„Meghívom Önöket, hogy lássák, hogyan forog a Föld”

OZOGÁNY ERNŐ

Ez a rendkívüli, nem túl rokonszenves tulajdonság jellemezte Jean Léon Foucault rövid életének csaknem felét. De aztán akkora lelkesedéssel vetette magát kutatásaiba, hogy a fizika több területén is maradandót alkotott.

A francia tudomány e különös alakja jómódú polgári család – édesapja könyvkiadó-tulajdonos volt – gyermekeként 1819. szeptember 18-án született Párizsban. Tízévesen lett a nagyhírű Stanislaw Leszczczyńskről elnevezett College Stanislas diákja. Csakhogy mivel elhanyagolta tanulói kötelességeit, tanárai egyszerűen közölték szüleivel, hogy fiukkal nem érdemes foglalkozni. Így aztán magántanítót kellett fogadni mellé. Az ő munkájának eredményességét bizonyítja, hogy a fiatal Léonnak sikerült bekerülnie a Sorbonne egyetem orvosi karára. De itt sem bírta sokáig. Állítólag idegei nem bírták a boncolást, irtózott a vér látványától, így hamarosan elszegődött egy optikus mellé segédnek. Mivel főnöke fénykísérleteket is végzett, alkalma volt belekóstolni a fizikai kérdésekbe, bár ekkor még álmában sem gondolta volna, hogy saját maga ezen a területen alapvető felfedezéseket tehet. Mivel megfogta őt a tudomány légköre, huszonöt évesen gondolt egy nagyot és elszegődött a neves, a francia forradalom lázas napjaiban, 1789-ben alapított Journal des débates című újsághoz tudományos tudósítónak. Ez a lap a lehető legmagasabbra tette a mércét: munkatársai között tudhatta a francia szellem legnagyobbjait: a zeneszerző Hector Berliozt, az író-filozófus Maurice Blanchot-ot, az író-politikus-diplomata Francois-René Chateaubriant valamint a francia irodalom talán két legnagyobb alakját, Alexander Dumas-t és Victor Hugót, hogy csak a legismertebbeket említsük. Ebbe az exkluzív társaságba bekerülni egy pelyhedző állú fiatalnak maga volt a megdicsőülés. Foucault élt is a felkínált lehetőséggel: a tudomány legkiválóbbjainak tevékenységével ismertette meg az olvasókat. Munkája közben került kapcsolatba Armand Fizeauval, aki ebben az időben a fény tulajdonságait kutatta. A tizenkilencedik század első felének egyik legnagyobb kihívása a fény sebességének meghatározása volt. Azt már tudták a fizikusok, hogy nagyon nagy értékről van szó, feltételezték, hogy ez akár kétszázezer kilométernél is több lehet másodpercenként, megmérni viszont nem tudták. Itt hasznosította először Foucault egykori optikussegéd tapasztalatait: olyan mérőműszert tervezett, amelyben a napsugarakat egy forgó fogaskerék fogain keresztül vezették. A szögsebesség növelésével sikerült abba az állapotba hozni a berendezést, amikor nem jutott át sugár a szemközti ernyőre, amiből egyszerű volt meghatározni a fény terjedési sebességét. A Foucault által meghatározott érték – háromszázezer kilométer másodpercenként – kevesebb mint egyszázalékos hibahatáron belül volt, ami szinte elképesztő pontosságúnak számít, tekintve, hogy a kísérletre 1850-ben az akkori műszaki lehetőségek között került sor. Foucault azt is feltételezte, hogy a sűrűbb közegben csökken a fénysebesség. Az ő érdeme annak megállapítása, hogy a terjedési sebességet miképp befolyásolja a közeg optikai törésmutatója. Foucault még ugyanebben az évben egy egészen más kérdésen kezdte törni a fejét: kísérletileg kívánta igazolni, hogy a Föld forog a saját tengelye körül. Igaz, hogy már több mint egy évszázada tudták, hogy a nappalok és éjszakák váltakozását ez okozza, viszont laboratóriumi körülmények között nem sikerült ezt a jelenséget igazolni. Foucault ötlete a legegyszerűbb, vagyis a legzseniálisabb volt: feltételezte, hogy a felfüggesztett inga lengés közben nem változtatja meg lengési síkját, viszont a Föld „kiforog” alóla, vagyis a megfigyelő számára úgy fog tűnni, mintha fokozatosan körforgásba kezdene. Ehhez viszont egy olyan ingát kellett szerkesztenie, amely akár órákig, sőt napokig is képes a kezdeti lengést megtartani, vagyis megfelelően hosszú zsinórra aránylag nagy súlyt kellett felfüggesztenie. Ezúttal újságírói tapasztalatait is latba vetette: a sajtóban közölte először a tudóstársakkal, majd a nagyközönséggel a kísérlet tervét az alábbi szavak kíséretében: „Meghívom Önöket, hogy lássák, hogyan forog a Föld”. Az első bemutatóra a párizsi csillagvizsgálóban, a másodikra a Pantheonban került sor. Foucault a mennyezetre erősített, hatvanhét méter hosszú drótkötélre egy huszonnyolc kilogrammos súlyt függesztett fel. Ennek alján egy tűt helyezett el, amely a talajra szórt nedves homokrétegben rajzolta ki a lengés síkját. A működésbe hozott inga néhány órán belül megmutatta, amiről Foucault beszélt: látszólag elfordult eredeti helyzetéhez képest. Összesen harminc órára volt szükség ahhoz, hogy visszatérjen kezdeti lengési síkjába. Közben a feltaláló elmagyarázta: ha az északi vagy a déli sarkon lennének, akkor ez huszonnégy óra alatt következne be, így a kísérlettel az is igazolgató, hogy a Föld gömbölyű, mivel az eltérés a párizsi méréshez képest abból adódik, hogy az inga síkjának forgási sebessége arányos a szélességi fok szinuszával.

A következő évben újabb ötletével lepi meg tudóstársait: megszerkeszti a giroszkópot. A maga korában csupán játékszernek tűnt a Foucault által feltalált berendezés, amelyről hamarosan kiderült, hogy a hajókon iránytű helyett használható, de igazi felhasználási területe a huszadik században következett be: a repüléstechnikában és az űrhajózásban, ahol a helymeghatározásban alig vagy egyáltalán nem használható a földmágnességre épülő iránytű. Berendezésének alapja egy mindenki által ismert eszköz, a pörgettyű, ismertebb nevén a búgócsiga. Minden gyerek tudja, hogy megpörgetve megtartja eredeti helyzetét, sőt ha ebből megpróbáljuk eltéríteni, „visszaáll“. Foucault három, egymásra merőleges, független tengelyre szerelte fel a pörgettyűt. Foucault korának érdekes tudományos demonstrációja napjaink nélkülözhetetlen műszaki eszköze: nélküle aligha lennének stabilizálhatóak a műholdak műszerei, a helymeghatározásról nem is beszélve.

Jellemző módon az első nagy elismerés külföldről érkezett: a giroszkópért 1855-ben megkapta az angol tudományos akadémia, a Royal Society legrangosabb kitüntetését, a Copley-érmet. Ekkor hazájában is „kapcsoltak”: kinevezték a párizsi obszervatórium fizikusának.

Optikusi múltjától a későbbiekben sem tudott szabadulni: 1859-ben módszert dolgozott ki a tükrös teleszkópok görbületi hibáinak megállapítására, amely olyannyira bevált, hogy az általa meghatározott módszer szerint készítik napjainkig a tükrös teleszkópokat.

Ugyancsak a Foucault által felismert törvényszerűségen működik napjaink egyik fontos mérőműszere, az elektromos fogyasztásmérő, vagyis a villanyóra.

Alig múlt negyvenéves, amikor utolérte őt a napjainkban is gyógyíthatatlan betegség, a sklerosis multiplex. Alkotó ereje egyre csökkent, a kór 1868. február 11-én végzett vele. Még negyvenkilenc éves sem volt. Sírja a párizsi Montmartre temetőben a tudomány tisztelőinek zarándokhelye. Rövid életében mindent elért, amire tudós vágyhat. Az utókor is méltón emlékezik rá: a Holdon krátert neveztek el róla.