Hidrológiai Közlöny 2003 (83. évfolyam)

3. szám - Emlékülés Lászlóffy Woldemár születésének századik évfordulója alkalmából (Budapest, 2003. március 4-én) - Vágás István: A hidrológia és matematika kapcsolata dr. Lászlóffy Woldemár szemléletében

B. III A hidrológia és matematika kapcsolata dr. Lászlóffy Woldemár szemléletében Vágás István 6726. Szeged, Székely sor 13/A Lászlóffy Woldemár (1903-1984) mérnöki, és oktatói munkásságában nagy figyelmet szentelt a műszaki elmelet és gyakorlat kapcsolatainak elemzésére, s e módszertani vizsgálatának volt része az alkalmazott és járatos hidrológiai és matematikai megközelitések összehasonlítása, bírálata, értékelése. Kétségtelen, hogy szemléletmódjában az egyéniségét jellemző sajátosságokat mindenkor megtalálhattuk. Számos alkalommal részletesen is megismerkedhettünk ezekkel: elismerhettük, vagy vitathattuk érvényességüket. A Magyar Hidrológiai Társaság Hidraulikai Szakosztálya 1963-ban rendezte híressé vált vitaülését a hidrológia és matematika kapcsolatáról. Részletesebben foglalkozott ezzel a kérdéssel az 1968. november 27-29. között ugyancsak a Magyar Hidrológiai Társaság által "Hidrológia a területi vízgazdálkodás gyakorlatában" elnevezéssel Pécsett megrendezett országos tudományos ülésszak - az azóta hagyományossá vált, ma évente megtartott vándorgyűlések első megelőzője. Ezen az ülésszakon fejtette ki elgondolásait részletesen Lászlóffy "A hidrológia fejlődése és kapcsolata a matematikával" c előadásában. Ennek az előadásnak az anyagából építhettük fel jelen összeállításunkat. A hidrológia öt korszaka Lászlóffy elhatárolásában 1.) Platóntól és Arisztotelésztől kezdve kb. a XVI. századig jóformán csak spekulatív, bölcselkedő írásokról tudunk, amelyek főként a vizek eredetére igyekeznek magyarázatot adni. 2.) A reneszánsz embere az őt körülvevő természet felé fordította tekintetét. így tört utat magának lassan a megfigyelésekre és mérésekre támaszkodó természettudományos gondolkodás. 3.) Az eleinte szórványosan, tudományos érdeklődésből végzett vízrajzi észlelések a XVIII. században mind általánosabbá váltak, és a hidrológiai ciklus mind több elemére terjedtek ki. Gyakorlati jelentőségük felismerése a hidrológiai észlelőhálózatok kiépítéséhez, és a vízrajzi szolgálatok szervezéséhez vezetett. 4.) A hidrológia önállósulása a francia Belgrand fellépésétől (1872) számítható. A tudomány kezdetben leíró jellegű, megállapításai jobbára kvalitatívak, és a legjobb esetben tapasztalati képletekben csapódnak le. 5.) A XX. század elején fontossá váló vizerőhasznositás fokozza a hidrológiával szembeni igényeket. Ugyanakkor a vízrajzi adattárakban felhalmozódó észlelési anyag összehasonlító vizsgálatokat és mennyiségi megállapításokat tett lehetővé. Ebben az időszakban fejlődnek ki a hidrológia sajátos tudományos módszerei, amelyek méltó helyet biztosítanak számára a műszaki- és természettudományok sorában. Az első világháború küszöbén kapott először helyet a hidrológusok tudományában a matematikai statisztika, amely nálunk később teijedt el. Analitikus és sztohasztikus hidrológia "Az analitikus hidrológia lépésről-lépésre követi a vízkörforgás egyes fázisait, és a jelenségek közvetlen megfigyelésére épít. Akár a vízrajzi évkönyvekben felhalmozott adatok alapján olvasunk a természet könyvében, akár a természetbenjárva gyűjtünk tapasztalatokat, akár kísérleteket végzünk erre berendezett területen, a hangsúlyt a hidrológiai jelenségek részletes megfigyelésére, a fizikai folyamat megismerésére kell vetnünk. A statisztikus, v. sztohasztikus hidrológia matematikai modellekkel igyekszik leírni a jelenségeket. Kibontakozását főként a számítógépek megjelenésének köszönheti, és fejlődésének legfőbb rúgója a vízkészletgazdálkodás". Lászlóffy előbbi meghatározásait a továbbiak emelik ki: A hidrológia kettős arculata Az 1968. évig áttekinthető fejlődés a hidrológia kettős arculatára mutatott: a hidrológiai folyamatok megfigyelése és mennyiségi jellemzése mellé a folyamatok matematikai leírása járult. Ezt leszögezve jelentette ki Lászlóffy: "Ha 1963-ban azt hangsúlyoztam, hogy keresnünk kell, milyen segítséget nyújthat a matematika a hidrológiai folyamatok megoldásában, ma (1968-ban) arra szeretnék rámutatni, hogy a matematikai irány öncélú működése a valóság, a jelenségektől való elszakadás veszedelmével járna. Aggályom jogosságát igazolni is tudom. Az irodalomban nem egy példát találunk arra, hogy bizonyos szerzők a vízhozamgörhe meghatározását kiegyenlítő számítási feladatnak tekintették. A mérési pontok szóródásának fizikai okait ismerve nyilvánvaló, hogy a probléma tisztán matematikai alapon való kezelése alapjaiban hibás. Egy másik példát a kiváló Korbély József 1909-ben közzétett előrejelzési képletei szolgáltatnak. Négyváltozós egyenleteinek együtthatóit a legkisebb négyzetek módszerével határozta meg. Ez a merev és szükségképpen tökéletlen eljárás nem vette - a számítógép hiányában nem vehette figyelembe a kiindulási adatokban a vízállás-változások jellegét, vagyis a jelenség helyes fizikai képét. A statisztikai hidrológia didaktikai értéke tagadhatatlan. De gyakorlati jelentősége csak addig van, amíg a valóság talaján áll. A matematikus a rendelkezésére bocsátott adatokból kiindulva csodákat művel: szimulációs eljárásaival rövid adatsorokat hosszabbít meg, vagy hiányzó adatokat pótol, trend-számítások segítségével a jövőbe mutat, rendszer-elemzéssel optimális megoldásra vezet rá. De a káprázat könnyen szertefoszlik, ha a kiindulási adatok megbízhatóságát és homogenitását firtatjuk. A hidrológusnak éppen az a feladata, hogy a fizikai jelenségek minél mélyrehatóbb ismeretében biztosítsa minden statisztikai vizsgálat alapját, az adatok megbízhatóságát és homogenitását. Csak az után nyúljon a matematikához, amelynek módszereit ismernie kell, de túlértékelnie nem szabad. Sohase tévessze szem elől tudományunk vázolt kettős arculatát".