Egyetemek
Egyetemek
„Édesapám megkérdezett: »Fiam, ha felnősz, mi akarsz lenni?« Rövid hallgatás után ezt válaszoltam: »Apám, ha őszinte akarok lenni hozzád, azt kell mondanom, hogy fizikus szeretnék lenni.« Apám látnivalóan ezt a választ várta és rögtön rákérdezett: »Mondd fiam, hány fizikusi állás lehet Magyarországon?« Némi túlzással ezt válaszoltam: »Azt hiszem, négy.« »És azt hiszed, hogy te fogod megkapni a négy állás egyikét?« Így történt, hogy vegyészmérnök lettem.”
Wigner Jenő 1920-ban a Budapesti Műegyetemre iratkozott be vegyészmérnök hallgatónak, akárcsak Neumann János. De a nyári vakáción édesapja Berlinbe vitte. Szerette volna, ha az újpesti bőrgyárban fia az ő munkáját folytatja. Charlottenburgban megmutatta neki a Berlini Műegyetemet, amely erősen gyakorlatias kiképzést adott. Így esett, hogy 1921-ben Jenő a Berlini Műegyetemre ment, és még szakkönyveket is olvasott a bőrfeldolgozásról. Jenő nem járt el minden egyetemi előadásra, de arra ügyelt, hogy vizsgáit sikeresen letegye. Csak az jelentett problémát, hogy amikor kollokválni ment, nem ismerte fel a professzort, aki a félév folyamán az előadást tartotta. Wigner elsőként ült be a vizsgára kijelölt terembe, majd amikor valaki belépett, udvariasan felállt. Ekkor derült ki, hogy az nem a professzor volt, hanem egy másik vizsgázó. Ez a jelenet még néhányszor megismétlődött.
(A háború és az 1918–1919-es forradalmak után, az 1920-as évek elején nemcsak az akkori baloldali szimpatizánsok emigráltak, mint Kármán Tódor, Koestler Artur, Polányi Mihály, Szilárd Leó, vagy a kommunista szimpátiával megvádolt földesúr, Hevesy György, hanem a gazdag kapitalista családból származó Gábor Dénes, Kürti Miklós, Neumann János, Teller Ede, Wigner Jenő is. A Nyugat elfogadta őket, ott lettek világhírűek.)
A kötelező kémiaelőadások helyett (mellett) Wignert más is érdekelte. Csütörtökönként eljárt a Berlini Egyetem híres fizikakollokviumaira, ahol Nobel-díjasok (Einstein, Laue, Nernst, Planck) ültek a hallgatóság első sorában. (Heisenberg és Pauli is gyakori vendég volt.) A kollokviumokon az elmúlt napokban megjelent 4–5 legérdekesebb szakcikket referálták. Erre egyszer Wignert is felkérték. Legtöbbször persze a kvantummechanikáról volt szó. Amikor a beszámolók véget értek, a résztvevők csoportjai kávéházi asztal mellett folytatták a beszélgetést a hallottakról. Wigner Jenő másodéves hallgatóként itt ismerkedett meg Szilárd Leóval. A vele folytatott magyar beszélgetés a gyerekkor szép emlékeit idézte fel. Wigner számára nagy öröm volt, hogy harmadéves korától heti 18 órában a Vilmos Császár Intézetben dolgozhatott. Ott a műszálak kémiáját kutatta Polányi Mihály. Egyik este meghívta Wignert a lakására, és felkérte, hogy ezentúl hívja őt Misinek.
(Polányi Mihály 1891-ben született Budapesten, itt járt iskolába, majd az egyetemre iratkozott be. Első tudományos publikációját 1910-ben írta. 1914-ben szerzett orvosi diplomát. 1918-ban kémiából doktorált Budapesten. Az abszorbció jelensége foglalkoztatta. Rövid ideig Hevesy György tanársegéde volt a Gyakorlati Fizikai Tanszéken. 1919-ben Németországba ment. Karlsruhéban, majd a berlini Vilmos Császár Intézet fizikai-kémiai és elektrokémiai osztályán a szálas anyagok röntgenvizsgálatával foglalkozott. Rövid ideig Budapesten is dolgozott Bródy Imrével az Egyesült Izzóban, itt alkották meg a kristály-diszlokációk elméletét. 1933-ban Manchesterbe is, Princetonba is, Leningrádba is hívták, ő az angol meghívást fogadta el, de előadott Oroszországban is, és folytatta rendszeres levelezését berlini barátaival, Albert Einsteinnel és Wigner Jenővel. Figyelme ekkor a kémiai reakciók felé fordult. Meglepte, hogy például a H2 és Br2 molekulák HBr-é alakulása nagyságrendekkel gyorsabb annál, amit a molekulaütközések száma alapján várnánk. Később kitűnt, hogy ilyenkor molekuláris láncreakció játszódik le. 1958-tól az Oxfordi Egyetem professzora. Ott a közgazdaságtan és filozófia felé fordult az érdeklődése. A Royal Society – Angol Tudományos Akadémia – 1944-ben, az Amerikai Tudományos és Művészeti Akadémia 1961-ben választotta tagjává. 1976-ban halt meg Amerikában.)
„Rátz László mellett Polányi Mihály volt a legkedvesebb tanárom. A legszebb adottsága az volt, hogy meleg szívvel bátorította a fiatalokat. Egész életemben nem ismertem mást, aki hozzá hasonlóan tudta volna bíztatni tanítványait. A dicsérés művésze volt. Egyszer azt mondtam Polányinak, hogy nem létezhet olyan kémiai reakció, amelyben két molekula egyszerűen összetapad. Akkor nem válaszolt semmit. Pár hónappal később ezt mondta: »Nagyon sajnálom. Mondtál valamit az egyesülési reakciókról. Most olvasom, hogy ugyanerről írt Max Born és James Franck. Megmondtam nekik, hogy te is erre a következtetésre jutottál. Ne haragudj, hogy akkor nem értettelek meg.«” Wigner 1925-ben megvédett disszertációját Molekulák képződése és szétesése címmel (1925) Polányival közösen publikálta, az a kvantumkémia úttörő munkája volt: a legegyszerűbb kémiai reakció sikeres leírását adta a modern fizika módszereivel. 1983-ban a Balatonnál mesélte:
„Amikor két hidrogénatom összeütközik, egyetlen molekulává tapadnak össze. Kis gondolkodás után ezt csodának éreztem. A molekulának diszkréten elkülönült energiaszintjei vannak. Honnan tudhatnák az atomok, hogy épp ilyen energiákkal ütközzenek össze? Hogy érik el, hogy perdületük épp a Planck-állandó egészszámú többszöröse legyen? Azt javasoltam, hogy a molekula energiaszintjei nincsenek élesen meghatározva, hiszen a gerjesztett molekulaállapot egy idő után újra atomokra eshet szét. A perdület megmaradása sem lehet éles törvény! Ütközéskor az atomok által hozott perdület a Planck-állandó legközelebbi egészszámú többszörösébe ugrik be. Mindezt azelőtt írtam, hogy a kvantummechanikát megcsinálták. Többen meg is vádoltak, hogy én találtam ki a Heisenberg-féle határozatlansági összefüggést, ami persze nem igaz. De következtetésem igaznak bizonyult.”
Az egyik fizikakollokviumon Einstein tartott előadást a gravitáció és elektromágnesség egyesített geometriai elméletéről. Ezt Wigner Jenő és Teller Ede is meghallgatta, de nem értette, ami őt nagyon elszomorította. Délután a berlini strandon együtt heverészett Wigner és Teller. Ede fölsóhajtott: „Én olyan buta vagyok!” Mire Wigner megjegyezte: „Hát bizony a butaság nagyon gyakori emberi tulajdonság.” Teller maga is elcsodálkozott, hogy ez valóban megvigasztalta.
A berlini egyetemi évek után hazajött Újpestre, hogy apja bőrgyárában hasznosítsa vegyészmérnöki képzettségét (1925–1926). Itt is megrendelte az új fizika avantgárd folyóiratát, a Zeitschrift für Physiket. Amikor olvasta benne, hogy Heisenberg és Born megcsinálta a kvantummechanikát, nem volt többé maradása: sietett vissza Berlinbe és Göttingába. (Akkor még azt hitte, hogy Heisenberg egy 50 év körüli bácsi. Berlinben találkozott vele: a huszonéves, vele szinte egykorú fiatalemberrel.)
„Láttam, hogy a kvantummechanika miként forradalmasítja a fizikát. A kvantummechanika felfedezése majdnem hogy teljes meglepetésként jött. A fizikai világot alapvetően új módon írta le. Csodának láttuk.”
Ha valakié, akkor az ő agya volt kész a forradalmian új szemlélet befogadására. Meg akarta érteni a kvantummechanikát. Úgy hozta a sors (konkrétan Polányi Mihály), hogy a Vilmos Császár Intézetben egy krisztallográfushoz került, aki azt kérte: derítse ki, miért szeretnek az atomok a kristály szimmetriasíkjaiban-szimmetriapontjaiban ülni. Legenda szerint a csoportelméletet egy esős vasárnap délután tanulta meg iskoláskori barátjától, Neumann Jánostól, aki Göttinga egyetemén volt tanársegéd Hilbert mellett. Egy évig Wigner Jenő is itt dolgozott tanársegédként (1927–1928), fél tucat tanulmányt írtak Neumann-nal közösen csoportelméletről a fizikában. Innen elindulva értette meg elsőként, hogy a négydimenziós téridő szimmetriái centrális szerepet játszanak a kvantummechanikában. Nyári szabadságát szívesen töltötte itthon, különösen Duna menti nyaralójukban, Alsógödön. Itt írta főművét: Csoportelmélet és annak alkalmazása az atomszínképek kvantummechanikájára (1931). Ma a divatos alapvető fizikai elméleteket már nem a konkrét fizikai kísérlet vagy a proponáló elméleti fizikus nevével jelzik, hanem a megfelelő szimmetriacsoportra utalnak: speciális és általános relativitáselmélet, kovariáns kvantumelektrodinamika, mértékelmélet, SU(2), SU(3), SU(4), szuperszimmetria.
Wigner Jenő 1928-ban lett a Berlini Műegyetem magántanára, majd 1930-tól (félállású) professzora. A harmincas évekre azonban viharfelhők sűrűsödtek Németország fölött. Wigner Jenő 1930 októberében táviratot kapott Amerikából: „A Princetoni Egyetem egyéves előadói szerződést ajánl fel Önnek. Kérjük, táviratban válaszoljon!” Wigner Jenő (akárcsak Lánczos Kornél, Neumann János, Teller Ede) elfogadta a tengerentúli hívást, amit azért kaptak, hogy az Újvilágot tanítsák meg az új fizikára. Még ebben az évben Amerikába hajózott. Berlini fizetése körülbelül 70 dollárnak felelt meg. Csoportelméleti könyvéért 500 dollárt kapott. Princetonban azonban 700 dollár lett a havi fizetése. „Sohasem láttam ennyi pénzt egy rakásban!” (Neumann János fizetése havi 1000 dollár lett.) De nehéz volt Princetonban megszokni. Nem voltak kávéházak, és az emberek angolul beszéltek. Mikor Wignernek először kellett szemináriumot tartania, pontosan memorizálta az első két angol mondatot. De miután ezt elmondta, megzavarodott, megakadt. Fél perc hallgatás után kedvesen megkérdezték: „Miért nem folytatja németül?” – Erre azt válaszolta: „Nem! Muszáj angolul megtanulnom. Angolul folytatom!” Ez a közjáték feloldotta a hallgatóság hangulatát és Wigner feszültségét. Az előadás sikerült. Idős korában Wigner már azzal büszkélkedett, hogy káromkodni is tud angolul.
Amit Amerikában legjobban méltányolt, az a demokrácia volt. Ott az emberek természetesnek veszik, hogy véleményt formáljanak a politikáról, sőt azt befolyásolják. Európában ezt még sokan a vezetőkre (királyra) hagyják. Igaz, 150–200 éve odaát sem bántak túl demokratikusan a rézbőrűekkel, akkor éppolyan hódítók voltak, mint az angol király vagy az orosz cár. Wigner kicsit az indiánokkal szimpatizált, barátainak küldött levelét így írta alá: Wigwam.
Mikor az egy év letelt a Princetoni Egyetemen, Neumann és Wigner a következő ajánlatot kapta: nem maradnának-e ott félállásban úgy, hogy minden évben csak egy fél évet tanítanának? Amerikában mindkettejüknek hiányoztak európai tanáraik, rokonaik, barátaik, ezért elfogadták az ajánlatot. 1930 és 1933 között Neumann és Wigner Amerika és Európa között ingázott: fél év itt, fél év ott. 1932-ben nagy gazdasági válság volt Amerikában, Európában pedig Hitler közeledett a hatalom felé. 1933-ban Polányi Mihály is, Szilárd Leó is, Gábor Dénes is, Erwin Schrödinger is, Viktor Weisskopf is, Max Born is elhagyta Németországot. 1933-ban Hitler átvette a hatalmat. Wigner nyaranta ezután is hazajárt Magyarországra, hogy családjával töltse a szabadságát. Kapcsolat fűzte a Magyar Tudományos Akadémiához: ott Ortvay Rudolf három értekezését mutatta be, amit az Akadémia Matematikai és Természettudományi Értesítőjéhez küldött: Összetett rendszerek statisztikája az új kvantummechanika szerint (1928. október 8., megjelent 1929), Adalékok a neutron-elmélethez (1932. június 10., megjelent 1932) és A Rayleigh–Schrödinger-féle perturbációszámítás módosítása (1934. november 12., megjelent 1935). Ekkor a színképvonalak természetes szélességének magyarázata foglalkoztatta. Hazájával való folyamatos kapcsolata Ortvay Rudolf érdeme: az 1930-as években 24 levelet írt Amerikából Ortvaynak, ezeket a Magyar Tudományos Akadémia könyvtára őrzi. (A Fizikai Szemle közölte azokat 1972-ben.) A levelekben szerepelt Paul Dirac, Neumann János, Teller Ede, de Gombás Pál is. Itt csak Wigner 1938 elején írt leveléből idézünk:
„Nézetem szerint mindjobban kibontakozik a német álom: egy a régi római birodalomhoz hasonló új német birodalmat alkotni. Persze egy-egy szomszéddal egy időre megegyeznek – de ezt a régi rómaiak is így tették. Most már Prágát is mint német várost írják le, és nemsokára le fogják vetni azt az álarcot is, hogy csak német testvéreket akarnak hazájukba visszaszerezni. Vannak, akik attól tartanak, hogy nemsokára Magyarországot is meg fogják szállni. Hogy ez csak idő kérdése, abban itt sajnos mindenki egyetért. Én is biztosra veszem, hogy legalább Napóleon szerepéig el fognak jutni. Mindez a nemzeti érzéstől eltekintve nem is lenne a lakosság részére oly fájdalmas, hiszen a római birodalom alatt is jól érezték magukat a »leigázott« nemzetek, ha nem lenne a németekben egy jó adaggal több gőg, mint amit kellemes elviselni. Azt hiszem, a németekkel csak annyiban lehet kiegyezni, mint amennyire az indiánok kiegyeztek az amerikai bevándorlókkal, akik szintén nem akartak mindent egyszerre, és talán nem is tudták, hogy végeredményben egész Amerikát akarják.” – A levélváltás 1939 elején abbamaradt.
1935-ben Princeton egész állást ajánlott fel. Az 1930-as évek eleje volt a kvantummechanika hőskora: az új elmélet sikeresen megmagyarázta az atomok, molekulák, szilárdtestek, atommagok megfigyelt tulajdonságait. Wignert ez idő tájt a kvantummechanika szilárdtestekre történő alkalmazása foglalkoztatta. Felismerte: „Fémekben nagy az elektron-felhők átfedése, ezért lehetetlen megmondani, hogy a vegyérték-elektron melyik atomhoz tartozik. Az elektron szabadon mozoghat egyik atomtól a másikhoz, eloszlik az egész kristályrácsban.” Az elektronhullámok egész testre szétoszolva (delokalizálva) alakítják ki energiaszintjeiket, így teszik a testet szigetelővé vagy vezetővé, esetleg félvezetővé. Wigner órákat is tartott a Princetoni Egyetemen, előadott a kollokviumon – főleg a csoportelmélet kvantummechanikai alkalmazásairól. (Kicsit hiányolta a berlini rendszert, a folyóiratok referálását. Mindenki csak saját magáról, saját munkájáról beszélt.) Princetonba az amerikai középiskolások színe-java jött. Wigner mégis azt tapasztalta, hogy a magyar diákok sokkal jobbak náluk. Az amerikai középiskolákban a legjobbak is sokkal kevesebb egyéni figyelmet kaptak tanáraiktól, mint itthon. Budapest és Berlin után úgy érezte, hogy ahogy az egyetemen tanítania kellett, az baba-beszéd volt: olyan dolgokat kellett elmondani, amit Európában a diákok a gimnáziumban (és a kávéházban) szednek fel. Diplomamunkásaival és doktoranduszaival azonban mégis meg volt elégedve!
Első doktorandusza Frederick Seitz volt (1934), akivel a fémek kvantumelméletén dolgozott, és aki később az amerikai Nemzeti Tudományos Akadémia elnöke lett. Második doktorandusza John Bardeen volt (1936), aki kétszer kapott Nobel-díjat: egyszer a tranzisztor felfedezéséért, másodszor a szupravezetés elméleti magyarázatáért.
1936-ban a Princetoni Egyetem elbocsátotta Wignert. Wigner szerint a kollégák féltékenysége lehetett az ok, akkortájt Princetonban alig néhány fizikus fogadta el a kvantummechanikát. Neumann is átment az Institute for Advanced Studyba.
Wigner levélben kért tanácsot és segítséget Gregory Breittől, akivel korábban már együtt dolgozott és publikált. A kérés sikerrel járt: Wisconsin egyeteme, ahol Breit professzor volt, 1936-tól egyetemi tanári állást ajánlott fel Wignernek. Wigner Wisconsint már az első pillanatban megszerette. Igazi Amerika volt: barátságosan nyitott emberek, krumpliföldek, búzamezők, egyszerű élet. Az egyetemen a fizikusok kedves barátként fogadták, így végre otthon érezhette magát. Még a sportcsarnokba is magukkal hívták – futni és tornázni. Ugyanekkor Wisconsin a magfizikai kutatások egyik központjává nőtte ki magát. Mint Wigner megjegyezte: „Wisconsinban értettem meg, hogy Princetonban boldogtalan voltam. Jót tettek velem, hogy kidobtak. Wisconsinban tanultam meg szeretni Amerikát, ott lettem amerikai.” 1937-ben vette fel az amerikai állampolgárságot.
„Itt történt, hogy egy kedves leánynyal találkoztam. Amelia Frank fizikushallgató volt az egyetemen, aki John van Vleck mellett dolgozott, és akit ígéretes tehetségként tartottak számon. Nemsokára megéreztem, hogy szerelmes vagyok Frank kisasszonyba. Nem a szépség lepett meg, hanem a szerelem romantikája. Az emberi faj túléléséhez nem feltétlenül szükséges a gyengéd érzelem. Akkor miért leszünk szerelmesek? 1936. december 23-án összeházasodtunk. De feleségem csakhamar megbetegedett. Kilenc hónap múlva, 1937. augusztus 16-án bájos feleségem, Amelia Frank Wigner örökre elhagyta ezt a világot. Mindnyájan csak vendégek vagyunk a földön.”
1938-ban Princetonnak új fizikusra volt szüksége. John van Vlecket hívták, aki Wignernél idősebb volt, bár akkor még nem kapta meg a Nobel-díjat. De ő inkább a Harvard Egyetem (Amerika legrangosabb egyeteme) meghívását fogadta el. Van Vlecktől kértek tanácsot: kit hívjanak? Ő Wigner Jenőt javasolta. Így Wignernek felajánlották ugyanazt az állást, amit két éve elvettek tőle. Wigner Jenő biztosan nem fogadta volna el ezt az ajánlatot – ha nem mardosta volna ifjú felesége halálának emléke. E miatt fájdalmas volt számára Wisconsinban maradni. 1938 őszén a Princetoni Egyetemen az elméleti fizika professzora lett. Ide visszatérve örömmel tapasztalta, hogy időközben Princeton sokkal nyitottabb lett a modern fizika irányában. Wigner Jenő olyan társszerzőkkel írt tanulmányokat, mint John Bardeen, George Breit, Paul Dirac, Farkas László, Pascual Jordan, John von Neumann, Michael Polányi, Frederic Seitz, R. Smolhulowski, Edward Teller, Harold Urey, Alvin Weinberg, Victor Weisskopf és sokan mások.
Princeton baba-beszéd helyett erős modern fizikát akart. Wigner Jenő megtelepedett Princetonban. 1939-ben szüleit is Amerikába vitte.
