Serendipity: utazás az ismeretlenbe
De miért is jutott most eszembe ez a régi történet? Azért, mert a magyar tudományosság mostanában nem kevés bírálatban részesül - és főleg egyes politikusok részéről. Jómagam viszont azt állítom, hogy a kritikusok nem ismerik kellően a tudományos kutatás logikáját és stratégiáját. A hazai tudomány ellen azt az érvet hozzák fel, hogy a kutatók túlzott mértékben foglalkoznak öncélú alapkutatásokkal, és kevés eredményt érnek el a gazdaságilag is hasznosítható alkalmazott és fejlesztési kutatások terén. Máig mosolygunk azon a történeten, hogy a sztálini időkben a szovjet írók egyik kongresszusán Zsdanov azt a tanácsot adta az íróknak: "Író elvtársak, írjatok remekműveket!" Hasonló asszociációnk támad, amikor azt javasolják a kutatóknak, állítsanak elő jobb és használhatóbb kutatási eredményeket. Atyai mesterem, Szalai Sándor akadémikus szerint a "hogyan?" kérdésre a legnehezebb válaszolni. Ő ezt az alábbi példával illusztrálta: egy szerző azt a feladatot kapja, hogy "sírásók jönnek be a színpadra és tíz percre lekötik a közönség figyelmét". Az instrukció egyszerű, de miképpen tudja két sírásó tíz percre lekötni több száz ember figyelmét? Vicceket meséljenek? Szaltókat ugorjanak? Ezt az utasítást eddig egyedül talán csak Shakespeare-nek sikerült a Hamletben teljesítenie. Miként és hogyan lehet jobban és hasznosabban kutatni? E kérdésre lehetetlen válaszolni, ha nem ismerjük a tudományos alkotómunka belső logikáját.
A XVII. századi tudományos forradalom óta megszoktuk, hogy a tudás művelését és bővülését hasznos vállalkozásnak tekintsük. De a nagy felfedezések egyike sem jött volna létre az őket megelőző elméleti alaptudások megfogalmazása és alkalmazása nélkül. Például az űrkutatás és az űrtechnológiák Kopernikusz és Newton felismeréseiben gyökereznek. A "régi" tudomány mindig jelen van az új felfedezésekben és innovációkban, s ez pénzben nem kifejezhető adottság. Ki tudja megmondani, mit ér Newton vagy Kopernikusz elmélete? Mondható-e, hogy a kutatás nem volt hasznos, mivel csak századokkal később hasznosították őket?
Péter Rózsa, nemzetközi hírű matematikusunk hosszú évekig vizsgálta az ún. "nyereg alakú felületek" geometriáját anélkül, hogy gondolt volna számításai gyakorlati alkalmazására. Később, az NC típusú esztergagépek megjelenése viszont lehetővé tette, hogy egyenleteit a műszeriparban igényelt felületek precíz megmunkálásának programozásához használják fel. Miért is gondolt volna a matematikát a "lehetőségek tudományaként" művelő kutató ilyen alkalmazásra? Vagy tudhatta-e Thomson, hogy matematikai egyenletei egyszer hozzájárulnak ahhoz, hogy (az első Öböl-háború idején először) az "intelligens rakéták" beforduljanak a bagdadi utcán és felismerjék a Honvédelmi Minisztérium és más célpontok alakjait? (E példát nem örömmel, csak a tény kedvéért írtam ide.)
Engedjenek meg tisztelt Olvasóim egy gondolatkísérletet! Tételezzük fel, hogy a XX. század első harmadában vagyunk, és egy politikus azt mondja a tudósoknak: "legyetek szívesek sürgősen egy hasznos dolgot, például a televíziót előállítani". Vajon hány nap, hét, hónap vagy év kell ahhoz, hogy a kutatók letegyék ezt a készüléket a politikusok (és a nagyközönség) asztalára?
Ugye a televízió sikeres terméknek bizonyult? De hány év és mennyi munka kellett hozzá? Csak felsorolom a kutatásban megtett fontosabb lépéseket. A látható fény elektromos impulzussá alakíthatósága és visszaalakíthatósága: 1834-1840; katódsugárcső-vizsgálatok az 1850-es évektől 1887-ig; elektromágneses térelmélet 1857-1873; a szem retinahártyájának struktúrája 1672, 1936; a fotoemisszió 1897-1906. Ha Leeuwenhooknak a retinapálcikával kapcsolatos 1672-es felfedezéseitől számítom a történetet, akkor az 1930-as évek második feléig mintegy 260 év telt el, mire bekapcsolhattuk a televíziónkat. (Mi magyarok csak 1957-ben.) A televízió esetében - 1860-tól - a Braun-cső és Zworykin első ikonoszkópja jelentette az elméleti alapok és a termék közötti átmenet kezdetét. Az ipar pedig csak a 1930-as évek második felétől kezdve mutatott érdeklődést.
A rádió előállítása azzal kezdődik, hogy Maxwell megjósolja az elektromágneses hullámokat (1857-1873), Hertz pedig bebizonyítja, hogy terjedési sebességük megegyezik a fényével (1883-1888). A rádió esetében Bose, Dunwoody, Austin kristálydetektora, Edison-Fleming elektroncsöve is kellett a sikerhez. Az ipari jellegű kutatásokra pedig csak az 1920-as évek első felében támadt igény.
A lézert nem lehetett volna előállítani, ha Einstein nem ad új értelmezést a fényemisszióról és fényabszorpcióról a sugárzás és az anyag kölcsönhatási folyamatában. Ha Born és Kármán Tódor nem mutatták volna ki, hogy a kristályos szilárd testek optikai tulajdonságai viszszavezethetők a kristályrácsot alkotó molekulák rezgésére. Ha Madelungnak nem sikerül annak bizonyítása, hogy az anyag elektromosan töltött részei kényszerrezgésbe hozhatók a fény hatására. S főleg, ha Maxwell-Boltzmann nem ismerik fel az energia eloszlási törvényét. Az alapelv és a sikeres alkalmazás között még tisztázni kellett a mézerelvet (mikrohullámú erősítés a sugárzás indukált emissziója révén), amelyet Townes, Prohorov, Bászov alkottak meg a 20-as években, s ezt ki kellett terjeszteni az optikai tartományra (Townes, Schawlov). Az ipari alkalmazásra pedig az 50-es évek végén kerül sor.
A tranzisztor Faradaytől származtatható, aki a félvezetők jelenségét az 1840-es években ismerte fel, és mintegy 100 év kellett hozzá, hogy a hasznos termék is megjelenjen. De ahhoz előbb még Brattainnek és Bardeennek ki kellett dolgozniuk a felületi tértöltés rétegének elméletét, és fel kellett fedezni a tűs tranzisztort. Az ipar csak a múlt század negyvenes éveitől figyel fel a gyártási lehetőségekre. Amikor már Schockley kidolgozta a rétegtranzisztor elméletét, és meg is valósította azt.
Az említett találmányok esetében nemegyszer az vezetett sikerhez, hogy a kutatók, amikor megtorpantak, visszatértek valamely korábbi elméleti alaptudás kritikai felülvizsgálatához. Az egyidejű felfedezések is ilyen alapon születtek: differenciál- és integrálszámítás (Newton, Leibniz), ősködhipotézis (Kant, Laplace), az oxigén felfedezése (Scheele, Priestley, Lavoisier), elektromos indukció (Faraday, Henry), az energia megmaradása (J. R. Mayer, Joule, Helmholtz, Colding, Thomson), az elemek periodikus táblázata (L. Meyer, Mengyelejev), a telefon felfedezése (Bell, Grey). A párhuzamos felfedezések éppen azért jöhetnek létre, mert a kutatók a releváns múlt kritikai újraelemzésére vállalkoznak. Nem véletlen, hogy a "kutatás" fogalma az angolban és a franciában például nem egyszerűen a kutatni-keresni (search, chercher), hanem az újrakutatni, visszakutatni (research, rechercher) szóhoz kapcsolódik. A kétféle megközelítési módszer kiegészíti egymást.
Robert K. Merton a "serendipity" modell fogalmával jellemezte a tudományos kutatást, mint utazást az ismeretlenbe, amely előre nem jelezhető és nem tervezhető. Ceylon ősi neve volt Serendip, amelyről Horace Walpole mesét írt A Serendip három hercege címmel. E mesében a hősök a dolgokat véletlenül fedezik fel, anélkül, hogy a dolgok értelmességét megvizsgálnák. Ha a tudományos felfedezés "utazás az ismeretlenbe", akkor tudjuk-e, hogy ezt a bizonytalan kalandot miért és milyen mértékben kell támogatni? Azaz: mennyi erőforrást kell fordítani az alapkutatásokra? A legtöbb országban íratlan szokás, hogy a teljes kutatási és fejlesztési ráfordítás 10 százaléka jut az alapkutatásokra. Ez csupán egy hagyománynak felel meg, melynek eredetéről ma már kevesen tudnak: Condorcet a Fragment sur l'Atlantide című írásában - még az ipari forradalom előtt - azt írja, hogy "az előírt egytized szolgálja a társadalom általános érdekeit, amivel biztosítható, hogy az emberi tudás teljes rendszere is hasznos lesz". Ezt az arányt ma sem kérdőjelezzük meg, mert nincs olyan eszköz a birtokunkban, amellyel a helyes arányt egzakt módon meg tudnánk határozni. Ez az arány nyilván függ az adott ország általános fejlettségétől, kultúrájától. Ha ezt nem vesszük figyelembe, akkor lyukas hordókba öntjük a vizet, mert az ún. "fejlődő országokba" telepített K+F intézmények csupán "katedrálisok a sivatagban". Hála az égnek, Magyarországra ez nem jellemző, mert nekünk történelembe és kultúrába ágyazott kutatási és oktatási rendszerünk van.
Mindössze egyetlen következtetést ajánlok a tudománypolitikusok figyelmébe: döntéseik csak akkor lesznek helyesek, ha tekintetbe veszik a tudomány és a technika közötti bonyolult összefüggéseket. Őszintén bízom abban, hogy sem politikai kiválóságaink, sem tudósaink nem kerülnek a Saint-Simon által megjósolt szomorú helyzetbe, és közös munkával hatékony tudományos rendszert teremtenek hazánkban.
professor emeritus, Budapesti Műszaki Egyetem
