BAY ZOLTÁN EMLÉKEZETE

Magyarország délkeleti szögletében, a gyulavári református parókián született Bay Zoltán 1900. július 24-én. Egyik este kisgyermekként rácsodálkozott a teleholdra. Édesapját kérdezte: - "Ha felmásznék a templomtoronyba, meg tudnám-e érinteni a Holdat?" - Ezt a kérdést örökíti meg az emléktábla, amelyet az Eötvös Társulat centenáriuma alkalmából avattunk fel szülőházán, a Bay-térbe torkolló Illyés Gyula utcában. Utolsó akarata szerint ide fog hazatérni 1993-ban a Feltámadás ünnepére. Közben majd egy évszázad telt el. Micsoda század!

A szerzőnek mesélte el Bay Zoltán egyik gyerekkori élményét. 1910-ben látta a Haley-üstököst. Érett fővel újra megnézte, amikor 1986-ban visszatért. Az Amerikai Tudományfejlesztő Társaság (American Association for the Advancement of Science) természettudományos közoktatási terve ma ezt a nevet viseli: Project 2062. A mai kisiskolások megérhetik, amikor az égi vándor újra földközelbe ér. Ilyen perspektívában kell ma tanítanunk diákjainkat. Erre mutat példát nekünk Bay professzor úr.

Nyolcvan-valahány esztendővel ezelőtt fizikai bemutatót szervezett vasárnap délutánonként a gyulai gimnázium. Segner-kereket és sok más csodát figyelt tágra nyílt szemmel az első sorba furakodott kisfiú. A fizikatanár meg is magyarázta a látottakat. De amikor a bemutató után rákérdezett, a fiú meg sem tudott szólalni a megilletődéstől. Otthon meg is kapta édesapjától: - "Ez a gyerek sohasem viszi semmire."

A Református Kollégiumban Szabó Lőrinc volt osztálytársa, életre szóló jóbarátja. Newton Principiáját készült latinból magyarra fordítani, de amikor látta, hogy az abban foglaltakat már minden gimnazista tudja, hagyott fel tervével (FSZ 1988/12.). Itt dőlt el, mi legyen Bay Zoltán hivatása: a cimbalom? a zongora? a költészet? Jakucs István tanár úr hatására döntött a fizika mellett, Eötvös Lorándot választva példaképül.

Élete végéig fájlalta, hogy már nem találkozhatott Eötvössel: az pár hónappal azelőtt halt meg, hogy Bay matematika-fizika szakra beiratkozott. A budapesti Tudományegyetemen szerzett tanári oklevelet. Kocaként (mint tanárjelölt) a Trefort-utcai Mintagimnáziumban tanított. Az Elméleti Fizika Tanszéken lett tanársegéd. 1926-ban doktorált kitüntetéssel, értekezésének témája "a magnetooptikai jelenségek molekuláris elmélete" volt. Életre szólóan irányt választott: atomok és a fény.

Berlin volt a modern fizika fővárosa. A Collegium Hungaricum tagjaként, a berlini egyetemen fejeződött be Bay kutatóvá neveltetése. Olyanokkal járt együtt Laue szemináriumaira, mint Békésy György, Albert Einstein, Gábor Dénes, Láncos Kornél, Neumann János, Max Planck, Polányi Mihály, Szilárd Leó, Wigner Jenő. Előttük számolt be habilitációs munkájáról: spektroszkópiailag mutatta ki, hogy a kémiai reakcióban keletkező nitrogén atomos állapotban van, ennek köszönhető a naszcens nitrogén fokozott aktivitása. Méltó, hogy a felismerés bekerüljön a 21. századra szóló kémiai tankönyveinkbe.

Ezekben az években, Bay Zoltán szeme láttára öltött testet a 20. század legmerészebb intellektuális tette: a kvantummechanika. A klasszikus fizikával megfoghatatlan kvantumugrás és fényemisszió már egy évtizede izgatta a legjobbakat. 1924-ben Bohr, Kramers és Slater azzal a kétségbeesett hipotézissel állt elő, hogy csak az atomoknak van objektív energiahordozó realitása, bennük keringenek élesen elkülönült kvantumpályákon az elektronok. A fény, a hullámfüggvény csupán matematikai segédfogalom, ami arra jó, hogy megbecsülhessük: mikor melyik atom milyen valószínűséggel ugrik át alacsonyabb vagy magasabb energiaszintre. A le- és felugrások sok-sok atom átlagában a tapasztalat szerint kiegyenlítődnek, így statisztikusan, időátlagban adódik ki az energia megmaradása.

A kvantummechanika fura dialektikáját 1926-ban szentesítette Max Born az elektron-hullámfüggvényének statisztikus értelmezésével: azt teszi lehetővé, hogy valószínűségi érvényű kijelentéseket tegyünk az elektronrészecske jövőbeli helyzeteire vonatkozóan. 1927-ben Werner Heisenberg megfogalmazta a helyzet és lendület, valamint az időpont és energiaérték közt mutatkozó határozatlansági összefüggéseket.

Ezeket a kihívó kérdéseket hozta útipoggyászként Bay Zoltán haza Magyarországra.

Az aktív nitrogén mibenlétének atomfizikai értelmezése meghozta a szakmai elismerést. A 30 éves fizikust a szegedi egyetem az elméleti fizika professzorává nevezte ki. Szeged ekkor a modernség hazai fellegvára volt. Itt volt diák József Attila, Juhász Gyula, Radnóti Miklós. Ide tért haza Ortvay Rudolf, Riesz Frigyes és Szent-Györgyi Albert, hogy meghonosítsák a modern kutatás eszmevilágát. Ezen az egyetemen kezdett Bay és Szent-Györgyi arról beszélgetni már az 1930-as években, hogy az élet megértésének kulcsa a kvantummechanikailag viselkedő elektron lehet.

Bay Zoltán az elméleti katedrán is érezte, hogy az atomfizika több, mint borzongató táblatudomány. Bethe az Ortvay-kollokviumon arról számolt be, hogy röntgenfoton és elektron ütközése után a szórt foton és meglökött elektron ezred másodpercen belül egyszerre figyelhető meg az energia- és lendület-megmaradás által kijelölt irányokban. Az amerikai Shankland pontosítani akarta a mérést, de ő már nem talált koincidenciát; szerinte az energiamegmaradás csak statisztikai törvényszerűség, ahogy azt Bohr sejtette.

A Compton-szórást Geiger-számlálócsővel tanulmányozták. A nagyenergiájú foton és elektron iont kelt a töltőgázban. Az iont magasfeszültség gyorsítja fel, azok újabb atomoknak ütközve keltenek további ionokat. A kibontakozó ionlavina szolgáltat elektromos jelet a koincidenciaméréshez. De az ionlavinák kifejlődése egymilliomod másodpercet vesz igénybe, - "és egymilliomod másodperc iszonyúan hosszú idő az atomok világában" - vélekedett Bay Zoltán, miközben Szegeden a Geiger-csövek időfelbontását tanulmányozta. De az elektronok milliószorta könnyebbek az ionoknál! Zworikin az RCA (Radio Corporation of America) kutatója rádióerősítőnek kifejlesztette az elektronsokszorozót: vákuumban magasfeszültséggel felgyorsított elektron fémlapba ütközve újabb elektronokat vált ki. Újabb gyorsítások és ütközések során elektronlavina alakul ki, mégpedig egymilliárdod másodperc alatt. Zworikin mégsem akart hallani budapesti látogatása alkalmával Bay ötletéről, az elektronsokszorozó gyors részecskedetektálásra történő alkalmazásáról.

Bay Zoltán és Dallos György kifejlesztette a fotonok, elektronok, alfa-részecskék jelzésére alkalmas elektronsokszorozót. A Magyar Tudományos Akadémia értesítőjében és a Nature folyóiratban beszámoltak annak milliárdod másodperces időfelbontásáról. Ezt Bay úgy igazolta, hogy az egyik elektromos jelet vivő drót hosszát 1 cm-rel megnövelte a másik jelvivő dróthoz képest: a koincidencia megszűnt!

Az Újpesten készült fotoelektronsokszorozóból az 1940-es évek elején Budapesten járt, akkortájt kozmikus záporokkal foglalkozó Heisenberg is kért és kapott példányokat koincidencia-mérések céljára. Amerikában pedig Neumann János kívánta velük fokozni számítógépeik működési sebességét. Az RCA féltékenykedése ellenére két Újpesten készült fotoelektronsokszorozó van kiállítva a washingtoni Smithonian Természettudományi Múzeumban.

Kutatásának célját Bay Zoltán már Washingtonban érte el. 1955-ben igazolta, hogy Compton-szórásnál az energia és lendület megmaradása néhány billiomod perc (0,00000000001 s) szigorúsággal teljesül, azok tehát nem statisztikus, hanem egzakt törvények, szemben korábbi vélekedésekkel. A természet eme alaptörvényeinek legpontosabb igazolása méltó arra, hogy a 21. századnak írt fizikatankönyveinkben szerepeljen. Akárcsak az Eötvös-kísérlet.

Elért műszaki eredményei érthetővé teszik, hogy Aschner Lipót igazgató Bay Zoltánt meghívta a legmodernebb és legsikeresebb magyar nagyvállalat, az Egyesült Izzó kutatólaboratóriumának vezetésére. Edison szénszálas, argontöltésű villanykörtéjéből Újpesten fejlesztették ki a wolframszálas, kriptontöltésű modern izzólámpát. A labornak olyan munkatársai is voltak, mint Bródy Imre, Gábor Dénes, Polányi Mihály, Selényi Pál. Bay Zoltán feladata az elektronika (elektroncső- és adócső-gyártás) felfuttatása volt, amit ő sikeresen megoldott. A 2. világháború alatt Budapest légvédelmére - a titkon párhuzamosan folyó angol és német kutatásoktól függetlenül - a Bay-csoport kifejlesztette a radart. A háború elmúltával - alig pár héttel az 1946. január 10-én elvégzett amerikai kísérlet után - 1946. február 6-án a Bay-csoport radarjeleket küldött a Hold felé, és a gyenge visszhangot coulométeres jelösszegezéssel észlelték. A kísérleti beszámoló volt az 1946-ban megindult Hungarica Acta Physica első közleménye. (Róla Bay Zoltán lapunkban is beszámolt: FSZ 1976/2.) A nemzetközi tudományos világ az amerikai De Witt és a magyar Bay kísérletpárját tekinti az aktív űrkutatás első lépésének. Bay Zoltán megérintette a Holdat.

Fotoelektronsokszorozó, adócsőgyártás, radar, Holdvisszhang - szerencsésnek mondható az a fizikus, akinek ilyen eredményes évtized adatott, méghozzá szülőhazájában, Magyarországon. De milyen évtized volt ez? Az ország fölött átsöpört a 2. világháború pusztító vihara. Legjobb munkatársait, Bródy Imrét és Dallos Györgyöt elnyelte a Holocaust örvénye. A Gestapóval és a Jaltai Paktummal szembeszegülni próbáló Szent-Györgyi így emlékezett vissza Bay Zoltánnal való együttműködésére: - "Külső körülmények hatására tervünk összeomlott, talán ez volt a szerencsénk. Ha sikerült volna, Bay és jómagam barátságunkat a kötélen egymás mellett lógva fejeztük volna be. "

1947. július 7-én, Budapesten (foto: Angelo)

Bay Zoltán megírta, hogy az Egyesült Izzót miként próbálta leszerelni, elszállítani, megtörni a német megszállás, a nyilas uralom, az orosz hódítás, a kommunista hatalom (FSZ 1989/4, 5, 6). Közülük a nyilas és kommunista erőszak volt a könyörtelenebb. Velük Bay a humánum és a tudomány alkotóerejét szögezte szembe. Így bizonyította, hogy újat teremteni, magyarnak és embernek maradni viharban is lehet. Fogott rajta az ősi kínai újévi jókívánság: - "Érdekes időkkel áldjanak meg az istenek!"

Az Egyesült Izzó vezetői jól látták, hogy modernül fejlődő ipar csak modern szellemű felsőoktatásra támaszkodva valósítható meg. Az eredetileg szándékolt Híradástechnikai Tanszék helyett, Bay javaslatára Atomfizikai Tanszéket létesített az Izzó a Budapesti Műszaki Egyetemen. Vezetését Bay Zoltánra bízták.

A negyvenes években a budapesti egyetemeken Gombás Pál és Novobátzky Károly óráin ismerhettük meg a kvantummechanika szépségeit. Kolozsvárott, Debrecenben és a Műegyetemen pedig Gyulai Zoltán és Szalay Sándor mellett lehetett átérezni a kísérletezés varázsát. Más stílust képviseltek Bay Zoltán atomfizika és magfizika előadásai, ahol a meghökkentő megfigyelések, azokra reagáló merész ideák, a kísérleti ellenőrzés és az általuk hozott technikai kihívás egymásba kapcsolódó intellektuális egységét érthettük meg mi, a Duna mindkét oldaláról a Budafoki útra siető fiatalok. Bohr és Heisenberg, Gamow és Chadwick töprengései és eredményei, a gyorsítás és koincidencia realitása elénk vetítették az atomfizikára alapozó hi-tech forradalmat.

A Műegyetemen Bay Zoltán kezdeményezte nukleáris gyorsítók építését, indította útjára Simonyi Károlyt. Emlékezem, hogy a szupertitkosan kifejlesztett atombomba hirosimai robbanását követő napon Bay Zoltán magyarázta el sajtónyilatkozatban a nukleáris energia hasadásos felszabadításának lényegét. Otthon volt a századközép tudományos-műszaki forradalmában, és otthon volt a megújulásra készülő magyar társadalomban.

Amikor a fényes szellők évében hazánkat világtudományra kinyitó Természettudományi Akadémiát szervezett Szent-Györgyi Albert, alelnök Bay Zoltán lett, titkár Gombás Pál, tagok pedig többek között Hevesy György, Neumann János, Riesz Frigyes, Wigner Jenő. 1946-ban az újjáalakított Magyar Tudományos Akadémián a Matematikai-Természettudományi Osztály elnökévé Bay Zoltánt választotta.

Bay 1947-es amerikai útján felelevenítette az Egyesült Izzó és General Electric háború által megtépett szakmai kapcsolatait. A jóvátételre leszerelt gyár nemcsak újjáépült, hanem ismét Nyugatra is exportálta termékeit, sőt gyáregységeket is épített. A történelem azonban nem ismerte a türelmet. A forró háborút hamar követte a hidegháború, a készülődés egy küszöbönálló 3. világháborúra.

Államosítani kellett hát a legeredményesebb (nyugati érdekeltséggel is rendelkező) nagyvállalatokat, amilyen a MAORT, Nitrokémia, Standard és Egyesült Izzó. Formailag Amerika még a Szovjetunió szövetségesének számított, ezért jogi ürügyet kellett gyártani a külföldi érdekeltségek államosításához: valutasíbolás, termelésszabotálás a népi demokrácia megdöntése céljából. Készülnek a koncepciós vádiratok, majd a halálos ítéletek. Szabó Kornélt, a MAORT vezérigazgatóját hűtlenség bűntette miatt 1948. március 4-én halálra ítélte a Népbíróság. Az ítéletet szeptember 18-án végrehajtották. Ezt követte a többi vállalat vezetőjének súlyos, többször halálos ítélete, majd az állami tulajdonba vétel.

Az Egyesült Izzó gazdasági igazgatóját, Jankovich grófot 1947. őszén tartóztatták le. Karácsony előtt a tudományos igazgatót, Bay professzort valutaügyekről, termeléslassításról, szervezett szociáldemokrata munkásokkal fenntartott kapcsolatairól nappal a Gazdasági Rendőrség, éjszaka az Államvédelmi Osztály faggatja.

1948 elején Bay Zoltán családjával Hegyeshalom felé tartó vonatra szállt.

Bay Zoltán a George Washington Egyetem professzoraként fejezte be a Compton-koincidenciát és az energiamegmaradást 10^-11 s pontossággal igazoló mérését. Műszaki értékű teljesítményei elismerését jelentette, hogy 1955-ben felkérték az Amerikai Szabványügyi Hivatal (National Bureau of Standards) Atomfizikai Osztályának vezetésére. Az ultrahang visszaverődési idejének alapján a denevérek, delfinek, tengeralattjárók régóta használták fülüket térbeli látásra (távolságmérésre, alakfelismerésre). A háborús tapasztalatok alapján a levegőben, világűrben magától értetődően mérik a távolságot radarral, a kibocsátott és visszavert mikrohullámú elektromos sugárzás futási idejével (azt a c fénysebességgel megszorozva). Különböző földrajzi helyzetű adók impulzusainak beérkezési időkülönbségéből határozzák meg helyzetüket hadihajók, kereskedelmi hajók, magán-yachtok az óceánon méter pontossággal. A radartechnika alapja a jelterjedés sebességének változatlansága, ami pedig a relativitáselmélet szerint a tér és idő egységét fejezi ki. Csupán történeti okai vannak, hogy a Francia Forradalom konventje egymástól független egységként vezette be a métert (mint a földi egyenlítő és pólus távolságának tízmilliomod részét) és a másodpercet (a középnap hosszának 1/86400 részeként), hogy azok az emberi testméretnek és a szívverés ritmusának közelébe essenek. A c fénysebesség e két függetlenül definiált egység váltószáma. (Miként a régen tanított mechanikai hőekvivalens a kalóriát számította át joule-ra.)

Az alkalmazott fizikában új korszak nyílt a laser felfedezésével. A jelenben megnyilvánuló tendenciára mindig érzékeny Bay Zoltán felismerte: a radarnál több ezerszerte nagyobb frekvenciájú, több ezerszerte rövidebb hullámhosszú, monokromatikussá fésült laserfény kínálja annak lehetőségét, hogy gyakorlattá váltsuk az einsteini eszmét: a méter szabványának az atomórával pontosabban mérhető másodperc szabványával történő kiváltását. Ehhez végig kellett járni az utat az ideától a műszaki megvalósításig és jogi elfogadásig. (FSZ 1972/5, 1974/4, 1986/10). Igazolni kellett, hogy a fény sebessége vákuumban a fényforrástól, iránytól, frekvenciától, megfigyelőtőt olyan pontosságig független, amit a pontos távolságmérés megkíván. Át kellett hidalni a fény magas és az atomórák sokezerszerte alacsonyabb frekvenciája közt a szakadékot. 25 éven át tartó munka és érvelés gyümölcsét hozta meg a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatal döntése 1983. októberében: - "Egy méter az a távolság, melyet a fény vákuumban a másodperc 1/299792458 törtrésze alatt befut."

E pillanattól kezdve nem kell mind nagyobb pontosságra törekedve mérni a fény sebességét, annak értéke mostantól mindörökre c = 299 792 458 m/s. (Akárcsak az amper egységét a m, kg, s egységekhez kapcsoló vákuum-permeabilitás mindörökre ) Ettől kezdve nem csak elméleti fizikusok, hanem gimnazisták is tanulják, hogy a távolságot órával lehet mérni, mert a tér nem független az időtől. Isten véled, öreg Euklidesz! Einstein, Isten hozott (és Bay Zoltán)!

70 éves elmúlt, amikor az Amerikai Szabványügyi Hivatalból nyugalomba vonult. Azóta az American University emeritus professzoraként élt Washingtonban. 80 évesen kapta meg a Franklin Társaság Boyden-díját "a fénysebesség problémakör elméleti áttekintéséért, ennek alapján a metrológiához való hozzájárulásáért." A történelem azonban ez alatt a két évtized alatt is lépett néhányat.

25 évi távollét után, 1973 októberében lépett újra magyar földre az Eötvös Társulat meghívására, hogy előadást tartson a három városban, amely magáénak vallja Bay professzort. Budapesten, Debrecenben, Szegeden az új méter programjáról beszélt. 1975 augusztusában a Társulat debreceni vándorgyűlésén a 30 éve történt Holdvisszhang kísérlet nempublikált részleteit elevenítette tél. (Ebben az évben vette át a Magyar Asztronautikai Szövetség Fonó Albert érmét is.) Az 1977-es egri vándorgyűlésen a bolygóközi radarmérésekről tartott előadásában elmondta: a fénysebesség számértéke ugyanakkorának bizonyul a Föld centrumához és a Naprendszer centrumához kötött vonatkoztatási rendszerben egyaránt. 1981-ben választotta az Eötvös Társulat tiszteleti tagjává. A Fizikai Szemlének majd minden évben küldött írást, ezeket épp oly gonddal fogalmazta, mint amik a rangos német, majd angol folyóiratokban jelentek meg. Az Eötvös Társulat büszke rá, hogy az utolsó két évtizedben Bay Zoltán hozzánk is tartozott.

1981-ben választotta tiszteleti tagjává a Magyar Tudományos Akadémia is. A sors különös fintora, hogy ő az egyetlen akadémikusunk, akinek három székfoglalóra adott alkalmat és témát a sors. 1938-ban levelező tagként az elektronsokszorozót mutatta be, 1946-ban rendes tagként a Hold-visszhangról számolt be. 1989-ben tiszteleti tagként az új méter-szabványt ismertette. (Rákosiék megfosztották magyar állampolgárságától, ami pedig az akadémiai rendes tagság feltétele. A volt osztályelnök tiszteleti tag lett.) Azért szülővárosa, Gyula 1990-ben tiszteletbeli polgárává választotta. 90. születésnapján Göncz Árpád köztársasági elnök kezéből vette át a rubinokkal ékes magyar Zászlórendet, amit magyarságát vallva köszönt meg (FSZ 1990/12). Csak a fölött fejezte ki aggodalmát, hogy az Egyesült Izzó részvénytöbbsége külföldre került. Talán elkerüli a gyár a külföldről diktált harmadik leszerelést...

Az edinburghi egyetemen kívül a Budapesti Műszaki Egyetem, továbbá Debrecen és Szeged egyeteme vallja tiszteletbeli doktorának, és ő is magához tartozónak érezte szülőhazáját. Washington-melléki házának ajtaja nyitva állt a magyar kultúra minden emigráns és óhazából látogató képviselője előtt. Még készült egy budapesti előadásra arról, hogy a fénysebesség egyirányú futásnál is változatlan, de orvosa 1991-ben már nem engedte repülőre ülni. 1993. április 12-én a déli harangszóra végleg hazatér szülőföldjére, Gyulaváriba.

Bay Zoltán nemcsak tanúja, de alakítója is volt ennek a századnak. Határok fölött átívelő baráti és munka-kapcsolat fűzte Gombás Pálhoz, Illyés Gyulához, Kodály Zoltánhoz, Kodolányi Jánoshoz, Németh Lászlóhoz, Szabó Lőrinchez, Szent-Györgyi Alberthez, Zilahi Lajoshoz és több - ma itthon és távol - élő magyar fizikushoz. Markáns alakja volt annak a Magyar Műhelynek, amely a történelem mélységes örvénylése fölött azáltal volt képes európaivá emelkedni, egyetemes értéket teremteni, hogy mindvégig magyar maradt.

Bay Zoltán üzenete ezen a századfordulón időszerűbb, mint valaha.