Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1988. január-június (21. évfolyam, 1-25. szám)
1988-05-06 / 18. szám
TUDOMÁNY TECHNIKA 1815. március elsején egy maroknyi, de mindenre elszánt csapat élén Dél-Franciaországban partra szállt az Elba szigetére száműzött Bonaparte Napóleon, hogy újra magához ragadja a hatalmat Párizsban. Az ellene kivezényelt katonai alakulatok sorra átálltak vagy megadták magukat, a császár feltartóztathatatlanul közeledett a fővároshoz. A nép körében általános volt a lelkesedés, de azért olyanok is akadtak, akik nem felejtették el Napóleon bűneit, önkéntesekből álló szakaszok vonultak a Párizs felé közeledő felduzzadt hadsereg ellen, ám a siker minden reménye nélkül. Az egyik szakasz parancsnoka egy vézna testalkatú, folyton köhécselő 27 esztendős fiatalember volt, foglalkozását tekintve útépítő mérnök, s úgy hívták: Jean Augustin Fresnel „Sűrű éj borítá bé a Természetet, / Newtont küldé az Úr: tégyen Törvényeket / És lön világosság.“ Ez a megállapítás sajnos épp a fényre vonatkoztatva nem bizonyult helytállónak, meri Newton ún. korpuszkuláris fényelmélete, mely szerint a fény apró részecskékből áll, amelyeket a fényforrás bocsát ki, számos jelenségre nem adott magyarázatot. Nem volt értelmezhető a segítségével az interferencia, a fényelhajlás, a színszórás jelensége. Mindazonáltal a magyarázat szemléletes volta és Newton tekintélye több mint száz évig egyeduralmat biztosított ennek a tanításnak Christian Huygens (1629-1695) ún. hullámelméletével szemben. Huygens szerint a fény longitudinális hullám (terjedésének és rezgésének iránya megegyező), amely pontról pontra A fény titkainak kutatója 200 éve született Jean Augustin Fresnel (1788-1827). Inkább holt volt, mint eleven, amikor fogságba esett, de szerencséjére kegyesen bántak vele, s még azt is megengedték neki, hogy kedvére olvasgasson. Volt is mit bepótolnia, hiszen gyerekkorában nem fúlt a foga a könyvekhez, már nyolcéves is elmúlt, amikor nagy nehezen megtanult olvasni, később aztán összeszedte magát és 16 éves korában mérnök- hallgató lett a párizsi műszaki főiskolán. Élete végéig állami szolgálatban állt, a tudományokkal csak szabad idejében foglalkozott. Na és persze a hadifogolytáborban, ahol főleg a fizikakönyveket bújta. Az egyikben szó volt a polarizált fényről, de hogy mi a csoda is az valójában, azt nem sikerült kihámoznia. Ezért úgy döntött, hogy maga lát neki a kísérletezésnek, hátha attól okosabb lesz. (Ezt a módszert melegen ajánlhatom mindenkinek, a tudománytörténet számtalan példával szolgál arra vonatkozólag, hogy egy átgondolt és jól értelmezett kísérlet mennyivel többet ért a megalapozatlan képzelgésnél.) Elsősorban a fényelhajlás és a fényinterferencia jelenségét vizsgálta, s már néhány hónappal a kísérletek megkezdése után nagy feltűnést keltett dolgozatával a tudományos akadémián. Ahhoz azonban, hogy megérthessük dolgozatának jelentőségét, röviden szólni kell az előzményekről. A fény titkai régóta izgatják a tudósok és a filozófusok képzeletét. Paradox módon sokáig a sötétben tapogatóztak ebben a kérdésben, míg aztán színre nem lépett Isaac Newton (1643-1727), akit Alexander Pope, angol költő így örökített meg: terjed, miközben a közeg egyes pontjai az odaérkező hullámok hatására gömb alakú hullámfelületek forrásává válnak. A kettős törés jelenségét vizsgálva Huygens már azt is felvetette, hogy az izlandi páton két sugárra hasadó fényben tulajdonképpen nemcsak gömb-, hanem for- gásellipszoid-alakú hullámfelületek is találhatók. A fény hullámelméletének az volt a legnagyobb baja, hogy nem tudott számot adni arról: mi hullámzik tulajdonképpen. Newton nagy sebességgel mozgó részecskéit viszonylag egyszerű volt elképzelni, de képzeljük el a hullámzó semmit. A XVIII. században nem is erőlködtek vele, inkább elfogadták Newton magyarázatát, sőt annak egy egyszerűsített változatát, noha többen is berzenkedtek ellene. Newton tekintélye azonban olyan nagy volt, hogy sem Angliában, sem a kontinensen nem mertek vele szembeszállni. A sors iróniája, hogy végül egy angol orvos, Thomas Young (1773-1829) határozta el magát erre a szentségtörő lépésre, meg is kapta érte a magáét az angoloktól. De Young következetesen kitartott az elképzelése mellett, amely lényegében a Huygens-elmé- let továbbfejlesztése volt. Sikeresen magyarázta a Newton-féle gyűrűk keletkezését, az interferencia jelenségét, amikor két fényhullám találkozásakor a fény intenzívebb lesz vagy éppenséggel kioltódik, csak a fény polarizációjával nem tudott mit kezdeni. 1808-ban Étienne Louis Malus (1775-1812) szobájának ablakából a naplementében gyönyörködött, s váratlanul az az ötlete támadt, ÚJ SZÚ 1988. V. 6. A Skoda Müvek Óeské Budejovice-i részlegén végzik az acélöntvények defektosz- kópiai röntgenvizsgálatait. Ez a vizsgálati módszer nemcsak a termékek minőségének pontos meghatározását teszi lehetővé, hanem az egyes hibák keletkezésének okaira is rámutat, s emellett nagyban növeli a mérések gyorsaságát is. A képen Jifí David a defektoszkópiai vizsgálatot készíti elő. (CSTK felvétel) hogy egy izlandi páton át szemügyre veszi a szemközti Palais Luxembourg ablakairól visszaverődött fényt. Nagy meglepetésére a kristály forgatása közben a fény hol erősödött, hol meg gyengült, sőt olykor teljesen el is tűnt. Ebből arra következtetett, hogy a visszavert fény nagyrészt polarizálódott (ezt az elnevezést ő adta a jelenségnek). Éjszaka gyertyafénynél is elvégezte a megfigyelést, de arra is felfigyelt, hogy nem lényegtelen a visszaverődés szöge. David Brewster (1781-1868) 1815-ben megállapította, hogy a visszavert fény akkor lesz teljesen polarizált, ha a megtört fénysugárral derékszöget zár be. Fresnel megkísérelte, hogy a kettős törés során keletkezett két fénysugár között interferenciát hozzon létre, de ez lehetetlennek bizonyult. Fresnelnek alkalma nyílt rá, hogy kapcsolatba lépjen Younggal, akinek rebellis elképzelései a kontinensen sokkal nagyobb megértésre találtak, mint hazájában. így lényegében a kör bezárult. Fresnel gyanúsnak találta, hogy a fény longitudinális hullám volna, de végül Young volt az, aki egy levélben célzást tett rá, hogy mi lenne, ha feltételeznék, hogy a fény a terjedés irányára merőlegesen rezeg. Ez bátorságot öntött a derék útépítő mérnökbe és 1821 - ben egy dolgozatban elő is rukkolt az eléggé meghökkentő véleményével: a fény pedig igenis transzverzális hullámzás, tehát a.természetes fényben a rezgés merőleges a haladás irányára, ráadásul teljesen mindegy, hogy honnan merőleges. A kettős törés során azonban két olyan transzverzális hullámot kapunk, amelyek rezgési síkjai egymásra merőlegesek. Ezzel megmagyarázta az ún. lineárisan polarizált fény lényegét, sót a későbbiekben a cirkulárisán polározott fényhullámok kettős törésével indokolta meg a polarizációs sík elforgatását (ez az optikailag aktív anyagok képessége). Jean Augustin Fresnel interferencia-kísérleteivel végérvényesen bebizonyította, hogy a fény hullámje- lenség. Az ó eredményei is segítésére voltak James Clark Maxwellnek (1831-1879) az elektromágneses fényelmélet kidolgozásában, de ó volt az is, aki elkészítette annak az interferométernek az ősét, amellyel Albert Abraham Michelson (1852-1931), amerikai fizikus a relativitáselmélet kidolgozása szempontjából oly fontos mérését végrehajtotta. Csak századunkban derült ki, hogy a fény titkait még mindig nem sikerült teljesen feltárni. A fény ugyanis bizonyos esetben csakugyan hullámként viselkedik, máskor azonban a régi jó Newton-féle korpuszkuláris elméletre van szükség, hogy egyik-másik jelenséget meg tudjunk magyarázni. De ez már egy másik történet volna. Jean Augustin Fresnel utolsó éveiben a világítótornyokkal foglalkozó bizottság tagjaként és vizsga- biztosként tevékenykedett, elhatalmasodó tüdöbaja azonban mindennemű munkában akadályozta. Még nem volt negyvenesztendós, amikor a halál elszólította. LACZA TIHAMÉR TEHÉNCSORDA A SIVATAGBAN Egy 17 600 holsteini szarvasmarhából álló csordát - valószínűleg a világ legnagyobb tehéncsordáját - tartanak Szaúd-Arábiában, hajdan sivatagos területen. Az állatok szemlátomást jól viselik a hőséget, amely nyáron akár 50 fokra is emelkedhet. A Rijadtól 50 kilométernyire délre eső farmon naponta 125 ezer liter tejet fejnek, és ezt részben rögtön folyékony joghurttá dolgozzák fel. A szükséges takarmányt, javarészt alfalfát, egy körülbelül 2000 hektár nagyságú, mesterségesen öntözött területről kapják. Itt kéthetente lehet aratni, de az öntözéshez naponta mintegy 5000 köbméter víz szükséges. Az a körülmény, hogy ezen a területen nincs bővizű kűt, önmagában véve nem okozna gondot, csakhogy az itteni víznek nagy a sótartalma. Az még bizonytalan, hogy ez a becsvágyó program hosszú távon is A táplálkozás jelentősen befolyásolja a biológiai folyamatokat, például a fiatal szervezet növekedését, a funkciók reprodukálását, a szervek és a szövetek regenerációját. A létfenntartáshoz tehát a táplálkozás elengedhetetlen. Mindenekelőtt az optimális pszichológiai és fizikai teljesítményt biztosítja, de csak abban az esetben, ha a test számára nélkülözhetetlen úgynevezett vitagén anyagok (aminosavak, zsírsavak, ásványok, vitaminok) szállítását és utánpótlását biztosítja, továbbá az energiaegyensúly fenntartásához szükséges anyagokat, főképpen a szacharidokat (cukor, keményítő, zsír). KÉT LEHETŐSÉG A szervezet létezésének feltétele az ellenállóképesség, amelyet a fertőzést kiváltó tényezők (baktériumok, vírusok) ellen ki tud fejteni. Ha megtörtént a fertőzés, akkor ebben az állapotban a rezisztencia tulajdonképpen az életbenmaradás első számú feltétele. A védő immunreakcióknak kétféle formáját ismerjük. Az első az általános immunitás, amely lehetővé teszi Mikor véd a táplálkozás? a fertőzést közvetítő és más nemkívánatos anyagok lebontását, megsemmisítését, elnyelését. Ilyen képességei vannak például a fehér vérsejteknek, a leukocitáknak. A másik forma a speciális immunitás, amelyben a nyirokrendszer játszik főszerepet, továbbá a csecsemőmirigyek és a periférikus nyirokmirigyek. Ennek a rendszernek a sejtjei a limfociták részt vesznek a védóreakcióban, egyrészt azzal, hogy speciális módszerrel megsemmisítik a kórokozókat, másrészt azzal, hogy az idegen anyaggal, az antigénnel szemben ellenanyagot termelnek, amely képes annak hatását semlegesíteni, megszüntetni. Különféle típusú limfociták ismertek más-más feladatokkal, például a nyálkahártyából származó T-limfociták megtámadják a parazitákat, a nyirokmirigyekből származó B-limfociták pedig specifikus ellenanyagokat termelnek. A SOK IS MEGÁRT Már több mint 60 évvel ezelőtt leírták az első kapcsolatokat az immunitás és a táplálkozás között, mégpedig a fehérjékkel és energiával alultáplált gyerekek esetében. Itt ugyanis a fertőzésekkel szembeni ellenállóképesség romlása mellett a nyálkahártya kisebbedését is észlelték. Ennél a protein-energetikai alultápláltságnál a nyálkahártyán kívül a nyirokrendszer más szervei is károsodtak. Ez azután a sejt és a hormonimmunitás csökkenéséhez vezetett. Az étkezés és az immunitás közötti ilyen összefüggések azonban nemcsak az alultápláltság, hanem az alapvető tápanyagokkal való túltápláltság esetén is észlelhetők. Ma a fejlődő országok egyik alapvető szoci - ális és egészségügyi problémája a szükséges energia és fehérjebeválik-e, minthogy a nagy költségek miatt az itt termelt tej ára magas. MÉREGPUSZTÍTÓ BAKTÉRIUM Holland tudósok nemrég olyan baktériumot különítettek el, amely képes arra, hogy megsemmisítse az ipari mérgeket. A mezőgazdasági kutatásra szakosodott wageningeni egyetem szakemberei közölték, hogy az ezzel kapcsolatos kísérletek sikeresen folynak. Ez a baktérium az olyan mérgeket képes elpusztítani, mint a vinilklorid- műanyag-gyártásra használt színtelen gáz -, a diklórmetán és a diklóretán- mind a kettő oldószer. Ezek a mérgek az ipari termelés során a légkörbe kerülő, számos anyagban előfordulnak. A tudósok nagyon sokat ígérőnek minősítették kísérleteik eredményeit Kiderült, hogy ez a baktérium hatékonyabban és környezetkímélőbben pusztítja el a mérgeket, mint az égetési eljárás. tartalmú élelmiszerek biztosítása a lakosság számára, mivel az alultápláltság a fejlődés korai szakaszában éppen a gyerekeknél, a terhes asszonyoknál, illetve a szoptatós anyáknál nagymértékben növeli a halandóságot, pontosan az immunhiány következtében. Látszólag ellentmondás, de az ellenkező eset, a kövérség, a túltápláltság esetén is észlelhetők az immunrendszer hibái, amelyek részben megmagyarázzák a kövérebb gyermekeknek a fertőzésre való nagyobb hajlamosságát. Ezt valószínűleg a nem kiegyensúlyozott tápanyagarány, az immunitás kialakulásához szükséges ásványi anyagok (cink, vas) hiánya okozza. Az alultápláltság annak a természetes védelemnek a romlásához vezet, amellyel a fertőzés behatolása ellen a bőr és a nyálmirigyek fel vannak vértezve. A nyálmirigyek váladéka például olyan anyagokat tartalmaz, amelyek növelik az idegen baktériumok elleni védekezés hatásfokát. A fertőzésnek a szervezetbe való bejutása után meggyengül az általános védelem is, mivel az alultáplált egyéneknél az ebben résztvevő anyagok koncentrációja csökken. MIRE VAN SZÜKSÉG? A ma ismert táplálkozási faktorok közül a cink hiánya a nyálkahártya aktivitásában és a-lim- fatikus szövetek legyengülésé- ben mutatkozik meg leginkább. Ezzel ellentétben a túl sok cink a fehér vérsejtek működését gátolja. Az immunrendszer zavarát vonja maga után a vas, a magnézium és a szelén hiánya is. Nagyon intenziven érvényesülhetnek az immunreakciókban a vitaminok, főleg a C vitamin, de az E vitamin is. Csökken a szervezet ellenállóképessége a B-komplex és az A vitamin hiá- i lyával, de ez utóbbiból a túl sok is hasonló hatást eredményez. Ugyanígy gyengíti a szervezet védekezését némely zsírsavak, főként a linolsav hiánya, de megint csak érvényes, hogy atúlsokis ugyanúgy káros. A kérdésre, hogy milyen gyakori manapság a fent leírt anyagok hiánya, azt válaszolhatjuk, hogy túl gyakori. Nemcsak a klinikaiig is leírható alultápláltságnál jelentkezik hiányuk, de olyan személyeknél is megfigyelhető, akiknek táplálkozásuk normálisnak tűnik. Nagyon gyakran fellépnek ezek a hiányok a kórházban ápolt betegeknél is. Egy amerikai vizsgálat megállapította, hogy bizonyos diétáknál főleg a cink, szelén, a piridoxin és a levélsav mennyisége van mélyen az ajánlott mennyiség alatt. A vitaminok és némely nyomelemek szükséglete a krónikus betegségek (vese- és májbetegségek vagy cukorbaj) esetében megnő. Magas fokú cink és piri- doxinhiányt állapítottak meg a hatvan évnél idősebb emberek 40 százalékánál. Bizonyára ez is összefüggésben lehet a fertőzések, daganatok és az immunhiány okozta más betegségek idősebb kori magasabb arányával. Az elmondottakból világosan kitűnik, hogy a táplálkozásnak jelentős szerepe van az immunreakciók szabályozásában és hogy a táplálkozás összetevőinek mennyiségével ezeket a reakciókat szabályozhatjuk. (Véda a zivot) VILLÁMGYORS ÁRAMVEZETÉS SZUPRAVEZETŐ HÁRTYÁBAN Egyesült államokbeli kutatók megállapították, hogy viszonylag magas hőmérsékleten szupravezető anyagokban, ezek fölfedezói érdemelték ki az 1987. évi fizikai Nobel-dijat, a roppant rövid villamos jelek torzulás nélkül továbbíthatók. így ennek a szupravezető anyagnak az átbocsátó képessége százszorosán felülmúlta a fényvezető szálakét. Persze, az a távolság, amelyen a jelek továbbítódtak, csupán néhány milliméter. Ezért nem is gondol senki arra, hogy ilyen szupravezetőkkel váltsák fel a nagy távolságokat áthidaló fényvezető szálakat. De például az efféle szupravezető elemekkel működő számítógépben kitűnő eredményt érhetnek el a kicsiny távolságokat minden eddiginél sebesebben megtevő jelek.
