A Simonyi Károly-díj – 2010

Charles Simonyi édesapja tiszteletére alapította ezt a díjat, amelyet minden évben egy-egy fizikus és mérnök vehet át. 2010-ben Pálla Gabriella, a KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézetének tudományos tanácsadója és Bokor József akadémikus, a SZTAKI tudományos igazgatója, a BME tanszékvezető professzora kapta az elismerést.
 

A fizikus: Pálla Gabriella, 


aki a Simonyi Károly által a KFKI-ban kezdeményezett kísérleti magfizikai kutatások hagyományainak méltó folytatója, az egyetemi hallgatók és a fiatal kutatógenerációk elhivatott oktatója és nevelője.

Kíváncsi vagyok, hogy amikor az ötvenes évek elején fizikus szakra járt az 
ELTE-re, hány hölgy tanult ezen a szakon.

– Hatan voltunk a 35 fős évfolyamból. Ez a hat sem maradt végig. Válogatott, jó társaság volt, 300 közül vettek fel 35-öt.

Mi visz rá egy 18 éves lányt arra, hogy fizikusnak menjen? Már csak azért is kérdezem, mert amikor két évtizeddel később én jártam a TTK-ra, a fizika vagy matematika szakos lányok fehér hollónak számítottak. Biológus, vegyész, geológus volt, na de fizikus... Volt valamilyen szülői háttere a választásához?

– Apám matematika-fizika szakos tanár volt, szülői nyomás nem érvényesült, sőt édesapám nem nagyon örült a választásomnak. Bizonytalannak érezte a kutatói pályát. Az ötvenes évek elején nem tűntek igéretesnek itthon a kutatási lehetőségek, de persze, nem is beszélt le róla. Nem a karrierlehetőségek miatt óvott, mert ez sosem volt téma, cél a családban.

Tizennyolc évesen a fiatalok nagy többsége még nem tudja, mit szeretne csinálni, manapság pedig még jobban kitolódik a pályaválasztás, mint két-három évtizeddel ezelőtt. Tudta egyáltalán, mivel foglalkozik egy kutató fizikus?

– Nagy vonalakban igen. Egyrészt nagyon jó fizikatanárom volt a gimnaziumban, otthon is beszélgettünk erről és sokat olvastam is.

Mi fogta meg a fizikában?

– A magfizika, a magreakciók.

Egy gimnazista lány általában nem ilyen dolgokról szokott olvasni.

– Rengeteget olvastam és sokfélét diákkoromban. Vonattal jártam be naponta Pápára gimnáziumba szülőfalumból, egy-egy óra volt az út, ezt az időt így lehetett jól kihasználni. Otthon természetesnek számított, hogy sokat olvastunk.

Első nekifutásra bekerült az egyetemre?

– Igen, az ELTE TTK fifikus szakára 1953-ban. Már második gimnazista koromban sikerült biztosítani felvételemet, ugyanis indultam az országos Arany Dániel Matematikaversenyen és akkor is, majd a középiskolai tanulmányi versenyen is bekerültem az első tíz helyezett közé, így automatikusan fel kellett venniük, értelmiségi származásom ellenére. 

Harmincöten kezdtünk, másodév végén megrostálták az évfolyamot, származás és tanulmányi eredmény szerint, 15-en maradhattunk, a többieket átirányították más szakokra. A kezdeti évfolyamból nem sokan maradtunk ötödév végére és kerültünk végül is  fizikus pályára.

Kik voltak azok a tanárok, akik a legnagyobb hatással voltak Önre?

– Az első éven már Pócza Jenő tanár úr, aki nagyon szigorú és precíz volt. Az első fizika vizsgánk után felvetette hármunknak, hogy ha van kedvünk, bemehettünk, úgymond, játszani a tanszéki laborba. Ott ismerkedtem meg a vákuumtechnikával, ami nélkülözhetetlen egy kísérleti fizikus számára. Fontosságát igazán akkor érzi az ember, amikor elkezd fizikusként dolgozni. Nekem tehát ajándék volt, hogy a „labor varázsa” miatt megismertem ennek az alapjait. Az elméleti tárgyakat többségükben Marx György, Nagy Károly oktatta, a matematikai analízist pedig Császár Ákos. Csodálatos, lelkesítő előadók voltak. A magfizikához E. Géts Mária, Keszthelyi Lajos, Erő János előadásai nyomán kerültem közel. Negyedéves koromban átjártam a Műegyetemre is Simonyi professzor elektronfizika előadásaira. Kitűnő előadó voltának híre ment a hallgatók között. Ültünk a padlón a nagyelőadóban, mivel mindig zsúfolásig tele volt a terem. Így ismertem meg őt. Jelentkeztem nála vizsgázni is, hogy nyoma legyen az indexemben előadásainak, bár nem számított ez a jegy a TTK-n. A vizsgán sokat beszélgettünk, magfizikai érdeklődésem is szóba került. Mondta, ha van kedvem és szabadidőm, feljárhatok az intézetbe az osztályára. A KFKI-ban volt akkor igazgatóhelyettes és az RMKI elődjét, az Atomfizikai Osztályt vezette. Ő indította el a KFKI-ban a magfizikai kutatásokat. Végül is így kerültem az intézetbe, tele lelkesedéssel, még hallgató koromban. 

Személyesen is segítette Önt Simonyi professzor, amikor itt dolgozott?

– Mindenkinek segített, mindenkit támogatott. Ő volt az ideális pedagógus, az ideális kutató, csodás előadó, ideális főnök egy személyben. Ha csak az irodalmi munkásságát tekintjük, egyedül A fizika kultúrtörténete szinte önmagában is egy tudós kiváló életműve lehet. Igazi nagyságát még emelte az Ő határtalan szerénysége. Tényleg csodálatos ember volt. Kitüntetés számba ment, ha valaki vele, irányításával dolgozhatott. Az osztályán többségében általa oda választott kiváló szakemberek dolgoztak. Keszthelyi Lajos, Erő János, Zimányi József, D. Németh Judit már nemzetközi szinten is ismert és elismert kutatók voltak, értékes kísérleti és elméleti eredményekkel a tarsolyukban. Simonyi egyénisége biztosította a kitűnő kutatói, baráti légkört, ami nélkülözhetetlen az elmélyült, eredményekre vezető munkához. Így tehát odakerülni egy hallgatónak álmában sem remélt kitüntetés volt. Úgy éreztem, a paradicsom kapuján lépek be, hiszen akkor Simonyi professzor tudományos programjának megfelelően már javában folytak a magfizikai kutatások, s a további terveihez való kísérleti felkészülés. A működő kaszkád generátorok mellett már a negyedik gyorsító, egy Van de Graaf-generátor építése is elkezdődött. A milánói egyetemről egy kutató és technikusa érkezett Simonyihoz e munkát tanulmányozni. Ő mindig messzebbre is tekintett, a magfizika világába, de nagy súlyt helyezett az eszközök, gyorsítók, detektorok minőségi követelményeire, mert milyenségüktől függ, mennyire göröngyös az odavezető út. 

Egyik csoportja itt akkor Neszmélyi András vezetésével a gyors neutronokkal (14 MeV) keltett magreakciók vizsgálatához egy repülési-idő-mérő spektrométert épített és engem e csoporthoz irányított. Egy kis gyorsítóval rövid idejű impulzusokban neutronokat keltő reakciók szolgáltak forrásul. Ezek a nálunk akkor nagy energiájúnak számító neutronok jó „eszközként” voltak alkalmazhatók az atommagok szerkezetének és az általuk keltett reakciók mechanizmusának felderítéséhez. Ugyanis semleges részecskék lévén a Coulomb-kölcsönhatás nem bonyolította a reakcióképet, csak tisztán nukleáris kölcsönhatás zajlott. Így a vizsgált reakciók értelmezése egyértelmű, egyszerűbb volt. Az ilyen kutatást tekintették a „szegény emberek fizikájának”, de alapos, precíz munkával gyümölcsözőnek bizonyult. Ezen az úton sok nyitott fizikai kérdés vált megválaszolhatóvá.

Kérdésével kapcsolatban, hogy hogyan segített Simonyi: minden héten rendszeresen végigjárta a laborokat. Én, mint első lépéseket próbálgató diák, olyan mélységesen tiszteltem és nagyon izgultam, vajon elégedett lesz-e azzal, amennyivel előbbre jutottunk. Nagyon fontosak voltak számunkra akár kissé elégedetlen, akár elismerő mondatai. Mindig volt tanácsa, segítő, bátorító szava. Ránézett az emberre és olyan nyugalmat sugárzott, hogy nyomban eltűnt minden bizonytalanság, önbizalmat öntött belénk. Amikor megbeszéltük a problémákat, pontosan tudta, hogy hol is tartottunk az előző héten, pedig nem egyetlen labor, kutató csoport volt az Atomfizikai Osztályon, ő mégis emlékezett, holott egyetles sort sem jegyzett le és „kíséret” sem járt vele. 

Talán ahhoz lehetne hasonlítani, mint amikor egy kiváló sakkozó, mondjuk, ötven emberrel játszik szimultánt és mire az ötvenediktől visszatér az elsőhöz, pontosan emlékszik rá, mit lépett. 

– Tökéletes a hasonlata. Minden látogatása élmény volt. Nem úgy oktatta az embert, hogy ezt nem így kell csinálni, hanem úgy, hogy mindig több variációt javasolt és ránk bízta, hogy tanuljunk meg közöttük választani. És mi ki is próbáltuk mindet. Így „irányította” ő a munkát. Rávezetett, hogy elsőre semmilyen eredményt nem szabad elhinni, csak akkor reménykedhetek annak jóságában, ha több irányból közelítve is ugyanazt az eredményt kapom.

1958-ban Simonyi Károlyt már eltávolították a KFKI-ból. Hogyan került Ön a KFKI-ba állásba? 

– Ezt ő így sohasem mondta, hogy „eltávolították”. A sok munkájáért, a törődéséért, a sok támogatásért járó köszönet helyett üldözték, igazgató-helyettességétől megfosztották. Ő ezt a mélyen igazságtalan magaláztatást nem viselhette el, így önként lemondott, elhagyta az intézetet, elhagyott bennünket, „kicsiket és nagyokat”. De szelleme örökségül maradt ránk, bár nagy erővel igyekeztek azt tovább marcangolni. 

1958 szeptemberében kerültem ide állásba, rögtön a diploma megszerzése után. Nehéz időszak volt. Én vallásos családból származom, minket vallásosan neveltek és meg is maradtunk annak, minden hátrányos bánásmód ellenére, amiben bőven volt részünk. De szüleim megtanítottak ezeket szótlanul elviselni, elégedettnek lenni, apró dolgoknak örülni, amiért nagyon hálás vagyok nekik. Most is csak azt tudom mondani, hogy nagy dolgok nincsenek az életben, csak ha negatívok. Az öröm pedig elengedhetetlen komponens a kutatómunkában is.

Aki kutatómunkát végez, sok tízezren a világon, nagyon keveseknek adatik meg a legnagyobb elismerés, vagy az, hogy korszakos jelentőségű, nagy eredményt érjenek el. A többi kutató pedig végzi az „aprómunkát”.…

– De a megbízható, „apró” eredményekre épül minden nagy tudományos felfedezés, technikai csoda. Ha nem születnek pl. a magfizikai kutatásokban ilyen apró edermények, akkor ma nem pótolhatnák a rohamosan fogyó természeti energiaforrásokat a magenergia működő atom- és remélhetőleg hamarosan megoldodó fúziós probléma nyomán a természetbarát fúziós erőművek. Ebben kell látni az apró munkák értékét.

Igen, csak ezt egy kutatónak meg kell tudni emészteni, el kell tudni fogadni, különben egész életében frusztrált és boldogtalan lesz.

– Teljesen igaza van. Én is ismerek ilyen kollégákat, akik mindig csak „nagy dolgokat” akartak véghezvinni. Voltak közöttük nagyon tehetségesek, és indulásnál értékes eredményeket értek el, aztán megcélozták a Nobel-díjat, ami persze nem csak tehetség kérdése. Az ilyen kutatókat blokkolja céljuk elérhetetlensége. Pedig következetesen, lépésről lépésre haladva, nem lenézve az „aprókat”, értékes eredmények születhetnek, amelyek hozzájárulhatnak ahhoz, hogy átíródjon a tudomány.

Simonyi professzor kényszerű távozása után mennyiben változott az Atomfizikai Osztály profilja és az ott dolgozók helyzete?

– Simonyi professzor utóda nem volt „örököse” az akkori KFKI-s magfizikának. Hallgatólagosan elismerte az addigi erdményes munkát, és szakmai változtatásoktól igyekezett távol tartani magát. A Keszthelyi Lajos és Zimányi József körüli kísérleti, illetve elméleti csoportok folytatták az addigi irányban végzett kutatásokat. Én kissé nehezebb helyzetbe kerültem. A neutron csoportban gyakorlatilag én maradhattam egyedül, mint a korábbi neutron reakció fizikai program és a megfelelő kísérleti berendezés ismerője. A csoport új vezetője és vele munkatársai a fizika más területeiről jöttek. Az eredeti rugalmatlan szórási kísérleti programunk megszakadt. 

Magyarán, azt a munkát, amit elkezdett, nem folytathatta.

– Igen, abba kellett hagynom, persze, voltak más érdekes nyitott kérdések a szakirodalomban. Ilyen volt pl. orosz kutatók által talált, az uránon való rugalmas neutronszórás „anomáliája”, azaz kis szórási szögekben több neutront találtak, mint az elméleti jóslatok alapján várták. Ezen anomália feloldására az irodalom tanusága szerint több próbálkozás is történt: Oak Ridge-ben, Oxfordban, Rehovotban neves fizikusok különböző elméleteket állítottak fel tisztázásához, de egyik sem volt eredményes. Én abból indultam ki, hogy lévén az urán atommag erősen deformált, a szórás mechanizmusát ebből adódó ún. kollektív tulajdonsága befolyásolhatja. A mért adatok elméleti analízisében ezt figyelembe véve teljes mértékben sikerült reprodukálnom a kísérleti szórást. Feltételezésemre – Simonyi professzor tanítása nyomán, hogy nem szabad azonnal hinni az első eredményeknek – más nehéz deformált mag estében is kerestem bizonyítékot, sőt sikerült könnyű deformált magoknál is kimutatni és értelmezni e jelenséget. Most már „elhihettem”, hogy az anomáliát sikerült feloldanom. E munka alapján szereztem meg a fizikai tudományok kandidátusa fokozatot 1972-ben.

Közleményem nemzetközi visszhangja nyomána Hamburgi Egyetem Kísérleti Fizikai Intézetének igazgatója levélben megkeresett, és meghívott intézetébe. Ehhez egy külön Humboldt-ösztöndíjat biztosított számomra a német alapítványnál. Náluk akkor állt üzembe egy modern ciklotron, amelynél töltött részecskékkel lehetett dolgozni, így kibővíteni itthoni szűk, a kollektív magtulajdonságokhoz kapcsolódó igen korlátozott vizsgálataimat. Ez a hetvenes évek elején történt. 

Gondolom, a kutatási feltételeket össze sem lehetett hasonlítani az itthoniakkal.

– Valóban, nagy volt a különbség. Rendelkezésemre állt a ciklotron töltött részecskenyalábja és komplett, modern mérőrendszer a tervezett szóráskísérletekhez. Olyan részecskeütközések érdekeltek, amikor csak a mag egy részével lép kölcsönhatásba a bombázó nyaláb részecskéje, az ún. direkt reakciók. A probléma megközelítését nagymértékben bonyolítja, hogy a vizsgált mag keresett tulajdonságai befolyásolják a reakció mechanizmusát, amit szintén meg akarunk érteni. E kettősség végigkíséri kutatásaimat, a rugalmas, rugalmatlan szóráskísérletekben és részecske átadásával járó magreakció vizsgálatokban. Éppen ez a bonyodalom teszi a problémát rendkívül érdekessé, játékossá. E kutatások mind a mérésekben, mind az elméleti analízisekben nagy igényességet követelnek. De sikerült az ún. kollektív szórási csatornák csatolását kimutatásani, ily módon a direkt szórásokat értelmezni, elméletileg a kísérleti adatokkal egyezően leírni. E munkához persze csatlakoztak a téziseik elkészítése végett német fiatalok, diplomamunkások, doktoranduszok, de anélkül, hogy játékosságát átérezték volna. De mennyivel szegényebbek e nélkül! Megkíséreltem rávezetni őket, jó érzés volt látni, amikor már velem együtt izgatottan várták a számolási erdményeket, s csillogó szemmel tudtak lelkendezni, ha a várt eredményeket kaptuk. Észrevette ezt az intézet igazgatója is, aki rendszeresen informálta a Humboldt Bizottságot az ösztöndíjas kutatója erdményeiről, megemlítve a diákjainál tapasztalt változást. Értesült erről akkor annak elnöke, Heisenberg is, aki külön figyelmet fordított a „humboldtos fizikusokra”, mint ez később személyes találkozásunk alkalmával kiderült. Talán ez is hozzájárult, hogy további egy év hosszabbítást kaptam, s lehetőséget formamentesen további hosszabb-rövidebb kinntartózkodásra az együttműködés folytatásához. A Humboldt Bizottságnak később referense lettem, a magfizika területére vonatkozó ösztöndíj-pályázatok elbírálását bízták rám.

Az ottani eredményekről sorban jelentek meg cikkeim, érkeztek meghívások előadásokra, eleinte Németországban a jülichi Magfizikai Intézetbe, a karlsruhei Fizikai Kutató Központba, a müncheni Max Planck Intézetbe, a Kölni Egyetemre stb. 

Később a jülichi Központi Fizikai Kutató Intézetbe hívtak meg újabb két évre. Ott az egyik kísérleti kutató csoport részecskét átadó magreakcókkal foglalkozott. Méréseikben sok mag szerkezetére vonatkozo adat gyűlt össze, de azok ellentmondtak elméleti magszerkezeti számításoknak. Ezen ellentmondások értelmezése, a reakciók korrekt elméleti leírása volt a feladatom. Általánosítva a direkt reakciók elméleti modelljét, számításaimban a reakció és szórási csatornák egymásra hatását figyelembe véve sikerült valamennyi korábbi ellentmondást feloldani. Sőt a kísérleteikben találtam egy ún. tiltott reakcióátmenetet, amelyre vonatkozó vizsgálataimban egyértelműen bebizonyítottam a feltételezett csatorna csatolások jelenlétét. Ezzel az alacsonyenergiás direkt reakciók fejezetét – kezdve a rugalmas szórás problémájától a rugalmatlan szórásokon át a részecskét átadó reakciokig – sikerült lezárni. Ezen eredményekkel szereztem a fizikai tudományok doktora fokozatot. 

Pedagógiai képességeit, amire Heisenberg is felfigyelt, idehaza is kamatoztatta?

– Kapcsolatban álltam az ELTE Fizikai Intézetében dolgozó kollégákkal és láttam, milyen „szegényes” hallgatói laborjaik felszerelése. Arra gondoltam, létre kellene hoznunk egy hallgatói magfizikai laboratóriumot az RMKI-ban. Akkori igazgatónk, Szegő Károly támogatott. A Van de Graaf-generátor mellett egy külön mérőcsatornát építettünk ki, felszerelve a megfelelő ionoptikai elemekkel és a saját elektronikus mérőrendszerünket bocsátottuk a hallgatók rendelkezésére laborgyakorlatokhoz. Ezek keretében egy-egy félév folyamán egy egyszerűbb magfizikai problémát dolgozhatnak fel (mérés és analízis), majd a végén egy kis „cikk” formájában foglalják össze a munkát, megtanulandó a cikkírás módját. A labor nővekedett, kiterjedt az RMKI más tématerületeire is, majd az SZFKI-ban is lehetőséget nyújtottak hasonló hallgatói laborgyakorlatokhoz. Így jött létre a KFKI-ban a Kihelyezett Egyetemi Hallgatói Emeltszintű Laboratórium.

A németországi munkákat a CERN-ben végzett kutatások követték.

– A 90-es évek elején, amikor Magyarország a CERN tagja lett, lehetőségünk nyílt a mag- és részecskefizika egy-egy modern, nagyon izgalmas fejezetéhez tartozó kérdésekkel foglalkozni, a relativisztikus energiájú nehézion fizikai kísérletekhez csatlakozni, nemzetközi együttműködés keretében. Elméleti jóslatok szerint várható volt, hogy ilyen magas energián (160 GeV) az anyagnak egy eddig ismeretlen, új állapota jöhet létre nehézion, ólom–ólom ütközésekben – mint amilyenben az Univerzum a másodperc töredékével az ősrobbanás után volt – az ún. kvark-gluon-plazma (QGP), az erősen kölcsönható forró maganyag állapota. Ez az állapot nagyon rövid élettartamú, elbomlik részecske-emisszióval. A kvarkok nukleonokba való bezártságának feltörése, a maganyag ezen fázisátalakulásának kimutatása és tanulmányozása volt a cél. Ehhez a bonyolult kísérlethez nagy komplex, sok elemből álló berendezésre volt szükség, mivel egy-egy ütközésből kilépő több ezer részecskét kellett regisztrálni, fizikai jellemzőiket egyenként megmérni. E mérőrendszer egyik egységét itthon fejlesztettünk ki és építettük meg: egy nagy repülési-idő-spektrométert, abból a célból, hogy meg tudjuk határozni az emittált, megmért impulzusú részecskék fajtáját, tömegét. Ezt vittük ki a CERN-be, ez volt a magyar csoport hozománya és ott a BUDAPEST FAL nevet kapta. 1995-ben kezdődtek a mérések. Több millió ütközési eseményt gyűjtöttünk össze és ezeket feldolgozva sikerült kimutatni a fázisátmenet bekövetkezését, a kvark-gluon-plazma kialakulását. Ezt megerősítendő, az ütközési energia függvényében is végrehajtottuk a kísérletet. Ezen az úton a kitűzött célon, a QGP-állapot kimutatásán túlmenően sikerült meghatározni azt az energiát is, amelynél ez a fázisátalakulási folyamat megindul, azaz a QGP-állapot létrejöttének, a nukleonba zárt kvarkok kiszabadulásának küszöb­energiáját. 

Most már elvesztem a részecskék tengerében. Térjünk vissza a földre. Simonyi professzorral tartották a kapcsolatot, miután távozott az Intézetből? 

– Valójában nem volt az szoros kapcsolatnak tekinthető. Viszont az iránta érzett mélységes tiszteletünk és hálánk ugyanolyan élő és őszinte maradt. Amíg még előadásokat tartott, azokra elmentem, ahogy az ember operába megy, élvezkedni. Ő ide az Intézetbe soha többet nem jött fel. Erő Jánossal szövetkezve – aki később a magfizikusok főnöke lett az RMKI-ban és hű maradt Simonyi professzorhoz – nagyszületésnapjain felköszöntöttük mi, régiek, kicsi „ajándékunkkal” – ismerve humorérzékét – egy-egy alkalmasint odaillő bohókás rajzokkal ellátott, új eredményeinkről számot adó cikkgyűjteményünkkel. Igyekeztünk ezeket úgy összeválogatni, hogy valamilyen szálon kapcsolódjanak a még nála, vele elkezdett munkákhoz.

Önt nemrégiben, november elején tüntették ki Simonyi Károly Díjjal, amit egyik fia, Charles Simonyi alapított. Milyen érzés volt átvenni az Akadémián ezt a hajdani mentoráról elnevezett rangos kitüntetést?

– Nehéz ezt megfogalmazni. Körülbelül olyan, mint amikor annak idején Simonyi Károly meglátogatott a laborban és megkérdezte, hogy mire jutottam az elmúlt héten. Mindig kevésnek éreztem azt, amit el tudtam mondani, olyan egyszerűnek, primitívnek véltem, méltatlannak éreztem magam a kérdéseire. 52 év múltán, szinte magam előtt látva Őt, ugyanígy voltam a nevét viselő díj átvételekor.

Az interjút készítette: NÉMETH GÉZA



A mérnök: Bokor József akadémikus,

aki a BME Közlekedésautomatikai Tanszékének Széchenyi-díjas tanszékvezető professzora, a SZTAKI tudományos igazgatója, a Rendszer és Irányításelméleti Kutatólaboratórium vezetője. A Simonyi Károly mérnöki díj idei kitüntetettje „a nagy bonyolultságú dinamikus rendszerek elmélete és irányítása területén kiemelkedő tudományos eredményeket” ért el; ezeket „sikerrel alkalmazták mind az autó- és repülőgép-dinamikai modellezésben, mind az új irányítási rendszerek kidolgozásában”. 

Kedves Professzor úr, a díj indoklásából nem könnyű kihámozni, mivel is telnek a napjai.

– A mi feladatunk az, hogy minél több intelligenciát vigyünk a környezetünkbe. Ehhez nem elég az informatikai tudás. A társtudományágak – a matematika, az elméleti mechanika, a rendszerelmélet, az elektronika, az elektrotechnika, sőt a biológia – újdonságait nemcsak szemmel kell tartanunk, hanem meg is kell tanulnunk. Hogyan befolyásolhatnánk különben egy folyamat dinamikáját? Nekem éppen ez a „beavatkozás”, az elmélet és az alkalmazások kidolgozása a munkám. Mert ha az elmélet megvan, akkor létre kell hozni a megfelelő algoritmust, ezt pedig futtatni kell, mondjuk, egy speciális fedélzeti számítógépen. Ekkor utasíthatjuk például a repülőgépet, hogy kövesse az előírt pályát, vagy működjön együtt más repülőgépekkel. 

A szakmámra rendkívül nagy hatást gyakorolt a mikroelektronika fejlődése, különösen az, hogy óriási számítási teljesítményt tudunk kis helyen elhelyezni, kis energiafogyasztással. A másik meghatározó tényező pedig az autonómia iránti igény – az a törekvés, hogy minél szélesebb körben alakíthassunk ki önálló funkciókat magunk körül.

Honnan indultak a kutatásai?

– Először villamosenergia-rendszerek energetikai, előrejelzési problémáival foglalkoztunk, aztán a paksi atomerőműben  biztonsági, diagnosztikai, irányítási feladatokkal. Mi terveztük azokat a beépített komputereket, amelyek a teljes működést ellenőrzik. A Siemensnek nem volt ilyen rendszere, nekünk kellett kifejlesztenünk, még a legyártott célszámítógépeket is mi ellenőriztük. Az algoritmusok nagyon korszerű hálózati architektúrában futnak. Valószínűleg jól dolgoztunk, különben most nem beszélgetnénk…

Nekünk, laikusoknak eszünkbe sem jut, milyen hatalmas intellektuális munka van egy ilyen eredmény mögött.

– Ekkora teljesítmény egyedül csapatmunkában születhet meg. Nagyon büszke vagyok arra, hogy mindig a tanítványaimmal dolgozom. Úgy gondolom, hogy a csapatunknak kialakult a szellemisége, amely összetart bennünket akkor is, ha sokan már elkerültek az iparba, vagy űrkutatási és repüléstudományi intézetekben dolgoznak külföldön. Csak a tanítványaimmal tudtam ennyi mindent elérni. 

Mi ennek a szellemiségnek a legfontosabb ismertetőjegye?

– Akár az atomerőmű, akár a repülőgép vagy az autó irányítása a feladat, mindig a legkorszerűbb, legigényesebb irányítási módszereket kell alkalmazni. A mikro-elektronikai eszközök mellett nagyon speciális programozási tudásra is szükség van, ami menet közben lehetővé teszi a helyes működés ellenőrzését.

Miért speciális ez a programozási tudás?

– Azért, mert nagyon rövid időn belül kell kiszámítani, hogy melyik beavatkozó elemmel mit kell tenni. Például ha egy kamerával vagy radarral felszerelt autó sofőrje vészhelyzetet észlel, egy mérőrendszer és egy algoritmus érzékeli, hogy az autóvezető hozzányúl a fékhez, ezután detektálja az autó helyzetét, sebességét, súrlódását, és ennek alapján kiszámítja, melyik keréken milyen fékezőerőnek kell hatnia. Ha ebben a bonyolult rendszerben nincs meg a gyors eredmény, vagy az érzékelés-mérés-számolás-beavatkozás- visszacsatolás folyamatába hiba csúszik, fölborul az autó vagy nekimegy az akadálynak. 

Ugyanilyen feladatot kellett megoldaniuk Pakson is? 

– Igen, ráadásul a paksi rendszernek működés közben saját magát kell ellenőriznie minden szinten, az eszközöktől kezdve az algoritmus lefutásáig, és szükség esetén úgy kell átkapcsolni egy másik végrehajtó ágra, hogy ne történjen baj. Mert átkapcsoláskor mindig fellép valamilyen tranziens jelenség: minden váltásnak ára van – a társadalomban is, az áramkörökben is –, mindig megjelennek tranziensek, csak ezt nem szokták tudni. Pedig ezek kezelésével együtt kell garantálni a rövid válaszidőt, és például a 10–7 meghibásodás/óra hibarátát. Ezt írják elő a légi forgalomban részt vevő járművek esetében – nem könnyű ám megvalósítani! Az autóiparban is igyekeznek követni ezt a célkitűzést, de még nem közelítették meg. 

Hogyan próbálják ki a rendszereiket?

– Először szimulációk során, utána „éles” kísérletekben. Az új Airbus orrfutóművének szabályozására egy kozorcium keretében építettünk meg egy rendszert, amelynek összes funkcióját – így a mi algoritmusaink működését is – egy párizsi hangárban tesztelik egy-két évig, és csak azután következnek a repülési kísérletek.

Elég furcsán hangzik, hogy Magyarországon...

– Ilyennek foglalkozunk?

Igen.

– A repülőgépiparban, más iparágakhoz hasonlóan, mindig újabb generációs rendszereket terveznek, és mi két kutatásban is kaptunk feladatokat; az amerikai kollegákkal ajánlottak bennünket. Az amerikai partnerekkel főleg NASA- és National Science Foundation-kutatásokban veszek részt – néhány kollégámmal együtt, akiket mindig viszek magammal –, és amikor az egyik ottani vezető bekerült az európai repülőgépiparba, megkeresett bennünket. Európában inkább gyakorlati kérdésekre keresünk megoldásokat, az amerikaiakkal elsősorban elméleti feladatokon dolgozunk, sokat publikálunk együtt, és fontos eszközöket kaptunk tőlük a közös kutatáshoz.

Milyen irányítási szisztémát fejlesztenek ki a közúti közlekedés számára?

– A közlekedésautomatikának az a lényege, hogy a járműveket és a közlekedési folyamatokat egy rendszerként kezeljük: nemcsak az autót irányítjuk a fedélzeten, hanem az autóhoz kapcsolódó infrastruktúrát és a forgalmi rendszereket is. 

– Mit értenek infrastruktúrán?

– Például azt a rendszert, amelyik forgalomfüggővé teszi a zöldidő-kiosztásokat.  Detektáljuk a torlódásokat, és ennek megfelelően kiszámítunk egy olyan zöldidő-kiosztási stratégiát, amelyik jármű/órában mérve maximalizálja az áthaladást. Ehhez új forgalomirányító központokra van szükség. Már elkezdték a telepítésüket, de még jó időbe beletelik, amíg hálózattá kapcsolhatók össze. Az irányításhoz új érzékelőket kell beszerezni: részben aszfaltba süllyeszthető detektorokat, részben kamerákat, amelyeket szintén hálózatba kell kötni. A képfeldolgozás nagyon jól használható az irányításban. 

A következő lépés valószínűleg az autópálya-felhajtás szabályozása lesz. Az Egyesült Államokban már régóta akkor lehet csak felhajtani az autópályára, ha zöld a lámpa. 

Meg lehet akadályozni az autóúton a dugókat, és jelentős, közel tíz százalékos csökkenést érhetünk el a káros anyag kibocsátásában. A járművekből konvojokat szervezhetünk, de nem fizikailag kötjük össze őket, hanem hálózaton keresztül: a konvojok automatikusan követik a vezérautót, így a sofőrnek szinte semmi dolga sincs. Ilyen projekteken dolgozunk most is, és azt reméljük a szimulációs kísérletek alapján, hogy akár harmincszázalékos üzemanyag-csökkentést érhetünk el az önállóan közlekedő autókhoz képest.

Az „automatikus konvoj” utópisztikusan hangzik: hogyan valósítható meg?

– Először a hálózati összeköttetést kell kialakítani. Közöljük az első jármű mozgásállapotát a többivel, és beállítjuk a követési távolságot. Ez szabályozási feladat, ami nem könnyű, de megoldható.

Az embereket is meg kell győzni arról, hogy rábízzák magukat a rendszerre. 

– Persze. Elhiszi-e a vezető, hogy a komputereim megbízhatóan viszik a járművét a másik mögött? Pedig ez már a jelenlegi technikai szinten is jól működik. Az autóipar most szabványosít majd olyan komputerelemeket meg eljárásokat, amelyekkel a jármű részt vehet egy ilyen csoportos irányítási feladatban. 

Egy másik szcenárióban a vezető a nagyobb útkereszteződésekben átengedi a számítógépnek a járműve vezénylését, és a kiválasztott irányba átérve visszaveszi az irányítást. Ez húsz-huszonöt százalékos átbocsátásnövekedést eredményezhet anélkül, hogy nőne a kereszteződés fizikai mérete. Úgy érzem, a megvalósítás már a közúti forgalom számára is karnyújtásnyira van. Hogy mikor lehet az újítást bevezetni, nem kizárólag műszaki tényezőkön múlik, mert idő kell, amíg valamihez hozzászokunk. Nem szeretném, ha siettetnénk az autósokat annak ellenére, hogy nekünk már tíz éve készen állnak az alkalmas irányítórendszereink.

Hadd kérdezzem meg a díj kapcsán, hogy ismerte-e Simonyi Károlyt. 

– Néhány előadását hallottam csak, mert én automatizálási szakos voltam, ő pedig a hírközlés-technikásokat, a „gyengeáramosokat” tanította, de olyan híre volt, hogy átjártunk az óráira. Elméleti villamosságtant tőle tanultam; ma is emlékszem rá, és természetesen a könyveire, meg is van mindegyik. Nem voltam vastag pénzű diák, de az egyik könyv, amit megvettem, az övé volt, a másik Csáki Frigyesé, a harmadik pedig egy matematikakönyv, a „Fenyő–Frey”. Akkoriban nem kerültek sokba a könyvek, de egy szegényebb diáknak meg kellett néznie, mire költi a pénzét. Most már, hogy ennyi könyv van körülöttem, szinte bűntudatot érzek a jó dolgom miatt.

Pedig megdolgozott érte. Hogyan került nagyon fiatalon az Imperial 
College-ba?

– Azt mondták nekem, hogy én voltam az első a vasfüggöny mögül. Jó szobatársakat fogtam ki: az egyik Cambridge-ben végzett, a másik egy görög fiú volt, akiből Amerikában lett nagyon híres professzor. 

Hányadéves korában ment Londonba?

– Már posztdok voltam, és azt hittem, elég jó vagyok a szakmámban, mert itthon „tűrhetően” megtanultam, amit kellett, de ott minden önbizalmam elszállt. Az Imperial College Computing and Control Departmentjén világszínvonalú elméleti kutatás folyt. Itthon annyit követeltek tőlünk, hogy írjunk számítógépes algoritmust egy probléma megoldására. Ebben én jó voltam, és az ottani nagy számítógépekhez is könnyen alkalmazkodtam. Elméletből viszont nagyon sok minden ott került csak elő. Olyan helyen laktam, ahol lehetett hallani a Piccadilly Line-t. Amikor az első szerelvény elindult hajnalban, én még dolgoztam… De hát a tanulás ezzel jár. Ott tanultam meg a sztochasztikus folyamatok elméletét meg a sztochasztikus irányítást. Itthon még a Kálmán-szűrés elméletét sem tanították meg, pedig az irányításelméletben ez olyan nekünk, mint a Newton-axiómák a mechanikában. Persze, én tanítom azóta rendesen, és a magam terültén továbbfejlesztettem, hogy például a navigáció és a kvantummechanika szintjén is alkalmazhassuk.

Milyen vezérelvet követ a tanításban?

– Mi akkor leszünk sikeresek, ha a nagyon mély elméleti tudástól eljutunk a praxisig. Sok esetben sem az elméleti következtetések, sem a pragmatikus, nélkülözhetetlen mérnöki megoldások nem mutatják meg, hogyan tudunk továbbmenni, és miért az adott irányban kell elindulnunk. A jó felkészültségű mérnök számára, természetesen, mindig kirajzolódik egy probléma megoldása, de arra, hogy az miért jó, lehet-e jobb, merre keresse a következő szintet, sokszor nem kap választ. Ezért össze kell fogni a csapatot, és szükség van valakire, aki szót ért mindenkivel, s a részfeladatokban is alaposan tájékozott. Ha ez teljesül, akkor a társaság erős – ezt próbáljuk képviselni a mi iskolánkban is. 

A diákok tudják, hogy nálam nem kell magolni. Azt szoktam mondani, elég, ha csak én tudom a könyvet (amit az én tárgyaimból én írtam), de érteni nekik is kell. Attól még lehet ötöst kapni, ha nem tudnak egy bonyolultabb képletet, de hiába írja fel valaki a képleteket, ha fogalma sincs a dallamról.

A PhD-kurzusaimon már elsősorban a miértre helyezem a hangsúlyt, mert a technikát meg lehet tanulni, ha az ember kicsit szorgalmas.

Mit ért technikán? 

– A matematikát, a szoftvert, azt az eszköztárat, amivel a problémát meg tudom fogalmazni, formalizálni tudom, megoldást kereshetek rá és azt megvalósíthatom. A technikai komponensek önmagukban is szakmák vagy tudományágak, de a mi szempontunkból alkalmazott tudományok. Nálunk azt kell megtanulni, hogy a lényeget, a miérteket értsék meg.

Hogyan sikerül ezt elérni?

– Elmondom a problémát, amit valamilyen gyakorlati példával illusztrálok, és megmutatom, mi abban a kihívás. Ezután jön a feladat.

Például az irányítástechnikában volt egy-két félresikerült alkalmazás, mert instabilitást okozott, hogy nem tudjuk pontosan leírni a dinamikát. A kérdés az, lehet-e optimális irányítási feladatot megoldani egy bizonytalan rendszerre. Erre a választ, körülbelül a 90-es évek elején, a rendszerelmélet adta meg, de a megoldás még nem teljes, most is küzdünk vele. A hallgatóknak elmagyarázom az elméletet, aztán példaként leírok egy egyszerű mechanikai rendszert. Nézzük meg, milyen következménnyel jár, ha nem tudok pontosan egy rezgési sajátfrekvenciát, és ezt elhagyom a modellből – úgy teszek, mintha nem is létezne. Rögtön látjuk, hogy instabilitáshoz jutunk, a legjobb tudásunktól és a legrafináltabb számítási optimalizálási eljárásoktól függetlenül. Mit tegyünk? Milyen utakon lehet megkeresni azt az elméletet, amelyik ennek ellenére, minimális információtöbblet mellett, megoldja a feladatot, és mi ennek az ára? Sorra veszünk néhány lehetőséget, esetleg pontatlanabb pályakövetésben állapodunk meg, és akkor jönnek az egyenletek.

Tehát tudni kell a fizikát, a matematikát…

– Előbb az irányításelméletet, és ez csak a kezdet, hogy szót értsünk, hogy tudjuk, miről beszélünk.

Elképesztő!

– Ne túlozzon. Mindig azt mondom, hogy én egyszerű iparos vagyok. Minél többet ért meg az ember, annál alázatosabbá válik. Olyan mértékű tudás halmozódott fel, hogy csak abban bízhatunk, fel tudjuk éleszteni a kedvet a tanítványainkban egy-egy komolyabb feladat megoldásához. 

Az interjút készítette: SILBERER VERA


Természet Világa, 142. évfolyam, 2. szám, 2011. február
http://www.termeszetvilaga.hu/ 
http://www.chemonet.hu/TermVil/