Simonyi Károly-díj, 2008
Charles Simonyi édesapja emlékére alapította ezt a díjat, amelyet minden évben egy-egy fizikus és mérnök vehet át. 2008 díjazottjai: Mihály György akadémikus, a BME Fizika Tanszékének tanszékvezető egyetemi tanára és Arató Péter akadémikus, a BME Irányítástechnika és Informatika Tanszékének egyetemi tanára.


A fizikus: Mihály György

Mesélte, hogy ezekben a hetekben sokat vizsgáztatott, ma délelőtt szigorlat is volt: miben különbözik a műegyetemi fizikusképzés az ELTE-étől, amelyet Ön diákként tapasztalt meg? 

– Hivatalosan nem különbözik, mert amióta a BSc–MSc-rendszert bevezették, egységes a fizika- és a fizikusoktatás. Alapszinten fizikát tanítunk, mesterszinten fizikusokat. Korábban sem volt jelentős a különbség, bár mi inkább alkalmazásorientált képzésre törekszünk. Nálunk „erős” az anyagtudomány, a szilárdtestfizika, az optika, az optikán belül a lézerfizika, és Magyarországon csak itt van nukleáristechnika-oktatás. Természetesen az ELTE-n is minden területen jó képzést adnak, de ott például a részecske- és a magfizika, vagy a komplex rendszerek fizikája hangsúlyosabb.

Simonyi Károly könyveiből tanít, vagy tanult valamikor?

– Simonyi Károlyhoz még középiskolás koromból fűződik az első emlékem. Nagyon lelkesen oldottuk meg a matlap-példákat, és ezekhez az elektromosságtant Simonyi Villamosságtan című könyvéből tanultam meg, ami akkor nem volt könnyű olvasmány. A komplex számokkal is ott találkoztam először – hamarabb, mint ahogy matematikában eljutottam volna odáig. 

Hosszú idő után akkor kerültem megint közelebbi kapcsolatba a Simonyi-életművel, amikor már tanítottam az egyetemen. Elővettem A fizika kultúrtörténetét, hogy lássam, milyen kapcsolódási pontok jelennek meg a fizikában. Bár szívesen olvastam a történeteket is, az újdonság erejével mégis az apró betűs rész hatott rám: itt írja le Simonyi, hogy milyen matematikai formulákon, gondolatmeneteken keresztül jutottak el egy-egy felismerésig. 
 Akkoriban egy svájci professzor is kérte, hogy szerezzem meg neki a kötetet, mert hallott róla. Mondtam, hogy még nem fordították le, csak magyarul jelent meg. Azt válaszolta, nem baj, őt az érdekli, hogyan van fölépítve, milyen szerkezetben jelennek meg a különböző összefüggések, milyen ábrák illusztrálják a szöveget. Az ő fizika-előadásához is komoly támpontot nyújtott a könyv.

Simonyi Károllyal gyorsan átugrottunk húsz évet, de szeretném, ha elmesélné, hogy milyen út vezetett a diákévektől a professzori székig.

– Az egyetem elvégzése után több fizikust is megkérdeztem, „merre menjek tovább”, és Tichy Géza azt tanácsolta: ne témát válasszak, hanem témavezetőt. Igaza volt. A KFKI-ban kitűnő témavezetőhöz, nagyon jó csoportba kerültem. Grüner Györgytől és Jánossy Andrástól tanultam a fizikát és a kutatást. Az akkori csoportnak most már szinte minden tagja egyetemi tanár – vagy Magyarországon, vagy külföldön. Ez szerencsés indulás volt, mert széles látókörű emberekkel kerültem kapcsolatba. A doktori munkám úgy kezdődött, hogy Gyurka azt mondta: nem azzal fogsz foglalkozni, amire jelentkeztél, mert van egy újabb téma – és utána ezen dolgoztam 5–10 évig.

Mi volt ez a kutatási terület?

– A töltés- és spin-sűrűséghullámok vizsgálata. Ez a kutatás világszerte akkor indult, és nagyon sikeres területe volt „a mi fizikánknak”. Nemcsak kísérleti téren, ahol én dolgoztam, hanem elméleti szempontból is: a KFKI-ban nagyon erős elméleti csoport működött Zawadowski Alfréd szellemi irányításával. 
Grüner György elment Amerikába, de megmaradt a kapcsolat, és több partnerrel is együttműködtünk. Ennek révén töltöttem el hosszabb időt Franciaországban, és később, a 80-as évek végén, Los Angelesben két évet újra együtt dolgoztunk Grüner Györggyel. Éppen a rendszerváltás idején érkeztem haza. Soha nem fordítottak itt akkora összeget a kutatásra, mint a 90-es évek elején. Nagyon sok világbanki, európai uniós támogatás érkezett Magyarországra. Akkor írta ki az OTKA az utolsó nagy műszerpályázatot, és akkor indították el a Felzárkózás az Európai Felsőoktatáshoz című pályázatot. Mindegyiknél előnyt jelentett, hogy külföldről tértem vissza. Ezzel is szerencsém volt: fel tudtam szerelni egy laboratóriumot. 

Hol?

– A Műegyetemen. Zawadowski Alfréd megpályázta a Fizikai Intézet vezetését, és amikor elnyerte, Jánossy Andrással idehívott engem. Mi megszerveztünk egy-egy tanszéket, amivel Zawadowski professzor erősíteni igyekezett az itteni alapkutatásokat. Attól kezdve, hogy a csillebérci intézetből „lejöttem” az egyetemre, egy ideig a laborépítés volt a fő tevékenységem. Vásároltunk egy hélium-cseppfolyósítót, ami nélkül nem tudnánk működni, és megszületett annak a labornak az alapja, ahol nagyon fontos és érdekes kísérleti kutatásokat folytathatunk. Ezután a tehetséges fiatalokból kellett fölnevelnem egy kutatói gárdát. Most már ott tartunk, hogy az első diákok – Halbritter András, Kézsmárki István – egyetemi docensként önálló kutatásokat vezetnek. 

A Simonyi-díjat nemcsak oktatói munkájáért, hanem „a különleges anyagok elektromos és mágneses tulajdonságainak széles körű nemzetközi elismerést kiváltó kutatásáért” is kapta. 

– A kutatói pályán, szerintem, nagyon fontos a rugalmasság: egy módszerben vagy valamilyen téma területén megszerzett „otthonosság” ne tegyen valakit szűk látókörűvé. Az ember ne csak azzal foglalkozzon, ami egyszer „bejött”, hanem állandóan figyelje az új, az érdekes területeket. Ez állandó tanulást igényel, és ma már szinte elkerülhetetlen. Ha valaki – például egy bizonyos életkor után – azt mondja, hogy ő már csak a régi kutatásait akarja továbbvinni, akkor fennáll a veszélye, hogy néhány év múlva kikerül az élvonalból. 

Egy ideig még a töltés- és spin-sűrűséghullámokat tanulmányoztuk, de utána újabb kutatásokba fogtunk, például az alacsony dimenziós rendszerek szupravezetését vizsgáltuk. A szerves szupravezetőktől kezdve a magas hőmérsékletű szupravezető anyagokig számos rendszer tulajdonságait mértük, értelmeztük. Ezzel a témaváltással részben eljutottunk az erősen kölcsönható elektronrendszerek vizsgálatához, és ezek már mind különleges elektromos és mágneses tulajdonságúak. Az erősen kölcsönható elektronrendszerek esetében elsősorban a szigetelő-fém fázisátalakulások, a hozzájuk kapcsolódó mágneses jelenségek váltak érdekessé. Ezt a területet még most is kutatjuk – más szinten és más módszerekkel. Nyitottunk új kutatási irányokat is: elindultunk a nanoszerkezetek vizsgálata felé, ami az egyik frontvonalbeli kutatási területünkké vált. Most már mesterségesen létrehozott nanoszerkezeteket tanulmányozunk. Megnézzük, hogyan játszódik le az elektromos vezetés az atomi méretű rendszerekben, sőt a kutatásokat kiterjesztettük a mágneses rendszerekre is.

Hogyan lehet eljutni a nanométeres szintre? 

– Ennek sokféle technikája van. Nagyon egyszerű módszer például, ha elszakítunk egy drótot. Az elszakadás előtti pillanatban biztos, hogy csak egy atom kapcsolja össze a két darabot. Persze kérdés, hogy meg tudjuk-e találni ezt a pillanatot és meg tudjuk-e tartani azt az állapotot, amelyben egy vagy néhány atom kapcsolja össze a drót két felét. Eltartott néhány évig, amíg megtanultuk. A fiatalok oroszlánrészt vállaltak a munkában. Végül is kidolgoztunk egy eljárást, amellyel stabilan tudunk tartani atomi konfigurációkat, így néhány atomos rendszerek transzporttulajdonságait vizsgálhatjuk, ami nem is akkora kihívás, mint amekkorának elsőre tűnik. Az kell hozzá, hogy viszonylag kis elmozdulásokkal idézzük elő a szakadást és kellőképpen stabil mechanikai megoldást használjunk. A technika nagyon hasonlít ahhoz, mint amit az atomi felbontású mikroszkópiában alkalmaznak, csak kicsit „jobban van megcsinálva”. A térbeli, felületbeli felbontása nem akkora, mint – mondjuk – egy atomerő-mikroszkópé vagy alagútmikroszkópé, viszont egy kis felületen sokkal nagyobb precizitást és stabilitást tudunk elérni. Képesek vagyunk arra, amire persze néhány más helyen is képesek a világon, hogy húzunk és akár megtartunk egy aranyatomokból álló láncot úgy, hogy közben tanulmányozzuk a vezetési tulajdonságait. 

Érdekes alapkutatás egyetlen atom vezetésének a vizsgálata. Egészen más az elmélete, mint amit a klasszikus szilárdtestfizikában megszoktunk. Az új elméleteket a 90-es évek vége felé dolgozták ki, és most már tanítjuk az egyetemen. Ezért is jó belevágni ezekbe a friss kutatásokba.

Néhány év óta már nem csak láncot húzunk – és így hozunk létre számunkra érdekes elrendeződést –, hanem legyártjuk vagy a kutatóintézeti kollégákkal legyártatjuk magát az új anyagot. Például vákuumbeli párologtatáson alapuló berendezés segítségével szinte atomi pontossággal felépíthetünk egy rendszert: az elektron szabad úthosszán belül cseréljük ki az anyagokat, elsősorban a különböző mágneses tulajdonságokkal rendelkező anyagokat. Úgy gondolom, ezekben a rendszerekben újdonságokat is sikerül találnunk.

Hoztam magammal egy Feynman-idézetet: „A mi korunkban az ember átélheti azt az örömöt, és részesülhet abban a semmihez sem hasonlítható élvezetben, hogy kitalálhatja, hogyan fog viselkedni a természet egy eddig még sosem vizsgált új helyzetben. A kísérletekből és bizonyos – már meglévő – információkból sejthető, mi fog történni az eddig feltáratlan területeken.”

– Ez tökéletesen belevág abba, amit a mesterségesen legyártott nanoszerkezetekről gondolunk. Tehát ismerjük a kvantummechanikai törvényeket, és meg tudjuk mondani, hogyan kell „megépíteni” a szerkezeteket úgy, hogy az a jelenség történjen, amit szeretnénk. Mert maguktól ezek a rendszerek nem működnek. A DVD-lejátszókban használt félvezető lézer, vagy a világító dióda (LED), amit ma már gépkocsilámpába szerelnek, kvantummechanikai kuriózum volt, amikor Herbert Kramer elvi lehetőségként leírta: egy félvezető szerkezetben ki lehet váltani a fényjelenséget. A természet magától ilyet nem produkálna. Ezt ki kellett találni, utána pedig meg kellett valósítani. 

Az eddigi tudásunk lehetőséget teremt arra, hogy – Feynman szavaival élve – kipróbáljuk, mi mindent hozhatunk létre, amit a természet nem kínál fel nekünk, de ehhez nagyon komoly technológiai követelményeket kell teljesítenünk. A lézer esetében atomi pontossággal kell kristályrétegeket növesztenünk: olyan kristályt kell készíteni, amelyben egy adott síktól kezdve más atomok vannak, mint előtte, mégsem észlelünk kristályhibát. Nem elég tehát a puszta elv: az elgondolás csak akkor működik, ha „hozzáteszünk valamit”. És ez oda-vissza hat: a félvezetőipar fejlesztései óriási lehetőséget kínálnak az alapkutatásoknak, mert ha kigondolunk valamit, az új technológiákkal meg is valósíthatjuk. Sőt, ha igazán jó kutatási anyaghoz akarunk jutni, akkor a high-tech cégek előállítják nekünk. Erre egy kutatóintézetnek sokszor nem lenne elég pénze. De egy nagy vállalat megengedheti magának, hogy olyan rendszereket gyártson le, amelyeket néhány élvonalbeli fizikus érdekesnek talál. Nekik is fontos, hogy a kutatások kövessék a technológiai fejlődést. 

Érdemes végigkövetni azt a változást, amely a mágneses adattárolás területén zajlott le az utóbbi 15–20 évben. A mágneses adattárolás leghatékonyabb eszköze most a winchester, a merevlemez, amelyen mágneses úton rögzítjük az információt. Ennek az olvasófeje az óriás mágneses ellenállás effektusát alkalmazza, ami lehetővé teszi, hogy ma már 100 gigabyte-os diszkeket áruljanak ugyanannyiért, amennyiért tíz évvel ezelőtt még csak 100 megabyte-os diszket lehetett kapni. Ez az ismert exponenciális fejlődés. 
Hogyan tartható fenn ez a fejlődés? Újabb és újabb jelenségek felfedezésével. Ilyen volt az óriás mágneses ellenállás felfedezése, a korábban alkalmazott anizotrop mágneses ellenállás után. Ez tette lehetővé, hogy gyorsabban forogjanak a diszkek, sűrűbben tárolhassuk az információt. Ugyanakkor nagyon elavult technikával van dolgunk: miért kell nekünk például a zsebünkben hordott Ipodban egy olyan rendszert használnunk, ahol az olvasófej alatt 200 km/óra sebességgel forog a lemez? A XVIII. században hasonló cipőben jártak. John Harrison egész életét arra szánta, hogy aprólékos munkával olyan tengerészeti kronométert készítsen, amely egy hónapon keresztül nem késik többet néhány percnél. Ez kellett a nyílt vízi navigációhoz, aminek sikerén gyarmatbirodalmak múltak. Megcsinálta – erről szólt egy regény és a „Hosszúsági fok” című film. Csodálatos műszerészi teljesítmény, de ma már semmi szükség nincs rá, mert egy digitális órát fillérekért megveszünk. Kicsit ilyen a winchester is: a mechanikai megoldás csúcstechnológia – a fej néhányszor tíz nanométer magasságban lebeg a több száz kilométer/óra sebességgel forgó lemez fölött. De mennyivel okosabb lenne, ha nem használnánk mozgó alkatrészt! 

Ezt is kitalálták, és a 2000-es évek elején elkezdték fejleszteni. A hagyományos winchesterben egy kis egység (a spinszelep) szolgál az olvasásra; ennek az igen-nem állapota az érzékelt mágneses tér szerint kapcsol. Az egység önmagában is memória. Tegyünk ilyen „olvasófejből” akár egymilliárdot egy dobozba, és ezeket kapcsolgassuk. Az új elven működő memóriát (MRAM) elkezdte fejleszteni az IBM, és 2006-ban megjelentek a néhány megabyte-os „játékszerek”. Ezekben már nem használnak mozgó alkatrészt, és részben emiatt négy nagyságrenddel gyorsabban működik a rendszer, mint egy winchester! Ez óriási változás. Egy darabig megint a számítógép vár majd ránk, nem pedig mi a számítógépre. Viszont az eljárás még drága, ezért nyilván nem terjed el tömegesen. 

Ott tartottak tehát, hogy megcímezték a spinszelepeket, és a hozzájuk vezető drótok árama kapcsolgatta őket. Miközben folyt ez a fejlesztés, megszületett egy újabb technológia: az adattárolást meg lehet oldani úgy is, hogy ne a két dróton odavezetett áram szórt tere kapcsolja a memóriaelemet, hanem folyassunk rajta keresztül „mágneses” áramot, és ha ez elegendően nagy, akkor így is tudjuk kapcsolni a információt hordozó mágneses domént. Itt már nem a szokásos, „áram által keltett” mágneses tér számít, hanem az elektronok spinje jut szerephez: az áramot szállító elektronok saját mágneses momentuma hat a doménra. Ha a kis memóriaegységben az egyik mágneses domén beállítja az elektronok spinjét egy irányba, és elég nagy az áram, bekövetkezik a kapcsolás. Ettől kezdve nemcsak kiolvashatjuk az árammal, hogy mi van a memóriában tárolva, hanem az egy irányba állított mágneses momentumú elektronokkal írni is tudjuk ezt a memóriát: nem kell odavezetni két külön zsinórt. Az eljáráson alapuló első eszközöket szintén 2005–2006 között állították elő, és 2008-ban jelentette be a Toshiba, hogy már gyártja az új memóriát. 

A felhasználó csak azt veszi észre, hogy megjelent egy olyan termék, ami sokkal többet tud, mint a korábbi, és ugyanannyiba kerül. Azért tud sokkal többet, mert teljesen új elv „van benne”. A fejlődés azért tartható fönn, mert mindig sorban állnak az ötletek – ma szinte kivétel nélkül a kvantummechanikán alapulnak –, és egy adott pillanatban „összetalálkoznak” az alkalmas technológiával.

A mostani kutatásaink egy részében éppen azon dolgozunk, hogyan befolyásolhatnánk a mágneses állapotokat spinpolarizált árammal: hogyan tudjuk felhasználni magukat az elektronokat a mágneses domének közvetlen kapcsolására. Ez nagyon új kutatási irány, amelyhez le kellett mennünk a nanométeres tartományba. A mikrostruktúrákban például 50 amperes árammal tudjuk átfordítani egy domén mágnesezettségét, de amikor 10 mikronszor 10 mikronról lemegyünk „10 nanószor 10 nanóra”, akkor hat nagyságrenddel csökken a felület, és 50 amper helyett elég 50 mikroampert használnunk a megfelelő áramsűrűség előállításához! 

A nanotechnológiával hirtelen olyan jelenségek is köznapivá válnak, amelyek a mikrotechnológiában különlegességnek számítottak, vagy nagy erőfeszítéssel tudtuk csak előidézni őket.

Kísérleti fizikusként tartják számon, de úgy tűnik, hogy az önök kutatásaiban a kísérleti és az elméleti munka szimbiózisban él egymással. 

– Azt hiszem, nincs jó kísérleti fizikus elméleti háttér nélkül, és meg is fordítanám: egy igazán jó elméleti fizikusnak mindig tudnia kell, hogy mi történik a laborban. Az elméleteknek és a kísérleteknek – ha szét lehet egyáltalán választani a kettőt – szoros kapcsolatban kell állniuk. Erre mindig odafigyeltem, és megint azt kell mondanom, hogy szerencsések vagyunk, mert mindig akadt a közelünkben olyan elméleti fizikus, aki a mi területünkön is „otthon volt”. A nemrég elhunyt Fazekas Patrik tudása nagyon komoly segítséget jelentett a mágneses kutatásokban. A mostani fiatalok közül Zaránd Gergely nemzetközi szinten is az egyik legjobb elméleti kutató a nanoszerkezetek területén, és ő is rettenetesen odafigyel a kísérleti eredményekre. Mi pedig figyeljük az elméleteket, mert nem mehet el egymás mellett a kísérlet és az elmélet.
 

A mérnök: Arató Péter

Az a tanszék, amelyet nagyon sokáig vezetett, nem is létezett még, amikor egyetemi tanulmányait elkezdte.

– Igen, a Folyamatszabályozási Tanszék – amely később az Irányítástechnika és Informatika Tanszék nevet vette fel – 1964-ben alakult, az akkori tanszék-szétválások során, én pedig 65-ben végeztem. Kezdetben szabályozástechnikai, szabályozáselméleti témakörökkel foglalkoztam mint tanársegéd, Frigyes Andor tanszékvezető professzor vezetésével, akinek nagyon sokat köszönhetek. Támogatása mindvégig meghatározó volt számomra. Ahogy telt-múlt az idő, egyre inkább szükség volt a digitális technika, a logikai tervezés terén valakire, aki segít a gyakorlatok és a tananyag kidolgozásában. A tudnivalókat nekünk, oktatóknak is előbb el kellett sajátítanunk a szakirodalomból. Amikor én jártam egyetemre, akkor a digitális számítógéppel csak úgy találkoztunk, hogy egyszer a Stoczek-épületben megnézhettünk egy nagyon régi, relés számítógépet, amelyet talán még Kozma professzor úr tervezett. Egy teljes termet kitett a szekrényeivel. Aztán hirtelen megindult itthon is a fejlődés, és hozzánk úgy ért el, hogy a lengyel Elwro cég elkezdett számítógépeket gyártani.

Odrákat?

– Igen. Ezek germániumtranzisztorokból és -diódákból épültek fel, az operatív memóriájuk forgó mágnesdob volt. Tehát lassan végezték el a műveleteket, de mégiscsak Neumann-elv szerint működő számítástechnikai berendezések voltak. A tanszéken felmerült, hogy vásárolnak egyet, ehhez azonban ki kellett küldeni a fiatal kollégákat Lengyelországba, hogy megtanulják a gép minden csínját-bínját. Elsősorban a gépek javítására vonatkozó tudnivalókat kellett elsajátítani, mert ezek a berendezések bizony gyakori javításra szorultak. Manapság el sem képzelhető, hogy az egyetemi oktató javítgassa a számítógépet, hiszen a rendszergazda sem nyúl már bele, legfeljebb kártyát cserél. Lantos Bélával kettőnket küldtek Wrocławba, és az Elwro gyárban részt vettünk egy tanfolyamon. Nagyon tanulságos volt! Bepillanthattunk a gyártásba meg a gép tesztelésébe, javításába. A három és fél hónapos tanfolyam végén vizsgát is tettünk.

Milyen nyelven?

– Az oktatás németül folyt, de menet közben meg kellett annyira tanulnunk lengyelül, hogy az apró különbségeket is követhessük, mert a német nyelvű előadásokon sok minden nem derült ki. 

A központi egységben legalább négyezer dióda volt. Mielőtt a vizsgázó bement a terembe, lecsípett egyet a vizsgabizottság, és a jelöltnek meg kellett találnia a hibát. Ehhez tesztprogramokat futtattunk le, és a hibajelzések nyomán afféle „detektívmunkával” juthattunk el a hibás kártyához.

Miután visszajöttünk, nemcsak a tanszéken, hanem sokáig még az országot járva is javítottuk ezeket a gépeket, sőt telefonon keresztül is adtunk tanácsokat, amikor a helybeli karbantartók nem tudták, mihez kezdjenek. Ez nagyon nagy lökést adott a további munkához. A kollégáimmal írtunk egy kétkötetes jegyzetet a logikai tervezésről, és ennek alapján végül írtam egy tankönyvet. Ezt ma is használjuk, bár egyes részei természetesen elavultak, de körülbelül a felét a tananyag jellegéből következően úgy tudtam megírni, hogy időtálló legyen. Most már sor kerülhetne a könyv átdolgozására, de még nem jutottam hozzá.

A logikai tervezési feladatok elvégzésére számos ipari megbízást is kaptunk, és kialakult a tanszéken egy csoport, amelynek később megbíztak a vezetésével. A legnagyobb feladat az a számítógépes eredményjelző rendszer volt, amelyet először a moszkvai olimpiára terveztünk. A kijelző táblát a VBKM cég szállította.

Önök is kijutottak az olimpiára?

– Igen, bár ez csonka olimpia volt, mert a bojkott miatt nem vett részt rajta mindenki. Az olimpia előtt rendeztek egy spartakiádot, azon volt a főpróba. A kijelzőtábla még izzólámpákkal működött és az R10 számítógépet alkalmaztuk a vezérlőrendszerben. Magyarország ezt gyártotta, francia licenc alapján. Nekünk kellett kidolgozni a logikai vezérlést és az összes sportág szoftverét, tehát az információmegjelenítés teljes vezérlését.

Miért volt szükség sportáganként más-más programra?

– Mert minden sportágnak eltérőek a szabályai, és az eredmények kijelzésésének igazodnia kellett ehhez. A pályán, a bírói pultokon beadták az eredményeket, ezeket a rendszerünk fogadta, feldolgozta, majd megjelenítette a táblán. Még viszonylag jó minőségű fekete-fehér videoképet is ki tudtunk vetíteni. A legnagyobb hibalehetőséget az izzók hordozták magukban, hiszen bármikor kiéghettek. Ezért a fontos eseményeken két ember bent volt a táblában, s az akkori technika szerinti rádió-összeköttetésben állt a külvilággal. A kollégák bemondták, melyik lámpa nem ég, ők meg gyorsan cseréltek. Végül is baj nélkül megúsztuk az olimpiát, pedig adódtak „éles helyzetek”. A szovjet rendezők is komolyan megüthették volna a bokájukat, ha nem megy minden olajozottan. 

Az eredményjelző rendszerünknek elég nagy sikere volt. Tudomásunk szerint az amerikai Omega cég is pályázott a kivitelezésre, mégis bennünket bíztak meg a fejlesztéssel – persze, nem teljesen a műszaki színvonal miatt esett ránk a választás. Az olimpia megnyitóján mindenesetre elhangzott a táblára utalva, hogy „Magyarország műszaki nagyhatalom”. Később az Elektroimpex számos helyre exportált hasonló rendszereket, többek között Kairóba és Nairobiba, a központi stadionokba. Ott már színes táblákat használtak, amelyeknek a vezérlőelektronikáját szintén mi terveztük.

Ezek a rendszerek technikailag már elavultak, de még ma is hasznosíthatjuk azt a tapasztalatot, amelyet azzal szereztünk, hogy a teljes hardver-szoftver rendszert részegységekből építettük fel. Ha külföldieknek meséljük el a történetet, nem is értik, hogyan mert belevágni egy egyetemi kollektíva egy ilyen vérre (időre) menő feladatba, hiszen máshol csak tervet készítenek, és a kivitelezés a vállalkozások feladata. Nekünk bizony le kellett gyártatni és be kellett mérni a kártyákat. Viszont ha ide bekerült egy fiatal, a mérnöki munka teljes spektrumát megismerte az elvi megoldástól, a tervezéstől a kivitelezésig és a bemérésig. Ezért a fiatalok szívesen jöttek hozzánk, nem beszélve a keresetkiegészítésről. Ezek a megbízások voltak az ún. KK-munkák. Az ipari fizetéseknél sokkal jobb keresethez juttattak bennünket, persze jelentős többletmunka árán. A nyolcvanas évek közepétől már kevesebb megrendelést kaptunk, de a rendszerváltásig még akadt KK-munkánk. 

A rendszerváltáskor teljes átrendeződés zajlott le. A nagy vállalatok szinte eltűntek, külföldi vállalkozások vették át őket, és a készterméket külföldről hozták be. Aztán lassan-lassan megjelentek azok a kisebb vállalkozások, amelyek már fejlesztettek is, ám az az idő elmúlt, amikor a szállóige szerint „az egyetemek az ipar gyengeségeiből éltek”. Mára az került előtérbe, hogy kutatási projektekre pályázunk, ami jelentős előkészítő munkát igényel, a támogatás elnyerése pedig csak a bírálati fázis után derül ki. A tanszékünk eddig még meg tudta szerezni a legszükségesebb „saját bevételt” a pályázatokból is. A fiatalokat azonban már nehéz idecsábítani.

Külföldön vagy cégeknél vállalnak munkát?

– Óriási a külföldi vonzerő. Néhány doktoranduszom olyan rangos helyekre került kutató-fejlesztőként, mint az IBM vagy a Google, ahonnan lehetetlen visszacsábítani őket. Ők a legkiválóbbak közé tartoznak, és mindenképpen arra lettek volna predesztinálva, hogy itthon kutassanak, oktassanak, de be kell látnunk: ez most reménytelen. 

A végzés után majdnem lehetetlen rábeszélni a doktoranduszokat, hogy a tanszéken maradjanak. Az egyetemek létszámfejlesztési lehetőségei is csökkennek, mert a bérköltség-támogatás egyre kisebb, tehát a projektbevételekből és a pályázatokból kell státuszokat fönntartani, ami nem nyújt biztonságot a fiataloknak. Csak azt mondhatom ezzel kapcsolatban, hogy eddig már nagyon sok nehéz helyzetet sikerült túlélnünk, úgyhogy legyük optimisták. 

Professzor úr méltatásában – többek között – kiemelték a magas és a rendszerszintű tervezés során elért eredményeit. Miben különbözik az ilyen tervezés a hagyományostól?

– Amikor a létrehozandó rendszerek egyre komplexebbek, már nem tudjuk intuitíve előre megmondani, hogy milyen konkrét részegységeket és ezekből hányat a legcélszerűbb alkalmazni a megvalósításhoz. Inkább azt kell szem előtt tartanunk, hogy mi a specifikáció, mit kell tudnia a rendszernek. A „magas szintű” nem arra utal, hogy mennyire bonyolult matematikát alkalmazunk, hanem arra, hogy olyan szinten indulunk ki a specifikációból, amely sokkal távolabb, tehát magasabb szinten van, mint a rendszert alkotó konkrét elemek működési leírásai.

Vagyis nem logikai kapukban, tranzisztorokban gondolkoznak.

– Szó sincs róla. Előírt viselkedésekből indulunk ki: úgy is szokták mondani, hogy a specifikáció a „viselkedési tartományban van”. Ebben a tartományban még nem beszélünk arról, hogyan valósíthatók meg az egyes viselkedési részek hardverben, szoftverben, hanem csak a viselkedéseket próbáljuk időben tologatni, ütemezni; valamilyen módszerrel megpróbáljuk őket a lehető legkedvezőbb módon hozzárendelni a különböző konkrét egységekhez.

Mit értenek „viselkedés” alatt?

– Például egy részegységnek el kell végeznie 32 biten 2 szám szorzását, osztását, összeadását. Ilyenkor nem készen kapható aritmetikai egységekben gondolkozunk, hanem azt mondjuk, hogy ez egy előírás, tehát viselkedés, és majd a későbbiekben derül ki – egy sereg optimalizációs lépés végrehajtása után –, hogy ezt a viselkedést milyen aritmetikai egységgel valósítjuk meg. Lehet, hogy amikor ennek a viselkedésnek az időzítése, a megvalósítása sorra kerül, akkor éppen szabad a rendszerben egy olyan részegység, amelyet esetleg más célra terveztünk. Tehát amikor még nem rögzítjük, hogy milyen egységekről van szó fizikailag, akkor ezeknek az előírt viselkedéseknek az összességén hajtunk végre olyan eljárásokat, amelyekkel el tudjuk érni, hogy lehetőleg minél kevesebb konkrét részegységre legyen szükség.

Ilyenkor párhuzamosan folyik a szoftver és a hardver tervezése?

– Igen, mert nem tudjuk előre, hogy egy adott viselkedést mivel érdemes megvalósítani, hardverrel vagy szoftverrel. Ez attól függ, hogy mi a sebességigény a későbbiekben. Lehet, hogy megelégszünk a szoftveres végrehajtással, és akkor egy általános célú processzoron futó program hajtja végre a viselkedést. Ha azonban a sebességigény nagyobb, akkor olyan hardvert készítünk, amelyik akár nagyságrendekkel gyorsabb. 
Azt szokták mondani, hogy ez a feladat NP-teljes. Ez nagyon hétköznapian fogalmazva azt jelenti, hogy nem nélkülözhetjük a próbálgatásos lépéseket, és csak közelítő optimumot tudunk megtalálni algoritmikusan, de nagyon sokat nyerhetünk vele.

Minek az optimumát keresik?

– Például a költségét vagy a sebességét. Nagyon lényeges a pipe­line – futószalag-elvű – üzemeltetés megvalósítása. Ha, mondjuk, egy rendszer megkapja a bemeneti adatát, akkor ahhoz, hogy a következő bemeneti adatot megkapja, nem kell megvárnia, amíg az első adat feldolgozása befejeződik, mert a rendszernek az „eleje” már szabaddá válhat, és fogadhatja a következő adatot. A részegységek más-más adatokkal foglalkoznak. Az egyik még az első adat feldolgozását végzi, valahol pedig az ötödik vagy a hatodik jön már. A pipeline üzemeltetés átbocsátási képességét szintén optimalizálhatjuk.

A következő lépés a rendszerszintű tervezés?

– A rendszerszintű szintézis annyiban különbözik a magas szintűtől, hogy bonyolultabb viselkedéseket tud kezelni, és azt is vizsgálhatjuk, hogy mi a hatása a hardver-szoftver felosztásnak, vagyis valóban együttes hardver-szoftver szintézis folyik.

Borzasztó bonyolult lehet átlátni a tervezés folyamatát.

– Igen, mert az ütemezési eljárások a legkülönfélébb matematikai elveket alkalmazzák, de azért vannak megdöbbentően egyszerű eljárások is, és ezek egészen jó eredményt hoznak. 

Nem tudom, mi a nehezebb: a rendszerszintű tervezés vagy a kétlépcsős oktatás elindítása, amelyben Professzor úr nagy szerepet vállalt – de a másodikat talán könnyebb megérteni.

– Még éppen dékán voltam 2001 és 2005 között, amikor a bolognai folyamat megvalósítása elkezdődött. Magyarországon különleges helyzet alakult ki, mert a kétfajta mérnökképzés kétfajta intézményben folyt.

A mi szakterületünkön például a „Kandó”-n végzett mérnökök az iparban nagyon keresettek voltak itthon is, külföldön is. Aki ott tanult, a fejlesztői és üzemeltetői környezetben azonnal megtalálta a helyét. Ott három évig tartott a képzés, nálunk pedig öt évig tanultak a kutató-fejlesztő mérnöknek készülő hallgatók. Igen ám, de az volt az elképzelés, hogy az intézmények között nem szabad különbséget tenni, és a BSc-t, tehát a mérnöki alapdiplomát az eddigi főiskolákon is és az egyetemeken is meg lehessen szerezni, egyeztetett tanterv és követelmény alapján. Az egyeztetés nehéz folyamat volt, mert például a „Kandó” tantervét úgy kellett átalakítani, hogy közelítsen a mi elméleti oktatásunkhoz, nekünk pedig a gyakorlati tárgyakra kellett nagyobb súlyt fektetni. Sokan azt mondták, és én is hajlottam efelé, hogy a nálunk jól működő rendszert, kár lenne bolygatni. De mivel a bo­lognai folyamat nemzetközi megállapodáson alapszik, nem járhattunk külön úton. 

Mit ér most a BSc-diploma?

– Egyelőre nem tudjuk. Szeretnénk, ha majdnem annyit érne, mint a korábbi „kandós” diploma. Remélem, pár éven belül lesz értékelhető visszajelzés az ipartól, és akkor valószínűleg módosítanunk kell a tanterveket.

Professzor úr miért választotta a villamosmérnöki szakmát?

– A középiskolában nagyon szerettem a matematikát és a fizikát. Matematikatanáromra, Kardos Gyulára nagy tisztelettel, sok szeretettel emlékezem. Remekül tanított, én pedig abban a hitben éltem, hogy mivel szeretem a matematikát, matematikusnak megyek. Amikor beszámoltam a tervemről, azt válaszolta, hogy jó, de azért létezik egy Műegyetem is, és annak a Villamosmérnöki Karán van egy régi jó ismerőse, akit majd megkér, hogy engedjen be néhányunkat egy matematika-előadására. Azt is elmesélte, hogy a Villamosmérnöki Karon nagyon mély matematikaoktatás folyik, de az elmélet alkalmazását is fontosnak tartják. 

Valóban bejutottunk egy matematika-előadásra. Frey Tamás professzor tartotta, és le voltunk nyűgözve. Mi kísérleti iskolába jártunk, és differenciálszámítást is tanultunk. Szerencsére éppen arra az előadásra ültünk be, ahol Frey professzor a differenciálszámítás olyan részletéről beszélt az elsőéves hallgatóknak, amit mi már tudtunk. Aztán érdeklődtünk, hogy milyen szakok vannak itt, milyen feladatokkal foglalkozik egy villamosmérnök. Akkoriban nagy kultusza volt a mérnökségnek az országban, mert a célul kitűzött erős saját ipar képzett, korszerű tudású szakembergárdát igényelt. Az idő tájt lendült fel a rádiógyártás, a távközlési berendezések, a műszerek gyártása. Az embargó miatt sok mindent itthon kellett előállítani, ami nagy mozgásteret adott a mérnököknek. Ezért nehéz volt bekerülni a Villamosmérnöki Karra – még a jó középiskolák diákjainak is keményen meg kellett küzdeniük a felvételi vizsgával. 

Nem bántam meg, hogy ide kerültem, mert kitűnő alapképzést kaptam. Utána négy-öt szak közül választhattunk. Én a műszer szakra kerültem, amit megszerettem, bár akkor már a legnépszerűbb a távközlés, a híradástechnika volt, és oda tódult mindenki. A Folyamatszabályozási Tanszéken lettem gyakornok, aztán tanársegéd, és szép lassan elindultam a digitális technika, a logikai tervezés irányába.

Diákkoromban Simonyi Károly előadásait is hallgathattam, bár a mi szakunk nem hozzá volt beosztva. De ha csak kétszer hallottuk is őt, tudtuk, hogy milyen nagyszerű ember, mert ez átsütött az előadásain. Később különleges élményt jelentett A fizika kultúrtörténetének olvasása. Nagyon megtisztelő, hogy olyan kitüntetést kaptam, amely az ő nevét viseli. 


Az interjúkat készítette: Silberer Vera

Természet Világa, 140. évfolyam, 4. szám, 2009. április
http://www.termeszetvilaga.hu/ 
http://www.chemonet.hu/TermVil/