PPI Tokodai

Pengalaman

Ah Teori

Riset tentang apa ‘To? Oh, saya di Systems and Control. Ada jikken? Nggak, makanya bisa kerja 10-6 gini. Oh simulasi aja ya, programming? Uh well, no, not really, terakhir kali saya buka MATLAB mungkin 3 bulan yang lalu. Huh?  Whut?


東工大。東京工業大学。Tokyo Institute of Technology. Sesuai dengan namanya, hampir semua fakultas di Tokodai adalah fakultas sains, teknologi, rekayasa (engineering), dan matematika atau biasa juga disebut STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics). Akan tetapi, ketika berdiskusi tentang riset, entah kenapa pertanyaan “ada jikken?” sering muncul. Berdasarkan pengalaman saya, seringkali kata riset dan eksperimen digunakan seolah-olah riset berarti eksperimen dan sebaliknya. Padahal kategori sains, rekayasa, atau matematika tidak melulu berarti sains, rekayasa, atau matematika eksperimental.  Saya kenal paling tidak tiga pelajar asal Indonesia yang tidak melakukan eksperimen sebagaimana kata eksperimen biasa dimengerti secara umum dalam riset mereka. Walaupun begitu, toh mereka adalah pelajar Tokodai. Artinya, mereka juga periset.


So, how to do research without doing experiment? Jawaban pendeknya, sila tonton serial televisi Genius atau film The Theory of Everything. Atau film The Imitation Game. Atau A Beautiful Mind. Or the oldest but the best of all of them (fight me on this) Good Will Hunting. I could go on, but you get the idea. Empat media tonton di atas bisa memberi gambaran tentang salah satu metode riset tanpa eksperimen. Tentu saja ada metode riset tanpa eksperimen yang lain, misalnya, metode riset yang digunakan untuk riset di bidang filosofi, sastra, atau teologi yang kemungkinan besar tidak butuh eksperimen. Hanya saja, kebetulan (of course not), metode riset yang digambarkan keempat film tersebut adalah metode riset yang paling mirip dengan metode riset yang digunakan oleh paling tidak satu pelajar Tokodai. Agar saya tidak perlu berulang-ulang menulis “metode riset yang digambarkan oleh keempat film tersebut dan paling mirip dengan metode riset yang digunakan oleh paling tidak satu pelajar Tokodai,” izinkan saya memberi “metode riset yang digambarkan oleh keempat film tersebut dan paling mirip dengan metode riset yang digunakan oleh paling tidak satu pelajar Tokodai (yaitu saya)” nama: metode Noether.


So what is the Noether method? Metode Noether berangkat dari asumsi bahwa sudah ada pertanyaan. The Question, yang saya akan rujuk dengan huruf kapital Q. Dari mana pertanyaan Q muncul? Well, dari Tuhan, bangsa, dan almamater. Eh bukan, maksud saya dari advisor misalnya, atau mungkin dari mimpi. Or from a very old paper from a very obscure Eastern European journal. Karena ada pertanyaan, tentu saja saya tertarik dengan jawabannya ‘kan? Well yeah, before that though, do we even understand the question? Bisa jadi tidak. Bisa jadi saya bisa secara informal menanyakan pertanyaan Q, tapi tidak tahu bagaimana cara menuliskan pertanyaan Q secara formal. So step 1: trying to understand the question Q.


Again, step 1: understand the question. Bagaimana caranya? Dengan mencoba mendefinisikan dan mengerti konsep-konsep yang berkaitan dengan pertanyaan Q, dengan bertanya tentang pertanyaan Q dan membaca pertanyaan orang lain tentang pertanyaan Q, dengan membaca paper-paper yang berkaitan dengan paper yang menimbulkan pertanyaan Q, berdiskusi, dan sebagainya. Kadang-kadang ternyata didapati bahwa pertanyaan Q terlalu sulit. Misalkan, karena ternyata dasar teori untuk sekedar memformulasikan pertanyaan Q saja terlalu banyak\dalam. Atau bisa jadi walaupun pertanyaan Q bisa dituliskan secara formal, pertanyaan Q terlalu sulit untuk diselesaikan dengan komputasi (karena termasuk dalam kelas kompleksitas NP hard misalnya) atau bahkan tidak dapat ditentukan jawabannya. Dalam kasus tersebut, tanyakan saja pertanyaan Q’ yang (terlihat atau terdengar) lebih mudah, dan kembali ke step 1: trying to understand the question.


Now step 2: devise a strategy to answer the question. Sebenarnya agak aneh mendefinisikan tahapan ini sebagai step 2, karena saat mencoba mengerti tentang pertanyaan Q, seringkali sebagian besar definisi, properti, contoh, counterexamples, secara natural membisikkan strategi untuk menjawab pertanyaan Q. In a sense, in step 1, we are actually doing step 2 too.  Jadi apa saja bentuk strategi ini? Macam-macam. Misalnya dengan mencoba mencari pola dalam contoh-contoh atau counterexamples yang ditemukan pada step 1 atau mencoba mengubah pertanyaan Q menjadi pertanyaan R yang sudah ada jawabannya. Kadang-kadang menggambarkan konsep-konsep yang terkait dengan pertanyaan Q juga membantu menentukan strategi untuk menjawab pertanyaan Q. Dalam riset saya selama hampir satu setengah tahun, strategi yang paling sering saya gunakan adalah mereduksi pertanyaan Q menjadi pertanyaan lain R yang sudah ada jawabannya, kemudian work backwards.


Okay so there exists a strategy. What’s next? Step 3: Carry on the strategy. Di bidang saya, artinya menulis semua detail terkait dengan jawaban dari pertanyaan Q. Sebut saja jawaban ini jawaban J. Semua definisi, konsep, dan teori yang dibutuhkan. Semua pernyataan teknis yang dibutuhkan untuk memformulasikan jawaban J. Buat saya, seringkali step 3 lebih mudah daripada step 1 dan step 2. Hal ini dikarenakan semua “kerangka” dari jawaban J sudah didirikan dalam step 1 dan step 2. Pada step 3 ini juga biasanya saya mulai menulis draft paper untuk diajukan ke konferensi atau lokakarya, misalnya. Walaupun step 3 ini lebih mudah dari step 1 dan step 2, step 3 ini biasanya jauh lebih membosankan dan menjemukan. Akan tetapi, jika bersabar, di ujung step 3 ini biasanya saya mendapatkan kepuasan yang terlalu panjang untuk dituliskan di dokumen ini. Di step 3 juga biasanya saya menemukan lubang di argumen dan strategi saya. Sejauh ini, argumen-argumen berlubang tersebut bisa saya perbaiki, jadi saya tidak pernah sampai harus mengganti strategi. Walaupun demikian, mengganti strategi bukanlah hal yang tidak biasa. So if it is necessary to change the strategy, then change it.


Welp. So now there is an answer, and a submitted and hopefully accepted conference paper. Selanjutnya? Well, reflect on what have been done. Misalnya, mode berpikir seperti apa yang digunakan untuk menjawab pertanyaan Q. Dalam bidang saya ini berarti apakah metode yang saya gunakan lebih algebraic, analitik, atau geometrik? Apakah ada tools baru yang digunakan dalam menjawab pertanyaan Q? Karena pertanyaan yang baru kemungkinan besar masih terkait dengan pertanyaan Q, metode-metode yang digunakan bisa jadi dapat kembali digunakan untuk mengerti dan menjawab pertanyaan berikutnya. Bisa jadi bahkan metode-metode yang digunakan dapat digunakan untuk mengerti dan menjawab pertanyaan yang sepertinya tidak ada hubungannya sama sekali. And that’s step 4 and the final step in the Noether’s method.


So what’s the point of all those? Bahwa ada metode lain untuk melakukan riset selain The (Experimental) Scientific Method. Karena riset menghasilkan pengetahuan, adanya metode lain untuk melakukan riset berarti ada pengetahuan selain pengetahuan yang didapat dari sains eksperimen. There is knowledge besides (experimental) scientific knowledge. Adanya pengetahuan di luar pengetahuan yang didapat dari sains eksperimen berarti ada pertanyaan S yang hanya bisa ditanyakan di luar kerangka sains eksperimen. Karena pertanyaan S ada di luar kerangka sains eksperimen, tentu saja The (Experimental) Scientific Method™ tidak akan bisa menjawab pertanyaan S. Thus, there are questions that the (experimental) sciences cannot answer. Is this a reason to despair because then the world, the universe is unintelligible? No. This only means that the world is too rich, too immense, too diverse, to be understood only by one method. Dan menurut saya, itu sama sekali bukan hal yang buruk.


Acknowledgement: Terima kasih untuk Aad, Mia, Sena, Firly, Eya, Nana, Tsani, dan Fabian yang sudah membaca dan mengomentari draft pertama tulisan ini.

1 実験. Eksperimen.

2 ada juga Institute of Liberal Arts yang didirikan tahun 2016

3 yep, there is such thing, as is shown by https://www.tandfonline.com/loi/uexm20

4 eksperimen dalam sains seperti biologi, kimia, dan fisika

5 well, juga bahwa tokoh utama pria dalam film-film tersebut is a j*rk and do*chebag

6 does the word “experiment” even have meaning in the context of literature or theology?

7 biasanya disebut metode Polya. Tapi Emmy Noether adalah salah satu periset matematika dan fisika favorit saya, thus, Noether method.

8 ada yang tahu referensi ini ;p?
9 and of course revision. There’s no end to revision.

10 kecuali jika pertanyaan-pertanyaan riset lebih sering muncul dalam mimpi dan dari Tuhan

11 yang biasa dimengerti dengan: membuat hipotesis, melakukan eksperimen untuk menguji hipotesis, dan mengambil kesimpulan dari data hasil eksperimen


12 bukan berarti di luar sains. Misal, pertanyaan: “apakah alam semesta stabil?” dan “apakah alam semesta mengembang?” sama-sama pertanyaan di dalam kerangka sains (natural), akan tetapi pertanyaan pertama tidak bisa dijawab lewat eksperimen. Tentu saja ada pertanyaan di luar kerangka sains (natural). Misalkan, “apakah saya harus dukung feminisme?” atau “apa yang dimaksud dengan adil?” atau “besok meeting sama sensei gak ya?”  


Penulis: Adrianto Ravi

Doktoral tahun kedua
Dynamical System Lab. (DSL)
Topik riset: Game Theory, Control Theory

PPI Tokodai