Tükör, 1967. július-szeptember (4. évfolyam, 27-39. szám)
1967-07-11 / 28. szám
2. ábra. Perpetuum mobile. Ügyes csaló műve, múzeumban található. Egy kis torony felső ablakából golyók hullnak ki, ezek súlyukkal futószalagot hoznak mozgásba s miután a földszintet elérték, visszagurulnak a torony alsó bejáratába. A konstruktőr állítása szerint a futószalag egy mechanizmust hajt, melynek segítségével a lent belépő golyókat sikerül a torony tetejébe szállítani és így a mozgást folytonossá tenni. A valóságban a szerkezetet egy rejtett óramű hajtja. Világos, hogy csalásról volt szó. A súrlódás és más energiaveszteségek miatt a golyók nem hajthatták olyan erővel a szalagot, hogy az egy emelőművet működtethessen, amely azután ugyanazokat a golyókat felvitte a torony tetejébe. Ezt a múzeumban őrzött perpetuum mobilét egy ügyes csaló készítette. A torony belsejében elrejtett egy óraszerkezetet, a hiányzó energiát az szolgáltatta. Lehetséges azonban, hogy a modell szerkesztője komoly szándékkal látott munkához, csak éppen csalódott, mert valamilyen „véletlen” miatt a szalag nem volt képes a golyókat egészen a torony tetejéig fölemelni. Lehetséges tehát, hogy a „feltaláló” a balsikeren bosszankodva határozta el, hogy egy rejtett óraszerkezet beépítésével becsapja a világot. A kudarcok hosszú sora után immár nyilvánvaló volt, hogy az ok nem a véletlenek sorozata, hanem egy rejtett törvényszerűség, amely másmás módokon ugyan, de minden egyes esetben megakadályozza az örökmozgó létrehozását. Amikor ezt — sok sikertelen kísérlet után — fölismerték, a francia Akadémia kimondta, hogy ezentúl semmiféle perpetuum mobilével nem foglalkozik. A határozatban tulajdonképpen az a belátás fejeződött ki, hogy itt nem véletlenről, hanem törvényszerűségről van szó. Perpetuum mobilét építeni lehetetlen, s ha nem is egészen világosan, de már megtalálható a francia Akadémia határozatában a helyes magyarázat magva is. Később pontosan megfogalmazták a tényleges természettörvényt: az energia megmaradásának elvét. Eszerint minden fizikai vagy egyéb folyamatban energia alakul át egyik formából a másikba, de úgy, hogy az összenergia megmarad. Minthogy azonban a perpetuum mobile olyan szerkezet lenne, amely semmiből hoz létre energiát — ilyen szerkezetet készíteni lehetetlenség. Ha egy elvet — mint amilyen például az energia megmaradásának az elve — természettörvényként elfogadunk, ez azzal a tudományos kockázattal jár együtt, hogy eleve ítéletet mondunk meg nem ismert, később fölfedezendő jelenségekről és a jövőben fölmerülő gondolatokról és kísérletekről is. Végeredményben tehát véleményt alkotunk olyasmiről, amit még nem ismerünk, és amivel esetleg csak későbbi nemzedékek fognak foglalkozni. Ennek ellenére helyesen jártunk el, amikor az energiamegmaradás elvét elfogadtuk, hiszen vele sok jelenséget meg tudunk magyarázni, és mentesíthetjük magunkat a reménytelen kísérletek fölösleges terhétől. A természettörvények akkor is törvények maradnak, ha az idők folyamán bebizonyosodik, hogy érvényességi területük körülhatárolt. Az energiamegmaradás elve sem veszítene jelentőségéből, ha a jövőben esetleg olyan különleges jelenségeket fedeznénk fel, amelyekre ez az elv nem érvényes, hiszen így is a jelenségek igen nagy körére vonatkozik. A bölcsek köve kíséreljük meg a fenti gondolatmenetet egy további példával megvilágítani. Az örökmozgó gondolatához fűződő sok sikertelen próbálkozást megelőzően az alkimisták a bölcsek kövét keresték, hogy annak segítségével aranyat csináljanak. (3. ábra.) Ez köztudomásúan nem sikerült. Próbálkozásaiknak a tudomány mégis sokat köszönhet, hiszen kísérleteik során a kémia sok törvényét fölfedezték. Ilyenformán az alkímia joggal tekinthető a modern kémia elődjének. Az alkimisták több évszázados sikertelen igyekezete után végül is belátók, hogy más anyagból lehetetlenség aranyat előállítani. Sőt, az általános törvényszerűség is kibontakozott, ami az addigi kísérletek sikertelenségét magyarázta: kiderült, hogy az anyag különböző elemekből áll és hogy ezeket az elemeket kémiai módszerekkel nem lehet átalakítani. Minthogy az arany maga is elem, más anyagokból nem állítható elő. A sok kudarc nyomán megtalált törvény — tudniillik, hogy az összes vegyületek bizonyos elemek összetételei — a kémia egyik alaptörvénye lett. Íme tehát, ilyen úton-módon is születhetnek a természettudományok történetében alaptörvények. Nyilvánvaló, hogy a fenti természeti törvény a kémiai jelenségek megértése tekintetében nagyon nagy szerepet fog játszani a jövőben is, jóllehet ma már tudunk aranyat csinálni, ha nem is az alkimisták módszereivel. Ha például higanyt neutronokkal bombázunk, akkor olyan magátalakulásokat indíthatunk el, amelyek során a higanyatomokból aranyatomok jönnek létre. Az utóbbi évtizedekben egy új tudományág, a magkémia indult el a fejlődés útján. Ma már sokféle elemet sugárhatással át tudunk egymásba alakítani. Az alkimisták tulajdonképpeni célkitűzését mi sem oldottuk meg, hiszen a magkémiai módszerekkel előállított elemek igen drágák, márpedig az alkimisták nyilvánvalóan olcsó aranyat akartak csinálni. Ez azonban nem változtat azon a tényen, hogy az alkimisták által az anyag felépítésére vonatkozóan felfedezett törvény alapvető jelentőségű, ha időközben már ki is derült: kivételes körülmények között az elemek nem olyan állandóak, mint azt eredetileg hitték. Visszatérve a negatív eredményű kísérletek értékelésére, arra az általános következtetésre kell jutnunk, hogy a hasonló típusú kísérletek sorozatának sikertelensége nem véletlen, hanem olyan szükségszerű sorozat, amely mögött valamilyen mély törvényszerűség rejlik. Ennek felismerése után a második lépés: a rejtett törvényszerűség felderítése és megfogalmazása. Einstein, a Michelson-kísérlettel megindult kísérletsorozat sikertelensége nyomán fölmerült problémát a relativitás elvének kimondásával oldotta meg. Mi a relativitás-elv helyett a jelenségek mögött rejlő törvényszerűséget más módon fogjuk kifejezni, és az általunk megfogalmazott elvet Lorentz-elvnek nevezzük el. Az elvet azért kapcsoljuk Lorentz nevéhez, mert az ő írásaiban — ha nem is egészen kiforrott formában — olyan gondolatsorokat találunk, amelyek nagyon hasonlítanak a mi következtetéseinkre. (Folytatása következik) 3. ábra A bölcttek köve. Az alkimisták századokon át keresték a bölcsek kövét, hogy segítségével aranyat csináljanak. Amit kerestek, azt nem találták, de helyette végül is sokkal értékesebb eredményre jutottak.