A lehetetlen fizikája : [a fézerek, az erőterek, a teleportáció és az időutazás világának tudományos feltárása]

398 Pages·2010·1.371 MB·Hungarian

by  Both Előd, Kaku, Michio

Michio Kaku
A lehetetlen
fizikája

AKKORD KIADÓ
Az eredeti mű címe:
Michio Kaku
Physics of the Impossible
Doubleday, New York, 2008

Fordította: Both Előd

Lektor: Bencze Gyula

Copyright © Michio Kaku, 2008
Hungarian translation © Dr. Both Előd, 2010
Hungarian edition © Akkord Kiadó, 2010

Minden jog fenntartva. A könyv bármely részlete csak a kiadó előzetes
engedélyével használható fel.

ISBN 978-963-252-035-3

Kiadja az Akkord Kiadó Kft.
Felelős kiadó: Földes Tamás
Felelős szerkesztő: Várlaki Tibor
Szerkesztette: Oláh Judit
Borítóterv: Kállai Nagy Krisztina
Tördelés, tipográfia: Szmrecsányi Mária

Készült a Borsodi Nyomda Kft.-ben
Felelős vezető: Ducsai György

Az Akkord Kiadó könyveinek kizárólagos
terjesztője a Talentum Kft.
Cím: Törökbálint, DEPO II
Telefon: [phone]
Fax: [phone]
E-mail: [email protected]
Szerető feleségemnek, Shizue-nak,
valamint
Michelle-nek és Alysonnak
Tartalom

Előszó 6
Köszönetnyilvánítás 17

I. rész: I. típusú lehetetlenek 21

1. Erőterek 22
2. Láthatatlanság 37
3. Fézerek és halálcsillagok 58
4. Teleportáció 81
5. Telepátia 100
6. Pszichokinézis 122
7. Robotok 140
8. Földönkívüliek és ufók 167
9. Csillagközi űrhajók 200
10. Antianyag és antiuniverzumok 229
II. rész: II. típusú lehetetlenek 247

11. Gyorsabban a fénynél 248
12. Időutazás 271
13. Párhuzamos univerzumok 285

III. rész: III. típusú lehetetlenek 316

14. Örökmozgó gépek 317
15. Jövőbelátás 334
Epilógus: A lehetetlen jövője 348

Jegyzetek 372
Irodalom 389
Mutató 392
Előszó

Ha egy ötlet első látásra nem tűnik
képtelenségnek, akkor nem is érdemes foglalkozni
vele.
ALBERT EINSTEIN

Lehetséges lesz-e majd egyszer, hogy keresztülsétáljunk a
falon? Csillagközi űrhajókat építsünk, amelyek a fénynél
nagyobb sebességgel száguldanak? Olvassunk mások
gondolataiban? Láthatatlanná váljunk? Gondolataink erejével
megmozdítsunk tárgyakat? Testünket egyik pillanatról a
másikra máshová továbbítsuk a világűrön keresztül?
Gyermekkorom óta izgattak ezek a kérdések. Sok más
fizikushoz hasonlóan annak idején engem is megigézett az
időutazás, a sugárfegyverek, az erőterek, a párhuzamos
univerzumok és az ehhez hasonló dolgok lehetősége. A
varázslat, a fantázia és a tudományos-fantasztikus irodalom volt
képzeletem hatalmas játszótere. Ezzel kezdődött életre szóló
kapcsolatom a lehetetlennel.
Emlékszem, amikor a jó öreg Flash Gordon tévébeli
visszatérését néztem. Minden szombaton ott ültem a készülék
előtt, és figyeltem Flash, dr. Zarkov és Dale Arden kalandjait és
káprázatos, futurisztikus technikai eszközeiket: a rakétahajókat,
a láthatatlanná tevő pajzsokat, a sugárfegyvereket és az égen
lebegő városokat. Soha ki nem hagytam volna egyetlen
folytatást sem. A sorozat egy teljesen új világot nyitott ki
számomra. Beleborzongtam a gondolatba, hogy egyszer majd
rakéták indulnak az idegen bolygókhoz, és felderítik különös
felszínüket. Vonzottak ezek a fantasztikus találmányok, és
tudtam, hogy sorsomnak valahogyan össze kell fonódnia a
tudomány csodáival, amelyeket a sorozat felvonultatott.
Mint kiderült, nem voltam egyedül. Sok elismert tudós
eredetileg a tudományos-fantasztikus irodalomnak
köszönhetően kezdett érdeklődni a természettudományok iránt.
Edwin Hubble, a híres csillagász elragadtatással olvasta Verne
Gyula műveit. Verne regényeinek hatására félbehagyta
ígéretesen induló jogászi pályafutását, és apja kívánságának
ellenszegülve tudományos pályára lépett. Végül ő lett a XX.
század legjelentősebb csillagásza. Carl Sagan, az ismert
csillagász és sikerkönyvek szerzője képzelőerejét Edgar Rice
Burroughsnak John Carter Marson játszódó kalandjait elbeszélő
regényei lobbantották lángra. John Carterhez hasonlóan Sagan
is arról álmodott, hogy egy napon felfedezheti a Mars homokját.
Kis gyerek voltam még, amikor Albert Einstein meghalt, de
emlékszem, hogy az emberek visszafojtott hangon beszélgettek
életéről és haláláról. Másnap láttam az újságban egy képet az
íróasztaláról, legjelentősebb, befejezetlenül maradt munkájának
kéziratával. Elgondolkoztam rajta, mi lehetett az a nagyon
fontos munka, amelyet korunk legnagyobb tudósa nem
fejezhetett be. A cikk szerint Einstein lehetetlen dologról
álmodozott, egy olyan nehéz problémát tűzött ki maga elé,
amelyet egyetlen földi halandó sem tudhat megoldani. Évekbe
telt, mire megtudtam, miről szólt a kézirat: a nagy egyesítésről,
a „mindenség elméletéről”. Álma, amely valóra váltásának
szentelte élete utolsó három évtizedét, segített a helyes irányba
fordítani képzeletemet. Szerettem volna legalább valamilyen kis
lépéssel hozzájárulni Einstein félbehagyott művének
befejezéséhez, a fizika törvényeinek egyetlen elméletté történő
egyesítéséhez.
Ahogy idősebb lettem, rájöttem, hogy bár Flash Gordon volt
a hős, aki mindig megkapta a nőt, de azért a tévésorozat
valójában a tudósnak köszönhetően maradt életben. Dr. Zarkov
nélkül nem lett volna rakétaűrhajó, nem utaztak volna a Mongo
nevű bolygóra, nem lehetett volna megmenteni a Földet. A
hősiességtől eltekintve, tudomány nélkül nincs sci-fi.
Lassanként rájöttem, hogy ezek a történetek a bennük
szereplő tudományok felfogása szerint egyszerűen lehetetlenek,
csak a képzelet szárnyán működnek. A felnövekedéssel viszont
együtt jár az efféle fantáziálások elvetése. Arra tanítottak, hogy
a valóságos életben félre kell dobni a lehetetlent, és meg kell
ragadni, ami a gyakorlatban fontos.
Én azonban arra a következtetésre jutottam, hogy ha folytatni
akarom kacérkodásomat a lehetetlennel, akkor ehhez a fizika
birodalma adja meg a kulcsot. A korszerű fizikára épülő szilárd
alapok nélkül mindig csak spekulálnék a futurisztikus
technikákról anélkül, hogy megérteném, mi az, ami lehetséges,
és mi az, ami nem. Rájöttem, hogy el kell mélyednem a
magasabb matematikában, és elméleti fizikát kell tanulnom. Így
is tettem.
A középiskolai tudományos fesztiválra készített projektem
keretében anyám garázsában összeraktam egy atomokat
ütköztető berendezést. Elmentem a Westinghouse céghez, és
összeszedtem 200 kiló kiselejtezett transzformátoracélt.
Karácsonykor a középiskola futballpályáján feltekercseltem 22
mérföld rézhuzalt. Végül megépítettem egy 2,3 millió
elektronvoltos betatron részecskegyorsítót, amely 6 kilowatt
áramot fogyasztott (ennyi volt egyébként házunk teljes
energiaigénye), és a Földét 20 000-szeresen felülmúló erősségű
mágneses teret gerjesztett. Olyan erős gammasugár-nyalábot
akartam kelteni, amelyikkel antianyagot lehetett volna
létrehozni.
A tudományos fesztiválon bemutatott projektemnek
köszönhetően eljutottam az országos természettudományos
fesztiválra, ahol végül beteljesült az álmom: elnyertem egy
ösztöndíjat a Harvardra, ahol elméleti fizikát tanultam.
Példaképem, Albert Einstein nyomdokaiba léphettem.
Manapság gyakran kapok e-maileket íróktól, akik arra
kérnek, hogy segítsek nekik izgalmasabbá tenni tudományos-
fantasztikus történeteiket, azáltal, hogy rámutatok a fizika
törvényeinek határaira.

A „lehetetlen” viszonylagos
Fizikusként megtanultam, hogy a „lehetetlen” gyakran
viszonylagos fogalom. Felnőttként visszaemlékeztem, amikor a
tanárom az egyik nap odament a falon lógó világtérképhez, és
rámutatott Dél-Amerika és Afrika tengerpartjára. Vajon csak a
különös véletlen műve lehet, kérdezte, hogy a tengerpartok
vonala úgy illeszkedik egymáshoz, mint a puzzle elemei? Egyes
tudósok, mondta, arra gondolnak, hogy valaha ezek a
szárazföldek egyazon hatalmas kiterjedésű kontinens részei
lehettek. Ez azonban ostobaság. Nincs olyan erő, amely
eltávolíthatna egymástól két óriási szárazföldet. A tanárnő tehát
arra a következtetésre jutott, hogy ez lehetetlen.
Ugyanabban az évben később a dinoszauruszokról tanultunk.
Nem különös, kérdezte a tanárnő, hogy a Földet évmilliókon
keresztül uraló dinoszauruszok egyszerre csak eltűntek? Senki
sem tudja, miért haltak ki. Egyes paleontológusok arra
gondolnak, hogy talán egy a világűrből jövő meteorit ölhette
meg őket, ez azonban kizárt, sokkal inkább a tudományos-
fantasztikum világába tartozó elgondolás.
Ma viszont már tudjuk, hogy a lemeztektonika következtében
a kontinensek igenis elmozdulnak, és 65 millió évvel ezelőtt
valóban egy gigantikus, 10 kilométer átmérőjű meteorit
csapódott a Földbe, ami nemcsak a dinoszauruszokat, hanem a
földi élet legnagyobb részét elpusztította. Rövid életem során
újra meg újra tapasztalhattam, hogy látszólag lehetetlen dolgok
tudományosan alátámasztott tényekké válnak. Akkor hát miért
ne tételezhetnénk fel, hogy eljön majd az idő, amikor egyik
helyről a másikra tudjuk teleportálni magunkat, vagy olyan
űrhajót építünk, amely elvisz bennünket a sok fényév
távolságban lévő csillagokig?
Ezek végrehajtását napjaink fizikusai általában lehetetlennek
tekintenék. De vajon lehetségessé válhatnak-e néhány
évszázadon belül? Vagy tízezer év múlva, amikor már elég
fejlett lesz a technikánk? Vagy egymillió év múlva? Másképpen
fogalmazva, ha valamilyen módon találkozhatnánk egy nálunk
legalább egymillió évvel fejlettebb civilizáció képviselőivel,
akkor vajon az ő hétköznapi technikai eszközeik „varázslatnak”
tűnnének a számunkra? Lényegében ez a kérdés lesz könyvünk
vezérfonala: vajon valamely jelenség vagy eljárás évszázadok
vagy évmilliók múlva is lehetetlen lesz-e, csupán azért, mert ma
annak tartjuk?
Figyelembe véve a tudomány elmúlt évszázadban
bekövetkezett figyelemreméltó fejlődését, különös tekintettel a
relativitáselmélet és a kvantumelmélet megalkotására, ma már
megpróbálhatunk becsléseket adni arra vonatkozóan, mikor
válhatnak valósággá ezek a technikák, ha egyáltalán
megvalósulnak. A még fejlettebb elméletek, mint például a
húrelmélet megszületését követően az olyan, a tudományos-
fantasztikum határát súroló fogalmakat is újra kell gondolniuk a
fizikusoknak, mint az időutazás és a párhuzamos univerzumok.
Gondoljunk csak arra, hogy 15 évvel ezelőtt a technika mennyi
olyan vívmányát tartották „lehetetlennek” a tudósok, amelyek
azóta mindennapi életünk részévé váltak. Verne Gyula 1863-
ban írt egy regényt Párizs a huszadik században (Paris in the
Twentieth Century) címmel, amelyik valahogy elkallódott és
több mint egy évszázadra feledésbe merült, míg az író egyik
dédunokája véletlenül rábukkant és 1994-ben első alkalommal
kiadta. A könyvben Verne leírja, milyennek képzeli el az 1960.
év Párizsát. Regényében sűrűn bukkannak fel olyan technikai
eszközök, amelyeket a XIX. században nyilvánvalóan
lehetetlennek tartottak, így például faxgép, kommunikációs
világháló, üveg felhőkarcolók, gázzal hajtott autók és nagy
sebességű magasvasutak.
Nem meglepő, hogy Verne ilyen meghökkentően pontos
előrejelzést tudott adni, hiszen az író alaposan elmélyedt a
tudomány világában, és elsajátította a környezetében élő
tudósok fejében elraktározott gondolatokat. A tudomány
alapjainak mély megértése tette számára lehetővé a
megdöbbentően jó előrejelzések készítését.
Sajnos a XIX. század legnagyobb tudósai közül jó néhányan
éppen ellentétes szemlélettel voltak megáldva, ezért számos új
technológiát reménytelenül lehetetlennek ítéltek. Lord Kelvin, a
viktoriánus kor talán legjelesebb fizikusa (akit a Westminster-
apátságban Isaac Newton mellé temettek el) lehetetlennek
tartotta, hogy a „levegőnél nehezebb” testek, például
repülőgépek repülni tudjanak. Úgy gondolta, hogy a
röntgensugár puszta szélhámosság, és a rádiónak nincs jövője.
Az atommagot felfedező Lord Rutherford elvetette az
atombomba lehetőségét, az erről szóló fejtegetéseket