Fizikai Szemle honlap

Tartalomjegyzék

Fizikai Szemle 2005/11. 395.o.

MINDIG IZGATOTT A »MIÉRT?« KÉRDÉSE
- Jéki László beszélgetése Pál Lénárd akadémikussal

- Mikor, mivel, hogyan kezdődött a természettudományok iránti érdeklődésed?

- Az égés foglalkoztatott először. A gyertyagyújtás, a tűzrakás mindennapjainkhoz tartozott gyerekkoromban. Első kísérletemben a gyertya égésekor fejlődő gázokat vezettem el, majd meggyújtottam. A sikeres kísérlet igazi nagy örömet, boldogságot okozott. A IV. osztály végén, 1939-ben kaptam a polgári iskolában év végi jutalmul Faraday A gyertya természetrajza című, az ifjúság számára írt könyvét. Remek könyv, az Athenaeum adta ki 1921-ben, érdemes lenne újra kiadni. Érdekeltek a robbanóanyagok is, már 12 éves koromban sikeresen gyártottam puskaport.

Nagyon megszerettem a kémiát, a kísérletezés örömet okozott. Kémiai ismereteimet Gróh Gyula Általános kémia kötetéből igyekeztem bővíteni. A kísérletezés közben mindig izgatott a "miért?" kérdése, ez vezetett el ahhoz a felismeréshez, hogy matematikát és fizikát kell tanulnom a kémiai reakciók megértéséhez. A természettudományok iránti belső vonzódásomat tanáraim is felismerték. Békéscsabán a felső kereskedelmi iskolában Kircsi István, a kereskedelmi számtantanára - akinek nem lehetek eléggé hálás - adta kezembe Beke Manó Bevezetés a differenciál- és integrálszámításba című könyvét. Ajánlására olvastam a Sammlung Göschen sorozat Höhere Analysis köteteit, középiskolás koromban már tanulmányozni kezdtem Ortvay Rudolf kvantummechanika jegyzetét is.

- 1943-ban érettségiztél, tanárképzős hallgató lettél a Muegyetemen, majd 1945-tol a Pázmány Péter Tudományegyetemen tanultál, 1949-ben kaptad meg vegyészdiplomádat. Hol kezdtél dolgozni, mi volt az első kutatási témád?

- A Tudományegyetemen lettem tanársegéd a Gyakorlati Fizikai Intézetben. Az állapotváltozások fizikájával kezdtem foglalkozni, az olvadás és a fagyás folyamatai érdekeltek.

- Rövidesen az életedben is alapos "állapotváltozás" következett be.

- Az 1940-es évek végén zajlott a Központi Fizikai Kutató Intézet (KFKI) létrehozásának az előkészítése. Készültek a tudományos tervek, és munkatársakat toboroztak, engem is hívtak az új intézetbe. Az intézet 1950 szeptemberében alakult meg, de én akkor már Moszkvában voltam aspiráns. A KFKI tervezett programjában fontos helyen szerepelt részecskegyorsító berendezés építése, és engem azért küldtek Moszkvába, hogy a gyorsítók fizikáját tanulmányozzam. Ott azonban kiderült, hogy ez titkos területnek számít, külföldi nem foglalkozhat vele. Elméleti magfizikát tanulhattam volna, de felajánlották a ferromágneses kutatások lehetőségét is. Akadémiai jóváhagyással a mágnességet választottam. Ez egy újabb nagy változás volt az életemben.

Egykristályos anyagban könnyen megfigyelhető, hogya mágnesezhetőség függ attól, hogyan áll a mágneses tér iránya a kristálytani tengelyekhez képest. Polikristályos anyagokban általában véletlenszerű a kristályszemcsék eloszlása. Mérési módszert dolgoztam ki, melynek révén nagy pontossággal volt meghatározható a mágneses telítettséghez közeli állapotú anyag mágneses szuszceptibilitása. Kobaltmintákat vizsgáltam, és sikerült felderítenem a kobalt szaturációs szuszceptibilitásának hőmérsékletfüggésében jelentkező anomália okát. A jelenség elméleti megalapozását is megadtam. Ez volt a kandidátusi disszertációm.

- Itthon, a KFKI-ban is folytattad ezt a témát?

- 1953-ban jöttem haza, és azonnal megbíztak a Ferromágneses (későbbi nevén Mágneses) Osztálymegszervezésével és vezetésével a KFKI-ban. Az MTA Műszaki Osztálya is támogatta a mágneses kutatások megindítását. A Moszkvában végzett kísérleteket itthon sikeresen megismételtük. Ezután a vas-alumínium rendszert kezdtük tanulmányozni. Arra voltunk kíváncsiak, hogy az atomi rendezettség hogyan befolyásolja a mágneses tulajdonságokat. Ismert volt, hogy ez az anyag kettős "Curie-ponttal" rendelkezik: melegítés hatására mágnessége csökken, majd újra nő. Alapos vizsgálatokat végeztünk, a folyamat időfüggését is meghatároztuk, és sikerült megismernünk a változások okait. Kellemes emlék életemben az az előadásom, amelyet ezekről a kérdésekről Schenectadyben, a General Electric központi laboratóriumában J. Kouvel professzor meghívására tartottam. Az ötvenes évek közepén a Távközlési Kutatóintézettől kaptunk egyérdekes feladatot. Azt kérték, hogy mérjük meg ferritmintáik mágneses permeabilitásának frekvenciafüggését a mikrohullámú tartományban. A probléma tanulmányozása messzire, a mágneses tartományokat határoló doménfalak mozgásának leírásához, a doménfal- dinamika elméletéhez vezetett.

Van de Graaff részecskegyorsító (1971)

Munkatársaimmal együtt nagy érdeklődéssel tanulmányoztam a vas-ródium ötvözetet, amely szobahőmérsékleten antiferromágneses, majd melegítésre ferromágnesessé válik. Az atomok közötti távolságtól függő kicserélődési kölcsönhatás előjelváltásával magyarázható az átalakulás, amelynek Ch. Kittel által felvázolt elméletét sikerült jelentősen továbbfejlesztenem. Fiatal éveim szép emléke, hogy L. Bates, a mágneses kutatások akkori egyik "nagyöregje" felkért, hogy tartsak előadást vas- ródium kutatásainkról a Nottinghamban rendezett nemzetközi mágneses konferencián.

Sokat idézik azokat az eredményeinket is, amelyeket a mangánalapú ötvözetek mágneses szerkezeteinek felderítésében értünk el. Megemlítem, hogy az antiferromágneses mangán-nikkel ötvözet tulajdonságait tanulmányozva megmutattuk, hogy rézatomok bevitelével és megfelelő hőkezeléssel egytengelyű gyenge ferromágnesség hozható létre. Az idézetekből úgy látszik, hogy a probléma mostanában ismét időszerűvé vált a nanomágneses rétegszerkezetek kutatásában.

Nem folytatom a felsorolást, csupán megjegyzem, hogy mágneses kutatásaimban engem mindig a változások, a struktúrák közötti kapcsolatok természetének megismerése érdekelt.

- Alig egy éve dolgoztatok még csak a mágneses vizsgálatokon, amikor újabb nagy feladatot kaptál és vállaltál. 1955-ben a kormány döntött: kísérleti atomreaktor épül a KFKI-ban. Az Országos Atomenergia Bizottság Téged bízott meg a tudományos és szervezeti kérdések összefogásával, javaslatok kidolgozásával. A reaktor 1959-re elkészült; kezdeményezésedre a KFKI-ban új tudományos irányok muvelése kezdodött meg. Egyéni kutatói érdeklodésedet, témaválasztásodat hogyan befolyásolta az atomreaktor megjelenése?

Rudolf Mössbauer és Mezei Ferenc (1985)- Tudtam, hogy a semleges, ugyanakkor mágneses momentummal bíró neutronok remek lehetőséget kínálnak a mágneses anyagok vizsgálatára. Neutron-diffraktométert építettünk, és vizsgáltuk különböző ötvözetek mágneses szerkezetét és fázisátalakulásait. Több új szerkezetet és átalakulási mechanizmust sikerült felismernünk. Azt is tudtam, hogy termikus neutronok rugalmatlan szórásának segítségével tanulmányozhatjuk a szilárdtestek elemi gerjesztéseit (a fononokat, magnonokat). Hozzákezdtünk egy "korrelációs neutronspektrométer" fejlesztéséhez; a beeső neutronnyaláb pszeudovéletlen modulációjára érdekes módszert dolgoztunk ki. A kutatásokba bekapcsolódó Mezei Ferenc azonban felismerte, hogy a lassú neutronok energiájának mérésére sokkal célszerűbb mágneses momentumuk precesszióját felhasználni, s ezzel megalapozta a nevéhez fűződő "neutronspin-echo" módszert. Miután kérdésed az atomreaktor megjelenésének tudományos érdeklődésemre gyakorolt hatására vonatkozott, szólnom kell a legfontosabbról. Már a reaktor üzembe helyezése előtt foglalkoztatott az a kérdés, hogy a neutronláncreakció sztochasztikus természetének milyen következményei lehetnek. Elárulhatom, hogy az az eredményem, amelyre a "legbüszkébb" vagyok, az ezzel a problémával kapcsolatos. Az általam levezetett egyenlet, később a Pál-Bell-egyenlet nevet kapta, ma is így idézik.

- Felidéznéd a megszületését?

Szatmáry Zoltán, Hetényi István pénzügyminiszter és Szabó Ferenc a ZR-6 elôtt (1986)

- A reaktorban a neutronok számának változásaiban bizonyos esetekben fontos szerepet játszik a véletlen. A véletlenen múlik, melyik neutron idéz elő hasadást, hány neutron keletkezik a hasadásban, melyik fogódik be, melyik szökik meg stb. Az ingadozásokra 1946-ban Feynman vezetett le egyelemi megfontolásokra épülő formulát, de 1957-ben még hiányzott a neutron-láncreakció térés energiafüggő változatának egzakt sztochasztikus elmélete. 1957 nyarán, egy balatoni kertben jöttem rá, hogy a folyamatot egy adott időpontban akkor kezelhetem egyszerűen, ha visszamegyek a kezdő pillanathoz, és megvizsgálom egy "indító" neutron sorsának lehetséges kimeneteleit. Tulajdonképpen a sztochasztikus folyamatok elméletében jól ismert, úgynevezett "hátrahaladó" egyenletet vezettem le a neutron-láncreakcióra. Az egyenletet 1958-ban a Nuovo Cimentóban publikáltam, s ugyancsak 1958-ban előadásban ismertettem az ENSZ II. Békés atom konferenciáján Genfben. Hamarosan kiadták kínai fordításban; későbbi, oroszul írt cikkeimet pedig gyorsan angolra fordították Harwellben.

- Mi volt Bell szerepe? Együtt dolgoztatok, vagy Toled függetlenül ugyanarra az eredményre jutott?

- Egyik sem. G.I. Bell öt évvel később, 1963-ban az egyenlet generátorfüggvényes alakjának matematikai tulajdonságait vizsgálta, s azóta idézik az 1958-ban publikált egyenletemet Pál-Bell-egyenlet néven. Bell egyébként csak a részecskeszám ingadozását vette figyelembe, a tér- és sebességfüggést nem vizsgálta.

A részecskegyorsítóval kombinált neutronforrások, a spallációs források kutatása láthatóan új aktualitást ad az elméletnek, megszaporodtak a hivatkozások.

- Az egyenlet sikeres megalkotásával lezártad magadban ezt a témát, vagy továbbra is foglalkoztatott a probléma?

- Sohasem "zártam le" ezt a témát. A Pál-Bell-egyenlet az elágazó folyamatok elméletének egy szép alkalmazása. Az elágazó pont folyamatokkal kedvtelésből az eltelt évtizedekben állandóan foglalkoztam. A közelmúltban általánosítottam az egyenletet véletlenül változó sokszorozó közeg esetére. Tanulmányomat tavaly ősszel a Chalmers Egyetem adta ki. Nemrégen egy magyar nyelvű jegyzetben foglaltam össze az elágazó folyamatok fizikájának elméletében elért legfontosabb eredményeimet. A jegyzetet a KFKI Atomenergia Kutatóintézet az idén adta ki. A neutron-láncreakció sztochasztikus elmélete alkalmazható más területeken: a kémiában, a biológiában, sőt a társadalomtudományokban is. Felmerült az a gondolat, hogy egy kedves, régi tanítványommal, aki most igen aktív és eredményes kutató, közösen elkészítjük egy monográfia kéziratát. Talán kiadót is találunk.

Jéki Lászlóval a tokamak avatásán (1979)

- Mi foglalkoztat még mostanában?

- Sok minden. Bizonyára tudod, hogy nagy és bonyolult rendszerek (repülőgépek, vegyi gyárak, atomerőművek stb.) működésének biztonságát gondos vizsgálatokkal ellenőrzik. A rendszerekben lejátszódó folyamatokat számítógépen szimulálják, és megfigyelik, hogy a rendszer biztonsága szempontjából fontos paraméterek (az ún. kimenő változók) különböző feltételek mellett mekkora értékeket vesznek fel. A bemenő változók ingadozásai (bizonytalanságai) miatt a kimenő változók is ingadoznak. Ha a szimulációk során a kimenő változók egy csoportja, vagy akárcsak egyetlen kimenő változó is kilép a technológiai megfontolások alapján meghatározott elfogadási sávból, akkor nyilvánvaló, hogy további alapos vizsgálatra van szükség. Érdekelt, hogy a matematikai statisztika milyen módszereket kínál a kimenő változók analízisére. Írtam egy összefoglaló házi dolgozatot a nagyrendszerek biztonságának matematikai statisztikai ellenőrzéséről, amelyből később több publikáció született.

Sok érdekes probléma van, amelyek tanulmányozásához jól használhatók a valószínűség-elmélet módszerei. Kellemes időtöltést jelentett számomra például az autokatalitikus folyamatok sztochasztikus modelljeinek vizsgálata. Eredményeimet az arXiv:cond-matban publikáltam.

- Tíz éve jelent meg A valószínűségszámítás és a statisztika alapjai címu kétkötetes munkád az Akadémiai Kiadónál. A könyv sikert aratott, nem csak fizikusok forgatják. Sikeresen egyeztettél össze két szempontot, a matematikai igényességet és a fizikusi szemléletmódot.

- Örülök a könyv sikerének, egyetemi előadásaim tapasztalatai alapján írtam. Az azóta eltelt évtizedben változott az álláspontom a véletlen, a valószínűség megítélésében. Ma nagyobb jelentőséget tulajdonítok a szubjektív tényezőknek, mint régebben. Egy esemény nyilván azért véletlen számunkra, mert az eseményt előidéző "kísérletben" a meghatározó okok teljes halmazának mindig csak egyrészhalmaza rögzíthető. Ha azonban a részhalmazra vonatkozó tudásunk változik, változnia kell a véletlenség mértékének, az eseményvalószínűségének is. Némi túlzással azt mondhatnám, hogy tudásunk állapotától "függ" az esemény valószínűsége.

Fontosnak tartom itt megjegyezni, hogy véleményem szerint a klasszikus mechanikában és az elektrodinamikában nincs véletlen, a fázistér dinamikájának szinte mindig lehetséges belső instabilitásait (a kaotikus mozgásokat) nem tekintem véletlennek. Gibbs és Boltzmann zsenialitására volt szükség, hogy megszülessen a klasszikus statisztikus mechanika, és ezzel mélyértelmezést kapjon a termodinamika. A kvantummechanikában viszont a véletlen esszenciális, az elmélet immanens része; nélküle nem kaphatnánk a mi emberméretű világunkban is használható üzeneteket a mikrovilág történéseiről.

- A Science folyóirat a nyáron volt 125 éves, ebből az alkalomból 125 megválaszolásra váró tudományos kérdést fogalmaztak meg. Ezek egyike azt firtatta, vajon igaza lesz-e Einsteinnek, miszerint Isten nem játszik kockajátékot. Mi a véleményed erről?

Wigner Jenővel (1983)

- Nem tudok jósolni, de azt hiszem, hogy az a két szigorú "grammatikájú" nyelv (a gravitációelmélet és a kvantumelmélet), amelyeket az emberi méretektől radikálisan eltérő extrém nagy és extrém kis világok üzeneteinek megértésére ma használunk, változni fog. Nyilván szeretnénk megismerni a sötét energia titkát, megfejteni, hogy a természeti állandók értékei miért akkorák, mint amekkorák, de az is lehet, hogy arról fogunk meggyőződni, hogya tudásnak vannak számunkra megismerhetetlen birodalmai. Ki tudja?

- Eddig egyéni vagy a kutatócsoportban végzett fizikusi munkádról beszélgettünk. Ez is imponálóan sokszínű. A KFKI hosszú időn át volt vezetőjeként azonban a kutatóintézet egészére nagy befolyással, hatással voltál. Témák sora indult kezdeményezésedre. Mindannyiunknak imponált, hogy minden témáról érdemi diszkussziót lehetett Veled folytatni. Hogyan csináltad?

- Nem volt különleges módszerem, egyszerűen minden érdekelt. Örömmel töltött el, ha valami újdonságról értesültem, és igyekeztem megérteni. Rendszeresen olvastam a legfontosabb folyóiratokat, és sokat beszélgettem a kutatókkal. Nem vezetői kötelességből, hanem szakmai érdeklődésből tettem fel kérdéseket és vitatkoztam. Szerettem, és szeretem a jó, az érdemi szakmai vitákat. Szeretem megismerni mások munkáját, én is szívesen beszélek a magaméról. Publikációim is születtek ilyen beszélgetésekből, eredetileg tőlem távol eső témákban is. A fizikusokon kívül elsősorban a matematikusokkal folytatott beszélgetéseim voltak gyümölcsözőek. Mindig örömmel gondolok azokra a régi, szép esti sétákra, amelyeken Rényi Alfréd (Buba) mesélt nekem a határeloszlás- tételekről, a feltételes valószínűség új definíciójáról és sok minden egyébről.

Mások példájából is tanultam. Minden iránt érdeklődő ember volt A.P. Alekszandrov, a moszkvai Kurcsatov Intézet vezetője, a Szovjetunió Tudományos Akadémiájának elnöke, akivel több közös kutatási programot indítottunk el. Tiszteltem nyitottságáért, széles körű érdeklődéséért. Szerettem a mélyen gondolkodó D.I. Blohincevvel találkozni. Élmény volt részt venni a Nobel-díjas P.L. Kapica híres ebédjein. Intézetének munkatársai és külföldi vendégek ülték körül az asztalt, és fizikáról beszélgettek. Kapica távoli, egymáshoz látszólag nem kapcsolódó dolgokat tudott szellemesen összekapcsolni. Sokszor késztettek gondolkodásra Jánossy Lajosnak az elfogadott nézetekkel általában szembenálló, meghökkentően érdekes kérdései.

Szívesen emlékszem a francia Louis Néellel folytatott diszkussziókra is, ő az antiferromágnességgel és a ferrimágnességgel kapcsolatos kutatásaiért kapott Nobel-díjat.

Sok híres fizikus látogatta meg a KFKI-t, szólt elismeréssel tudományos eredményeiről. Jó most erre emlékezni.

- Olvasóink nevében is további alkotó éveket kívánok Neked, legyen továbbra is sok örömöd új tudományos problémák megismerésében és megoldásában. Köszönöm a beszélgetést.