Fizikai Szemle honlap |
Tartalomjegyzék |
Morovics Miroslav Tibor
A Szlovák Tudományos Akadémia
Történelmi
Tudományok Intézetének Tudomány- és
Technikatörténeti Osztálya, Bratislava
Az a műszaki és ipari fellendülés, ami a XIX. század második felében elérte Magyarországot is, serkentőleg hatott a fizikai és egyéb természettudományos kutatásokra. Mindinkább nyilvánvalóvá vált a tudomány fontos szerepe az ipari-technikai és így a társadalmi fejlődésben, aminek következtében jelentősen felélénkült az érdeklődés is a természettudományok iránt. A tudományos élet egyre inkább túlnőtt a központi intézményes kutatásokon, ami - mai nyelven szólva - az amatőr tudományos mozgalom kiszélesedését jelentette. Megnőtt a száma az olyan nem hivatásos tudósoknak, akik a fővárostól, egyetemektől, tudományos központoktól távol, jóval szerényebb körülmények között végezték kutatásaikat. Például középiskolai szertárakban; mert sok volt közöttük a középiskolai tanár. Szerepük a tudomány és technika korabeli vívmányainak népszerűsítésében vitathatatlanul jelentős, de hoztak megőrizni valót kutatói tevékenységükkel is. Elszigeteltségük, korlátozott körülményeik (vagy éppen tehetségük) miatt sokszor folytattak ugyan olyan kutatásokat, amelyek színvonalban és tartalomban kívül maradtak a kor legprogresszívebb, aktuális fejlődési áramán, ez azonban nem zárhatja ki munkásságuk hasznos voltát. Nem egy eset példázza, hogy elszigeteltségük ellenére ők is fel-felvillantottak legalábbis érdekes eredményeket.
Ezeknek a tudósoknak egyike volt Antolik Károly, kísérletező fizikus, az elektromos szikrarajzok és a hártyarezgések magyarországi kutatója. 1843. január 28-án született a szepesmegyei Kolbachon. (A falu mai neve Studenec - a Spisská Nová Ves-i, azaz iglói járásban található Csehszlovákiában.) Lőcsén, Eperjesen és Nagyváradon végezte középiskolai tanulmányait, majd ezeket a pesti egyetem követte, ahol fizikából Jedlik Ányos (1800-1895), matematikából pedig Petzval Ottó (1809-1883) voltak tanárai. Tanári oklevelét 1867-ben szerezte meg és a matematika-fizika mellett tornatanári képesítést is nyert.
1868-tól a kaposvári főgimnázium, majd 1870 és 1874 között a kassai főreáliskola tanára volt. Az 1874-75-ös tanévet Németországban töltötte fél évig H. Helmholtz (1821-1894), laboratóriumaiban dolgozott, majd a heidelbergi egyetemen R. W. Bunsen (1811-1899) és G. H. Quincke (1834-1924) előadásait hallgatta. Az egyetemi évek és tanárai - mint később látni fogjuk nagy hatással voltak tudományos tevékenységére. Németországból hazatérve az aradi főgimnáziumhoz került, ahol 1892-ig dolgozott. Ebben az évben nevezték ki a pozsonyi Állami Főreáliskola igazgatójává, s utóbb mint főreáliskolai igazgató halt meg Pozsonyban 1905. június 20-án, 62 éves korában. Pályáján mindvégig nagyszerűen tudta ötvözni kutatói, tanári és társadalmi munkásságát. Tevékeny és gazdag életének kiváló tükre az a számos cikk, tudományos értekezés és előadás, melyeknek teljes felsorolása itt lehetetlen.
A legértékesebbek a "sikamló villanyszikrával" foglalkozó kísérletei és tanulmányai, valamint azok a hangábrák, amelyeket rezgő hártyákon állított elő. Az elektromos szikrakisülésekkel, azok hatásaival sokat foglalkozott, a Lichtenberg féle elektromos poralakok "művészévé" vált, majd később a sugárzó és a légköri elektromosság kötötték le figyelmét. (Antolik "sugárzó elektromosság" kifejezéssel jelölte azokat a jelenségeket, amelyek feltöltött elektromos testek környezetre tett hatásaival függenek össze, mint például az elektromos szél és egyes influenciajelenségek.)
Pozsonyban elsősorban hangtani kísérleteket folytatott. Részben továbbfejlesztette Aradon elkezdett hangábra kísérleteit és foglalkozott a meglevő és használatos hangsorok reformálásának kérdésével, ennek kapcsán új, úgynevezett "matematikai hangskálát" állított össze.
Aradi működése során szentelte a legtöbb időt a fizikatanítás kérdéseinek.
Magyar nyelvű tankönyveket írt - ezek Aradon jelentek meg és több kiadást is
megértek. (Kísérleti természettan. 1880 - Természettan és vegytan
alapelemei. 1880 - A természettan és természettani földrajz elemei. 1881)
Aradon született meg Bugát-féle pályadíjat nyert munkája is, mely számos
szemléltető fizikai kísérlet leírását tartalmazza. (Fizikai kísérletek.
Természettudományi Közlöny, 1890, XI-XII. pótfüzet - Physikalische
Schulversuche. Zeitschrift für den Physikalischen und Chemischen Unterricht,
4. Jahrgang, 1890-1891) Egykorú, fizikai segédeszközöket gyártó cégek
katalógusait böngészve szintén rábukkanhatunk Antolik Károly nevére -
ezekben tervezőként szerepel. Műszaki-tervezői adottságairól tanúskodik
néhány kisebb cikke is, ilyenek a "Tökéletesített méregszivornya"
(Természettudományi Közlöny, 8, 1876) vagy "A gyűrűcsöves higany
légszivattyú" (Mathematikai és Természettudományi Értesítő, III, 1884-85),
melyekben önmaga szerkesztette berendezéseket ír le. Kísérleteivel több
jelentős kiállításon önálló kiállítóként szerepelt, díjakat nyert. Ott volt
például az 1881-es párizsi nemzetközi elektrotechnikai kiállításon vagy az
1896-os budapesti milleneumi kiállításon is.
1. ábra: Antolik Károly (1843-1905) |
Csaknem 11 éven keresztül elnöke volt a Pozsonyi Orvos-Természettudományi Egyesület természettudományi szakosztályának, amelynek ülésein gyakran adott elő fizikai és egyéb tárgyakról, saját kísérleteiről, műszaki újdónságokról. Hasonló előadásai voltak a pozsonyi Toldy-körben és a Szabad Lyceum keretén belül is. Ez utóbbinak Pozsonyban elnöke is volt. Ő volt az egyik kezdeményezője azoknak az ingyenes, hetenként tartott természettudományi előadásoknak, melyek 1881-ben az aradi Kölcsey Egyesület megalakulásához vezettek. Tagja volt a Királyi Magyar Természettudományi Társulatnak is. Szily Kálmán (1838 -1924) közvetítésével mind a Társulat, mind a Magyar Tudományos Akadémiai akkori Matematikai és Természettudományi Osztálya megismerkedett kísérleteinek eredményeivel (A MTA Értesítője, VIII, 1874). Feltehetően ugyancsak Szily Kálmán közvetítésének köszönhető, hogy Antolik eredeti szikrarajzos kísérleteit Schuller Alajos (1845-1920) műegyetemi tanár is megismételte a Műegyetem laboratóriumában.
A Természettudományi Társulatban elsősorban a villanyszikrával folytatott kísérletekre figyeltek fel. Antolik valóban ezen a területen ért el igazán sikereket. Időben - és tán érdemben is - az elsők az 1873-ban Kassán elkezdett koromábrás kísérletek voltak. Bennük koromréteg segítségével mutatta ki Antolik a csúszó elektromos kisülés nyomait. Maga a módszer önálló felfedezésnek tekinthető. A kísérletek előzményeiről szóljon talán maga a felfedező:
"Hosszú ideig szemléltem a Holtz influctio villanygépének két kisütő golyója közt átcsapó villanyszikra alakját, és már majdnem két évvel ezelőtt tudtam, hogy ha a két kisütő golyó kis távolságban (6. cm) áll egymástól, a villanyszikrának útja nem szigszeges, hanem egyenes, és hogy akkor gyakran a villanyszikra egy pontban, közel a nemleges villanyosságú golyótól élesen meghajlik, illetőleg megtörik. Legelső gondolatom az volt, hogy a két villanyosság ezen pontban egyesül, hogy a nemleges villanyosság nehezebben szabadul ki a testekből, mint a tevőleges és így valamicskével elkésik. Ezen pont végtelenül érdekelt engem; azért nem kíméltem sem időt, sem fáradságot, hogy a kritikus pontot minél gyakrabban előállítsam s azt minden kigondolható módon megvizsgáljam, - de eredményhez nem jutottam. Ekkor szülemlett meg bennem az a gondolat, vajjon nem lehetne-e a villanyszikrát valami módon lerajzoltatni?" [1]
Tehát Antolik az említett egyesülési pontot keresve próbálta meg a szikra útját magával a szikrával lerajzoltatni. Feltehetően Jedlik Ányosnál ismerkedett meg a Lichtenberg-féle porábrákkal. (Elektromos szikrakisülés hatásának kimutatása különleges porkeverékek segítségével.) Először ezzel a módszerrel, különféle porkeverékeket alkalmazva próbálta megjeleníteni a szikra útját, nem nagy sikerrel. Hosszas kísérletezés után találta csak meg a kimutatáshoz legalkalmasabb közeget, a koromréteget.
Legegyszerűbb kísérleteiben a Holtz-féle influenciagép szikrája két,
csúcsban végződő ónelektród között, egy üveglapra ragasztott sima kartonlap
bekormozott felületén sikamlott végig. A koromrétegben a szikra rajzolatot
hagyott, kimutatva vele a kisülés útját. Meglepő, hogy az így kijelölt út
nem egyszerű szerkezetű, hanem három (sőt a szikra erősségétől függően
esetleg több) párhuzamos csíkból, barázdákból áll. A legegyszerűbb esetekben
két világos barázda övez egy vékonyabb (néha csak mikroszkóp alatt látható)
sötét vonalat. A világos részek a korom lesöprésével, a sötétek pedig annak
lepréselésével és beégetésével keletkeznek.
2. ábra: "Befedési módszerrel" készült ábrapár |
Antolik nagyon sokféle formában, különböző körülmények között, légritkított térben is megismételte kísérleteit. Mindenáron az elektromos szikra anyagi mibenlétének kérdésére kereste a választ, s így a kisüléskor keletkező légmozgást csak másodlagos hatásként kezelte. Ezért nem kötötték le eléggé figyelmét a Mach által megmagyarázott jelenségek. - Mach már első Antolik-féle szikrarajzokból kiinduló munkájában felismerte, hogy ezek az Antoliknál mellékjelenségként kezelt interferenciaábrák kvantitatív jellegű tanulmányozásokra esetleg mérésekre is alkalmasak - persze akusztikai illetve aerodinamikai alapon [6]. Érdekes megemlíteni ezzel kapcsolatban Szily Kálmán véleményét Antolik szikraábráiról:
"...az így keletkezett idomok... egy új módot szolgáltatnak a villanyosságnak, vagy talán még inkább a levegő mozgásának tanulmányozására." [9] Antolik Károly legfontosabb értekezései a koromábrák témájáról a Poggendorff's Annalen der Physik und Chemie című folyóiratban (151, 1874 - 154, 1875), a kassai főreáliskola értesítőjében (1873-74), valamint a Természettudományi Közlönyben (6, 1874) jelentek meg.
Későbbi, de hasonló célzatú kutatásaiban már mellőzte a koromábrák módszerét és a Lichtenberg-féle kísérletekhez folyamodott. Ezeket többféleképpen módosította: különböző módon szikrakisüléseket idézett elő és a Villarsy-féle (kén-mínium) porkeverékkel ezek nyomait mutatta ki elektromosan semleges vagy előre feltöltött szigetelő felületeken. Különösen érdekesek üveglombikok felületén létrehozott ábrái valamint a csúszó elektromos kisülés elektromos hatásait porkeverék segítségével kimutató alakzatok (5. ábra). A Természettudományi Társulat felkérésére 1882-ben megtartott előadásában (Természettudományi Közlöny, 14, 1882) már elsősorban ilyen fajta kísérletekről számolt be és hasonló természetű ábrákról írt a Műegyetemi Lapokban (1878, 23 füzet) továbbá a Wiedemann's Annalen der Physik und Chemie című német folyóiratban is (15, 1882). Bár maga a módszer nem minden esetben Antolik Károly eredeti elgondolása, a kísérletek tudományos értékét növeli az a tény, hogy abban az időben, azaz a XIX. század utolsó negyedében még nem ismerték a Lichtenberg-féle elektromos porábrák keletkezésének teljes és pontos magyarázatát. (Aszerint, hogy pozitívan vagy negatívan töltött csúcsról történik a kisülés, a Lichtenbergféle ábrák egészen eltérő jelleget mutatnak. Ennek a magyarázata csak 1922-ben, főleg Toepler és Pedersen kutatásai nyomán vált ismertté.)
1882-ben tartott társulati előadásában már a "sugárzó elektromossággal" foglalkozó kísérleteiről is szólt. Ezekkel és a légköri elektromossággal aradi működése idején kezdett el foglalkozni. Ennek kapcsán született meg "A villámhárító védő határai" című munkája, melyben a villámhárító működési elvével foglalkozik. Modellkísérletek segítségével azt próbálja bizonyítani, hogy a villámhárítónak levezető hatásán kívül nem elhanyagolható "sugárzó" hatása is van. (A villámhárító csúcshatáson alapuló működése ma közismert.)
Ebből a témakörből való Antolik Károly "Az elektromos füstalakokról" című tanulmánya is, mely a Műegyetemi Lapokban (II, 1877) illetve ennek megfelelő német cím alatt a Wiedemann's Annalen der Physik .. című folyóiratban (I, 1877) jelent meg. Feltételezhetően ismét Antolik eredeti kísérleteiről van szó, melyekben a "sugárzó elektromosság" nyugalomban levő füstrétegre gyakorolt hatását vizsgálta. A füstfelület fölé feltöltött leideni palackot helyezett bizonyos távolságba, minek következtében a füstrétegben különböző alakzatok - gomolyok, felhőcskék képződtek. Szerinte:
"Mind e tünemények bizonyítékául szolgálnak ama feltevésnek, hogy az égen
látható bárányfelhők az ő alakjukat villanyossággal telt légáramlatoktól
nyerik." [2]
3. ábra: Az út előzetes kijelölésével készült szikrarajzok |
4. ábra: Antolik módszerével létrehozott interferencia-alakzatok |
5. ábra: Antolik későbbi kísérleteiből: csúszó elektromos kisülés hatásainak kimutatása porkeverék segítségével (Lichtenberg-féle módszer) |
Antolik kiváló kísérletezői képességeiről és érzékéről tanúskodnak a rezgő hártyák (membránok) hangábráival foglalkozó kísérletei. Módszere tulajdonképpen azonos Chladni módszerével (1787): finom porokkal szemléltei a kifeszített hártyák rezgési állapotát. Az 1888-as év vége felé kezdett a hártyákkal kísérletezni, tehát egy évszázados késéssel Ernst Chladni (1756-1827) után. A hangtani kísérleteknek ez a módja abban az időben már igazán nem volt "divatos" ezért furcsának tűnhetnek Antolik ilyen irányú törekvései. Tudnunk kell azonban, hogy a vékony hártyák (nem a Chladni-féle lemezek ! ) szabályos megrezegtetése nem is olyan könnyű feladat. Antolik erről a témáról írt értekezése szerint nem kisebb fizikusok próbáltak megbirkózni vele, mint E. Chladni, F. Savart (1791-1841) és M. Faraday (1791-1867), de nem értek el kielégítő eredményeket. Savart az ún. rezonancia módszerrel ugyan rezgésben tudta tartani a hártyákat, az általa nyert ábrák azonban még távolról sem olyan tökéletesek, mint Antolik "hangidomai". Antolik sikereinek titka valószínűleg a hártyák rezgésbe hozásának sajátos módszerében, az általa hangáttételnek nevezett módszerben rejlik. Fa- vagy fémkeretre kifeszített finom papírhártyákat alkalmazott és különböző hangforrások (hangvilla, üvegrúd, húrok) rezgéseit úgy vitte át ezekre, hogy közvetlen és állandó érintkezésbe hozta a hangforrást a hártyákkal. A monochord húrjának rezgéseit például úgy közvetítette, hogy a húrhoz erősített egy parafa kúpocskát, majd annak a csúcsát gyenge érintkezésbe hozta a hártyával és a kettőt egyszerűen összeragasztotta. Sokféle összeállításban végezte a kísérleteket (máshol a kúpocska helyett tű vagy apró dugó biztosította az érintkezést), de a rezgésátvitel közvetlen módja mindenütt megmaradt. "A hangáttétellel előidézett hangidomokról .." című értekezésében (Értekezések a Természettudományok Köréből, 20, 1980) nemcsak leírja, de rendszerezi is az általa nyert hangábrákat. Munkája végén pontokba foglalja és általánosítja kísérleti tapasztalatait és párhuzamot is von a húrok, szilárd lemezek és kifeszített hártyák (membránok) rezgési tulajdonságai közt. Pozsonyi működése során további értekezései jelentek meg erről a témáról a Pozsonyi Orvos- Természettudományi Egyesület Közleményeiben (1892-93, 1903) illetve a pozsonyi főreáliskola értesítőjében is (1893-94, 1903-1904). Az utóbbi munkák tartalmazzák tökéletesített kísérleteinek leírását és a hangábrák további rendszerezését.
Arra a kérdésre, hogy miért éppen ezeket a hangábrákat választotta kutatásainak területéül Antolik Károly, valószínűleg az egyetemen, Jedlik Ányos tanári hatásában kell keresnünk a választ. Szakdolgozatában, melynek témáját éppen Jedlik választotta számára, a hasonló Chladni-féle ábrákkal foglalkozott Antolik. Bírálatában Jedlik a következőket írta:
"Értekező házi munkálatát oly tevékeny lelkesedés lengi át, melyből természettan iránti hajlama nyilván kitűnik. A hangidomok létrehozására és különféleképpeni módosítására vonatkozólag nem csak a jobb forrásokból merített adatokat terjeszti elő, hanem azokat saját kísérletei nyomán nyert eredményekkel is szaporítja." [4]
Jedlik Ányos életrajzírója, Ferenczy Viktor szerint "a megindulásban nem csekély rész illeti Jedliket" [4], ki korán felismerte tanítványában a lelkes kísérletezőt. Később is figyelemmel kísérte Antolik kutatásait, sőt több eszközt is tervezett például az Antolik-féle elektromos füstalakok szemléltetésére. Kapcsolataiknak egyik érdekes emléke az a levél, amelyet Antolik 1874 januárjában küldött volt tanárának, értesítve őt szikrarajzos kísérleteinek eredményeiről. Két szikrarajzot is mellékelt és a következőket írta:
"...véghetetlen nagy örömömre volna egy ily előállított szikrát látni azon villanytelep által, mely Nagyságodtól a Bécsi világkiállításon ki volt állítva ... fogadja Nagyságod az ide mellékelt arcképemet mint azon tanítványától, ki soha el nem felejti, hogy minő hálával tartozik a volt legkedvesebb tanárának ..." [4]
Csupán külső okok - a laboratórium építkezési munkálatai - akadályozták meg Jedliket abban, hogy a "csöves villámfeszítőt" tanítványa rendelkezésére bocsássa. Talán kár. Ki tudja, milyen irányba terelődtek volna - szerencsésebb körülmények közt - Antolik Károly kutatásai.
Ugyancsak egyetemi hatást - ezúttal minden bizonnyal H. Helmholtzét - mutatnak Antolik hangsorokkal foglalkozó írásai is. (Tudjuk, hogy Helmholtz maga is foglalkozott a hangsorok kérdésével.) "A hanglejtők rendszere" című értekezésében (A Pozsony Orvos- Természettudományi Egyesület Közleményei, 1892-93 - ugyanaz a pozsonyi főreáliskola értesítőjében, 1893-94) némi áttekintést ad a hangsorok fejlődéséről és a fizikában való alkalmazásuk problémáiról. Antolik szabályos matematikai alapokra szerette volna helyezni a hangsorok összeállítását. Az oktáv egyenlő hangközökre való osztásából indult ki és rendszerezve közölte az így kialakított hangsorok jellemző adatainak táblázatait. Ennek kapcsán arra mutatott rá, hogy a fizikai jellemzőkből (rezgésszám stb.) ítélve a használatos kromatikus, egyenletesen temperált hangsor eredetét a 6 tagú skálában kell keresnünk, nem pedig a 7 tagúban, mint ahogy azt általában tesszük. Véleménye szerint azonban a zenében és másutt használatos hangsorok összeállításánál az egyenletes beosztású 24 tagú hangsor egyes tónusait lenne a legcélszerűbb kiemelni. A hangsorokról nem fizikai tárgyú lapokban is írt (Zene és Színművészeti Lapok, 1894) és több előadást is tartott pozsonyi tevékenykedése idején. Ezeken az előadásokon elméletét önmaga tervezte 12 húros polychordján végzett kísérletekkel támasztotta alá. Rajzai alapján ítélve ez a segédeszköz nagyon precíz szerkezetű, igényesebb tudományos kísérletekre is alkalmas műszer lehetett.
Az itt felsoroltakon kívül is számos olyan cikke, értékezése, előadása van, amelyek kisebb jelentőségű vidéki lapokban, középiskolai értesítőkben, társulati kiadványokban jelentek meg és amelyekről nem szólhattam külön. Nem foglalkoztam itt Antolik csillagászati tárgyú, jobbára ismeretterjesztő munkáival és a Mathematikai és Physikai -Lapokban (1893, 1894) megjelent cikkeivel sem. Szétszórt életművét alaposság, pontosságra törekvés és átfogó előtanulmányok jellemzik. A szenvedélyes kísérletező hihetetlen türelme és körültekintése hatja át ezeket a munkákat. Csaknem száz év távlatában nehéz értékelni a kényelmetlenséget, fáradtságot nem ismerő fizikus munkáját. Villámhárítós kísérleteinek leírásánál a következő pár sort olvashatjuk:
"Eleinte kísérleteimet nyitott ablaknál ismételtem s midőn az eredményekkel már tisztában voltam, becsuktam az ablakokat, 10 liter vizet locsoltam szét a dolgozó teremben s ezenkívül egy széles vascsészében, mely a készülékektől csak 1 méternyi távolságban állott, annyi vízgőzt fejlesztettem folytonosan, hogy a nedvességtől a ruhám a testemhez tapadt." [3]
Lehet, hogy ez a fajta kísérletezői elszántság ma már esetenként mosolyra is késztet, sok tekintetben azonban - példamutató. Mit sem változtat ezen az a tény, hogy korszerűbb módszereink már az áldozatok egészen más formáját igénylik.
Kortársai Antolik Károlyt "az elektromos szikra magyar úttörője" címmel tisztelték [4]. Életéről, munkásságáról nem őrzött meg sokat a tudomány-történetírás. Ez a tanulmány sem kívánt teljes értékelést adni róla.
Csak a Magyarországon, Csehszlovákiában, Romániában dolgozó fizikatörténészek együttműködése, közös forrásfeltáró tevékenysége adhat reményt arra, hogy a 19. századi magyarországi fizika történetének - közte Antolik Károly életművének is - felkutassuk ma még feltáratlan értékeit.
IRODALOM