenal, ibu kandungnya memohon
agar d’Alembert mau mengakuinya sebagai ibu kandung, tetapi
serta merta ditolak olehnya. Seperti halnya Euler atau keluarga
Bernoulli, d’Alembert mempelajari banyak bidang –
hukum, pengobatan dan ujungnya, matematika.
Pencarian
jati diri
Menuntut ilu di sekolah tersebut ternyata membawa berkah bagi
d’Alembert, karena pelajaran matematika diajarkan oleh Profesor
Carron yang sangat terkenal pada saat itu. Buku-buku pelajaran
karangan Varignon ditambah dengan perpustakaan yang lengkap, maka
tidak mustahil d’Alembert menyenangi matematika. Di sini
dia mempelajari ide-ide Descartes sebelum akhirnya hanya beberapa
ide saja yang dihargainya. Sekolah itu dikenal karena banyak menghasilkan
pakar-pakar theologi dan ahli-ahli pidato yang melontarkan argumen-argumen
terhadap perbedaan antara Jansenist dengan Jesuit.
Meski
akhirnya dia lulus tapi pada tahun 1735, d’Alembert memutuskan
untuk berkarir di bidang hukum dan belajar matematika sebagai
pengisi waktu luang.
Tahun 1738, d’Alembert menjadi pengacara namun hati kecilnya
ternyata menolak. Mulai banting setir dengan belajar bidang pengobatan
sebelum akhirnya menjadari bahwa bidang ini ternyata lebih tidak
sesuai bagi dirinya dibandingkan dengan theologi. Bidang yang
memberinya antusiasme justru matematika dan kemajuannya dengan
belajar sendiri terbukti sangat pesat. Akhirnya dia mencurahkan
segenap pikiran dan waktunya guna mempelajari matematika.
Karir
Didukung oleh intelektual dan aktivitasnya, d’Alembert dapat
menjalin hubungan dengan Voltaire dan para filsuf lainnya. D’Alembert
termasuk salah seorang yang memuluskan jalan terjadinya revolusi
Perancis. Umur 24 tahun dia dicalonkan menjadi kandidat ketua
Academie des Sciences, namun baru pada tahun 1754 diangkat menjadi
sekretaris Academie, dan saat itu barangkali merupakan ilmuwan
Perancis paling berpengaruh. Kemudian berkolaborasi dengan Denis
Diderot membuat Encyclopedie sebanyak 28 jilid yang berisikan
artikel-artikel tentang sains, matematika dan spiritualisme.
Hubungannya dengan Frederick Agung dari Prusia membuat dia ditunjuk
untuk menggantikan Euler yang sudah tidak disenangi lain, sebagai
ketua Akademi Prusia. D’Alembert menolak dengan alasan bahwa
yang mampu memimpin kejayaan Academie adalah Euler. Suatu saat
dia pernah diundang oleh Catherine Agung dari Rusia agar mau menjadi
pembimbing bagi anak lakinya, tapi sekali lagi ditolak dengan
halus meski dengan imbalan uang dalam jumlah tidak kecil. Setelah
Euler kembali lagi ke St. Peterburg, d’Alembert baru mau
menerima tawaran Frederick Agung untuk menggantikan posisi Euler.
Logaritma yang dikembangkan Euler termasuk difinisi dan istilah/bilngan
eksponential (e) yang dikenal sampai saat ini akan tetap mengandung
kesalahan pada logaritma bilangan negatif apabila tidak ada koreksi
dari d’Alembert. D’Alembert melakukan penyempurnaan
untuk log(-x) = log(+x) termasuk: 2 log(-1) = 2 log(+1) dan log(-1)²
= log(+1)²
Mentor
para matematikawan Perancis
Tidak kecil peran d’Alembert terhadap perkembangan matematika
di Perancis. D’Alembert menjadi pembimbing dan pemandu bagi
dua matematikawan Perancis yang akan diuraikan berikutnya, Langrange
dan Laplace. Dalam kaitannya dengan Lagrange, d’Alembert
mengusulkan nama ini untuk menggantikan jabatan Euler di Akademi
Berlin, karena Euler akan pergi ke Rusia.
Begitu
pula perkenalan dengan Laplace diawali oleh surat dari Laplace
kepadanya agar d’Alembert memberikan katebelece. Laplace
ketika pertama kali datang ke Paris, meminta kepada d’Alembert
agar memberikan surat rekomendasi. Surat pertama tidak dijawab.
Merasa penasaran Laplace melampirkan tulisan tentang mekanikasebagai
lampiran. D’Alembert membalas dengan menyebutkan bahwa,
“Anda sendiri sudah mengungkapkan kehebatan diri, jadi tidak
perlu surat dari saya.”
Selain Lagrange dan Laplace, nama-nama penerus tradisi ilmuwan
Perancis, termasuk di sini matematikawan seperti: Monge, Condorcet,
Legendre dan Carnot, yang masih muda usia selalu mengacu pada
nama d’Alembert karena dianggap nama ini sangat berperan
pada masa itu. Meskipun saat revolusi Perancis terjadi, dengan
runtuhnya penjara Bastille, tahun 1789, ilmuwan Perancis era d’Alembert
(termasuk dirinya) sudah meninggal semua. Voltaire dan Rousseau
meninggal pada tahun 1778, Diderot (1784) .
Theorema
d’Alembert
D’Alembert menghabiskan banyak waktu dan upaya untuk membuktikan
diagram theorema Girard yang sekarang dikenal sebagai teori dasar
aljabar – setiap persamaan polinomial f(x) = 0, mempunyai
koefisien kompleks dan tingkat n = 1, mempunyai paling sedikit
sebuah akar bilangan kompleks. Sangat getol membuktikan theorema
ini, seperti dimuat pada Memoirs (1746) diterbitkan oleh Akademi
Berlin, sehingga akhirnya theorema ini lebih dikenal dengan theorema
d’Alembert.
Apabila kita berpikir bahwa solusi dari persamaan polinomial sebagai
generalisasi dari operasi-operasi aljabar yang dinyatakan secara
eksplisit, kita dapat mengatakan bahwa hal ini adalah harapan
d’Alembert yang bermaksud menunjukkan bahwa hasil dalam
suatu operasi aljabar terhadap bilangan kompleks berubah menjadi
bilangan kompleks. D’Alembert tidak setuju degan asumsi
diferensial Eulerain yang menyebutkan bahwa kuantitas dinyatakan
sama dengan nol, dimana secara kualitas ada perbedaan. Dia percaya
bahwa “metafisik” sejati dari kalkulus ditentukan
oleh gagasan tentang limit, seperti yang ditulis dalam Encyclopedie
tentang topik diferensial dinyatakan, “Diferensiasi dari
persamaan-persamaan hanya perlu menemukan limit-limit dari perbandingan
(nisbah) perbedaan-perbedaan tertentu atas dua peubah yang terdapat
dalam persamaan.”
Persamaan
d’Alembert
D’Alembert adalah orang dengan berbagai minat, sehingga
dikenal apa yang sekarang disebut prinsip Alembert – aksi-aksi
dari dalam dan reaksi sistem bentuk padat (rigid) dalam gerak
ada pada keseimbangan (equilibrium). Prinsip ini muncul dalam
makalah Traite de dynamique yang terbit tahun 1743. D’Alembert
menerbitkan makalah tentang musik, problem tiga-raga (three-body),
yaitu menyangkut perubahan siang-malam, gerak dalam media tertentu
dan gejolak pada bulan.
Saat
mempelajari problem tentang dawai-dawai bergetar, dimulai dengan
persamaan diferential partial ð²u/ðt² = ð²u/ðx²,
kemudian pada tahun 1747 memberikan (dalam Memoirs diterbitkan
Akademi Berlin) solusi: u = f(x + t) + g(x – t), dimana
g dan t adalah fungsi-fungsi tak tentu (arbitrary). Teori persamaan
diferential kemudian dikembangkan, meskipun subyek yang lebih
sulit adalah memberikan solusi atas persamaan-persamaan diferential
partial yang sudah dirintisnya sejak awal. Euler memberi tambahan
dalam cabang ilmu ini, persamaan diferenstial, dengan memberikan
persamaan umum ð²u/ðt² = a²(ð²u/ðx²)
dengan solusi u = f(x + at) + g(x – at). Sejak saat itu
solusi terus dicari dengan cara substitusi maupun logaritma. Ada
versi lain yang dikembangkan oleh Alexis Claude Clairaut (1713–1765)
yang juga mempunyai solusi tunggal. Penemuan solusi tunggal d’Alembert
diberikan lewat persamaan umum y = xf(y´) + g(y´),
yang lebih dikenal dengan persamaan d’Alembert.
D’Alembert
dan teori probabilitas
Salah satu ciri abad pencerahan adalah tendensi menggunakan metode
kuantitatif untuk diaplikasikan dalam semua aspek dalam masyarakat.
Tidaklah mengherankan apabila Euler dan d’Alembert juga
menulis topik harapan hidup (life expectancy), anuitas, undian/lotre,
dan berbagai aspek sosial lainnya. Teori probabilitas yang sudah
dirintis oleh Daniel dan Nicolaus Bernoulli kembali dikembangkan
oleh Euler dan d’Alembert dan notasi ! (faktorial) dipakai
pertama kali oleh Euler. Memang banyak kesamaan antara obyek penelitian
dan minat matematika antara Euler dan d’Alembert. Tetapi
rasanya bukan karena alasan itu pula mereka meninggal pada tahun
yang sama, 1783.
Sumbangsih
Memberi dasar penjelasan pada kalkulus dengan penjelasan tentang
limit. D’Alembert menginterpreatasikan “nisbah prima
dan terakhir” dari Newton dalam De quadratura curvarum sebagai
limit bukan sebagai nisbah awal atau nisbah akhir dari dua kuantitas
(fluxion) yang begitu saja diciptakan oleh Newton. Penyempurnaan
Eulerian dan persamaan diferensial adalah hal penting yang terkait
dengan nama d’Alembert. Bimbingan yang diberikannya kepada
ilmuwan muda dan matematikawan muda Perancis mampu mempertahankan
Perancis sebagai gudang ilmuwan terkemuka.