Válogatott ​tanulmányok 0 csillagozás

Valamely új tudományos igazság nem úgy szokott győzelemre jutni, hogy az ellenfelek meggyőzetnek és kijelentik, hogy megtértek, hanem inkább úgy, hogy az ellenfelek lassanként kihalnak, és a felnövekvő nemzedék már eleve hozzászokik az igazsághoz.

A gondolatok finomabbak, mint az elektronok, gondolatban épp oly könnyen felhasíthatunk egy atommagot, mint ahogy millió fényéves távolságokat átugorhatunk. Sokszor halljuk azt a nézetet, hogy a természet sokkal nagyobb területet fog át, mint amekkorákat az emberi képzelőerő fel tud fogni. Ennek éppen az ellenkezője a helyes. A gondolat mérhetetlen birodalmában a természet csupán egészen kis körzetet foglal el. A gondolatok játékának felkeltéséhez ugyan mindig szükség van egy természeti élmény útján létrejött külső lökésre. De ha egyszer a felkeltés bekövetkezett, a képzelőerő a megkezdett fonalat önállóan képes tovább fonni olyan területekig, amelyek messze túl vannak minden természeti történésen. A fizikai kutatás mindenkor sikeresen használta fel azt a képességet, hogy gondolatainkban túlmenjünk a természeten. Már a klasszikus mechanikában kitűnt, hogy anyagi rendszerek mozgásának alaptörvényeit a legáltalánosabb és legegyszerűbb alakra lehet hozni, ha a tárgyalásba bevonjuk az ún. virtuális változásokat, vagyis olyan változásokat, amelyek nem a természetben, hanem gondolatban mennek végbe. Nem szabad kételkednünk abban, hogy a jelenleg égetővé vált feladatnál, a klasszikus fizika fogalomalkotásának kiterjesztésénél is, ki fog tűnni a gondolatvilággal dolgozó kutatási módszer teljesítőképessége.

Az érzelmeket sem lehet ugyanis soha tudományos objektivitással megragadni, csupán személyesen átélni, és ha személyesen átéljük az érzelmeket, akkor egyszerűen közvetlenül adottak és hatnak is, függetlenül attól, hogy mások hogyan ítélik meg azokat.

Az ész pedig azt mondja nekünk, hogy ha egy ún. tárgynak hátat fordítunk és eltávolodunk tőle, valami még azért jelen van belőle. Azt is mondja továbbá, hogy az egyes ember, mi emberi lények, egész érzékelhető világunkkal, sőt egész bolygónkkal együtt csupán egy apró kis semmi vagyunk a hatalmas megfoghatatlan természetben, amelynek a törvényei nem aszerint igazodnak, ami az emberi agyban végbemegy, hanem fennálltak, mielőtt még egyáltalában élet volt a földön és fenn fognak állni akkor is, amikor az utolsó fizikus eltűnik róla.

Kevésbé fontos az, hogy mit tanulnak az iskolában, mint az, hogy hogyan tanulják. Egyetlen matematikai tételnek, amelyet a tanuló valóban megértett, nagyobb értéke van számára, mint tíz képletnek, amit kívülről megtanult és előírásszerűen alkalmazni is tud, anélkül azonban, hogy tulajdonképpeni értelmét felfogná. Mert az iskola ne nyújtson szakszerű rutint, hanem következetes, módszeres gondolkodást. Nem lehet ellenvetni, hogy végső soron kevésbé van szó tudásról, mint képességről. Bizonyos, hogy a tudás képesség nélkül értéktelen, éppen úgy, ahogy minden elmélet végső soron különleges alkalmazásai útján tesz szert jelentőségre. Az elmélet azonban sohasem helyettesíthető a puszta rutinnal, amely a nem megszokott esetekben menthetetlenül csődöt mond. Ezért, ha értékes teljesítményeket akarunk elérni, az alapos elemi előképzés az első követelmény, amelynél kevésbé fontos az anyag teljessége, mint a tárgyalás módja. Ha ezt az előképzettséget nem szerzik meg a tanulók már az iskolában, nagyon nehéz ezt bepótolni; mert a szakiskoláknak és a főiskoláknak később más feladatokat kell teljesíteniük. Egyébként a nevelés főfeladata nem a tudásra, sem pedig a képességre, hanem a cselekvésre irányul. Éppen úgy azonban, ahogyan a képességnek meg kell előznie a cselekvést, a tudás és a megértés elengedhetetlen előfeltétele a képességnek. Mai gyorsütemű korunkban, amely egész különleges érdeklődéssel fordul minden olyan felé, aminek kifelé közvetlenül szenzációs hatása van, a tudományos nevelésnél is sokszor megtaláljuk a hajlamot, hogy bizonyos új, feltűnést keltő eredményeknek elébevágjunk, mielőtt azok teljesen megértek volna. A nyilvánosság előtt persze jó benyomást kelt, ha már a középiskola tantervében bevezetésre kerülnek a tudományos kutatás modern problémái is. Ez azonban nagymértékben meggondolandó. Mivel ugyanis ezek alapos tárgyalásáról szó se lehet, a tanulóknál könnyen kialakul bizonyos gondolkodásbeli felületesség és üres tudálékosság. Így például igen meggondolandónak tartanám, hogy a relativitáselméletet vagy a kvantumelméletet már a középiskolában tárgyalják. Különösen tehetséges tanulók mindig kivételek, de a tanterv nem ilyenek számára készül. Sőt kimondottan helytelennek kellene mondanunk, ha például az energia megmaradásának az érvényét, amely mint ismeretes, jelenleg a magfizikában komoly vita tárgyául szolgál, nyílt kérdésként adnánk elő a tanulóknak, akik még csak az elvnek a tartalmát sem értették meg helyesen, nem is beszélve annak horderejéről.

Legalábbis a klasszikus fizika világképe szerint. A kvantumfizika ugyanis súlyos aggályokat támaszt itt (s tulajdonképpen ez az a mozzanat, amely Planckot rákényszeríti, hogy foglalkozzék e kérdéssel). A probléma már a klasszikus fizika eredményeinek végiggondolásakor előrevetül. Vegyük például az edénybe (pl. üvegballonba) zárt gáz esetét. E gáz térfogata, nyomása és hőmérséklete között jól meghatározott összefüggés áll fönn. Ha a gázt melegítjük, nő a ballonban a nyomás. Mindez arra vezetendő vissza, mondja a statisztikus mechanikus, hogy a gázt alkotó molekulák mozgási energiája – sebessége – a melegítéssel növekszik, így az edény falának mondjuk egy négyzetcentiméterére azonos idő alatt átlagban több gázrészecske csapódik be – ezt érzékeljük a nyomás növekedéseként. Azt azonban, hogy pontosan hány gázrészecske fog az edény falának egy bizonyos pontjára becsapódni, ezt egyszerűen még kérdezni is értelmetlen, ha a bura felületének egy nagyon-nagyon kicsiny részét figyeljük. Előfordulhat, hogy erre a területre hosszú ideig egyetlen gázrészecske sem ütközik, máskor meg rövid idő alatt több is: a gáz nyomásának, térfogatának és hőmérsékletének összefüggését leíró egyszerű kauzális törvény csak nagy falfelület esetén érvényes, ahol a statisztikus ingadozások kiegyenlítik egymást. És nem csupán a gáztörvényt illetően veszti értelmét a determinizmus, ha kellőképp „kicsiny” viszonyokra vonatkoztatjuk, hanem maguknak a részecskéknek a mozgását illetően is: e részecskék jellemzőinek csupán átlagos értékei hozzáférhetők számunkra, a gázrészecskék egyenkénti viselkedését megfigyelni nem lehet. Ebben a vonatkozásban egyszerűen értelmetlen a kauzális leírás kérdésének fölvetése. E szemlélet szerint tehát az, hogy a vizsgált részecskék hogyan fognak viselkedni, ezt csak abban az. esetben lehet előre megmondani, ha elegendően nagyszámú részecskével van dolgunk: ezek átlagos viselkedésére – persze a megfelelő törvények birtokában – biztonsággal tehetünk „jóslásokat”. De ahogy egyre kevesebb részecskével van dolgunk, s végül – elvben – csupán egyetlennel, fokozatosan kicsúszik kezünkből a jóslás lehetősége, jeléül annak, hogy az általunk kauzálisan meghatározottnak tartott törvényszerűségek lényegükben valószínűségi törvényekre vezetendők vissza.

A fenti meggondolásokat az 1879-es évben befejezett doktori disszertációmban dolgoztam ki.
Ennek az írásnak a hatása az akkori fizikai nyilvánosságra nullával volt egyenlő. Egyetemi tanáraim közül egyik sem értette meg a tartalmát, amint azt a velük való beszélgetésekből pontosan tudom. Nyilván azért engedték át a disszertációt, mivel ismertek engem a fizikai laboratóriumi gyakorlatokról és a matematikai szemináriumban végzett munkámból.

Egy anyagi pont helyének legközvetlenebb és legfinomabb meghatározása optikai úton történik, vagy közvetlen érzékelés útján, puszta vagy segédeszközzel ellátott szemmel, vagy fotográfiai felvétel révén. Ehhez a pontot meg kell világítani. A leképzés annál élesebb lesz, azaz a mérés annál pontosabban sikerül, minél rövidebb hullámhosszú fényforrást használunk. Ennyiben a pontosság tetszés szerint fokozható. Ennek azonban megvan a visszája is: a sebességmeghatározás. Nagyobb tömegek esetén a fény hatása a megvilágított tárgyra elhanyagolható. Másképpen van azonban, ha tárgyként igen kis tömeget, például egyetlen elektront választunk. Minden fénysugár ugyanis, amely az elektronra esik és arról visszaverődik, észrevehetően meglöki az elektront, éspedig annál erősebben, minél rövidebb hullámhosszúságú a fény. Ezért a fényhullám rövidülésével nő ugyan a helymeghatározás élessége, de megfelelő arányban nő a sebességmeghatározás pontatlansága is. És ugyanez a helyzet az egyéb hasonló esetekben.

Ezért a pozitivizmus, amely minden transzcendentális gondolatot elutasít, nem kevésbé egyoldalú, mint a metafizika, amely minden egyedi tapasztalatot lebecsül. Mindkét szemléletmódnak megvan a maga jogosultsága és mindkettő következetesen megvalósítható. Szélsőséges kihatásaiban azonban a tudomány haladására bénítóan hatnak azáltal, hogy bizonyos elvi kérdéseket eleve megtiltanak, persze ellentétes okokból: a pozitivizmus azért, mert a kérdéseknek nincs értelmük, a metafizika pedig azért, mert a kérdések már választ nyertek.

Niels Bohr rendkívül termékeny elmélete értelmében valamely atomban az elektronok teljesen hasonló törvények szerint mozognak a mag körül, mint a bolygók a Nap körül. Itt a gravitációs erő helyére az elektronok és a mag ellentétes töltéseiből származó vonzóerő lép. Lényeges különbség van azonban abban, hogy az elektronok mindig csak egészen meghatározott, diszkrét, egymástól különböző pályákon keringhetnek, míg a bolygóknál úgy látszik, nincsen egyik pálya sem különösebben kitüntetve.