Pemenang Anugerah Nobel Kegemaran Eugene Paul Wigner: 1902-1995

Oleh: Ahmad Hazazi Ahmad Sumadi

Eugene Paul Wigner adalah seorang saintis yang menarik riwayat hidupnya untuk diperhatikan. Beliau berbangsa Hungary dilahirkan di Budapest pada tahun 1902. Wigner punyai latar kehidupan dan agama yang agak menarik; kedua ibu bapanya beragama Yahudi, punyai seorang kakak perempuan bernama Bertha dan adik perempuan bernama Margit yang kemudiannya berkahwin dengan P.A.M Dirac seorang fizikawan pintar yang pendiam dan handal dalam matematik.  Meskipun kedua orang tuanya punyai latar keagamaan Yahudi yang cukup kuat, dan Wigner sendiri pernah mendalami agama Yahudi dengan seorang pendeta tetapi mereka bukan penganut agama yang kental. Wigner dan kaum keluarganya, ketika menentang faham komunisme, pernah murtad dan menganut Kristian aliran Lutheranisme, dan akhirnya dia menjadi mulhid.

Walaubagaimanapun Wigner memang seorang yang pintar lebih-lebih lagi dalam subjek matematik. Wigner dan rakan sepersekolahnnya, juga seorang yang pintar dan polimat, iaitu John von Neumann banyak mendapat manfaat daripada guru matematik lagendanya yang terkenal di Budapest iaitu László Rátz. Semasa berumur 10 tahun Wigner sudah menjalani alam persekolahan, tetapi setahun kemudian beliau terpaksa membuang masa selama enam minggu di Breitenstein, Austria kerana dikatakan menghidap penyakit TB walaupun akhirnya diketahui tidak. Sepanjang enam minggu tersebut Wigner cuba untuk menyelesaikan masalah matematik sukar mengenai pembinaan segi tiga jika tiga altitud diberikan.

Minatnya yang mendalam terhadap matematik dan fizik menzahirkan catatan pendidikan Wigner yang agak menarik. Pada 1921 Wigner menjurus dalam bidang kejuruteraan kimia di Technische Hochschule Berlin. Di sini Wigner selalu mengikuti kolokium mingguan yang dianjurkan oleh Deutsche Physikalische Gesellschaft yang turut dianggotai oleh ramai saintis tersohor ketika itu seperti Max Planck, Max von Laue, Rudolf Ladenburgh, Werner Heisenberg, Walther Nernst, Wolfgang Pauli, dan Albert Einstein. Di sini juga Wigner bertemu rakan baiknya merangkap fizikawan hebat Leó Szilárd (yang berpengaruh dalam projek Manhattan). Antara perjalanan akademik Wigner di Berlin yang menarik ialah sewaktu beliau berkhidmat di Kaiser-Wilhelm-Institutes für physikalische Chemie und Elektrochemie beliau telah berjaya menyelesaikan tesis kedoktorannya dalam bidang kimia dengan judul Bildung und Zerfall von Molekülen dibawah bimbingan seorang cendekia-falsafawan-ekonomikawan-fizikawan-kimiawan terkenal Micheal Polanyi.

Pada 1926, Wigner kembali ke Budapest membantu perusahaan bapanya, tetapi minatnya hilang dan meneruskan hasratnya dalam bidang sains. Beliau pernah bekerja dibawah bimbingan beberapa saintis handalan Jerman ketika itu seperti Karl Weissenberg bagi membangunkan teori dalam kristallografi x-ray, kemudian beliau berkerja pula bersama Richard Becker seorang fizikawan teori Jerman yang terkenal. Di sinilah Wigner menelaah dan meneroka idea-idea dalam mekanik quantum, menelaah kerja-kerja yang diusahakan oleh Erwin Schrodinger, dan terutamanya menelaah pendekatan teori kumpulan yang dibangunkan oleh Ferdinand Frobenius dan Eduard Ritter von Weber dalam matematik. Wigner juga sempat  menerima permintaan daripada Arnold Sommerfeld untuk membantu matematikawan berpengaruh ketika itu David Hilbert yang juga sedang menelaah mekanik quantum. Pada 1927 Wigner telah membina teori simetri yang dikatakan memecahkan beberapa konsep-konsep asas dalam mekanik quantum yang kini dikenali sebagai matriks-D Wigner. Sekaligus meletakkan Wigner sebagai salah seorang yang punyai tahap pemikiran yang tajam dan juga berdaya karya. Sebenarnya Wigner dan Hermann Weyl adalah fizikawan yang bertanggugjawab membawa pendekatan teori kumpulan dalam menjelaskan beberapa konsep asas dalam mekanik quantum. Wigner menulis sebuah buku yang monumental berjudul “Group Theory and Its Application to the Quantum Mechanics of Atomic Spectra” pada 1931.

Bertitik tolak dari sinilah Wigner telah memberi sumbangan yang tidak kurang banyaknya dalam menjelaskan konsep-konsep asas mekanik quantum. Antaranya sumbangan beliau dalam pembinaan asas formulasi mekanik quantum, dan yang terkenalnya ialah teorem Wigner yang beliau sendiri buktikan pada 1931. Teorem ini cuba menjelaskan tentang konsep simetri seperti putaran, penjelmaan, dan simetri CPT (kojugatan cas-Charge conjugation, penjelmaan pariti-Parity transformation dan pengunduran masa-Time reversal) dalam ruang Hilbert. Sebarang penjelmaan simetri adalah diwakili oleh penjelmaan linear dan unitari atau antilinear dan antiuniatri dalam ruang Hilbert. Perwakilan bagi kumpulan simetri ke atas ruang Hilbert ini sama ada perwakilan biasa atau perwakilan unjuran. Kini teori yang dibangunkan oleh Wigner telah digunapakai dengan meluas dalam bidang fizik zarah keunsuran.

Disamping itu, antara sumbangan Wigner yang memikat Universiti Princeton, ialah sumbangan besar dalam membina teori bagi nukleas atom. Wigner menghasilkan makalah yang menjadi perhatian dunia sehinggakan Universiti Princeton menawarkan beliau jawatan dengan gaji yang lumayan, dan di sinilah beliau bertemu kembali dengan rakan sekolahnya John von Neuman dan juga rakan baru P.A.M Dirac yang menjadi adik iparnya. Setelah tidak disambung kontrak di Princeton, beliau berhijrah ke Universiti Chicago bersama Enrico Fermi, dan kemudian bergiat aktif dalam projek Manhattan untuk membangunkan projek bom atom.

Salah satu sumbangan besar Wigner dalam teknologi nuklear ialah kesan Wigner, dan banyaklah selepas itu sumbangan Wigner dalam dua bidang fizik dan matematik yang membawa kepada lahirnya istilah-istilah yang membawa namanya seperti dalam fizik terdapat pekali Wigner, tenaga Wigner, rakan Wigner (salah satu ujikaji gedanken dalam mekanik quantum), kekisi Wigner, taburan-kuasi kebarangkalian Wigner, dan sebagainya. Manakala dalam matematik pula seperti fungsi taburan Wigner, putaran Wigner, kumpulan kecutan Inonu-Wigner (Inonu-Wigner contraction) dan sebagainya. Antara sumbangan paling besar Wigner dalam fizik dan matematik ialah beliau berjaya menunjukkan peranan kumpulan unitari khas SU (4) dengan mempertimbangkan tenaga-tenaga nuklear dan membina satu kelas perwakilan unitari tak terturunkan bagi kumpulan Lorentz, kerja beliau ini muncul dalam makalahnya berjudul “On Unitary Representations of the Inhomogeneous Lorentz Group” dan telah terbit dalam jurnal berprestij komuniti matematik, Annals of Mathematics! Ini mengingatkan saya kepada Edward Witten, satu-satunya, setakat ini, fizikawan yang memenangi pingat Fields yang berprestij dalam komuniti matematik.

Sila baca rujukan untuk Gambar 1

Dan, pada tahun 1963, bersama lagi dua orang fizikawan; Maria Goeppert Mayer dan J. Hans D. Jensen, Wigner telah dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fizik mengenai sumbangannya membina teori bagi nukleas atom dan zarah-zarah keunsuran khususnya bagi penggunaan prinsip-prinsip asas simetri.  Selain itu, Wigner juga menulis dengan penuh berfalsafahnya mengenai satu makalah yang, pada saya, agak tersohor dikalangan bukan sahaja matematikawan, fizikawan malah juga falsafawan berjudul, “The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in the Natural Sciences” yang membawa kepada perbahasan besar dalam memahami peranan matematik dalam sains. Makalah inilah yang menemukan saya dengan nama besar Eugene Paul Wigner! Wigner menghembuskan nafas terakhirnya kerana jangkitan paru-paru pada 1995. Apapun, bagi khalayak sains, Eugene Paul Wigner tetap dianggap lagendaris terbaik dalam fizik dan matematik! 

Akhir kalam, tahniah diucapkan kepada kepada tiga fizikawan, James Peebles, Michel Mayor, dan Didier Queloz, kerana telah menerima Anugerah Nobel pada tahun 2019 ini!

Sumber:

1. https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1963/summary/
2. Andrew Szanton (penulis), The Recollections of Eugene P. Wigner as told to Andrew Szanton
3. Wigner Magazine, https://ysfine.com/wigner/wigphoto.html
4. https://appsmu.ukm.my/etisas/index.php
5. https://en.wikipedia.org/wiki/Eugene_Wigner#Middle_years
6. Gambar 1 menunjukkan Eugene P. Wigner menerima Anugerah Nobel (sumber rujukan 3 atas)