Simonyi Károly-díj – 2011


 
Tizedik alkalommal adták át a Simonyi Károly-díjakat 2011. november 3-án. A díjat Charles Simonyi alapította, édesapja emlékére. A fizikai díjat idén Gábos Zoltán kolozsvári professzor, az MTA külső tagja, a műszaki díjat Kurutzné Kovács Márta, az MTA rendes tagja vehette át Keszthelyi Lajos akadémikustól, a Simonyi Károly-díj szakkuratóriumának elnökétől. Januári számunkban Gábos Zoltán és Staar Gyula beszélgetése jelent meg.
 

A mérnök: Kurutzné Kovács Márta

Kurutzné Kovács Márta professzor emerita, a Műegyetem Tartószerkezetek Mechanikája Tanszékének korábbi tanszékvezetője, az MTA rendes tagja. A Simonyi Károly-díjat csaknem ötvenéves iskolateremtő oktatói és kutatói munkájáért nyerte el.

Mi késztetett arra 1959-ben egy fiatal lányt, hogy építőmérnöknek tanuljon?

– A balatonfüredi Lóczy Lajos Gimnáziumba jártam, és ott mindenféle irányba nyitogatták az érdeklődésünket: bárhová mehettem volna. Megfordult a fejelemben, hogy orvos vagy matematikatanár leszek, és az irodalom is borzasztóan érdekelt, rengeteg verset olvastam, szavaltam. Volt azonban az édesapámnak egy mérnök barátja, aki annyi gyönyörűséget mesélt a mérnöki szakmáról, hogy végül az építész karra jelentkeztem. De talán nem rajzoltam elég jól, vagy másban sem jeleskedtem – nem vettek fel az egyetemre. A következő évben az építő karra adtam be a papírjaimat, ahol a rajzfelvételi sokkal könnyebb volt, és akkor bekerültem; azóta is itt vagyok, de hangsúlyozom, hogy mind a mai napig alapvetően humán személyiségnek tartom magam. 

Ha nem kitüntetéses diplomával fejezi be a tanulmányait, nem maradhatott volna az egyetemen. Mihez kezdett volna egy humán érdeklődésű építőmérnöknő?

– Szívesen dolgoztam volna valamelyik nagy tervezőintézetben, mondjuk az Uvatervben vagy az Ipartervben. Nem hinném, hogy kivitelezőnek mentem volna, az nem lányoknak való.

Ma nincs sok választásuk az építőmérnököknek.

– Ma nehezebb, felaprózódtak a nagy tervezőcégek. Akkoriban több közül is választhattam volna, de a legjobb tanulókat a tanszékekre irányították. Persze, nem válogathattunk, pedig sokkal inkább mentem volna a vasbeton-, vagy az acélszerkezetek tanszékére, ahol tervezői feladatokat kaptam volna, mint ide, a mechanika tanszékre, amelynek rettegett tanszékvezetője a híres Cholnoky Tibor volt. Emlékszem például, hogy amikor már tanítottunk, a professzor úr rendszeresen látogatta az óráinkat. Szegény hallgatók nem sejtették, hogy nem őket ellenőrzi, hanem minket, az újdonsült tanárokat, és mi legalább annyira remegtünk, mint ők… 

Nem csodálom. Milyen szakmai műhely várta a friss diplomásokat a tanszéken? 

– Nagyszerű! Kiváló emberek voltak a tanszéken, és már akkor is kutatásra kialakított, remek légkör uralkodott. Itt dolgozott Szabó János, aki később építésügyi miniszterhelyettes lett. Ő igazi kutatói alkat volt, és ő is inkább humán személyiség, mint reál, pedig nagyon értett a matematikához és az elméleti mechanikához. Rendkívül nagy tudású, mélységesen humánus és a fiatalokat nagy szeretettel felkaroló ember volt, úgyhogy körülötte csoportosult egy társaság, akik közül szinte mindenki az akadémikusságig vitte. 

Nagyon segítőkész és hihetetlen nagy tudású ember volt még Roller Béla. A fél életét az Operaházban töltötte, a görög és a latin műveltség a kisujjában volt, és a mechanikáról majdnem olyan jegyzetsorozatot állított össze, mint Simonyi Károly híres könyve, „A fizika kultúrtörténete”. Ezek nem jutottak el a nyomdába, csak egyetemi, sokszorosított jegyzetek formájában terjedtek. Joggal kérdezheti valaki, hogy mit keresnek ezek a humán beállítottságú polihisztorok a Műegyetemen, pedig ennek megvan a természetes magyarázata. A humán műveltséget mindenkitől elvárják, de azzal még mindig lehet büszkélkedni, hogy „én hülye voltam matematikából”. Az is elképzelhető, hogy akinek az agya a középiskolában minden irányban pallérozódik, a reáliákban is sokkal sikeresebb lesz.

A család sem közömbös.

– Bizony nem. Polgári család sarja vagyok, nagyon sokat kaptam az őseimtől. Már a dédszüleim is tanult emberek voltak. Enyingi járásbíró dédapám a Balaton emblematikus figurája volt, egész a kormány-főtanácsosságig vitte a múlt század húszas éveiben. Apai nagyapám fél évszázadon át vezette a gyógyszertárát Balatonfüreden, Blaha Lujza híres nyaralója mellett. Anyai nagyapám kardiológus orvosprofesszor volt, Kéthly Károly kollégája, szenvedélyes kutató. Az ő nevéhez fűződött egy spanyolnátha elleni nagyon sikeres gyógyszer: még Amerikában is használták! Ha nem viszi el olyan korán a szívroham, ami ellen egész életében küzdött, akkor valószínűleg nem én lennék a családban az első akadémikus, hanem a nagyapám. 

A családi hagyomány talán úgy is tovább él, hogy az utóbbi időben a biomechanika lett az egyik fontos kutatási területe. 

– Ez a diszciplína Kaliszky Sándor kezdeményezésére jelent meg a tanszéken. Ő is azok közé a nagy tudású kollégák közé tartozott, akik segítették a fiatalokat a kutatásban. De itt egy kis kitérőt kell tennem. 
Az én generációm életében kiemelkedően fontos szerepe volt annak, hogy a számítógépek akkor jelentek meg nálunk, amikor a pályán elindultunk. Addig logarléccel számoltunk. A tanszéken volt egy két és fél méter hosszú, széles logarlécünk, amit két hallgató cipelt be az első mechanika-előadásra. Ráfektettük a katedraasztalra, és a tolókáját ketten húzták-vonták, mi pedig mutogattuk, hogy kell vele számolni. Ez azután egycsapásra gyökeresen megváltozott!

Szilárdságtan előadáson

A számítógépeken először gépi kódban programoztunk. A mi tanszékünk tanította a karon a számítástechnikát – ez újdonság volt, amibe bele kellett tanulnunk. A gépi kódú program csak számokból áll, nincsenek benne betűk sem. Rengeteg ilyen programot írtunk, statikai számításokra és kutatási céllal. Szabó János, a miniszterhelyettes velünk együtt körmölte a programokat, és kereste a hibákat – csodálatos időszak volt. A számítógépek hatására a mechanika is megváltozott, mert hirtelen a több ezer ismeretlenes egyenletrendszereket is meg lehetett oldani, így az analitikus mechanikáról a numerikus mechanikára tértünk át. Ez a változás persze az összes többi tudományágat is érintette.  

Akkoriban voltak ipari alkalmazásokhoz kapcsolódó megbízásaink is, mi lettünk a számítógépes mechanika fő „hazai bázisa”. Ha ki kellett számolni egy bonyolult szerkezetet, minket bíztak meg. Mivel a programot magunk írtuk, minden apró részletével tisztában voltunk, tudtuk fejleszteni, változtatni. Ez az intenzív munka hozta meg számunkra tudományos eredményeinket is.

Hol futtatták a programokat?

– Először az Ural–2-re dolgoztunk, ami a Közgázon volt, azután jött a Minszk, majd a KFKI-ban az ICT. A gépi kódról lassan áttértünk a fejlettebb programnyelvekre, az Algolra, a Fortranra. Azután már itt, az egyetemen is kialakultak a kis kari számítóközpontok, lyukkártyával, lyukszalaggal – most pedig már minden családban van egy-két számítógép! Ömlenek a szörnyűséges mennyiségű, elképesztő anyagok, ami engem kifejezetten idegesít, mert nekem a számítógép ma is ugyanaz, mint a hőskorban: munkaeszköz, és nem szórakozás. 

Jól elkanyarodtunk a biomechanikától! 

– Valóban. Ott tartottunk, hogy Kaliszky professzor kezdeményezte a tanszéken a biomechanikai kutatásokat az akkoriban indult OTKA-pályázatok keretében. Ő akkor már az udinei nemzetközi mechanikai kutatóközpont rektora volt, és közvetlenül látta, hogy milyen új kutatások folynak a világban. Ezeket igyekezett meghonosítani a tanszéken is. Így kezdtünk foglalkozni a csontok, a protézisek, az implantátumok mechanikájával, ahol a számítástechnikában való jártasságunkat, a mérnöki szerkezetekre kidolgozott módszereket és programjainkat az „élő szerkezetekre”, szövetekre alkalmaztuk. A tanszéken egyre több biomechanikai témájú kutatás indult meg.  

Ma például a Bojtár Imre köré csoportosuló doktoranduszok és kutatók az erek biomechanikájával, az agyi aneurizmákkal foglalkoznak, Károlyi György a biológiai áramlásokat, sodródásokat kutatja. Tarnai Tiborék geometriai-matematikai munkái a vírusok alaktani kutatásaihoz vezettek. Az én vizsgálódásaim középpontjába a gerinc került, mert egy barátnőm, Bene Éva, az ORFI főorvosa fölvetette, hogy a hazánkban fél évszázada rendkívül hatásos súlyfürdő-kezelést, amit Moll Károly hévízi orvos kísérletezett ki, jó lenne külföldön is elterjeszteni. Hiányzott azonban a klinikai és a biomechanikai elemzés: nem tudták, hogy ha valakit a nyakán „fölakasztanak” a vízben – az ötvenes években Moll Károly kalodaszerű, fakerethez rögzített „gallérokat” használt –, a bokájára pedig rátesznek néhány kiló ólomsúlyt, mennyire nyúlik meg a porckorong, nem okoznak-e több kárt, mint hasznot. Elindítottuk hát a súlyfürdő-kezelés biomechanikai vizsgálatát. Meghatároztuk, hol, mekkora erők keletkeznek a gerinc mentén a súlyfürdőben. Kiderült, hogy ha valakit a nyakánál fogva többletsúly alkalmazása nélkül felakasztanak a vízben, mind­össze két-három kilónyi erő ébred a nyakcsigolyáknál, lejjebb pedig még kevesebb, a lumbális szakaszon egy-másfél kiló. Ez elenyésző ahhoz képest, hogy normál körülmények között a lumbális gerincre nehezedik a felsőtest súlya és még egy hasonló nagyságú erő a gerincet támasztó izmokból, a gerinc egyensúlyban tartása miatt. A súlyfürdő-kezelésnek éppen az a nagy előnye, hogy a langyos vízben az izmok elernyednek, ami erőteljes nyújtóhatást fejt ki! A nyújtási terápiát már régen kitalálták: alkalmas asztalokon hevederekkel nyújtják az embereket, de mivel ez a beavatkozás inkvizíciószerűnek tűnik, a betegek izom-ösz-szehúzódással küzdenek ellene. A szakirodalom szerint a hevederes változatok emiatt inkább megnövelik a porckorongban a nyomást, semmint csökkentenék, pedig a nyújtásnak éppen ez lenne a célja. A súlyfürdő esetében izommunka nélküli nyújtás következik be, ami egészen rendkívüli! 

Azután OTKA-pályázat keretében kidolgoztunk egy víz alatti ultrahangos módszert a súlyfürdőben keletkező megnyúlások mérésére, amelynek során két-két kilós ólomsúlyt tettünk a betegek bokájára, és azt tapasztaltuk, hogy az ágyéki porckorongok egy-másfél milliméternyit nyúltak meg a 20 perces kezelés során. Ez semmiképpen sem káros, viszont bőven elegendő ahhoz, hogy az ideggyököket tehermentesítse, és a fájdalmat megszüntesse. Eddig senki sem számolt be arról, hogy a súlyfürdőben baleset történt volna, pedig Moll Károly idejében állítólag 8–10 kilós ólomsúlyokat is raktak az emberekre. 

Az elmúlt években a szükséges klinikai vizsgálatokat is lefolytatta egy orvoscsoport, és 2010-ben megjelent külföldön a módszerről egy összefoglaló cikkünk Bender Tamással, a Nemzetközi Balneológiai Kutató Intézet igazgatójával, amely megnyithatja az utat a súlyfürdő-kezelés külföldi alkalmazása előtt.

Ennek a munkának a nyomán vágtunk bele a Varga Péter Pál vezette Országos Gerincgyógyászati Központ orvosaival egy nagy lélegzetű közös OTKA-kutatásba, amelyben a gerincsebészek adnak nekünk feladatokat. Például ha valakinek tönkremegy a porckorongja – többnyire a legnagyobb terhelésű és legvédtelenebb ágyéki szakaszon –, akkor általában a két szomszédos csigolyát „fúziós műtéttel” összemerevítik. Egy bizonyos idő múlva azonban azt tapasztalják, hogy az elmerevített szakasz fölötti és alatti porckorong körül fájdalom jelentkezik. Ennek oka az, hogy megváltoznak a tehereloszlási és teherbírási viszonyok a műtött gerincszakasz környezetében, és az érintett porckorongokban károsodási folyamatok indulnak meg. Többek között ezt tanulmányozzuk jelenleg. Egyrészt mozgásanalízissel vizsgáljuk a gerinc mozgásképességét a műtét előtt és közvetlenül a műtét után, majd egy évvel, két évvel később. Egy korábbi OTKA-támogatásból már megvásároltuk hozzá a szükséges műszert, amellyel kimutatjuk, hogy milyen mozgásokra képes a gerinc, megjelennek-e kóros mozgásformák. Ezzel párhuzamosan végeselemes modellezés alapján számításokkal szimuláljuk, hogyan viselkedik az összemerevített csigolyarendszer környezete a különböző terhek hatására, és ez hogyan viszonyul a nem teljes elmerevítéssel járó műtéti technikákhoz. 

Az oszteoporotikus csigolya gyógyítása is számos problémát vet fel. Az összeroppant csigolyákat feltöltik cementtel, amitől kellően szilárdak lesznek, és megint képessé válnak a teherviselésre. A cementet nagy nyomással préselik be az összeroppant csigolyába, így általában a környező szövetekbe is bekerül, és ott károsodást okozhat. Ezért kitalálták, hogy a cementezés előtt egy kis ballont dugnak be az összeroppant csigolyába, felfújják, amitől kialakul egy gömb alakú üreg, ezután kihúzzák a ballont, és a helyére benyomják a cementet. Mivel most megvan a cement helye, nem terjed szét a massza. Egy másik módszer szerint a cementmasszát teszik viszkózussá, hogy ne legyen alkalmas a szilárdulás előtti szétterjedésre. Mi azt vizsgáljuk, hogy milyen az így megerősített csigolya teherbírása, erőjátéka, milyen a tönkremeneteli mechanizmusa. A laboratóriumi vizsgálathoz kapott, megerősített csigolyát törőkísérletnek vetjük alá, de a törés előtt és a törés után is CT-felvételeket készítünk róla, majd a CT-képek alapján kidolgozzuk a végeselemes numerikus modelljét, és a tönkremeneteli folyamatot numerikusan is szimuláljuk. Végül a kísérleti és a numerikus vizsgálatok eredményét összevetjük egymással és a hagyományosan cementezett csigolyákra vonatkozó eredményekkel. Nagyon összetett kutatás ez, és különösen nehézzé teszi a numerikus célok igényeit is kielégítő kísérleti mintadarabok elkészítése. 

Külön foglalkozunk a gerinc degenerációs folyamatainak a numerikus szimulációjával, amelynek az a nagy előnye, hogy olyan folyamatokat tudunk vizsgálni így, amelyeket kísérletekkel lehetetlen követni: ilyenek például a gerinc öregedése során bekövetkező változások. 

A gerinc mozgását mérő műszert más fontos területen is hasznosítjuk. Kis Rita kutatótársam több száz gyerek gerincállapotát méri fel és követi nyomon: hogyan változik évről évre a gyerekek gerince a sok számítógép előtt üléstől, növekszik-e a hanyag tartásúak vagy a gerincferdülésesek száma, milyen a tornaórák és a gyógytestnevelés hatása, és milyen új gyógytorna-gyakorlatok jelenthetik a gyógyulást. 

Három generáció

Visszatérünk az iskolához. Más lett az egyetemi oktatás attól, hogy a kutatás stílusa, terepe megváltozott?

– Az elmúlt fél évszázad során az analitikus mechanikáról a numerikus mechanikára való áttérés beépült a tananyagokba, ez a váltás tehát erősen rányomta a bélyegét az oktatásra. De az interdiszciplináris kutatásaink nem szerepelnek a tanrendben meghirdetett kurzusokon, mert elsősorban mérnököket képezünk, a mérnöki munkára készítjük fel a hallgatókat, és arra is elég kevés az időnk. A doktoranduszok viszont részt vesznek az interdiszciplináris kutatásokban – nemrég derült ki, hogy ennek is vannak buktatói. Egy doktoranduszhallgatóm – nagyon tehetséges, szorgalmas, kiváló fiú – a biomechanikai témájú doktori védése után el akart volna helyezkedni építőmérnökként. Amikor azonban az állásinterjú során megtudták, hogy biomechanikával foglalkozott, azonnal eltanácsolták. Sajnos nem tudta kellőképpen érvényesíteni, hogy aki ilyen bonyolult feladatokat sikeresen megold, és halmozottan nemlineáris anyagokkal és szerkezetekkel foglalkozik, az az építőmérnöki szakmában előforduló sokkal egyszerűbb feladatokat is sikeresen meg tudja majd oldani. Valószínűleg nekünk kellene abban segíteni, hogy a doktoranduszaink ne szenvedjenek hátrányt, ha interdiszciplináris témával foglalkoznak. Mert bizony biomechanikából nagyon nehéz megélni, különösen Magyarországon. 

Egy korábbi beszélgetésünk alkalmával már kiderült, hogy nemcsak a doktoranduszokat szereti tanítani, hanem az alsóbb éveseket is.

– Igen. Szilárdságtant adok elő, a Tartók statikáját már átadtam a fiataloknak. Képzelje el, hogy több százan ülnek egy teremben, és meg kell magyarázni nekik valami nagyon nehéz, elvont fogalmat, jelenséget, amihez semmi kapaszkodó sincs. Meg kell értetni például a feszültségtenzor vagy az alakváltozástenzor fogalmát, vagy hogy adott teher esetén hol helyezkednek el a hajlított gerendában a főfeszültségi trajektóriák. Én még mindig a hagyományos oktatási módszer híve vagyok: tábla és kréta! Bár egész életemet a számítógépek között éltem le, nem szeretem a mechanikai tárgyú előadásokon a power pointos prezentációkat. A legnehezebb levezetéseket is táblánál, színes krétával, a hallgatókkal együtt küzdöm végig úgy, hogy ők is írják és rajzolják, amit én. Sokszor bizony folyik a víz a hátamon, és egy óra alatt tíz-húsz négyzetméter táblát is telerajzolok. Lehet, hogy a világ nem efelé tart, de én el sem tudom képzelni, hogy a passzivitásra serkentő, moziszerű vetítés hatékonysága ugyanakkora lenne, mint közös küzdelmünké. Igen, tanítani nagy gyönyörűség!

Az interjút készítette: SILBERER VERA


Természet Világa, 143. évfolyam, 2. szám, 2012. február
http://www.termeszetvilaga.hu/ 
http://www.chemonet.hu/TermVil/