Fizikusok és a zene

Nagyon széles körben ismert, hogy minden idők egyik legzseniálisabb fizikusa, a relativitáselmélet atyja, Albert Einstein (1879–1955, Nobel-díj: 1921) szenvedélyesen szerette a zenét, maga is tehetséges hegedűs volt. (Bár Einstein kérdésére, hogy „Hogyan játszottam?”, Gregor Pjatigorszkij szarkasztikusan azt felelte: „Nos, relatíve jól!”)

Talán kevéssé köztudott, hogy zene iránti szeretetével Einstein egyáltalán nem áll egyedül a nagy fizikusok között. A következőkben szeretném bemutatni néhány más kiemelkedő jelentőségű fizikus zene iránti érdeklődését, vonzódását. Természetesen nem törekedhetem teljességre, csupán néhány példát ragadok meg.

A mai értelemben vett fizika kezdetekor a bolygók égi útjának reális leírását Johannes Kepler (1571–1630) adta meg, s a felismert új égi harmónia a zenéhez vezette. A bolygókhoz hangsorokat rendelt, megalkotva a „szférák zenéjét”.
Mysterium Cosmographicum c. művének 12. fejezetében leírja, hogy a bolygókhoz harsonákat rendelhetünk, s a megszólaltatott hangok magassága (frekvenciája) a bolygók pálya menti sebességével lesz arányos. Mivel az ellipszis alakú pályákon keringő bolygók sebessége nem állandó, ezért a hangmagasság is változik, méghozzá folyamatosan, sziréna-szerűen (az ilyen folyamatos frekvenciaváltoztatás elektronikus úton könnyen megoldható). Kepler idejében hat bolygót ismertek, ezek „hangolása” (a Naptól legtávolabbról indulva):

Mint látható, a Vénusz pályája közel kör alakú, vagyis a hangmagasság alig változik, még a Naphoz legközelebbi ponton, ahol a leggyorsabban halad, sem éri el az F-et, de a Föld-pálya excentricitása is csak egy fél hangra elég...

Természetesen a bolygók egymáshoz képesti mozgása (hangja!) adja az összhangzatot. Aki a szép elmélet után szeretne egy kis – kepleri szabályok szerint készült – zenét is hallgatni, annak a www.amaranthpublishing.com/kepler.htm honlapot ajánlom figyelmébe.

Nagy kortársáról, Galileo Galileiről (1564–1727) már a Momus-játékból is megtudhattuk, hogy édesapja komponista és zenetudós volt, s az ifjú Galileo eleinte arról ábrándozott, hogy maga is zenész lesz.

A klasszikus fizika legnagyobb alakja Isaac Newton (1642–1727) – annyi más mellett – a napfény színeinek elemzésével is foglalkozott. A spektrumban fellelhető hét színhez hozzárendelte a skála hét egész hangját, s ily módon egyesítette a hangok és fények sorát egyetlen ábrán:

A skála – amely csak a klaviatúra „fehér” hangjait tartalmazza – a D hangról indul, ily módon szimmetrikussá vált: a félhangközök (E–F és H–C) egymással szemben helyezkednek el.

Newton azzal, hogy a színeket egy kör mentén ábrázolja (a valódi spektrumon a vörös és az ibolya nem kerül egymás mellé), lehetővé teszi, hogy a skála egy oktávval magasabban ismétlődjék.

Newton zenéhez fűződő viszonyát jól jellemzi szép mondása: „Music is the key to Universal Harmony!”

Hermann von Helmholtz (1821–1894) az orvostudomány és a biológia (ő fedezte fel a szemtükröt, több értekezést tett közzé a középfül felépítéséről, cikket írt a gerinctelenek idegrendszerének felépítéséről), a matematika (két nagyszerű dolgozatot írt a geometriai axiómáiról és a számfogalomról) és a filozófia (sokszor lépett fel a metafizika ellen) területén is maradandót alkotott. A fizikában talán legjelentősebb eredménye az energia-megmaradás törvényének általános érvényű, mindmáig használatos megfogalmazása. Helmholtz kiváló zongorista volt, talán ezzel is magyarázható a zene hangképzés és befogadás iránti fokozott érdeklődése. A zenei hangok érzékeléséről 1863-ban Lehre von den Tonempfindungen címen Braunschweigben kiadott műve a zenetudósoktól kezdve az akkordokat tanító egyszerű zenetanárokig gyakorlatilag mindenki számára tanulságos volt. Cikket írt a harmóniák és diszharmóniák fizikai alapjairól, az orgonasípok elméletéről, a hegedűhúrok mozgásáról... A részletek iránt érdeklődőknek ajánlom Elfrieda Hiebert Helmholtz zenei akusztikájának hatása a zongora pedálkezelésére és billentési technikáira című cikkét, amely a www.parlando.hu/Helmholtz.htm honlapon olvasható.

A modern fizika úttörői között is szép számmal találunk zenerajongókat. Max Planck (1858–1947, Nobel-díj: 1918), a kvantummechanika atyja hosszas töprengés után lett fizikus, másik két jelöltje a zene és a klasszika-filológia volt. A zene mindvégig nagy szerepet játszott életében, gyakran ült zongorához, legszívesebben Schubertet és Brahmsot játszott.

Minden idők egyik legnagyobb fizikusa, Werner Heisenberg (1901–1976, Nobel-díj: 1932) és a zene kapcsolatáról külön tanulmányt lehetne írni. Nagyon sokat foglalkozott a zenével. Kiváló zongorista volt, nagyon sokat játszott együtt kollégáival, egyik levelében beszámol róla, hogy Mozart- és Beethoven-zongoraversenyeket játszott együtt – az ugyancsak Nobel-díjas fizikus – Max Bornnal (1882–1970, Nobel-díj: 1954) két zongorán, egyikük a szólót, másikuk a kíséretet játszva. De muzsikált együtt hivatásos zenészekkel is, például a Göttingeni Szimfonikus Zenekar tagjaival, és Münchenben jó barátságot kötött Zsigmondy Dénes hegedűművésszel. Érdekes, hogy ez a zseniális újító, aki a határozatlansági reláció bevezetésével valóságos forradalmat idézett elő a fizikában (és a filozófiában: megingatva a világ megismerhetőségéről vallott korábbi nézeteket), a zenében konzervatív maradt, úgy vélte, a XVIII. és a XIX. század volt a csúcs.

Paul Dirac

Paul Dirac (1902–1984, Nobel-díj: 1933) szintén a kvantummechanika egyik úttörője volt, ő fedezte fel (vigyázat: nem laboratóriumban kísérletezve, hanem matematikai egyenleteket elemezve: legbonyolultabb műszere a ceruza és a „nagyon nagy radír” volt) az antielektront (mai szóhasználattal a pozitront), az első antirészecskét. Az anyag–antianyag találkozások lehetősége később sci-fi írók tucatjainak fantáziáját mozgatta meg. Balázs Nándor visszaemlékezése szerint Dirac abban hitt, hogy „a váratlanság, a szépség, az elegancia a tudományos kutatás igazi értéke”. Diracot magyar felesége ismertette meg a klasszikus zenével. Hamarosan nagy zenebarát lett, lánya leírta emlékezéseiben, hogy gyakran találta édesapját a szinte sötét szobában a rádió mellett ülve, zenehallgatás közben. Koncertekre nem járt – zavarta őt a közönség mocorgása.

Teller Ede (1908–2003) is kitűnően zongorázott, bár egyik kiváló fizikus kollégája szerint, amikor a II. világháború alatt a Manhattan-projekten dolgozó fizikusokat a külvilágtól izoláltan „összezárták”, Teller éjszakánként azért zongorázott, mert azzal tudta a legjobban bosszantani társait... Ennél barátságosabb egy másik barátjának a beszámolója: „különös hangokat hallottunk a nyitott ajtón át kiáradni. (...) Akárki is zongorázott, teljes szívét-lelkét beleadta. Szárnyalt felénk a muzsika, mint a mélyből felmorajló kórus, mintha az alvilági lelkek táncolnának lassú pavane-t. Csak vártunk, míg a zene véget ért, akkor beléptünk. Benn, a zongoránál Teller Ede ült.” Ő maga pedig így ír a zenéről: „hogy a zenében mi szép, csakis azon múlik, hogy mi mit fogadunk el szépnek. Tudom, ezt nehéz elfogadni, míg élvezettel hallgatjuk a zenét, de azt gondolom, hogy a zenében az egyszerűség és komplexitás kontrasztját szeretjük. Ha túl egyszerű, előbb-utóbb unalmassá válik. Ha túl komplex, idegenszerűnek érezzük. Amikor egy szonáta ugyanazt a témát különböző skálákon mutatja be, és azokat éppen csak észrevehető módon fűzi össze, akkor örömet okoz, hogy a kapcsolatok felfogása érdekében oda kell figyelnünk. A zene olyan játék, ami az emberi megismerés folyamatát példázza.”

Pjotr Kapica (1894–1984, Nobel-díj: 1978) szovjet fizikus, amikor 1946-ban eltávolították laboratóriumából, s vidékre száműzték, mert nem volt hajlandó részt venni a hidrogénbomba projektben, így írt Berijának: „úgy érzem magam, mint egy zenekar dirigense, pálcával a kezében – de partitúra nélkül”. És zenei hasonlathoz fordult a hivatása jellemzésekor is: „A tudomány olyan mint egy Stradivari, a legjobb hegedű a világon. De a megszólaltatásához jól kell tudni játszani, és ismerni kell a zenét. Máskülönben nem szól szebben, mint bármely más hegedű”.

A közelmúltból hadd említsem meg Frederick Reines nevét (1918–1998, Nobel-díj, 1995), aki önéletrajzában büszkén emlékezik meg arról, hogy több évig a Clevelandi Szimfonikusok Robert Shaw vezette kórusában énekelt, s a karmesteri pulpituson többnyire Széll György állt.

S hadd fejezzem be ezt a kis eszmefuttatást egy személyes élményemmel: halála előtt egy évvel Lánczos Kornél (1893–1974) – egykor Albert Einstein munkatársa – hazatértekor így méltatta Einstein egyik nagyszerű cikkét: „nincsen benne egyetlen felesleges szó sem, olyan mint Beethoven Moonlight-szonátája, ahol minden egyes hang a helyén van.”