FARKAS GYULA MAI OLVASATA

Biró Gábor
BME, Fizikai Intézet
Gábor Dénes Főiskola

Farkas Gyula a fizika és a matematika több területén alkotott maradandót. Most nem ezekről szeretnék írni, hanem néhány illusztrációval arra szeretném a fizikát - különböző szinteken - oktató kollégák figyelmét felhívni, hogy érdemes ma is kézbe venni Farkas Gyula egyetemi jegyzeteit. Nem azt javaslom, hogy a fizika egyik vagy másik területére vonatkozó ismereteink gyarapítása érdekében olvassunk Farkas jegyzeteket; de metodikai-pedagógiai szempontból sokat tanulhatunk ma is tőle. Félreértések elkerülésére: Farkas Gyula nem fogalmaz meg általános didaktikai elveket, de ahogy a fizika egyes konkrét fejezeteit tanítja, abból sok tanulságot vonhatunk le a magunk számára.

Először a didaktikai következtetést saját szavaimmal fogalmazom meg, és azután igyekszem Farkas Gyula szövegekkel igazolni, hogy ez valóban az ő fizika-oktatásából (is) levonható tanulság.

Mindenekelőtt: az oktatónak követnie kell tudományága (tantárgya) fejlődését. A naprakész ismeretek szintjéről kell oktatni a már klasszikusnak tekinthető ismeretanyagot is. Ennek a közhelynek tűnő állításnak talán súlyt ad, ha hozzáteszem a gondolat másik feleként, hogy nem szabad elszakítani az adott fogalom, törvény oktatását attól a tudománytörténeti szituációtól, amelyben kialakult, tisztázódott, megfogalmazódott az adott fogalom, illetve törvény. Nem történeti anekdotázásra gondolok, még csak nem is a "felfedező" személyes - akár tudományágával összefüggő - tulajdonságainak az ismertetésére, hanem arra: miért kellett, és miért lehetett felfedezni, tisztázni, pontosítani, új összefüggésbe helyezni stb. stb. az adott fogalmat, törvényszerűséget. Nem szeretnék itt kitérőt tenni afelé, hogy ahogyan az egyén fejlődése rövidített megismétlése a törzsfejlődésnek (filogenezis-ontogenezis), így az egyén ismeretszerzését, annak mélységét segíti, ha feltárul előtte, hogyan jutott el az emberiség az adott ismerethez.

Farkas Gyula 1907/1908-as tanévi egyetemi jegyzeteiből ¹ részleteket kívánok bemutatni annak bizonyítékául, hogy mennyire naprakész ismereteket oktatott, és ugyanakkor hogyan élt a történelmi összefüggésekbe állítás módszerével.

A "Szemelvények az elektromosság és mágnesség tanából" címet viseli jegyzetének egyik fejezete. Hadd idézzem ennek első mondatát: "Ezelőtt 20 évnyi idővel az elektromosság és mágnesség tanán még a távolbahatás hypotézise uralkodott... "(jegyzet 88. old.). Ez az indítás már önmagában mutatja, hogy szerzője a kor legújabb eredményei szintjéről tekint vissza a húsz évvel korábbi időszakra. Nevezetesen: csak a speciális relativitáselmélet ismeretében, hozzátenném, hogy az akkor alig 2-3 éves múltra visszatekintő, és még egyáltalán nem általánosan elfogadott relatívitáselmélet tartalmának mély megértése alapján kezdheti azzal elektromágnesség-tani fejtegetéseit, hogy az elektromágneses folyamatok nem távolhatás jellegűek. Ismeretes, hogy a mechanikai példaképű klasszikus fizika - Newtonra hivatkozva - a távolhatás álláspontján állt.

Közbevetőleg: ennek megértéséhez is elengedhetetlen a történelmi szemlélet. Newton a róla elnevezett, és legáltalánosabb klasszikus hatásterjedési törvény, az általános tömegvonzás törvény kapcsán mondta ki híres hitvallását: "hypotheses non fingo" (nem keresek, állítok fel hipotéziseket). Miért mondta ezt Newton, amikor e törvény kísérletileg csak sok évtizeddel később, a Cavendish-féle torziós inga kísérlet elvégzésével vált kísérletileg ellenőrzötté, vagyis valójában maga a "Newton-törvény" is csak hipotézis volt kimondása korában. Newtont a skolasztika "rejtett paraméterei"-vel szemben folytatott vita logikája vitte a hipotézisek tagadásához azt az álláspontot képviselve, hogy: elég volt a nem bizonyítható állításokból, nem szabad semmit feltenni, ami nem bizonyítható. Innen már csak egy lépés a newtoniánusok álláspontja: ha Newton, a mester nem tett fel semmit a hatásterjedés mechanizmusáról, akkor a hatásterjedésnek nincs mechanizmusa, azaz távolhatás van.

Coulomb a róla elnevezett, az elektromos töltések közti kölcsönhatást leíró törvényt a Newton-féle általános tömegvonzás törvény analógiájára írta fel 1/r²-es alakban, és nem azért, mert ez kísérletileg bizonyított lett volna. Ezek után természetes, hogy a töltések közti kölcsönhatást is távolhatásként értelmezték Coulomb és kortársai.

Visszatérve eredeti témánkra: Farkas Gyula megértette, hogy a Faraday-Maxwell-féle elektromágnesség-tan közelhatás elmélet. Faraday mechanikai tárgyi valóságként fogta fel az általa bevezetett erővonal fogalmat, de Maxwell is tárgyi modellekben (csapokban, görgőkben, mechanikai hordozókban) gondolkodva írta fel a később róla elnevezett egyenleteket, vagyis maga sem volt mentes a mechanikai példakép hatásától; az általa felfedezett és leírt elektromágneses erőteret nem tekintette önálló fizikai realitásnak. Teljesen igaza van Farkas Gyulának, amikor jegyzetében azt írta, hogy ". . .Maxwell matematikai megfogalmazásában... oly utakat követett, és felfogását olyan rendszerben tette közzé.. , amelyek félreértésekre vezettek... "(90. oldal). Tudniillik a Maxwell-elméletet még távolhatásként fogják fel, pedig abból ". . .egészen újfelfogásokra alapitott, egészen új rendszer bontakozik ki... "(95. oldal). Másutt így fogalmaz: "Maxwell az ő bámulatos messzelátása dacára sem járt el egységesen. . . " (93. oldal); a Maxwell-elméletet "...csak formálisan lehet távolbahatásokra alapitani, azaz puszta matematikai külsőségek szerint, ám de physikai tartalma a távolbatások tagadására vezet" (89. oldal).

Farkas Gyula elektromágnesség-tan jegyzet-fejezetének nemcsak egyes megfogalmazásaiból (közelhatás-távolhatás ellentmondása) lehet következtetni arra, hogy ismerte a relativitáselméletet, hanem explicit foglalkozik is - elektromágnesség-tan jegyzetében! - a relativitáselmélettel. Ismerteti az Einstein-elmélet két axiómáját, bár az is tény, hogy részletesebben elemzi Lorentz elektronelméletét és az úgynevezett kiterjesztett Lorentz-elméletet, amely tartalmazza már a kontrakciós hipotézist is. Ugyanakkor feltétlen nagyra értékeli nemcsak Lorentz, hanem Einstein teljesítményét is. Egy helyen így ír: "...jelentékeny fontosság tulajdonítadó annak, bogy Einstein egy új időfogalomnak, a Lorentztól levezetett «lokális idő» fogalmának, mint tulajdonképpen való időfogalomnak ... " az elfogadását javasolta. (103. oldal).

Akik ismerték és elismerték az Einstein-elméletet annak idején, azok sem húztak éles határvonalat Lorentz és Einstein közé.Továbbmegyek: maga Lorentz és Einstein sem! Lorentz 1909-ben így fogalmaz: "...A fö különbség köztünk (mármint Lorentz és Einstein közt - B.G.), hogy Einstein egyszerűen posztulálja azt, amit mi nem kis nehézség árán... az elektromágneses erőtér egyenleteiből vezettünk le". (LORENTZ: The theory of electrons - Dover NY 1909. 230. old.) További, mondhatni könyvészeti bizonyítéka ugyanennek, hogy Lorentz és Einstein beleegyezésével 1913-ban könyv jelent meg, amelyben mindkettőjüknek egy-egy alapvető cikke szerepelt - Minkowskinak egy cikkével együtt ("Fortschritte der Mathematischen Wissenschaften in Monographien" 2. köteteként). További bizonyíték arra, hogy Farkas Gyula egyáltalán nem volt "maradi", mikor nem tett határozott különbséget az Einstein és a Lorentz-elmélet között: az Einstein-elmélet egyik első nagy propagátora, Laue, 1911-ben "Das Relativitätsprinzip" címmel írt könyvében az szerepel, hogy "...tényleges kisérleti döntés a kiterjesztett Lorentz-elmélet és a relativitáselmélet közt egyáltalán nem tehető... "(id. mű Braunschweig 1911, 9. oldal). Nem vethetjük tehát Farkas Gyula szemére, hogy nem vont éles határvonalat e két elmélet közé. Inkább csodálnunk kell, hogy a fizika akkori legújabb elméleti és kísérleti eredményeit is ismerte, és oktatásában szerepeltette is. Sőt láttuk, magánál Maxwellnél is átfogóbban értette meg a Faraday-Maxwell által felfedezett elektromágneses erőtér korszakos jelentőségét.

Farkas Gyula egyetemi oktatásának szinte utánozhatatlan, de követendő naprakészségét hadd illusztráljam még néhány adalékkal. Nemcsak beszél az akkor alig egy évtizedes felfedezésekről: a radioaktivitásról, a röntgensugárzásról, ismerte és elmagyarázta a Lénárd-kísérletet, de abba az összefúggésbe is hozta ezeket, hogy a radioaktív-sugárzás és a Lénard-kísérlet az elektron-elmélettel magyarázható, és utóbbiból előre jósolták a Zeemann-jelenséget.

Azt természetesnek tekinthetjük mindezek után, hogy részletesen elemezte a Michelson-Morley-kísérletet, hiszen az a Lorentz-Einstein-elmélet kifejtéséhez nélkülözhetetlen volt számára. Azt is tudta, hogy a kísérlet alapgondolata Maxwelltől származott.

Még egy illusztráció Farkas Gyula naprakész korszerűségére:1907-1908-as egyetemi jegyzetében már hivatkozik a Planck által 1900-ban bevezetett, a feketetest-sugárzást értelmező kvantumhipotézisre. Ez olyan új iránti érzékre vall, amit talán azzal lehet legjobban jellemezni, hogy Planck maga évtizedeken át igyekezett "legyengíteni" hipotézisét, mintegy megrettenve annak újszerűségétől.

Összefoglalva:

Farkas Gyula elektromágnességtan jegyzetéből azt a didaktikai-pedagógiai tanácsot olvashatjuk ki, hogy a legújabb ismeretek szintjéről, ugyanakkor történelmi szemlélettel kell oktatni.

_____________________________
¹ Az említett jegyzet kézírásos. Fellelhető az ELTE TTK Atomfizika Tanszék könyvtárában. A kézírás nem Farkas Gyuláé, hanem egy hallgatója jegyezte le F. Gy. előadásai alalpján.