Vissza

120 éve született Gábor Dénes, a holográfia feltalálója

Ritkán adatik meg a születésnapos megemlékezések sorában, hogy magyar születésű, Nobel-díjas tudóst köszönthessünk, de most ebben a szerencsében van részünk. 120 éve, 1900. június 5-én született Gábor Dénes, a holográfia megalkotója, aki ugyan már angol állampolgárként nyerte el a legmagasabb tudományos kitüntetést, de élete során végig büszkén vállalta magyar gyökereit. A következőkben személyére és fontosabb találmányaira emlékezünk a kerek születésnap ürügyén.


Édesapja, Günszberg Bernát, édesanyja Jakobovits Adél volt. 1899-ben kötöttek házasságot és három gyermekük született: Dénes 1900-ban, György 1901-ben és Endre 1903-ban. A zsidó család Terézvárosban lakott, Günszberg Bernát a Magyar Általános Kőszénbánya Rt. főkönyvelője, majd cégvezetője, végül igazgatója volt. Günszberg Bernát az 1900. június 5-én született első fiát még Günszberg Dénes néven anyakönyveztette, de 1902. március 8-án engedélyt kapott, hogy fiaival együtt a családnevüket „Gábor”-ra változtathassák.

A Szemere utcai elemi iskolába már ezen a néven iratkozott be, majd elvégzés után 1910-től a Markó utcai Állami Főreáliskolában végezte középiskolai tanulmányait. Már ekkor erős affinitása volt a mérnöki tervezés iránt, 11 éves korában már bejegyezték az Aeroplán körhinta szabadalmát a nevére, amit 1910. október 8-án adott be. 1918 tavaszán érettségizett és rögtön be is hívták katonának, de az 1918. november 3-án a Padova közelében lévő Giusti-villában megkötött észak-itáliai fegyverszünet után haza is jöhetett. Utána rögtön beiratkozott a Magyar királyi József nádor Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemre a gépészmérnöki képzésre. Matematikai ismereteinek az alapját olyan nevek tették le, mint fejér Lipót, Kürschák József vagy Rados Gusztáv. 1920-tól Berlinben folytatta a tanulmányait a charlottenburgi Technische Hochschule (a későbbi Technische Universität Berlin) elektromérnöki karán.

Berlinben ekkor már több magyar tanult – a későbbi „marslakók” –, így Wigner Jenő, Neumann János és Szilárd Leó, aki rávette Einsteint egy statisztikus mechanika szeminárium megtartására a Friedrich Wilhelm Egyetemen (későbbi Humboldt Egyetem). Szilárd erre a kurzusra meghívta a kinti magyarokat, Wignert, Neumannt és Gábor Dénest is. Később már Polányi Mihály és Kösztler Artúr is csatlakozott a magyarok baráti köréhez. Az első szigorlatát 1921. június 24-én még a Technische Hochschule-ban tette le, de a mérnöki diplomát 1924-ben már a Friedrich Wilhelm Egyetemen szerezte meg.

A diploma megszerzése után a következő célja a doktori fokozat megszerzése volt. Első munkahelye Németországban egy nagyfeszültségű távvezetékek tervezésével foglalkozó kutatóintézet volt. A nagyfeszültségű hálózatok üzemeltetésében számos problémát okoztak a tranziens jelenségek, melyek megfigyelésére semmilyen eszköz nem állt rendelkezésre. A villámlásoknál vagy az átkapcsolásoknál fellépő néhány milliomod másodpercre fellépő átmeneti jelenségek, az u. n. vándorhullámok az akkoriban használt Braun-csöves oszcilloszkópokkal nem voltak megfigyelhetőek, vizsgálhatóak. Ez pedig fontos lett volna annak a megértéséhez, hogyan lehet ezek hatását csillapítani. Gábor Dénest izgatta a probléma, de még inkább izgatta, hogy a doktori disszertációjának témát találjon. Témavezetője, Orlich professzor ugyan óva intette attól, hogy valami találmányra építse a disszertációját, mondván: „A mai időkben a legtöbb találmány használhatatlan, ami meg mégis használható, azt már valaki előbb kitalálta”. Gábor viszont pontosan az a fajta diák volt – és mérnökként is azt vallotta – hogy új elméleten nyugvó dolgokat kell kiötleni a meglévő problémák megoldására. Nekiállt hát az elektronoptika, majd az oszcillográfok – és később az elektronmikroszkóp – megértéséhez és továbbfejlesztéséhez. Ennek eredményeképpen elkészített egy nagy sebességű, 60 kV-on működő oszcilloszkópot, mely ugyan egy mennyezetig érő berendezés lett, de képes volt arra, hogy a tranziens jel maga aktiválja a saját hullámformájának a rögzítését a felhasznált Braun-csővel. Ehhez az általa kipprelének nevezett rendszert valósított meg, ez vezérelte a hullámformák rögzítését. Külön érdekesség, hogy a berendezés megépítésében két társa is segített: az egyik a korábbi tüzértársa, Reiter Tibor, aki ugyan orvosi szakra járt Berlinben, de érdeklődött a fizika iránt is, a másik pedig a budapesti érettségije után rögtön a berlini Technische Hochschuléra beiratkozott Goldmark Péter Károly volt.

Gábor Dénesnek tehát ez volt az első jelentősebb találmánya, de Orlich professzor sem járt messze az igazságtól: nem sokkal később kiderült, hogy Aachenben az Elektrotechnológiai Intézetben Walter Rogowski professzor a tanítványaival ugyanezen a problémán dolgozott és az első tranziensek rögzítésében néhány héttel megelőzték Gábor Dénest. Az alkalmazott megoldásai viszont célravezetőbbek voltak, ezek közül később Rogowski is többet átvett, mint például az elektronsugarak fókuszálását megvalósító szolenoidok vasköpennyel való ellátása és a kipprelékkel a tengelyiránytól elhajlított elektronsugár megoldása, így csak a tranziens hatására elengedő relé szabadította fel a sugarat.

Mindez azonban nem befolyásolta a publikációi megjelenését és a doktori disszertáció elkészültét, amit 1927-ben meg is védett és maga a disszertáció meg is jelent „Kathodenoscillograph” címmel.

A sikeres tanulmányok után Gábor a Siemens és Halske kutatólaboratóriumában, majd 1932-1933 között Erlangenben a Siemens-Reiniger-Veifa cégnél dolgozott. Ebben az időben foglalkozott a plazmajelenségek elméletével és a plazmalámpa megalkotásával. 1932-ben sikerrel szabadalmaztatta is a kifejlesztett fémgőzívlámpáját, melynek lényege az volt, hogy egy vékony molibdénlapot forrasztott be a kvarccsőbe a teljesítmény növelésére. 1933-ban azonban a náci hatalomátvétel után a Siemens nem hosszabbította meg a szerződését, így hazajött Magyarországra.

Itthon az Egyesült Izzó kutatólaboratóriumában folytatta kutatásait Budincsevits Andor segítségével, azonban a plazmalámpa szabadalmát nem sikerült itthon értékesítenie. A sikeres laporatóriumi eredmények ellenére sem került sor a lámpa gyártására. 1934-ben áttelepült Angliába – részint az egyre sötétebb politikai helyzet miatt – és a Thomson-Houston Társaság kutatólaboratóriumában kapott kutatási lehetőséget, mint feltaláló – erre a körre ugyanis Angliában külön rendelkezések vonatkoztak. Mivel a társaságnak Rugbyben is volt egy telephelye, így Gábor Dénes ide költözött. 1936-ban családot is itt alapított, feleségül vette Marjorie Louis Butlert, gyermekük ugyan nem született, de egész életükben harmonikus házasságban éltek. Gábor az angol állampolgárságot 1946-ban kapta meg.

A Thomson-Houston Társaságnál 1948-ig dolgozott. Itt elsősorban elektronoptikával foglalkozott, de emellett a híradástechnikai információelmélet kérdései is érdekelték. Ennek a két területnek az ötvözésével jutott el ahhoz a gondolathoz, hogy ahhoz, hogy a mikroszkópikus képek felvételénél a tökéletes leképezéshez a tárgyról visszavert hullámoknak valamennyi információját fel kell használni. Ennek a gondolatnak nagy jelentősége volt Gábor Dénes kutatásaiban, aki az elektronmikroszkóp felbontását szerette volna annyira megnövelni, hogy elérje az atomok láthatóságának a mértékét. Úgy tűnt, hogy az elméleti határt, amit 0,4 nanométerre becsültek, nem is lehet túllépni, ráadásul a gyakorlati megvalósítás csak 1,2 nanométernél tartott. A továbblépést az akadályozta, hogy a szférikus aberráció hibája és a diffrakciós hiba az elektronlencsék 0,005 radiánra korlátozott apertúrájánál volt közel azonos. Ha az elméleti határ felé való elmozdulás érdekében viszont a diffrakciós hibát meg akarjuk felezni az apertúra megkétszerezésével, akkor a szférikus aberráció a nyolcszorosára nő és teljesen elmosódott kép jelenik meg.

Gábor Dénesnek 1947-ben az egyik húsvéti napon támadt az a gondolata, hogy nem baj, ha nem látjuk a tökéletes képet, elég, ha a teljes információ a kezünkben van, a kép akkor megfelelő módszerekkel visszanyerhető. A nem kellően jó elektronképet optikai eszközökkel lehet utána korrigálni. Ahhoz viszont, hogy a teljes információt elhozzuk az elektronmikroszkópról, ahhoz koherens elektronnyalábok kellenek, ahol nem csak az intenzitásokat, hanem a fázisinformációk eltérését is megkapjuk.
Ezzel tulajdonképpen megszületett a tárgyról nyerhető teljes információ kinyerésének a módszere, amit Gábor Dénes a görög holos, azaz „teljes” szóból kialakítva hologramnak nevezett el. A módszer lényege tehát a koherens elektronnyalábbal való megvilágítás és a visszaverődő elektronhullámok interferenciaképének a rögzítése az eredeti elektronnyalábbal interferálva. Ebből az interferenciaképből és az eredeti koherens elektronnyalábból a teljes információ visszanyerhető.

A gondolat természetesen messze túlmutatott az elektronmikroszkóp tökéletesítésén, mert Gábor Dénes ez alapján 1947 és 1951 alatt kidolgozta a holográfia általános elméletét. Mivel koherens fényforrás akkor még nem állt rendelkezésre, ezért dolgozott elektronnyalábbal, mert ott meg lehetett valósítani a koherens nyalábot, ami alapvető feltétel volt a hologram létrehozásához. Elméleti munkáját a Microscopy by Reconstructed Wavefronts (Mikroszkópia hullámfront-rekonstrukcióval) címen foglalta össze 1951-ben, de előtte már számos publikációja jelent meg a témában.

A holográfia igazi kiteljesedéséhez azonban nyilván nem az elektronsugárral, hanem a fénnyel való megvilágítással lehetett eljutni. Erre azonban még egy évtizedet várni kellett. 1960. május 16-án aztán Theodore Harold Maiman elkészítette az első működő rubinlézert és ezzel megszületett az első koherens fényforrás, ami azonban csak néhány cm-ig koherens, impulzus jellegű fény kibocsátására volt alkalmas. 1962-ben azonban Emmett Leith és Juris Upatnieks hélium-neon lézerrel már 100 mm x 125 mm-es hologramot hoztak létre a Michigan-i Egyetem Radar és Optikai Laboratóriumában. Ezzel valósult meg igazán Gábor Dénes találmánya és kezdte meg sikersorozatát a mindennapok világában is. Találmányáért a gondolat 1947-es megszületése után 24 évvel, 1971-ben kapta meg a fizikai Nobel-díjat.

Gábor Dénest 1949. január elsején a londoni Imperial College of Science and Technology elektronoptikai előadójának nevezték ki, ahol érdeklődése újból a plazmaelmélet felé fordult és visszatért egy korábbi gondolatának, a lapos TV képcső megvalósításának a gondolatához. Olyan elektronsugaras eltérítőrendszert dolgozott ki, mellyel az elektronsugarakat 90o-os irányváltoztatásra lehet kényszeríteni és így ütköztetni a képernyőre. Így a többszörösen megtört elektronsugár az útjának a nagy részét a képernyő síkjával párhuzamosan teheti meg, s akkor nincs szükség a korábbi katódsugaras képcső nagy mélységére. Laboratóriumában el is készített egy 50x50 cm-es, mindössze 10 cm mélységű képcsövet, melyről publikációt is jelentetett meg, majd később több szabadalmat is benyújtott a témában.

Gábor Dénes 1967-ben vonult nyugdíjba, de az Imperial College tudományos tanácsadójaként tovább folytatta tudományos kutatásait. Emellett a Columbia Broadcasting Systems alelnökével, régi barátjával Goldmark Péter Károllyal is újra együtt dolgozott. Helyzetét, elfoglaltságait jól jelzik az 1967. január 10-én Budapesten élő barátjának, Beöthy Ottónak írt sorai:

„Ebben az évben, szeptember végén nyugalomba vonulok. Az Imperial College kitüntető kedvességgel kinevezett Senior Research Fellownak, ami azt jelenti, hogy megtartok egy kis szobát és egy kis jövedelmet. […] Évi hat hónapig Amerikában fogok dolgozni, ahol elsőrangú konzulensi állásom van a Columbia Broadcasting Systems laboratóriumában, és egy kis villát építünk Olaszországban, Anzio mellett, a tengerparton, ahol írogatni szeretnék.”

Ami az írogatást illeti, ebben is rendesen kivette a részét és nem csak szigorúan szakmai témákban. Egyre inkább érdekelték az emberiség életével, jövőjével kapcsolatos világméretű problémák. Az 1963-ban megjelent, A jövő feltalálása után 1970-ben a Tudományos, műszaki és társadalmi innovációk, majd 1972-ben Az érett társadalom című könyve jelent meg. Erről a tevékenységéről egy 1972-es budapesti TV-interjúban a következőket mondta:

„Most már hosszú évek óta – tizenöt éve – kettős életet élek: fizikus vagyok és föltaláló. Ez az egyik életem, a másik pedig: szociális író vagyok. Régen rájöttem arra, hogy nagyon nagy veszedelemben van a mi kultúránk. […] A modern ember nem tudja, hogy tulajdonképpen miért dolgozik. Amíg erősen dolgozik és nincs ideje meggondolni, hogy boldog-e vagy sem, addig boldog. Amint egyszer ideje van gondolkodni, akkor már nem boldog. […] Találjuk fel a jövőt! Mert a jövőt, azt föl kell találni. Azt nem lehet megjósolni. […] Bizony azt mondhatjuk, hogy azok a találmányok, amik valószínűek, nem éppen azok, amikre szükség van. Jönnek a még nagyobb komputerek, a még gyorsabb kommunikáció stb. Ellenben hol jön a szociális stabilitás? […] Kétségtelen, jelenleg gyors ütemben fölfelé megy a világ anyagi termelése. Most ne is beszéljünk arról, hogy kimerítjük a természet kincseit, de nem mehet ez így örökké fölfelé, valahogy ki kellene egyenlíteni.”

Később már az 1968-ban alapított Római Klub jelentéseként Gábor Dénes vezetésével készült el a Beyond the Age of Waste (A pazarlás kora után) című dokumentum 1978-ban. Ez a tanulmány az 1972-es The Limits to Growth (A növekedés című tanulmány kritikáira készült válasz volt, miszerint a Római Klub nem veszi kellően figyelembe a tudomány és az ipar lehetőségeit és képességeit. Éppen ezért a Római Klub olyan szakembereket kért fel, akik derűlátóan ítélték meg a technológia fejlődését. Ennek a szerzői közösségnek a munkáját vezette Gábor Dénes.

Élete során a Nobel-díj mellett még számos kitüntetés tulajdonosa lett, többek között elnyerte a Brit Birodalom Érdemrendjét valamint 1956-ban tagjává választotta a Royal Society, 1964-ben tiszteleti tagjául fogadta a Magyar Tudományos Akadémia, 1973-ban az amerikai Nemzeti Tudományos Akadémia. Emellett még több egyetem díszdoktora is lett.

Gábor Dénes 1979. február 9-én hunyt el Londonban 78 éves korában, igen értékes eredményeket hagyva maga után a világban.


Emlékére a Novofer Alapítvány megalapította a Gábor Dénes-díjat, melyet 1989 óta adnak át a kimagasló szellemi alkotásokat létrehozó és az új ismereteket a gyakorlatba átültető szakemberek elismerésére.

 


dr. Bartolits István

Technikatörténeti évfordulók

--------------------------------------------------

Legközelebbi események

HTE Infokom 2020 2020.11.18. 9:00 - 2020.11.20. 13:00

Kiemelkedő támogatóink