Kulcs a természet megismeréséhez
Bemutatkozik az MTA XI. (Fizikai Tudományok) Osztálya
El?szó
Faigel Gyula
az MTA levelez? tagja, osztályelnök-helyettes
MTA SZFKI - gf @ szfki.hu
A fizika célja az anyagi világ legalapvet?bb törvényeinek, m?ködésének feltárása, megértése. Fontos, hogy a megértés szintje olyan legyen, hogy az összefüggéseket kvantitatívan és egzaktul le tudjuk leírni. Ezért a fizika er?sen támaszkodik a matematikára. A fentiekb?l azt a következtetést is levonhatnánk, hogy a fizika lényegében mindennel foglalkozik. Azonban ez nem így van: az anyag magasabb szervez?dési formáit (biológiai, társadalmi stb.) és az azokból adódó speciális kérdéseket külön diszciplínák kutatják. Ennek oka, hogy e területek törvényei más jelleg?ek, mint a fizikában általában, nem tehet?k eléggé kvantitatívvá, illetve egzakttá. Azonban a fizika e területek fejl?déséhez is jelent?sen hozzájárul. Éppen az utóbbi évtizedekben er?teljes fejl?dés zajlott a fizika olyan területein, gondolok itt els?sorban a statisztikus, illetve matematikai fizikára, amelyek komoly segítséget nyújtanak más diszciplínák problémáinak tárgyalásához, megértéséhez.
Bemutatkozik a Fizikai Tudományok Osztálya. Nos, a fenti pár mondatos általános bevezet?b?l is sejlik: nehéz egy olyan osztályt bemutatni, amelynek kutatási területe olyan széles, mint a Fizikai Tudományok Osztályáé: térben a legkisebb elemi részecskékt?l a Világegyetem egészéig terjed, és id?ben is hatalmas területet - az ?srobbanástól a jelenig - fed le. Módszereiben is igen változatos a fizika. Sok száz vagy inkább ezer kísérleti technika és hasonlóan sok elméleti megközelítés próbálja a fent említett hatalmas kutatási területet feldolgozni, úgy, hogy a megismerés egészen a megértés szintjéig terjedjen.
Mit várunk el a Fizikai Tudományok Osztályától? Az általános elvárás a tudományágra lebontva hasonló, mint amit az Akadémia egészét?l is elvárhat a társadalom. Ez nem más, mint az, hogy valamilyen szinten minden tudományágnak a világon felhalmozott összes ismeretanyagát lefedje, mintegy tárháza legyen a tudásnak, s e tárházból az ország meríthessen. Ugyanakkor nemcsak egy passzív tárház, hanem egy olyan aktív kutatókból álló közösség, amely hozzá is tesz ehhez a tudáshalmazhoz saját kutatásai révén, ezzel emelve az ország nemzetközi elismertségét. Ennek megfelel?en az Akadémia és ezen belül a Fizikai Tudományok Osztályának feladata az alapkutatás, új ismeretek szerzése, összefüggések feltárása, megértése.
A Fizikai Tudományok Osztálya szerkezete tükrözi az el?z?leg megfogalmazott kívánalmakat. Kilenc bizottságból épül fel, amelyek átfogják a fizikai kutatások teljes skáláját. A bizottságok tagsága nemcsak az akadémiai fizikai kutatóintézetekb?l kerül ki, hanem felölel mindenkit, aki Magyarországon fizikai kutatásokkal foglalkozik.
E bemutatkozó szám cikkeit úgy válogattuk össze, hogy minden bizottság területér?l egy-két érdekes, aktuális, a szélesebb olvasóközönséget is érdekl? eredményt mutassunk be. Tizenöt cikket olvashatunk e számban. Bár a szerz?k erre külön nem tértek ki, de itt szeretném megemlíteni, hogy minden szerz? aktív kutató, akinek saját eredményei is ott szerepelnek a cikkekben. Természetesen ezek az eredmények az érthet?ség kedvéért be vannak ágyazva a világon e területeken elért eredmények közé. A következ?kben minden cikkr?l egy igen rövid ismertet?t szeretnék adni, evvel segítve a nem fizika területén dolgozó olvasót a köny-nyebb tájékozódásban. Szerz?i névsor szerint fogok haladni.
Balog Erika és Fidy Judit cikke egy interdiszciplináris területre, a biofizika területére kalauzolja az olvasót. Arról írnak, hogy az él? szervezetek alkotóinak molekuláris szint? ismerete miért fontos. Cikkükben els?sorban a fehérjékre és azok dinamikájára koncentrálnak. Megmutatják, hogy a fizikában és kémiában kidolgozott molekuladinamikai módszereket sikerrel alkalmazhatjuk egyszer? fehérjék viselkedésének leírására is.
Domokos Péter az anyag és fény speciális körülmények között (rezonátorban) való kölcsönhatása eredményeként létrejöv? új jelenségeket és az ezekb?l fakadó elméleti és gyakorlati lehet?ségeket tárgyalja.
Fodor Zoltán igazi "kemény" fizikai problémát tárgyal. Annak a lehet?ségét vizsgálja, hogy magának a részecskefizika elméletének - az er?s kölcsönhatás elméletének - fázisdiagramját hogyan határozhatjuk meg. Rámutat, hogy a fizikában szokásos perturbatív módszerek helyett ez esetben a rácstérelmélet segítségével juthatunk el a megoldáshoz.
Gránásy László, Pusztai Tamás és Tegze György egy, a gyakorlati élettel szorosan kapcsolatos kérdést, a polikristályos anyagok kialakulását vizsgálják egy általuk kidolgozott elméleti megközelítés segítségével. Mivel a minket természetben körülvev?, illetve az emberiség által mesterségesen el?állított anyagok egy igen jelent?s része polikristályos, ezen anyagok növekedési mechanizmusának ismerete alapvet?. Cikkükb?l megtudjuk, hogy milyen sokféle és bonyolult mikroszerkezeti mintázat alakulhat ki, és bemutatják, hol tart ezek leírása, megértése.
Groma István, Lendvai János és Ungár Tamás cikke bemutatja, hogy a kristályok rendezett atomi szerkezetében el?forduló hibákat hogyan tudjuk röntgensugárzás segítségével felderíteni. Több érdekes példát mutatnak arra, hogy ez az információ mely területeken lehet fontos.
Horváth Dezs? cikkéb?l megtudhatjuk, hogy milyen formában kapcsolódnak be a magyar kutatók a kísérleti részecskefizikába, els?sorban a CERN-ben folyó kutatásokba. A legaktuálisabb kutatási problémák mellett megdöbbent? adatokat olvashatunk a kísérletekben használt berendezésekr?l. Ki gondolná például, hogy az itt használt szupravezet? mágnest több vas veszi körül, mint amennyi az Eiffel-toronyban van.
Kamarás Katalin a napjainkban igen nagy er?kkel kutatott, szénatomokból felépített molekuláris méret?, tehát nanométer átmér?j? csövek, úgynevezett szén nanocsövek optikai rezgési spektroszkópiás vizsgálatáról ír. Az így szerzett adatok lehet?séget adnak a nanocsövek viselkedésének leírására alkotott elméleti elképzelések ellen?rzésére, és végs? soron a kés?bbi biztonságos gyakorlati alkalmazásokra.
Kertész János és Vicsek Tamás a hálózatokról ír. Ha a hétköznapi életben meghalljuk a hálózat szót, el?ször a world wide web (www) jut mindenki eszébe. A cikkb?l megtudhatjuk, hogy a körülöttünk lév? világ jelenségeinek sokkal szélesebb körét értelmezhetjük hálózatként is. Hálózatok el?fordulnak a biológiától a társadalmon keresztül a kémiáig, fizikáig mindenütt. A szerz?k rávilágítanak, hogy hazánkban komoly hagyományai vannak e terület vizsgálatának, és ma is jelent?s eredményeket érnek el kutatóink.
Kolláth Zoltán szemléletes képeken keresztül mutatja be, hogy a csillagok rezgéseib?l hogyan kaphatunk információt a felépítésükr?l. Azt gondolhatnánk, hogy csak a nap rezgéseit tudjuk mérni, de kiderül, hogy távoli társai fényer?-ingadozása is tükrözi rezgéseiket. Ez lehet?séget nyújt a csillagok felépítésér?l való általánosabb kép kialakításához.
Lévai Péter a nagyenergiás részecskefizika egyik aktuális területér?l, a nehézion-ütközésekr?l ad ízelít?t. Meglep?dve olvashatjuk, hogy az orvosi gyógyászatból jól ismert tomografikus eljárás az atommagok nagyon kis méretskáláján is alkalmazható. E cikkb?l megtudjuk, hogyan m?ködik a kvark tomográfia, és a részecskefizika mely kérdéseire remélhetünk választ e módszer alkalmazásával.
Maróti Péter és Gerencsér László a biológiai rendszerekben fontos folyamat, a protonvezetés mechanizmusáról írnak. Els?sorban a fotoszintetikus baktériumok reakció-centrumában lezajló vezetésre koncentrálnak. Elmagyarázzák, hogy az itt m?köd? fehérjék, mint például a bakteriorodopszin, hogyan alakít ki protonkoncentráció-különbséget egy biomembrán két oldala között.
Ricz Sándor a fotóeffektussal - az atomi elektronok fotonokkal való kilökésének problémájával - foglalkozik. Meglep?, hogy ezt az effektust Albert Einstein éppen száz éve, 1905-ben magyarázta meg, és még ma is vannak ezzel kapcsolatos nyitott kérdések. A szerz? azt taglalja, hogy a debreceni ATOMKI-ban kifejlesztett elektronspektrométer milyen új lehet?ségeket kínál a fotóeffektus vizsgálatára.
Surján Pétert?l egy, az anyagtudomány, kémia, és biológia számára egyaránt nagyon fontos területr?l, a molekulák felépítésének els? elvekb?l való modellezésér?l kapunk összefoglalót. Tudjuk, hogy a fizika törvényei elvileg lehet?vé teszik, hogy az alkotó-elemek ismeretében meghatározzuk egy molekula szerkezetét. A szerz? megvilágítja, hogy a gyakorlatban ez miért nem megy, és rámutat a problémák kiküszöbölésének egy lehetséges módjára.
Szeg? Károly bemutatja, hogy merre tart az európai ?rkutatás, és hogyan kapcsolódik Magyarország ehhez a programhoz. Megtudhatjuk, hogy egy ilyen kis ország, hogyan járulhat hozzá egy igen pénzigényes kutatáshoz, milyen nagy szerep jut ebben a hagyományoknak. A szerz? arra is kitér, hogy mit kaphat az emberiség e kutatásoktól.
Temesvári Tamás és Tél Tamás a rendezetlen rendszerek egy olyan csoportját mutatják be, amely tér- és id?beli viselkedése sajátságos szabályokat mutat, kaotikus. Egy közelít? definíciót kapunk arra, hogy mit nevezünk kaotikus viselkedésnek, mik ennek legf?bb jellemz?i. A szerz?k jó néhány, hétköznapi életünkb?l vett példán keresztül világítanak rá e terület fontosságára.
Úgy gondolom, a bemutatkozáshoz hozzá tartozik az Osztály múltja és hétköznapjai. Befejezésként ezekr?l írnék néhány mondatot. A Fizikai Tudományok Osztálya mint önálló egység, fiatal. 1993-ig a Matematikai Tudományok Osztályával együttesen alkották a Matematikai és Fizikai Tudományok Osztályát. Szétválásunk után el?ször Nagy Károly, majd 1999-t?l Bor Zsolt volt, 2002-t?l napjainkig pedig Horváth Zalán a Fizikai Tudományok Osztályának elnöke. Az Osztály rendes tagjainak száma húsz, a levelez? tagoké kilenc, a küls? tagoké tizennyolc és a tiszteleti tagoké tizenöt. Aktívan részt veszünk az Akadémia életében: a különböz? akadémiai bizottságokban, Osztályunkról került ki az MTA f?titkára is az elmúlt hat évben, többen tagjai az AKT-nak és a Tanács Matematikai és Természettudományi Kuratóriumának. Az Akadémiai életben való részvételünket jellemzi, hogy a 2000-ben lezajló diszciplína-vita eredményeképpen egy igen színvonalas, több mint száz oldalas kiadványt készítettünk Fizikai tudományok az ezredfordulón címmel. Az Osztály külön díjakat alapított (Fizikai Díj és Fizikai F?díj) kimagasló tudományos teljesítmények elismerésére. Ezeket a tavaszi akadémiai közgy?léshez kapcsolódó tudományos rendezvényeken veszik át a díjazottak. Szoros kapcsolatot tartunk az Eötvös Loránd Fizikai Társulattal, és részt veszünk a társulat lapjának, a Fizikai Szemlé-nek a szerkesztésében, evvel is hozzájárulva a fizika szélesebb rétegek körében való népszer?sítéséhez. Hétköznapjainkhoz tartoznak a havonta tartott osztályülések, amelyeken igen szép számmal vesznek részt az osztálytagok és doktor képvisel?k. Élen járunk a doktor képvisel?k osztályéletbe való bevonásában. Ebb?l a szempontból ügyrendünk talán legliberálisabb az Akadémián. A vidéki kutatóhelyek jobb megismerése céljából, többször tartunk kihelyezett osztályülést.
E rövid áttekintés természetesen nem adhat teljes képet a Fizikai Tudományok Osztályáról, de a következ? oldalakon olvasható cikkekkel együtt az olvasó ízelít?t kap a fizika szépségér?l, sokszín?ségér?l és arról, hogy a természet megértéséhez a fizika szilárd és elengedhetetlen alapot nyújt, amelyre a többi tudományág is építhet. A Fizikai Tudományok Osztálya pedig arra törekszik, hogy az itt felhalmozott tudás minél szélesebb körben terjedjen, az ország javára szolgáljon, és hírnevét öregbítse.
<-- Vissza a 2006/5 szám tartalomjegyzékére
<-- Vissza a Magyar Tudomány honlapra