Szegedi Tudományegyetem - Ahol tudás és szándék találkozik

Sokakat kísért a középiskolás fizikaórák „olyan semmilyen” emléke. Számtalan feladatmegoldás, a definíciók és képletek bemagolása, körülbelül ezek maradtak meg.
Hogy miért nem beszélnek a középiskolai tanárok Schrödinger macskájáról, a feketelyukakról és a téridő-elméletről, nem értem. Talán mert érdekes.
Hogy a fizika több, mint meg nem oldott műveletek halmaza, arra nem mindenki jön rá egyedül.
Ezért kellenek az olyan nyilvános előadások, amelyeken egy-egy tudományterület képviselői mutathatják meg, miért különleges, amivel foglalkoznak.
Erre jó a Mindentudás Egyeteme című előadássorozat, amely október 5-én, Szegeden is elindult.
Az előadás megnyitásaként Szabó Gábor, a Szegedi Tudományegyetem rektora üdvözölte a Mindentudás Egyetemét. Az ezt követő köszöntőbeszédben Kroó Norbert, a Magyar Tudományos Akadémia alelnöke elmondta, ez az előadás-sorozat eleve sikerre van ítélve. A három évvel ezelőtt kitűzött célokat – többek között azt, hogy segítsenek eligazodni a gyorsan változó világban, illetve, hogy „tudományos sztárokat” mutassanak be –, sikerült megvalósítani.

 

 

A fizikában alapvető dolog a modellalkotás. Fotó: S. Cs.

 

A Mindentudás Egyetemének első előadása a fizikai gondolkodás fejlődését mutatta be az egyiptomi kagylóktól a jövő elméleteit meghatározó kvantummechanikáig. A fizikus körökben ismert és elismert szegedi akadémikus, Szabó Gábor (SZTE TTK Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék) rendhagyó, a Mindentudás Egyetemének későbbi előadásait megalapozó órát tartott.

 

 

A fizika fő motivációja a körülöttünk lévő világról szerzett információk rendszerezése. Ahhoz, hogy otthon érezzük magunkat a világban, tudnunk kell, hogyan működik. Ezidáig az információk átadása és megértése biztosította a civilizáció túlélését.
Ma azonban a tudomány megértése helyett könnyebb azoknak az áltudományoknak hinni, amelyek az embereket foglalkoztató kérdésekre egyszerű válaszokat adnak. Egyszerű válaszok mindig lesznek, ezért nem az áltudományok ellen kell fellépni, hanem azért kell kiállni, hogy az emberek elfogadják a tudományos ismereteket.
Ahogyan azt Szókratész megfogalmazta:
„A tanulás gyökere keserű, de édes a gyümölcse.”
Szerencsénkre az ókori görögök ezt a felfogást követték, így Thalesz, Hérodotosz vagy Anaximandrosz annak ellenére, hogy nem tudták definiálni a fizikai mennyiségeket, olyan elméleteket alkottak meg, amelyek nyomán elindulhatott a fizika fejlődése. Arkhimédesz például a testek úszására vonatkozó eredményeit úgy érte el, hogy nem használta a sűrűség fogalmát, és Zenón is ösztönösen rátalált a végtelen fogalmára, csak nem tudott mihez kezdeni vele. Jó kétezer évnek kellett eltelnie, mire a matematikusok megmutatták, hogy miképpen lehet egzaktul kezelni a végtelent.

 

 

A modellalkotás.
Galilei zsenialitása például egyebek mellett abban állt, hogy egy kétezer éves modell elégtelenségét ismerte fel, és cserélte le újra. Galilei előtt a fizikát az Arisztotelész által kidolgozott, ún. peripatetikus mechanika uralta. Lényegében az elmélet anynyi, hogy a testek természetes állapota a nyugalom, ezért ha egy test mozog, akkor e mögött valamilyen ok áll. A modell a tapasztalatból indult ki, és logikus egységet alkotott, viszont alapvetően hibás volt. Kétezer évig ez senkinek nem okozott problémát. Galilei azonban észrevette, hogy a mozgó testek valóban megállnak, de ez azért van, mert nem tudjuk őket tökéletesen elszigetelni más testek hatásától. A testek természetes állapota tehát nem a nyugalom, hanem a mozgás, és nem a mozgás fenntartásához, hanem a megváltoztatásához van szükség okra. Galilei minden zsenialitása ellenére csak részproblémákat oldott meg, a mechanika egészére vonatkozó modellt Newton alkotta. Newton ezzel persze a klasszikus mechanikát a természettudomány modelljévé tette.
A fizikában alapvető dolog a modellalkotás. A világ megérteni akarása még a sötét középkorban is eköré szerveződött, és a fizikai mennyiségek bevezetésének kezdeti nehézségei után az elméletalkotás már jóval könnyebb volt. Kopernikusz elméletére-miszerint a Nap körül körpályán keringenek a bolygók – Galilei mellett Johannes Kepler is felfigyelt, majdnem száz évvel az elmélet megalkotása után. Kepler a bolygók mozgását vizsgálva azt találta, hogy azok nem kör –, hanem ellipszis alakú pályán keringenek. Ezt azonban Kepler a szemlélete alapján eleinte elvetette, miután az ellipszis tökéletlenebb a körnél, és ez egy tökéletes világegyetemben nehezen képzelhető el. Azonban, miután a megfigyelések alátámasztották a hipotézisét, Keplernek filozófusként kellett megbékélnie azzal, amit fizikusként felfedezett.

 

 

A történet ott kezdődött, hogy a régi görögök észrevették, hogy a tenger fenekén élő és a sziklákban található kagylómaradványok között nincs sok különbség. Több mint kétezer évvel később pedig már a fizikai gondolkodás egyik csúcsánál, az általános relativitáselméletnél tartunk, amely egy talán még meredekebb elméletet készített elő, a kvantummechanikát.
A kvantummechanika sosem látott lehetőségeket rejt magában, pláne ha az általános relativitáselmélettel kombináljuk. Tér és idő együtt véges, négydimenziós, határok nélküli teret alkot. De ezeknél a határok nélküli tereknél kezdődnek a mi korlátaink.
Mert a határok átlépése előtt talán tisztázni kellene azt a kérdést, hogy merre halad ma a társadalom és mit vár el a tudománytól.
Számtalan dolgot kell megoldani, mert annak ellenére, hogy az emberi civilizáció eddig mindent túlélt, a környezet rombolása, az energiahordozók kimerülése, az ivóvízkészlet fogyása mind olyan globális probléma, amelyet az emberi gondatlanság csak súlyosbít.
Száz évvel ezelőtt az emberek döntő többsége olyan környezetben élt és dolgozott, hogy nem nagyon találkozott olyan eszközzel, aminek a működését egy kis erőfeszítéssel ne érthette volna meg. Ma viszont csupa olyan eszköz vesz bennünket körül, amelynek megértése elképzelhetetlen a természettudományos ismeretek nélkül.
Ehhez képest ott tartunk, hogy a tudományos kifejezéseket nem megfelelően használjuk, ezért nem lepődik meg senki azon, amikor az Egyesült Államokban egy tréfásnak szánt körlevéllel sok ezer aláírást sikerült begyűjteni a dihidrogén-oxid (H2O) betiltására, vagy sokan hevesen tiltakoznak az összes E-jelű anyag, így például az E948 (O2) ellen.
A világ már csak ilyen.