SERENDIPITY: UTAZÁS AZ
ISMERETLENBE[1]
Dr. Farkas János
Emeritus professzor (BME)
Saint-Simon technokratikus utópiája azzal a kérdésfeltevéssel indul: mi történne, ha egyetlen éjszaka alatt meghalna Franciaország összes politikai kiválósága? A franciák szomorúak lennének, de egy éven belül újra betöltenék ezeket a közéleti állásokat. És mi történne, ha az ország legkiválóbb 15 tudósa és szakembere halna meg? Őket bizonnyal nem lehetne pótolni, legfeljebb egy nemzedéknyi idő alatt.
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 jobb műveket!” 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 17.-ik 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 űrtechnológiák Kopernikus és Newton felismeréseiben gyökereznek. A „régi” tudomány mindig jelen van az új felfedezésekben és innovációkban, s ez pénzben nem kifejezhető adottság. Ki tudja megmondani, hogy mit ér Newton, vagy Kopernikus elmélete? Ha közben több száz év eltelt, mondható-e, hogy a kutatás nem volt hasznos, csak azért, mert a hasznosítás ideje késett?
A tudomány kapcsán elsősorban azt kell megértenünk, amit Robert K. Merton „serendipity” modellnek nevezett el. E fogalommal a tudományos kutatást úgy jellemezte, mint utazást az ismeretlenbe, amely előre nem jelezhető és nem tervezhető. A fogalmat Ceylon ősi nevéről – Serendip – vették, amelyről Horace Walpole mesét írt A Serendip három hercege címmel. E mesében a hősök a dolgokat véletlenül fedezik fel, a nélkül, 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?
A kérdés úgy is megfogalmazható, hogy az alapkutatásokra mennyi erőforrást kell fordítani? A legtöbb országban íratlan szokás, hogy az alapkutatásokra a teljes kutatási és fejlesztési ráfordítás 10%-át fordítják. Azt viszont már kevésbé tudjuk, milyen arányban osszuk szét a pénzt az alapkutatások és más kutatási tevékenységek között. De tudják-e a tisztelt Olvasók, hogy a „nem kevesebb, mint az összes K+F ráfordításnak 10%-a” csupán egy hagyománynak felel meg?
Még az ipari forradalom előtt Condorcet a Fragment sur l’Atlantide c. írásában 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 matematikai eszköz a birtokunkban, amely egzakt módon válaszolna erre a kérdésre. Az arány nyilván függ az adott ország általános fejlettségétől, kultúrájától. Ha ezt nem vesszük figyelembe, akkor vizet öntünk lyukas hordókba, mert az ún. „fejlődő országokba” telepített K+F intézmények nem mások, mint „katedrálisok a sivatagban”.
Hála az égnek, Magyarországra ez nem jellemző, mert nekünk történelembe és kultúrába ágyazott kutatási és oktatási rendszerünk van. Innét kezdve a kérdés „csupán” e rendszer hatékonysága. De igaz-e, hogy csak akkor hatékony a kutatási rendszer, ha rövid távon hasznos és eladható termékeket, eljárásokat produkál? Nem volt-e igaza Péter Rózsa nemzetközi hírű matematikusunknak, aki hosszú évekig a nélkül vizsgálta az ún. „nyereg-alakú felületek” geometriáját, hogy számításait a gyakorlatban alkalmazná? Később, az NC-típusú esztergagépek megjelenése viszont lehetővé tette, hogy egyenleteit a műszeriparban igényelt felületek precíz megmunkálása programozásához használják fel. A matematikát a „lehetőségek tudományaként” művelő kutató ilyen alkalmazásra miért is gondolna. De tudta-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 20. század első harmadában vagyunk (az ország legyen most mellékes) 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 leszállítsák ezt a készüléket a politikusok (és a nagyközönség) asztalára?
Úgye 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 és vice versa átalakíthatósága: 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 Leeuwenhook 1672-es retina pálcika 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 igényét. Az ipar pedig csak az 1930-as évek második felétől kezdve mutatott érdeklődést.
De nézzünk más híres találmányokat is!
A rádió előállítása azzal kezdődik, hogy Maxwell (1857-1873) megjósolja az elektromágneses hullámokat, Hertz (1883-1888) pedig bebizonyítja, hogy terjedési sebességük megegyezik a fény terjedési sebességével. 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 visszavezethetők 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 továbbá még tisztázni kellett a mézerelvet (mikrohullámú erősítés a sugárzás indukált emissziója révén), amelyet Townes, Prohorov, Bászov alkottak meg a 20-as években. Ezt az elvet pedig kiterjeszteni és alkalmazni volt szükséges az optikai tartományban (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 ismeri fel és mintegy 100 év kellett hozzá, hogy a hasznos termék is megjelenjen. De nem lehetett volna feltalálni, ha Brattain és Bardeen előbb nem dolgozzák ki a felületi tértöltés-rétegének elméletét, és nem fedezik fel a tűs tranzisztort. Az ipar pedig csak a múlt század negyvenes éveitől figyel fel a gyártási lehetőségekre. De előtte még kellett Schockley, aki a tűs tranzisztor bizonytalansága helyett nemcsak kidolgozta, de meg is valósította a rétegtranzisztor elméletét.
Az említett találmányok kutatástörténetében
kimutatható, hogy nem egy esetben az vezetett sikerhez, hogy megtorpanás esetén
a kutatók visszatértek valamely korábbi elméleti alaptudás kritikai
felülvizsgálatához. Az egyidejű felfedezések is ilyen alapon születtek:
differenciál és integrálszámítás (Newton, Leibniz), ősköd-hipotézis (Kant, Laplace),
oxigén felfedezése (Scheele, Priestley, Lavoisier), elektromos indukció
(Faraday, Henry), energia megmaradása (J.R. Mayer, Joule, Helmholtz, Colding,
Thomson), elemek periodikus táblázata (L. Meyer, Mengyelejev), telefon
felfedezése (Bell, Grey). A párhuzamos felfedezések éppen azért jöhetnek létre,
mert a kutatók a releváns múlt kritikai újraelemzésére vállalkoznak. Még a
„kutatás” fogalmában is benne rejlik a megismerés ama kettőssége, hogy más
dolog valamit keresni-kutatni (angolban: search, franciában: chercher) és
újrakutatni, ami az angolban: re-search, franciában: re-cherche, azaz
újrakutatás. A kétféle kutatási megközelítési módszer kiegészíti egymást és egy
komplex kutatási stratégia részeként fogható fel.
Mindössze egyetlen következtetést ajánlok a tudománypolitikusok figyelmébe: döntéseik csak akkor lesznek helyesek, ha tekintetbe veszik a tudomány és a technika között érvényesülő bonyolult összefüggéseket.
Végül 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.