Hermann Minkowski halálának centenáriumán.
Nagy ritkaság, hogy egy jelentős tudós nem saját eredményei, hanem egyik megjegyzése alapján válik világhírűvé, sőt sztárrá a legszélesebb közönség körében. Ez történt meg Hermann Minkowskival, aki, miután 1908-ban megmutatták neki Albert Einstein három évvel korábban publikált, A mozgó testek elektrodinamikájáról című dolgozatát, ekképp fejezte ki csodálkozását: ?Ez ugyanaz az Einstein, akit néhány éve tanítottam? Akkor úgy tűnt, nem sokat tud?. Persze ez kevés lett volna ahhoz, hogy beírja nevét a fizikatörténet aranykönyvébe. Az említett cikk hatására ugyanis kidolgozta azt a matematikai apparátust, amely a huszadik század kétségkívül legnagyobb természetfilozófusának elméletét alátámasztotta, érthetővé, sőt elfogadhatóvá tette a szakma számára. De valójában ki is volt ez a zseni, akinek munkássága megkerülhetetlen a matematikusok számára, miközben a kívülállók jóformán még a nevét sem ismerik?
Hermann Minkowski a tizenkilencedik században az Orosz Birodalomhoz tartozó, majd később az önálló Litvánia fővárosává váló Kaunas egyik külvárosában, Aleksotasban 1864. június 22.-én látta meg a napvilágot. Szülei, hat évvel idősebb, Oskar bátyjával együtt ? aki korának egyik legjelentősebb kutatóorvosává vált – gondos nevelésben részesítették. Mivel már gyerekkorában megnyilvánult a matematika iránti fogékonysága, érettségi vizsgáját követően a világhírű königsbergi (ma Kalinyingrád, Oroszország) egyetemen végezte tanulmányait. A legjobb kezekbe került: doktori disszertációját 1885-ben annak a Ferdinand von Lindemannak a vezetésével dolgozta ki, aki három évvel korábban azzal írta be nevét a matematikatörténetbe, hogy bebizonyította, a ? (pí, Ludolf-féle szám) értéke transzcendens. Ugyancsak a huszadik századi matematika és fizika két óriásának, David Hilbertnek és Arnold Sommerfeldnek is a témavezetője volt. Viszont az ifjú Minkowski már diákkorában is jeleskedett: 1883-ban elnyerte a Francia Tudományos Akadémia matematika-díját a kvadratikus formák elméletéről szóló szakdolgozatával. Mivel aránylag korán kialakult benne az érdeklődés a geometria iránt, doktorátusának megszerzését követően is a matematika ezen ágában fejtette ki tevékenységét.
A geometria tudománya kétezer éven át valójában nem sokat fejlődött. Csupán a tizenkilencedik század közepén köszöntött be az a forradalom, amely Bolyai János és Nyikoláj Ivanovics Lobacsevszkij nevéhez fűződik, akik egymástól függetlenül megalapították a nem-euklideszi geometriát. Bár az ő rendszerükben az idomok már nem síkban, hanem parabola vagy hiperbola felületen helyezkedtek el, még néhány évet várni kellett az újabb áttörésre. Ez egy fiatal, huszonkilenc éves német matematikus, Georg Friedrich Riemann nevéhez fűződik, aki 1854-ben publikált, A geometria alapjait képező hipotézisekről szóló szakdolgozatában megvetette a sokdimenziós tér matematikai alapjait. Ebből persze a továbbiakban is csak az első három kiterjedésnek volt fizikai realitása. Egészen addig, amíg Einstein a színre nem lépett. Riemann minden bizonnyal továbbfejlesztette volna elméletét, de a tudomány nagy veszteségére negyvenéves korában, 1866-ban elhunyt. Így az utódokra, elsősorban Minkowskira maradt mind a geometriai, mind a fizikai továbbértelmezés feladata.
Hermann Minkowski korának minden jelentős egyetemén megfordult, ahol matematikusok egész generációit nevelte fel. Tanított a bonni, göttingeni és a königsbergi egyetemen, végül a tizenkilencedik század kilencvenes éveiben a zürichi műegyetem (Eidgenössische Polytechnikum) tanára lett, ahol Einstein is tanult. Mint idézett megjegyzése is tanúsítja, a német fizika későbbi állócsillaga nem tett rá különösebb hatást. Aligha csodálkozhatunk ezen: Einstein nem volt igazán jó matematikus, mindig álltak mellette olyanok, akik fizikai és filozófiai gondolatait egyenletekbe öntötték, többek között kiváló magyarok, így Lánczos Kornél, Neumann János és Balázs Nándor. Azt meg Minkowski aligha sejthette, hogy a legnagyobb természetfilozófus búvik meg a fiatal német fizikus sűrű sörénye mögött.
Einstein négy korszakalkotó tanulmányt publikált az ominózus 1905.-ös évben az Annalen der Physik hasábjain amelyekről utólag kiderült, valamennyi alapvető jelentőségű: a Brown mozgás magyarázatáról, a tömeg-energia kapcsolatról, a fényelektromos jelenségről, és a mozgó testek elektrodinamikájáról, Zur Elektrodynamik bewegter Körper címen. Ez utóbbi lesz később az elhíresült speciális relativitáselmélet. A közepes német nyelvtudással rendelkezők számára melegen ajánlható e szakdolgozat elolvasása, annál is inkább, mivel a világhálón hozzáférhető. Világos stílusa, érdekes mondaszerkesztése alapján minden középiskolás csodálkozhat: mi van ezen érthetetlen, mi ezen a különös? Persze, aki belegondol a szerző gondolatmenetébe, rájön, hogy Newton óta a legnagyobb forradalom tanúja: Einstein nemes egyszerűséggel kijelenti, hogy a fénysebesség az egyedüli állandó és elfogadja a Lorenz-transzformációt, amely szerint a sebesség növelésével megnő a test tömege, a rendszerben az idő folyása lelassul, míg a test mozgás irányába eső mérete megrövidül. Így, egyszerűen, minden matematikai bizonyítás nélkül. Aligha csodálható, hogy a szakmabeliek (ekkor még) nem kapták fel a fejüket, annak ellenére, hogy tagadja a newtoni fizika legfőbb alaptételeit: nem ismeri el a tömeg, az idő és a test méreteinek változtathatatlanságát. Csakhogy három év múltán felhívják Hermann Minkowski figyelmét e tanulmányra. Az éles szemű matematikus egy pillanat alatt felismeri, hogy Einstein valójában az n-dimenziós Riemann-tér egy új kiterjedésének a fizikai alapjait vetette meg. Ugyanis a gyorsan mozgó test két mérete (y, z) nem változik, így erre felírható, hogy konstans értékűek. A mozgás irányába eső x tengely viszont megrövidül. Azonnal rájön, hogy az idő-dilatációt (népszerűbben: az órák lelassulását) tudja egy negyedik tengelyen ábrázolni. De mivel a koordináterendszer egyik fontos jellemzője, hogy valamennyi tengely kiterjedése (dimenziója) azonos, ekkor Minkowski bevezeti a c.t (illetve a c2.t2) negyedik tengelyt, amely ugyancsak méterben adja meg az értékeket. Mindez geometriai eszközökkel zseniálisan egyszerű módon ábrázolható: a papírlap kétdimenziós terében csupán az x és a c.t tengelyt ábrázolja. Hogy mekkora hatással volt ez az elmélet a geometria fejlődésére, arra a legjobb példa, hogy születésétől fogva napjainkig Minkowski-térként (sőt: Minkowski-világként) emlegeti a szakirodalom, amelyben már a tér és az idő nincs elkülönülve egymástól, épp ellenkezőleg, összefonódva létezik. Persze ezért ő maga is sokat tett: a német természettudósok és fizikusok 80. konferenciáján, 1908. szeptember 21.-én ezekkel a szavakkal vezette be a témáról szóló előadását: Bemutatom Önöknek a tér és az idő elméletét, ami a kísérleti fizika táptalajából nőtt ki és ebben rejlik az ereje. Forradalmian új. Mostantól az önmagában vett tér és idő arra ítéltetett, hogy elenyésszen a homályban és csupán a kettejük egyesítése képes arra, hogy megőrizze a független valóságot?.
Minkowski történelmi jelentőségű szavai megnyitották az utat az einsteini gondolatok befogadása előtt. Bár nagy ellenállásba ütközött az elmélet elfogadása, azóta napjainkig minden fizikai kísérlet alátámasztotta a helyességét. Sajnos nem sokáig örülhetett Minkowski a sikernek, ami ennél is fájóbb, élete teljében, egy sor kidolgozatlan matematikai kérdéssel a fejében teljesen váratlanul és szinte értelmetlenül hunyt el száz esztendővel ezelőtt, 1909. január 12.-én: fel nem ismert heveny vakbélgyulladás okozta a vesztét. Még negyvenöt éves sem volt. A matematika fellegvárában, Göttingenben helyezték örök nyugalomra. Máig sem tudjuk, mit vesztett korai halálával a huszadik század tudománya. Hogy tevékenységével mit nyert, azt nemcsak a speciális relativitáselmélethez nyújtott geometriai apparátusából tudjuk, de abból is, hogy 1896-ban kidolgozta a számok geometriáját, valamint az n-dimenziós tér geometriáját, amely a későbbiek folyamán Albert Einstein talán legjelentősebb alkotásának, az Általános relativitáselméletnek matematikai alapját szolgáltatták.
Az utókor sem feledkezett meg róla: a 12493. számú aszteroidát róla nevezték el.