NEMÉNYI MIKLÓS (1947)

Agrártudományok Osztálya • Szakterület: agro- és élelmiszerfizika, agrár-térinformatika és -távérzékelés, agro-ökológiai rendszerek termodinamikai modellezése • egyetemi tanár, Nyugat-Magyarországi Egyetem Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Kar Biológiai Rendszerek Műszaki Intézete

1. Biorendszer műszaki mérnök vagyok. Csodálatos dolog az alkalmazott fizikai, matematikai, kémiai és műszaki ismeretek birtokában az élő rendszerek viselkedésének és a környezet kapcsolatának a lényegét tanulmányozni. Arra törekszem, hogy az agrártermelésben, az élelmiszeriparban és a környezet-, illetve természetvédelemben lejátszódó folyamatokat megismerjem, és modellezzem. Ezen tapasztalatok birtokában munkatársaimmal olyan eljárásokat dolgozunk ki, amelyek alkalmazásával az élelmiszer és az egyéb célú biomassza-alapanyag termelése fenntartható, a biológiai anyagok feldolgozása pedig a kedvező eredeti anyagjellemzők megőrzése mellett történhet. A biorendszer-mérnökök segítik az élő és élettelen rendszerek kapcsolatának harmonizációját. Ennek egyik nagyon jellemző példája az ún. precíziós, termőhelyspecifikus növénytermesztési rendszerek műszaki-térinformatikai feltételrendszerének továbbfejlesztése. Itt a termőhelyet (10, 20…… 100… ha-os táblát) akár 10–20 m²-es homogénnek vagy bizonyos szempontból homogénnek tekinthető egységekre tudjuk osztani, és a kezeléseket, a fizikai és kémiai beavatkozásokat a talaj és a növény állapotának megváltoztatása céljából szükség esetén 1–2 cm-es pontossággal az adott helyen, precízen tudjuk elvégezni; a növény növekedésének és fejlődésének jellemzőit detektálni tudjuk. Ennek révén egyre nagyobb ismerethalmaz áll a rendelkezésünkre a növény és annak környezete kapcsolatáról. Így a megfordíthatatlan folyamatok elkerülhetők, a környezeti hatások az eddigieknél nagyságrenddel jobban tolerálhatók, ami a bevezetőben jelzett természetes és agro-ökológiai rendszerek harmóniáját jelentheti, sőt: az élő (növény, illetve annak mikrokörnyezete) és az élettelen (műszaki-informatikai) rendszerek kommunikációja is megvalósulhat. Ez oda vezet, hogy a két rendszer egymástól „tanul”, egymást kölcsönösen „tiszteletben” tartja. Másrészről megindultunk azon az úton, melynek célja, hogy egyre kevésbé legyenek érezhetőek az agro- és a természetes ökológiai rendszerek közötti különbségek.

Azt várom, hogy az ipari nyersanyagok és az energiahordozók jelentős hányada biológiai eredetű lesz, és így azok „visszahelyezése” a természetbe (lebomlásuk) lényegesen gyorsabban történik, mint a szintetikus, illetve fosszilis eredetűeké. Az ehhez szükséges, elsősorban biológiai és technológiai ismeretek ma még csak részben állnak rendelkezésünkre.

Azt várom, hogy a tudományterületek kapcsolata az eddigieknél lényegesen hatékonyabb lesz. Ehhez többek között az kell, hogy az egyes diszciplínák az

értékelési rendjüket ne akarják rákényszeríteni más tudományterületekre. Ezzel ugyanis felesleges ellentéteket, vitákat gerjesztenek, amelyek éppen a tudományos tevékenységtől vonják el az energiákat. Ismét időszerűvé vált C. P. Snow (1905– 1980) gondolata; ő több mint ötven éve arra hívta fel a figyelmet, hogy milyen káros, amikor az ún. humán műveltségűek nem ismerik a természettudomány törvényeit, és ez persze fordítva is igaz. Ma ezt a problémakört – minden bizonnyal – a természettudományokon belül az élő és élettelen tudományok kapcsán vetné fel az angol fizikus.

Nem nehéz megjósolni, hogy az elkövetkező tíz évben az alap és a K+F kutatások közötti szigorú elhatárolódások is megszűnnek. Ez pedig a tudományos eredmények gyakorlati hasznosításának felgyorsulását fogja eredményezni.

2. Én elsősorban azt szeretném, hogy még nagyon sokáig legyek fogékony az új ismeretekre, sokáig tekintsem kihívásnak a tudományos problémák megoldását, és így a munkámban örömet leljek, a fiatal munkatársaimat pedig segíthessem tudományos céljaik elérésében. Másrészről több olyan projekt „közepén” vagyunk, amely várhatóan rövidesen jelentősen hozzájárul az adott tudományterület fejlődéséhez. Ilyen például a precíziós növénytermesztés „filozófiáját” alapvetően megvalósító légi vagy műholdas, ún. hiperspektrális reflektancia alkalmazása. E mérési módszer továbbfejlesztésével megvalósulhat a növényi tulajdonságok, a betegségek és kártevők, valamint a talaj állapotváltozásainak nyomon követése időben és térben. Másrészről ígéretesek azok a kísérleteink, amelyek a sejtmembránok, illetve a sejtfal átjárhatósága szabályozhatóságát hivatottak biztosítani. Az eredmények várhatóan hasznos eljárást adnak a molekuláris biológusoknak, egyben a nanoméretű atomok, illetve molekulák szűrési technológiájának új távlatait nyitják meg.

3. Nekem Ludwig Eduard Boltzmann (1844– 1906) a példaképem. Ő úgy, mint Bolyai János, a semmiből egy új, más világot teremtett. A statisztikus mechanika alapján felállított entrópiaelméletét a 19. század legnagyobb felfedezésének tartom. A modell eredetileg a gázok termodinamikai jelenségei leírására készült, azonban hamar kiderült, hogy a biológiai, ökológiai, de a társadalmi folyamatok leírására is alkalmas. Ma már az univerzumkutatásoknál is használják. A Boltzmann által megfogalmazott entrópiatörvény segítségével a természetben lejátszódó folyamatokat modellezni lehet: mind makro-, mind mikro- (molekuláris, illetve atomi) szinten. Az agro- és természetes ökológiai rendszerek összehasonlításakor az entrópia (a rendezetlenség) változása a diverzitás változását jelenti. Pontosan leírhatók a termodinamika alapvető törvényszerűségeivel, hogy a technológiai beavatkozásoknak milyen következményei vannak, és így azok mérséklésének módjára is információkat kapunk.

4. Elsősorban azt várom, hogy a biológiai rendszerek nano-, esetleg pikoméretű szenzorálása megvalósuljon, és az élő anyagokban lejátszódó állapotváltozások nemcsak indirekt módon legyenek követhetők, illetve bizonyíthatók. Ehhez a jelenlegi nagyítási eljárások általában nem alkalmasak. Szükségesnek tartanám továbbá azt is, hogy a biológiai rendszerekben történő állapotváltozások leírásakor a matematikai modellek az eddigieknél nagyobb hangsúlyt kapjanak. A tudományterületek szorosabb kapcsolódása, átjárhatósága, egymásra hatása várhatóan nagyobb szerepet fog kapni. A valódi tudományos eredmények ugyanis több tudományterület fejlődését is meghatározzák. Példaként említem azon eredményünket, amikor a növények szemtermésében lejátszódó hő- és anyagtranszport-modellünket MRI-módszerrel ellenőriztük. Az eredményeket egy olyan lap közölte, amely elsősorban orvosi kutatások eredményeit hozza nyilvánosságra. (Kovács Attila József – Neményi Miklós (1999): Moisture Gradient Vector Calculation as a New Method for Evaluating NMR Images of Maize (Zea mays L.) Kernels during Drying. Magnetic Resonance Imaging. 17, 7, 1077–1082.)