100897913

SPIS TREĞCI Przedmowa .......................................................... VII CZĊĞü 1. FIZYKA W POLSCE DO 1795 ROKU Rozdziaâ 1. Pierwsze wieki......................................

1.1. Szkoây i wyksztaâcenie ...........................................

1.2. Pierwsze uniwersytety ..........................................

1.3. Podstawy Àzyki Arystotelesa .................................

1.4. Witelo ..................................................................

3 3 4 8 9

Rozdziaâ 2. Akademia Krakowska ...........................

2.1. Akademia dawna i odnowiona .............................

2.2. Burydanizm w Akademii Krakowskiej ....................

2.3. Mikoâaj Kopernik i znaczenie jego reformy dla Àzyki ..............................................................

13 13 15

Rozdziaâ 3. Wiek XVII .............................................

3.1. Fizyka w czasach Galileusza, Gilberta, Kartezjusza, Keplera i Newtona ...............................................

3.2. Akademia Krakowska ............................................

3.3. Szkoây i akademie zakonne ...................................

3.4. Gimnazja akademickie w Polsce ............................

3.5. Valeriano Magni i jego eksperymenty z próīniĆ ....

21

Rozdziaâ 4. Wiek XVIII ............................................

4.1. Rozwój Àzyki i jej spoâeczny odbiór w Oğwieceniu .......................................................

4.2. Societas Physicae Experimentalis w Gdaĕsku ............

4.3. Recepcja nowej ÀlozoÀi w szkoâach zakonnych i w Akademii Krakowskiej .....................................

4.4. Warszawa .............................................................

4.4.1. Szkoâa Rycerska ..........................................

4.4.2. Towarzystwa naukowe ................................

4.5. Komisja Edukacji Narodowej i jej reformy .............

4.5.1. Szkoâa Gâówna Koronna ..............................

4.5.2. Szkoâa Gâówna Litewska..............................

4.6. Podrċczniki Àzyki w Polsce w XVIII wieku .............

4.7. Powstawanie polskiej nomenklatury Àzycznej ........

4.8. Fizycy w Polsce wobec wielkich odkryý i idei Àzycznych ....................................................

4.8.1. Elektrycznoğý..............................................

4.8.2. Balony .......................................................

4.8.3. Atomy........................................................

42

16

21 25 29 33 37

42 46 51 58 58 60 62 67 72 77 92 94 94 98 99

Czċğý 2. POD ZABORAMI (1795–1918) Rozdziaâ 5. Od III rozbioru Polski do upadku Powstania Listopadowego (1795–1832) .......................................................... 105 5.1. Towarzystwo Warszawskie Przyjacióâ Nauk ............ 106 5.2. Liceum Warszawskie ............................................. 110 5.3. Fenomen Karola Kortuma ..................................... 112

5.4. Fizyka w Wilnie, Krzemieĕcu i Poâocku.................. 117 5.4.1. Uniwersytet Wileĕski .................................. 117 5.4.2. Liceum Krzemienieckie ............................... 125 5.4.3. Akademia Poâocka ...................................... 125 5.5. Królewski Uniwersytet Warszawski ........................ 126 5.6. Fizyka we Lwowie ................................................ 132 5.7. Uniwersytet w Krakowie ....................................... 133 5.8. Towarzystwo Naukowe Krakowskie ....................... 135 5.9. Wydawnictwa ....................................................... 136 Rozdziaâ 6. Od upadku Powstania Listopadowego do zamkniċcia Szkoây Gâównej Warszawskiej (1832–1869) .......................................................... 141 6.1. Warszawa i Wilno ................................................. 141 6.2. Kraków ................................................................. 145 6.3. Lwów ................................................................... 146 6.4. Zabór pruski ......................................................... 149 6.5. Szkoâa Gâówna Warszawska ................................... 152 Rozdziaâ 7. Od zamkniċcia Szkoây Gâównej Warszawskiej do odzyskania niepodlegâoğci (1869–1918) .......................................................... 159 7.1. Cesarski Uniwersytet Warszawski (1869 –1915) ... 159 7.2. Towarzystwo Nauk Ğcisâych w Paryīu .................. 162 7.3. Zjazdy i korporacje polskich uczonych................. 162 7.4. Uczelnie we Lwowie ........................................... 164 7.5. Uniwersytet Jagielloĕski ...................................... 171 7.6. Muzeum Przemysâu i Rolnictwa w Warszawie ..... 181 7.7. Marian Smoluchowski ......................................... 181 7.8. Ludwik Silberstein............................................... 185 7.9. Maria Skâodowska-Curie ..................................... 187 7.10. Dalsze polskie badania nad promieniotwórczoğciĆ................................... 192 7.11. Recepcja teorii wzglċdnoğci przez Àzyków polskich ........................................ 199 7.12. Pierwsza wojna ğwiatowa.

Powstanie wyīszych uczelni w Warszawie ............ 201 7.13. Próba podsumowania ......................................... 205 Czċğý 3. FIZYKA W POLSCE W LATACH 1918–1939 Rozdziaâ 8. Stare i nowe oğrodki Àzyki ................... 208 8.1. Kraków ................................................................. 209 8.1.1. Uniwersytet Jagielloĕski.............................. 209 8.1.2. Akademia Górnicza .................................... 211 8.2. Lwów ................................................................... 213 8.2.1. Uniwersytet Jana Kazimierza ...................... 213 8.2.2. Politechnika Lwowska................................. 218 8.3. Poznaĕ ................................................................. 222 8.4. Warszawa ............................................................. 229 8.4.1. Uniwersytet Warszawski ............................. 229 8.4.2. Politechnika Warszawska ............................ 243

SPIS TREĞCI

V

8.4.3. Wolna Wszechnica Polska ........................... 249 8.4.4. Pracownia Radiologiczna TNW ................... 249 8.5. Wilno ................................................................... 255 8.6. Rydzyna ............................................................... 259 8.7. Studia, studenci i wydawnictwa ............................ 260 8.8. Nauka i szkolnictwo wyīsze a wâadze paĕstwowe . 266

12.6. Fizyka atomowa i molekularna ........................... 425 12.7. Fizyka materii skondensowanej ........................... 439 12.8. Fizyka jĆdrowa ................................................... 458 12.9. Fizyka czĆstek elementarnych i wysokich energii ... 473 12.10. Fizyka teoretyczna ............................................ 491

Rozdziaâ 9. Polskie Towarzystwo Fizyczne (PTF) ..... 269 9.1. Towarzystwo Fizyczne w Warszawie ...................... 269 9.2. Powstanie PTF ...................................................... 270 9.3. Zjazdy PTF ............................................................ 274

Zakoĕczenie ............................................................ 501

Rozdziaâ 10. Problematyka badaĕ i wybrane osiĆgniċcia ............................................. 287 10.1. Fizyka atomowa i molekularna ........................... 287 10.2. Pierwszy Miċdzynarodowy Kongres Luminescencji (1936) ......................................... 290 10.3. Fizyka materii skondensowanej ........................... 293 10.4. Fizyka jĆdrowa ................................................... 298 10.5. Promieniowanie kosmiczne ................................. 302 10.6. „Gwiazda Polski” ................................................ 306 10.7. Fizyka teoretyczna .............................................. 310 10.8. Kongres Nowe teorie w Àzyce (1938) ................... 317 10.9. Próba podsumowania ........................................ 320 Czċğý 4. PO 1945 ROKU Rozdziaâ 11. Pierwsza powojenna dekada .............. 325 11.1. Bilans otwarcia ................................................... 325 11.2. Odbudowa i rozbudowa uczelni ......................... 331 11.3. Odrodzenie Polskiego Towarzystwa Fizycznego.... 359 11.4. Miċdzynarodowa Konferencja na temat Promieniowania Kosmicznego............................. 363 11.5. I Kongres Nauki Polskiej ..................................... 366 11.6. Utworzenie Polskiej Akademii Nauk ................... 368 11.7. Wybrane wyniki badaĕ ...................................... 370 Rozdziaâ 12. Od wzglċdnej prosperity do zapağci ... 379 12.1. Pozauczelniane instytuty Àzyki ............................ 380 12.2. Rozwój oğrodków uczelnianych........................... 392 12.3. Polskie Towarzystwo Fizyczne ............................. 407 12.4. Plany, nadzieje i rozczarowania........................... 417 12.5. MylĆcy obraz – rok 1964 ................................... 424

VI

SPIS TREĞCI

Dodatki .................................................................. 507 Dodatek 1. Laureaci Medalu Mariana Smoluchowskiego Polskiego Towarzystwa Fizycznego............ 507 Dodatek 2. Fizycy – Laureaci Nagrody im. Marii Skâodowskiej-Curie ................... 507 Dodatek 3. Fizycy – Laureaci Nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej ............................ 508 Dodatek 4. Fizycy i geoÀzycy – Czâonkowie Polskiej Akademii Nauk (1952–2019) .................. 509 Dodatek 5a. Fizycy – Czâonkowie Akademii Umiejċtnoğci i Polskiej Akademii Umiejċtnoğci (do zawieszenia dziaâalnoğci w 1953 r.) ... 510 Dodatek 5b. Fizycy i geoÀzycy – Czâonkowie Polskiej Akademii Umiejċtnoğci (po jej reaktywacji w 1989 r.).................. 510 Dodatek 6a. Fizycy – Czâonkowie Towarzystwa Naukowego Warszawskiego (przed jego rozwiĆzaniem w 1953 r.) ....... 511 Dodatek 6b. Fizycy i geoÀzycy – Czâonkowie Towarzystwa Naukowego Warszawskiego (po jego reaktywacji w 1981 r.) ............... 511 Dodatek 7. Prezesi Polskiego Towarzystwa Fizycznego . 512 Dodatek 8. Zjazdy Fizyków Polskich ........................... 513 Skróty tytuâów niektórych czasopism ...................... 514 Wykaz skrótów nazw instytucji ............................... 515 Spis ramek .............................................................. 516 BibliograÀa ............................................................. 518 Skorowidz osobowy ................................................ 548

— RATIO STUDIORUM — Reguây profesora ÀlozoÀi 1. Poniewaī sztuki wyzwolone i nauki przyrodnicze przygotowujĆ umysây do teologii i sâuīĆ do doskonaâego jej poznania i posâugiwania siċ niĆ i tym samym sĆ pomocne do osiĆgniċcia celu – poznania teologii, dlatego niech profesor tak pilnie jak tylko moīe – wszċdzie szukajĆc szczerze tylko chwaây Boīej – niech te nauki tak wykâada, aby swoich sâuchaczy, a szczególnie Naszych, przygotowaâ do teologii i jak najbardziej zachċciâ do poznania Stwórcy.

2. W sprawach kaīdej wagi niech profesor nie odchodzi od Arystotelesa, chyba īe coğ jest sprzeczne z tĆ naukĆ, którĆ wszċdzie gâoszĆ uniwersytety, a tym bardziej jeğli coğ jest sprzeczne z prawdziwĆ wiarĆ. Jeğli u Arystotelesa czy u innego Àlozofa sĆ jakieğ twierdzenia przeciw wierze, niech profesor stara siċ gorliwie je zbijaý, jak nakazuje Sobór Lateraĕski 66.

3. Komentatorów Arystotelesa ĩle nastawionych do wiary chrzeğcijaĕskiej profesor niech nie wykâada i wprowadza do lektury tylko bardzo starannie wybranych i niech pilnuje, aby uczniom oni siċ nie podobali. (...)

9. § 5. Aby caây drugi rok mógâ byý przeznaczony na wykâad ksiĆg dotyczĆcych Àzyki, niech na koĕcu roku pierwszego odbċdzie siċ dysputa o nauce i do niej trzeba doâĆczyý duīĆ czċğý wstċpu do Àzyki, gdzie jest mowa o podziale nauk, o spekulatywnych i praktycznych oraz podporzĆdkowanych, takīe to co Arystoteles pisze w 2 ksiċdze Fizyki, a takīe kwestie deÀnicji, o czym pisze Arystoteles w 2 ksiċdze dzieâa De Anima.

10. § 1. W drugim roku profesor niech wyâoīy osiem ksiĆg Fizyki: ksiċgi De Caelo i pierwszy rozdziaâ dzieâa De generatione. Z Fizyki niech skrótowo wyâoīy tekst ksiċgi szóstej i siódmej, a takīe pierwsze w tej czċğci, która dotyczy poglĆdów staroīytnych. Przy ósmej ksiċdze nic nie trzeba mówiý o iloğci inteligencji, o wolnoğci i ograniczonoğci pierwszego ruchu, ale te zagadnienia trzeba omawiaý w wykâadzie metaÀzyki i tylko zgodnie z poglĆdami Arystotelesa.

10. § 2. Trzeba tylko omówiý treğý drugiej, trzeciej i czwartej ksiċgi dzieâa De Caelo, wiċkszĆ jego czċğý w ogóle

pominĆý. Z wymienionych ksiĆg tylko kilka kwestii o elementach, o substancji niebieskiej i o wpâywie niebios. Resztċ moīna pozostawiý profesorowi matematyki lub samemu omówiý bardzo krótko.

10. § 3. Ksiċgi dzieâa Meteorologica niech bċdĆ wykâadane tylko w miesiĆcach letnich w ostatniej popoâudniowej godzinie i to albo przez profesora zwyczajnego – jeğli on bċdzie mógâ – albo przez nadzwyczajnego – jeğli tak bċdzie dogodniej.

11. § 1. W trzecim roku profesor niech objağni drugĆ ksiċgċ dzieâa De Generatione, ksiċgi dzieâa De Anima i MetaÀzykċ. Przy pierwszej ksiċdze dzieâa De Anima niech dokona ogólnego przeglĆdu poglĆdów Àlozofów staroīytnych (...).

17. Co miesiĆc majĆ byý dysputy, w których trzech bċdzie argumentowaý rano, a trzech po obiedzie, pierwszy przez godzinċ, a pozostali przez okoâo trzy kwadranse.

I rano jako pierwszy niech dyskutuje jakiğ teolog (jeğli jest duīo teologów) przeciw metaÀzykowi, przeciw Àzykowi – metaÀzyk, przeciw logikowi – Àzyk. Ale po obiedzie niech dyskutujĆ metaÀzyk z metaÀzykiem, Àzyk z Àzykiem, logik z logikiem. Równieī rano metaÀzyk, a po obiedzie Àzyk krótko i ÀlozoÀcznie umocniĆ argumentami jednĆ i drugĆ konkluzjċ (...).

Reguây profesora matematyki 1. Sâuchaczom Àzyki niech wykâada w klasie przez okoâo trzy kwadranse Elementy Euklidesa, a po nich po dwóch miesiĆcach niech doâĆczy coğ z geograÀi, opisu wszechğwiata, albo z tego, czego chċtnie sâuchajĆ. I to niech wykâada razem z Euklidesem, albo tego samego dnia, albo dnia nastċpnego.

2. Co miesiĆc, albo przynajmniej co dwa miesiĆce, jeden ze sâuchaczy, w obecnoğci licznie zgromadzonych Àlozofów i teologów, niech wyâoīy jakiğ sâynny problem matematyczny. Potem, jeğli bċdzie trzeba, niech go siċ argumentuje.

Ratio atque institutio studiorum czyli Ustawa szkolna Towarzystwa Jezusowego (1599), wstċp i opracowanie Kalina Bartnicka i Tadeusz Bieĕkowski, Warszawa 2001.

Jezuici bardzo szybko rozprzestrzeniali siċ w Rzeczpospolitej. W koĕcu XVII wieku w Polsce i na Litwie byâo 11 prowadzonych przez nich szkóâ, a w 1700 r. juī 51.

W 1579 r. zostaâ zatwierdzony akt Stefana Batorego, podnoszĆcy kolegium jezuickie w Wilnie do rangi uniwersytetu (Academia et Universitas Vilnensis Soc. Jesu).48

Miaâ on poczĆtkowo tylko dwa wydziaây: teologii i ÀlozoÀi, poniewaī jezuici uznali, īe medycyna i prawo nie sĆ im potrzebne do wychowania mâodzieīy dla potrzeb Koğcioâa. Uczelnia wileĕska odegraâa waīnĆ rolċ w walce z reformacjĆ i ortodoksjĆ koğcioâa rosyjskiego i miaâa w poczĆtkowym okresie istnienia kilku wybitnych pro-

48 L. Piechnik, PoczĆtki Akademii Wileĕskiej 1579–1599, Rzym 1984; tenīe, Rozkwit Akademii Wileĕskiej w latach 1600–1655, Rzym 1983;

M. Baliĕski, Dawna Akademia Wileĕska, Petersburg 1862; J. Bieliĕski, Uniwersytet Wileĕski (1579–1831), t. 1, Kraków 1899.

30

CZĊĞü 1. FIZYKA W POLSCE DO 1795 ROKU

fesorów, jak Piotr Skarga, tâumacz Biblii Jakub Wujek i poeta Maciej Sarbiewski. Nie byâo natomiast tak wyróīniajĆcych siċ postaci w naukach ğcisâych. Od poâowy XVII wieku uniwersytet chyliâ siċ stopniowo ku upadkowi wskutek najazdów i zniszczeĕ i w XVIII wieku nie róīniâ siċ od zwykâych kolegiów jezuickich.

W 1608 r. powstaâo pierwsze kolegium jezuickie we Lwowie. Zostaâo one przeksztaâcone w Akademiċ aktem fundacyjnym króla Jana Kazimierza z 20 stycznia 1661 r.49 W tym czasie wâadza królewska byâa juī znacznie osâabiona i akt utworzenia nowej uczelni wymagaâ zatwierdzenia przez sejm. To jednak nie nastĆpiâo wskutek skutecznej akcji protestacyjnej Akademii Krakowskiej, która obawiaâa siċ konkurencji. W wyniku dâugich sporów, wyniszczajĆcych obie strony konÁiktu, Akademia we Lwowie przetrwaâa jako uczelnia o poziomie akademickim, ale nie mogâa w aktach prawnych uīywaý nazwy akademii, a stopnie doktora mogây byý nadawane tylko z teologii. W opinii powszechnej byâa to jednak uczelnia równowaīna uniwersytetowi, z czterema wydziaâami: FilozoÀcznym, Medycznym, Prawa i Teologicznym.

Oczywiğcie w pierwszym okresie istnienia wyīszych uczelni jezuickich w Wilnie i we Lwowie ich studenci zapoznawali siċ wyâĆcznie z ÀzykĆ arystotelesowskĆ.

Wğród nazwisk wykâadajĆcych tam profesorów brak wybitnych postaci.50 Stanisâaw Kot podkreğlaâ, iī: „Objaw to znamienny, īe na tak ogromnĆ liczbċ osób, zajmujĆcych siċ z urzċdu naukami, ksiĆīkĆ i szkoâĆ – juī w r. 1616 byâo w Polsce 800 jezuitów, a liczba ta w ciĆgu stu lat siċ potroiâa – jezuici polscy nie wydali z poğród siebie īadnego wielkiego uczonego, a nawet i drugorzċdnych zaledwie kilka nazwisk moīna siċ wğród nich doszukaý. Nie byâo teī miċdzy nimi īadnego, który by siċ zajmowaâ choý w skromnej mierze teoriĆ pedagogicznĆ, nie wytworzyli īadnej literatury pedagogicznej. To ich zaniedbanie siċ odbiâo fatalnie na stanie ich szkóâ, a stĆd i na caâym poziomie kultury polskiej.51

W XVII wieku wğród jezuitów polskich zajmujĆcych siċ naukami ğcisâymi wyróīniali siċ Adam Kochaĕski (1631–1700), Stanisâaw Solski (1622–1701) i Wojciech Tylkowski (1625–1695).

Kochaĕski pochodziâ z Dobrzynia, po ukoĕczeniu szkoây ğredniej w Toruniu wstĆpiâ do zakonu jezuitów i od 1654 r. studiowaâ ÀlozoÀċ w Akademii Wileĕskiej.

Po opanowaniu Wilna przez Rosjan od 1655 r. kontynuowaâ studia w Molsheim i Würzburgu. Potem studio49 L. Finkel, S. Starzyĕski, Historya Uniwersytetu Lwowskiego, Lwów 1894; F. Jaworski, Uniwersytet Lwowski, Lwów 1912.

50 L. Piechnik, PoczĆtki Akademii…, op. cit.; tenīe, Rozkwit Akademii Wileĕskiej…, op. cit.; G. áuszczak, Nauczyciele i wychowawcy szkóâ jezuickich we Lwowie 1608–1773, WAM, Kraków 2010.

51 S. Kot, Historia…, op. cit., t.1, s. 267–268.

Ryc. 3.4. Strona tytuâowa ksiĆīki Tylkowskiego (1692), w której jest dyskusja zjawisk Àzycznych w jċzyku polskim

waâ teologiċ w Moguncji i jednoczeğnie wykâadaâ tam matematykċ. W 1678 r. zostaâ zaproszony przez Jana III Sobieskiego jako nauczyciel jego synów Jakuba, Aleksandra i Konstantego. Byâ nadwornym matematykiem i bibliotekarzem królewskim. W latach 1685–1690 przebywaâ w Gdaĕsku, a w 1697 r. przeniósâ siċ do Cieplic, gdzie zmarâ. Byâ uczonym o wszechstronnych zainteresowaniach, utrzymywaâ kontakty naukowe z wieloma znanymi uczonymi, np. Gotfriedem Leibnizem, Athanasiusem Kircherem i Gasparem Schottem.

Jako pierwszy Polak publikowaâ prace w „Acta Eruditorum”. Wiċkszoğý dotyczyâa matematyki i astronomii, napisaâ jednak takīe artykuây dotyczĆce mechaniki.52 Wojciech Tylkowski uczyâ siċ w kolegium jezuickim w Puâtusku, potem w Wilnie studiowaâ ÀlozoÀċ, teologiċ i retorykċ. Studia kontynuowaâ w Poâocku i Nieğwieīu, 52 Gaspar Schott umieğciâ pracċ Kochaĕskiego dotyczĆcĆ mechaniki – Analecta mathematica, sive theoreses mechanicae de natura Machinarum fundamentalium et novo motionum machinalium Principio universali et unico – na koĕcu (s. 621–657) swego dzieâa Cursus mathematicus sive absoluta omnium mathematicarum encyclopaedia, Bamberg 1660; artykuâ Kochaĕskiego Consideratio speciminis libri de momentis gravium dotyczĆcy rozkâadania siâ na równi pochyâej ukazaâ siċ w Acta Eruditorum, 262, (1685).

3. WIEK XVII

31

a nastċpnie w Pradze. W latach 1670–1673 przebywaâ w Rzymie jako penitencjarz polski w bazylice ğw. Piotra.

Podczas tego pobytu poznaâ Athanasiusa Kirchera i utrzymywaâ z nim kontakt listowny po powrocie do Polski. Wykâadaâ w róīnych kolegiach jezuickich. Byâ poliglotĆ, znaâ siedem jċzyków obcych, dziċki czemu studiowaâ dzieâa obce i zebrane tam informacje kompilowaâ w swych kilkudziesiċciu ksiĆīkach. Na wyróīnienie zasâuguje przede wszystkim jego dziesiċciotomowa Physica curiosa (Oliwa 1680–1691), liczĆca âĆcznie ponad 5200 stron. Jest to w zasadzie obszerny wykâad Àzyki arystotelesowskiej, ale z bogatymi uzupeânieniami i cytowaniem odkryý nowszych autorów. Meteorologia curiosa. Seu Meteora per experientias decucta (1669) byâa cenionym w Europie podrċcznkiem geograÀi Àzycznej.

Zagadnienia matematyczne popularyzowaâ Tylkowski w ksiĆīkach Arithmetica curiosa (Kraków 1668) i Geometria practica curiosa (Kraków 1692).

W ksiĆīkach Tylkowskiego jest wiele osobliwoğci, informacji bâċdnych, bezkrytycznie przepisanych od innych autorów. Z tego powodu wielu historyków uznawaâo Tylkowskiego za przedstawiciela ciemnogrodu.

Jednak zdaniem innych, np. Janusza Tazbira, w twórczoğci Tylkowskiego moīna siċ doszukaý wielu aspektów pozytywnych, poniewaī dĆīyâ od do popularyzowania wğród czytelników w Polsce róīnych informacji dotyczĆcych przyrodoznawstwa, a umieszczajĆc w tytule sâowo curiosa chciaâ zafrapowaý i przyciĆgnĆý czytelnika.53 Jego dzieâa byây znane i czytane w Europie i nawet obecnie sĆ dobrze wspominane.54 Tylkowski sporzĆdziâ skrót swych dzieâ przyrodoznawczych i ÀlozoÀcznych w jċzyku polskim i wydaâ pod tytuâem Uczone Rozmowy Wszystkċ w sobie prawie zawieraiĆce FilozoÀiĆ (1692). W tej ksiĆīce próbowaâ m.in. podaý polskie odpowiedniki rozmaitych terminów naukowych. „Fizyka wziċâa to sobie za zabawċ aby nam rzeczy materyalnych poczĆtki, przyczyny, wâasnoğci wszystkim pospolite wytâumaczyâa (...). Fizykċ tedy caâĆ podzielem na czċğci piċý. Pierwsza o rzeczach materyalnych w pospolitoğci. Wtora O ğwiecie y Niebie. Trzecia o tym co siċ traÀa ná Elementach a to zowiĆ Meteorami. Czwarta, o poczynaniu siċ y giniċciu rzeczy materyalnych. PiĆta o Duszy 53 J. Tazbir, Wojciech Tylkowski – polihistor oğmieszony, KHNiT, 23, nr 1, s. 83–100 (1978).

54 M. Brun, Tableau de la Pologne ancienne et moderne, Paris 1807; J.V. Melion, Geschichte der Mineral-Quellen des Österreischen Kaiserthums, Prag 1847; W. Ahrens, Das „Josephspiel”, ein aritmetisches Kunststuck, Archiv für Kulturgeschichte, 1914; C. Proskauer, przekâad niemiecki Tylkowskiego Disquisitio physica über der Winaer Knaben mit dem goldenen Zahn 1674, [w:] Quellen und Beiträge zur Geschichte der Zahnkunde, Berlin 1921; G. Burger, Making contact: Maps, Identity, and Travel, University of Alberta, 2003; N. Kenny, The uses of curiosity in early modern France and Germany, Oxford University Press, Oksford 2004.

32

CZĊĞü 1. FIZYKA W POLSCE DO 1795 ROKU

albo rzeczach īyiĆcych, ktorĆ wiċc zowiĆ AnimalistykĆ, y na tym siċ caâa FilozoÀa skoĕczy.”55

Tylkowski zdawaâ sobie sprawċ z bardzo niskiego poziomu wyksztaâcenia rodaków. Próbowaâ mimo to przekazywaý czytelnikom proste informacje z Àzyki i matematyki. Wybraâ metodċ prostych pytaĕ i odpowiedzi podawanych jak najprostszym jċzykiem. Jako przykâad zacytujmy informacjċ o prawie Archimedesa. „Czċğý czwarta Àzyki. O poczynaniu siċ rzeczy y ginieniu. Rozdziaâ VI. O wâasnoğciach czterech elementów.

18. Czemu na jedne strone szali wâoīywszy oâow, a na druga naprzykâad kamieĕ rowney wagi, gdy w wodzie szale zanurzy oâow wiċcey bċdzie waīyâ niī kamieĕ?

Kamieĕ taki w wodzie bċdĆc wiċcey mieysca zastĆpi niī oâow, a im wiċcey zastĆpi, to sobie woda wytrĆca z iego wagi tak wiele jakoby sama waīyâa bywszy w takiey wielkoğci w iakiey iest kamieĕ, a dlatego iuī kamieĕ līeyszym bydĩ przyczyna: iakoī teī y oâow iest līeyszym niī na powietrzu bo z niego wyimuie woda tak wiele ciċīaru iakoby miaâa w takiey wielkoğci w iakiey iest oâów, ale īe oâow maâo wody wytrĆca maâo teī wytrĆca wagi w wodzie kamieĕ wiċcey.

19. Ktore rzeczy cale tonĆ w wodzie, a które pâywaiĆ?

TonĆ te które maiĆ wiċkszy ciċīar niī woda gdyby w ich wielkoğci byâa: pâywaiĆ które mnieyszy ciċīar maiĆ.”

Kochaĕski i Tylkowski pisali niemal wyâĆcznie po âacinie. Pierwszym piszĆcym o mechanice po polsku byâ Solski, który pochodziâ z Kalisza i tam uczyâ siċ w szkoâach jezuickich. WstĆpiâ do zakonu w 1638 r. w Krakowie, potem studiowaâ ÀlozoÀċ w Kaliszu i teologiċ w Poznaniu. Byâ profesorem w róīnych szkoâach jezuickich, a od 1666 r. kapelanem hetmana Jana Sobieskiego; potem zostaâ jego przybocznym matematykiem i geometrĆ.

Opublikowaâ pierwsze w jċzyku polskim dzieâo dotyczĆce mechaniki: Architekt polski (1690). Podejmowaâ próby zbudowania perpetuum mobile. Moīe to nas dziwiý obecnie, ale wtedy takie próby byây doğý czċste i dopiero sto lat póĩniej Akademia Nauk w Paryīu ogâosiâa, īe nie bċdzie rozpatrywaý pomysâów maszyny wiecznego ruchu.

W 1642 r. niechċtny jezuitom król Wâadysâaw IV sprowadziâ do Polski zakon pijarów, co istotnie zmieniâo sytuacjċ w szkolnictwie w naszym kraju.

Zaâoīyciel tego zakonu, Hiszpan José de Calasanz, utworzyâ w Rzymie pierwszĆ w Europie bezpâatnĆ i dziaâajĆcĆ bez dyskryminacji szkoâċ elementarnĆ, a w celu zapewnienia dopâywu nauczycieli powoâaâ w 1617 r. kongregacjċ religijnĆ Scholarum Piarum. Do ksztaâcenia tych nauczycieli zapraszaâ wybitnych uczonych, wğród których byli np. Alfonso Borelli, Benedetto Castelli, Àlozof 55 W. Tylkowski, Uczone Rozmowy Wszystkċ w sobie prawie zawieraiĆce FilozoÀiĆ, Warszawa 1692.

Tomasso Campanella, a nawet sam Galileusz, który juī po swym procesie wyksztaâciâ kilkunastu pijarów, nazywanych przez historyków Galileuszowcami.56 W koĕcowych latach īycia Galileusza, kiedy przebywajĆcy w areszcie domowym uczony utraciâ wzrok, pomocĆ w pracy naukowej sâuīyli mu uczniowie pijarscy. Po ğmierci wielkiego uczonego wrogowie pijarów rozpoczċli przeciwko nim intrygi w kurii rzymskiej. Pijarskich uczniów Galileusza wypċdzono z Florencji, a Calasanz zostaâ aresztowany w Rzymie i musiaâ stanĆý przed Ğw. OÀcjum. Zmuszono go do rezygnacji z kierowania zaâoīonym w Rzymie zakâadem wychowawczo-naukowym Collegio Nazareno. W 1646 r. nastĆpiâa kasata zakonu pijarów.

Wâadysâaw IV nie zgodziâ siċ na ogâoszenie w Polsce dekretu kasacyjnego zakonu pijarów i przekazaâ go Akademii Krakowskiej do zbadania, czy nie zachodziâo wprowadzenie wâadzy w bâĆd, co podwaīaâoby wartoğý prawnĆ tego aktu. Ceniâ Galileusza i miaâ z nim kontakty nawet w okresie, kiedy uczony przebywaâ w areszcie domowym. W 1638 r. prosiâ go o przysâanie szkieâ do lunet.57 Wskutek staraĕ polskiego episkopatu i dworu oraz dworów hiszpaĕskiego i toskaĕskiego zakon pijarów zostaâ po 10 latach reaktywowany, a w 1669 r. odzyskaâ peâne uprawnienia sprzed kasaty.58 Zwolennicy nauk Galileusza skupili siċ w miasteczku Chieti na póânoc od Neapolu i tam po przywróceniu zakonu przez papieīa powstaâa szkoâa, w której wykâadano matematykċ, Àzykċ i ÀlozoÀċ w duchu mistrza.

Zaâoīyciel zakonu pijarów miaâ szczególny kult dla nauk ğcisâych, ceniâ kontakty naukowe z Galileuszem i w sprawach nauki odznaczaâ siċ wielkĆ tolerancjĆ. Szkoây pijarskie, które wkrótce rozpowszechniây siċ w wielu krajach, przeâamaây jednostronnoğý humanistycznĆ szkolnictwa jezuickiego.

Wâadysâaw IV osiedliâ pierwszych pijarów w Warszawie na rogu ulic Miodowej i Dâugiej. Pierwsze kolegium pijarskie w Polsce powstaâo w 1643 r. w Podoliĕcu na Spiszu, nastċpne w Rzeszowie (1655), Krakowie (1664), Cheâmie (1667) i innych miejscowoğciach. Do koĕca XVII wieku powstaâo 13 kolegiów prowadzonych przez ten zakon. Ekspansji szkóâ pijarskich przeciwstawiali siċ 56 J. Buba, Rodowód Collegium Nobilium, [w:] Nowoīytna myğl naukowa w szkoâach i ksiċgozbiorach polskiego oğwiecenia, red. Irena Stasiewicz-Jasiukowa, Ossolineum, Wrocâaw 1976, s. 17–45; J. Buba, Pijarzy w Polsce (próba charakterystyki), [w:] Nasza Przeszâoğý. Studia z dziejów Koğcioâa i kultury katolickiej w Polsce, t. 15, Kraków 1962, s. 13–37.

57 Polski przekâad korespondencji Wâadysâawa IV z Galileuszem podaâ Aleksander Przeĩdziecki, Biblioteka Warszawska, t. 3, 1849, s.191–193.

58 A. Gawlikowski, Polska w obronie zakonu pijarów i jego zaâoīyciela (1642–1648), [w:] Nasza Przeszâoğý. Studia z dziejów Koğcioâa i kultury katolickiej w Polsce, t. 15, Kraków 1962, s. 39–56.

zazdroğni o swój monopol jezuici. Stosowali w walce z pijarami nawet bardzo brutalne ğrodki, zwâaszcza nie chcĆc ich dopuğciý do Lwowa i Wilna.59 W Rzeczypospolitej powstaâo teī kilka szkóâ zorganizowanych i utrzymywanych przez inne zakony: bazylianów, teatynów i ksiċīy komunistów.

3.4. GIMNAZJA AKADEMICKIE W POLSCE Tak zwane gimnazja akademickie byây zakâadane przez protestantów w Prusach Królewskich.60 Gimnazjum w ElblĆgu powstaâo w 1535 r., w Gdaĕsku – w 1558 r., a w Toruniu – w 1568 r. W XVI lub na poczĆtku XVII wieku szkoây te osiĆgnċây status szkóâ póâwyīszych, poniewaī w programie ich trzech koĕcowych klas (suprema, prima i secunda) byây przedmioty wykâadane na pierwszych latach studiów uniwersyteckich. Niezaleīnie od ich fundamentalizmu religijnego, gimnazja akademickie przodowaây w Polsce w przyswajaniu nowych odkryý i poglĆdów Àzycznych.

Gdaĕsk, perâa Korony Polskiej, byâ tċtniĆcym īyciem, bogatym miastem, w którym osiedlali siċ przybysze z wielu krajów. Ludnoğý Gdaĕska byâa wielonarodowa – poza Polakami mieszkali tam Niemcy (tych byâo najwiċcej), Holendrzy, Anglicy, Szkoci, Wâosi, Francuzi, Duĕczycy i inni.

Wybitnym profesorem w Gdaĕsku na poczĆtku XVII wieku byâ Bartâomiej Keckermann61 (1572–1609) pochodzĆcy z kalwiĕskiej rodziny kupieckiej. Ksztaâciâ siċ w Gdaĕskim Gimnazjum Akademickim (1587–1590), a nastċpnie odbyâ studia na uniwersytetach w Wittenberdze, Lipsku i Heidelbergu (1590–1595). Po uzyskaniu stopnia magistra w Heidelbergu rozpoczĆâ tam studia teologii. Jednoczeğnie prowadziâ wykâady z ÀlozoÀi, logiki i hebraistyki. Po uzyskaniu stopnia bakaâarza z teologii powróciâ w 1602 r. do Gdaĕska i objĆâ stanowisko profesora ÀlozoÀi w Gimnazjum Akademickim.

59 M. Baliĕski, Dawna Akademia Wileĕska, Petersburg 1862; L. Finkel, S. Starzyĕski, Historya Uniwersytetu Lwowskiego, Lwów 1894.

60 S. Salmonowicz, Fizyka w gimnazjach akademickich Prus Królewskich, KHNiT, 25, nr 3, 1980, s. 513–523; tenīe, Nauczanie ÀlozoÀi w Toruĕskim Gimnazjum Akademickim (1568-1793), [w:] Nauczanie ÀlozoÀi w Polsce w XV–XVIII w., red. Lech Szczucki, Wrocâaw 1978, s. 151–156; M. Czerniakowska, Matematyka i Àzyka w Gimnazjum Gdaĕskim, [w:] Gdaĕskie Gimnazjum Akademickie, t. 1, Szkice z dziejów, red. Edmund Kotarski, Wydawnictwo Uniwersytetu Gdaĕskiego, Gdaĕsk 2008, s. 155–181; M. Brodnicki, FilozoÀa w Gdaĕskim Gimnazjum Akademickim, tamīe s.181–205.

61 B. Nadolski, Īycie i dziaâalnoğý naukowa uczonego gdaĕskiego Bartâomieja Keckermanna, Toruĕ 1961.

3. WIEK XVII

33

Ryc. 12.80. FotograÀa zbiorowa czċğci uczestników Eksperymentu ZEUS na tle zbudowanego przez siebie detektora ZEUS w instytucie DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron) w Hamburgu. Wspóâpracċ ZEUS zorganizowano w celu badania oddziaâywaĕ elektronów z protonami przy bardzo wielkich energiach. Detektor ZEUS o wymiarach 12 m x 11 m x 15 m miaâ widoczny na fotograÀi ogromny magnes, w którego polu magnetycznym czĆstki naâadowane poruszaây siċ po zakrzywionych torach. Wokóâ magnesu znajdowaâo siċ wiele detektorów do rejestracji czĆstek i wyznaczania ich wâağciwoğci. DziesiĆtki tysiċcy kabli sâuīyâo do przesyâania sygnaâów z tych detektorów do centralnego komputera w celu dalszej analizy. Caâkowity ciċīar detektora wynosiâ 3600 ton.

Zespóâ Wspóâpraca ZEUS liczyâ prawie 400 Àzyków z 48 uczelni i instytutów z 12 paĕstw, w tym z Polski.

Na fotograÀi widaý tylko okoâo poâowy czâonków tego zespoâu (© DESY)

Fizycy polscy prowadzili badania w eksperymentach o nazwach ZEUS i H1, których celem byâo badanie oddziaâywaĕ elektron–proton przy uīyciu ogromnego zespoâu detektorów. Warszawski zespóâ (IPJ i UW) zaprojektowaâ i zbudowaâ instrumentacjċ zewnċtrznego kalorymetru īelaznego ZEUS-a, tzw. BAC (Backing Calorimeter). W Warszawie zbudowano okoâo 5500 aluminiowych komór proporcjonalnych (o caâkowitej powierzchni okoâo 3000 m2) i zainstalowano je w DESY. System gazowy zasilajĆcy te komory skonstruowaâa grupa krakowska (AGH i IFJ), która zbudowaâa równieī detektor ğwietlnoğci. Do eksperymentu H1 Àzycy i inīynierowie z Krakowa zbudowali wielostopniowy ukâad wyzwalania aparatury wraz z systemem jego monitorowania. Instalacja tych czċğci detektorów w DESY byâa trudnym przedsiċwziċciem. Po ponad szeğciu latach budowy akceleratora HERA, w 1992 r. w eksperymentach ZEUS i H1 rozpoczċto zbieranie danych o zderzeniach elektron–proton w nieosiĆganym wczeğniej zakresie energii zderzeĕ. Asymetryczny ukâad przyspieszaczy elektronów i protonów pozwoliâ osiĆgnĆý bardzo szeroki 484

CZĊĞü 4. PO 1945 ROKU

zakres przekazów czteropċdu (Q2) tak istotny w badaniach funkcji struktury protonu w tzw. rozpraszaniu gâċboko nieelastycznym (Deep Inelastic Scattering, DIS).

Z wyników warto przytoczyý wyznaczenie funkcji struktury protonu w niedostċpnym dotychczas obszarze maâych wartoğci tzw. zmiennej x Bjorkena oraz nieoczekiwane i nie do koĕca jeszcze zrozumiane odkrycie zderzeĕ z tzw. duīym odstċpem miċdzy czĆstkami wtórnymi w pospiesznoğci (rapidity), ğwiadczĆce o wystċpowaniu wewnĆtrz protonu pozbawionych koloru obiektów punktowych. Przedmiotem badaĕ byây równieī tzw. procesy dyfrakcyjne, fotoprodukcja oraz poszukiwanie zjawisk wychodzĆcych poza Model Standardowy: leptokwarków, oddziaâywaĕ punktowych i dodatkowych wymiarów.303 303 Na przykâad: ZEUS Collaboration (M. Derrick i in.), Measurement of the proton structure function F2 in e p scattering at HERA, Phys. Lett., B316, s. 412–426 (1993); Observation of jet production in deep inelastic scattering with a large rapidity gap at HERA, Phys. Lett., B332, s. 228–243 (1994).

Ryc. 12.81. Aleksander Zawadzki (1918–1997)

Ryc. 12.82. Jerzy Wdowczyk (1935–1996)

Trzecim polskim oğrodkiem, w którym prowadzono badania w Àzyce promieniowania kosmicznego i wysokich energii byâa áódĩ, gdzie grupĆ Àzyków z Uá i IBJ kierowaâ Aleksander Zawadzki.304 Jego rozprawa o hodo304

(1998).

R. Firkowski, Aleksander Zawadzki (1918–1997), PF, 49, s. 117–118

skopowym badaniu promieniowania kosmicznego305 byâa pierwszĆ monograÀĆ z Àzyki wysokich energii opublikowanĆ w Polsce. Po zbudowaniu i sprawdzeniu ğwietnej aparatury licznikowej do badaĕ wielkich pċków promieniowania kosmicznego, rozpoczċto poszukiwania wielkich pċków wytworzonych przez fotony bardzo wysokich energii.

NajwybitniejszĆ postaciĆ w oğrodku âódzkim byâ Jerzy Wdowczyk306, który opracowaâ procedury analityczne, uâatwiajĆce bardzo skomplikowanĆ analizċ danych z wielkich pċków. Po wyjeĩdzie Zawadzkiego do Francji w 1968 r. kierowaâ on badaniami wysokich energii w áodzi.

Kilkuletnie poszukiwania fotonów przyniosây sukces.

Stwierdzenie ich wystċpowania w pierwotnym promieniowaniu kosmicznym byâo waīnym rezultatem takīe dla astroÀzyki. Istotnym wynikiem byâo zaobserwowanie punktowego ĩródâa promieniowania zwiĆzanego z MgâawicĆ Krab (1980). Rozpoczċâo to seriċ obserwacji takich punktowych ĩródeâ. Duīe zainteresowanie wywoâaâa obserwacja w 1983 r. fotonów wysokiej energii pochodzĆcych z periodycznego ĩródâa promieniowania rentgenowskiego Cyg X-3. Grupa âódzka uczestniczyâa takīe we Wspóâpracy PAMIR, analizujĆcej oddziaâywania przy energii powyīej 1000 TeV z wykorzystaniem komór emulsyjnych nağwietlanych przez promienie kosmiczne na wysokoğci 4370 m w górach Pamiru. Wdowczyk, we wspóâpracy z angielskim Àzykiem Arnoldem Wolfendalem z uniwersytetu w Durham, zaproponowaâ model W–W, opisujĆcy rozwój wielkich pċków.

Badania w teorii czĆstek elementarnych i oddziaâywaĕ wysokich energii rozpoczċây siċ w Polsce dopiero kilka lat po wojnie.307 CharakteryzujĆc wówczas dorobek polskich Àzyków w tej dziedzinie, Józef Werle podkreğliâ, īe: „(...) teoria czĆstek elementarnych jest wyjĆtkowo ĩle okreğlonym dziaâem Àzyki. Jeğli wâĆczy siċ do niej wszystkie teoretyczne rozwaīania dotyczĆce systematyki, sprzċīeĕ, struktury czĆstek elementarnych oraz reakcji, w których one uczestniczĆ, to okaīe siċ, īe wiele zagadnieĕ Àzyki jĆdrowej – w szczególnoğci Àzyki jĆdrowej wysokich energii – naleīy do Àzyki czĆstek elementarnych. Równie trudno przeprowadziý liniċ podziaâu miċdzy badaniami kwantowych teorii pola a teoriĆ czĆstek elementarnych. Wiele prac z kwantowej teorii pola ma poğredni zwiĆzek z teoriĆ czĆstek elementarnych, choý w wiċkszoğci przypadków zwiĆzek ten jest doğý luĩny. Wypâywa to z faktu, īe nie ma jeszcze īadnej zadowalajĆcej teorii czĆstek elementarnych i wszystkie próby zmierzajĆce 305 A. Zawadzki, Hodoskopowe wyznaczanie przebiegów koherentnych i niekoherentnych czĆstek promieniowania kosmicznego, áTN, áódĩ 1954.

306 M. Giller, Jerzy Wdowczyk (1935–1996), PF, 48, nr 4, s. 373–378 (1997); A. Wolfendale, Jerzy Wdowczyk, Physics World, November 1996, s. 55.

307 J. Werle, Teoria jĆdra atomowego i czĆstek elementarnych, [w:] Energia jĆdrowa w Polsce w latach 1955–1960, red. Józef Hurwic, PWN, Warszawa 1963, s. 91–94.

12. OD WZGLĊDNEJ PROSPERITY DO ZAPAĞCI

485

do jej stworzenia na podstawie pojċcia kwantowych pól sĆ w tej chwili tylko dosyý pustym przypuszczeniem.”308

Pierwsze teoretyczne prace z Àzyki czĆstek i wysokich energii w Polsce wykonywali Jerzy Rayski w Krakowie, Jan áopuszaĕski i Jan Rzewuski we Wrocâawiu oraz Wojciech Królikowski i Józef Werle w Warszawie. Prace Rayskiego dotyczyây propozycji unitarnych wielowymiarowych i nielokalnych teorii. áopuszaĕski napisaâ kilka prac na temat teorii kaskad. Rzewuski zajmowaâ siċ m.in. macierzĆ S. Królikowski rozpoczĆâ badania nad klasyÀkacjĆ czĆstek elementarnych i symetriami oddziaâywaĕ silnych i sâabych.

Józef Werle (1923–1998) byâ absolwentem Uniwersytetu Poznaĕskiego. Po roku asystentury na Uniwersytecie Jagielloĕskim przeniósâ siċ w 1950 r. do UW i tu zostaâ asystentem Infelda. Zajmowaâ siċ najpierw mezonowĆ teoriĆ siâ jĆdrowych, a potem ogólnĆ relatywistycznĆ teoriĆ oddziaâywaĕ wieloczĆstkowych. W 1960 r. objĆâ kierownictwo nowo utworzonej Katedry Teorii JĆdra i Reakcji JĆdrowych, w której wbrew jej nazwie zajmowano siċ nie tylko siâami i reakcjami jĆdrowymi, lecz takīe problematykĆ czĆstek elementarnych. Kierownikiem drugiej nowej Katedry Teorii CzĆstek Elementarnych zostaâ Wojciech Królikowski, który uzyskaâ doktorat pod opiekĆ Wojciecha Rubinowicza. Królikowski zajmowaâ siċ poczĆtkowo teoriĆ promieniowania i elektrodynamikĆ kwantowĆ. Badaâ problem stanów zwiĆzanych, a w latach 1955–1957 napisaâ wraz z Janem Rzewuskim (wtedy juī profesorem Uniwersytetu Wrocâawskiego) kilka prac o relatywistycznym równaniu falowym dla ukâadu dwu czĆstek Diraca, wynikajĆcym z elektrodynamiki kwantowej. Pod koniec lat piċýdziesiĆtych zaczĆâ pracowaý nad problemami zwiĆzanymi z klasyÀkacjĆ znanych w owym czasie leptonów i hadronów oraz ich oddziaâywaĕ. W latach 1960–1961 staraâ siċ rozszerzyý pojċcie izospinu na znane wtedy leptony: neutrino, elektron i mion, co doprowadziâo do hipotezy, īe musi istnieý w przyrodzie jeszcze drugie neutrino skojarzone w oddziaâywaniach sâabych z mionem.

W 1969 r. z Zakâadu Teorii CzĆstek Elementarnych zostaâ wydzielony osobny Zakâad Fizyki Teoretycznej Wysokich Energii, którego kierownictwo objĆâ Biaâkowski, a jego wspóâpracownikami byli Zygmunt Ajduk, Wiesâaw Macek, Stefan Pokorski i Grzegorz Rohoziĕski.

Ich badania skupiaây siċ na teorii oddziaâywaĕ silnych, przede wszystkim na modelach teoretycznych procesów produkcji wielu czĆstek w zderzeniach hadronów przy wysokich energiach. Biaâkowski z grupĆ mâodych teo308 J. Werle, Teoria czĆstek elementarnych, [w:] Energia jĆdrowa w Polsce w latach 1961–1963, red. Józef Hurwic, PWN, Warszawa 1966, s. 99–103.

486

CZĊĞü 4. PO 1945 ROKU

retyków kontynuowaâ badania nad zwiĆzkami dyspersyjnymi i ideĆ bootstrapu i rozwijaâ badania nad fenomenologiĆ oddziaâywaĕ silnych w ramach efektywnych modeli teoretycznych, takich jak model multiperyferyczny, model czĆstki wiodĆcej, model biegunów Reggego odkrytych w 1959 r., strukturĆ deuteronu, efektami cieniowymi w rozpraszaniu i tzw. metodĆ Glaubera.

W nastċpnych latach pojawiâo siċ wielu uzdolnionych mâodych teoretyków, którzy rozwijali takīe badania fenomenologiczne silniej powiĆzane z doğwiadczeniem. Modelami mechanizmu zderzeĕ przy wysokich energiach zajmowali siċ Wiesâaw Czyī, Andrzej Kotaĕski i Józef Namysâowski w Krakowie oraz Józef Werle, Andrzej Krzywicki i Ryszard RĆczka w Warszawie. Inni teoretycy warszawscy (Grzegorz Biaâkowski, Andrzej Jurewicz, Leszek áukaszuk, Michaâ Ğwiċcki i Jerzy Wrzecionko) badali zastosowanie zwiĆzków dyspersyjnych. Ponadto Andrzej Deloff, Jerzy Szymaĕski i Jerzy Wrzecionko rozwijali teoriċ hiperjĆder.

Józef Werle wyraīaâ opiniċ, īe: „Prace polskie staây, ğrednio rzecz biorĆc, na dobrym ğwiatowym poziomie i odstċ p dzielĆ cy nasze oğ rodki od przodujĆ cych oğrodków zagranicznych ulegâ dalszemu zmniejszeniu.”

PoczĆtek lat siedemdziesiĆtych ubiegâego stulecia przyniósâ wydarzenia o przeâomowym znaczeniu dla Àzyki czĆstek elementarnych i wysokich energii. W doğwiadczeniach z rozpraszaniem elektronów na protonach wykonanych z wykorzystaniem akceleratora w Stanford (USA) odkryto partonowĆ strukturċ nuklronów (Jerome Friedman, Henry Kendall i Richard Taylor uzyskali za to Nagrodċ Nobla z Àzyki). Model kwarków zaproponowany w 1964 r. przez Murraya Gell-Manna i traktowany jako ciekawostka, zaczĆâ byý odtĆd traktowany jako moīliwy klucz do wyjağnienia zjawisk w Àzyce czĆstek. Nowymi osiĆgniċciami w teorii byây: powstanie modelu oddziaâywaĕ elektrosâabych Glashowa-Weinberga-Salama, skonstruowanie chromodynamiki kwantowej (Quantum Chromodynamics – w skrócie QCD) przez Gell-Manna wraz z Haraldem Fritzschem i Heinrichem Leutwylerem (przy wykorzystaniu wczeğniejszych prac Yioichiro Nambu), a nastċpnie odkrycie ciċīkiego leptonu tau (i poğrednio neutrina taonowego), kolejno trzech ciċīkich kwarków c, b i t oraz wektorowych bozonów poğredniczĆcych W±, Z i gluonów g. W ten sposób uformowaâ siċ tak zwany Model Standardowy oddziaâywaĕ fundamentalnych.

Staâo siċ jasne, īe teoria macierzy S nie moīe pretendowaý do teorii oddziaâywaĕ elementarnych. IstotnĆ dla dalszego poznania podstawowych praw budowy materii okazaâa siċ struktura kwarkowa hadronów i oddziaâywania miċdzy kwarkami. PowiĆzanie badaĕ doğwiadczalnych i teoretycznych nabraâo nowego wymiaru.

Z wyników uzyskanych w tamtym okresie warto wymieniý artykuây Stefana Pokorskiego (pierwszego doktoranta Biaâkowskiego) napisane z Leonem Van Hove.309 Opracowali oni model klastrów do produkcji wielorodnej i podali jego uzasadnienie bazujĆce na strukturze kwarkowo-gluonowej hadronów. Wyniki te staây siċ standardowym elementem fenomenologii procesów produkcji.

Na poczĆtku lat osiemdziesiĆtych Pokorski, wraz ze swoimi doktorantami i mâodymi wspóâpracownikami, rozpoczĆâ intensywne badania w kierunku teorii pól z cechowaniem dla oddziaâywaĕ fundamentalnych Modelu Standardowego i jego rozszerzeĕ. W wyniku jego wieloletnich wykâadów powstaâa waīna monograÀa poğwiċcona teorii pól z cechowaniem.310 Badania tej grupy byây poczĆtkowo poğwiċcone teorii oddziaâywaĕ silnych – chromodynamice kwantowej (QCD).

Jan Kalinowski, Maria Krawczyk i Tomasz Taylor opublikowali kilka waīnych prac opartych na rachunkach perturbacyjnych w QCD, gâównie dla procesów produkcji czĆstek z duīym pċdem poprzecznym. W pracy Wojciecha Furmaĕskiego, Roberto Petronzio i Pokorskiego311 po raz pierwszy rozszerzono rachunek perturbacyjny w QCD na obszar podczerwony w zmiennej Feynmana x = M/Q. Od ğmierci Biaâkowskiego w 1989 r. Zakâadem Fizyki Teoretycznej Wysokich Energii kierowaâ Pokorski.

Badania miaây szeroki zakres: od analiz fenomenologicznych w ramach Modelu Standardowego aī do formalnych aspektów teorii oddziaâywaĕ elementarnych. Model Standardowy zostaâ wielokrotnie sprawdzony z ogromnĆ dokâadnoğciĆ w bardzo szerokim zakresie energii i przeszedâ pomyğlnie wszystkie testy. Mimo to powszechnie sĆdzi siċ, īe jest on tylko efektywnĆ teoriĆ pewnego fragmentu gâċbszej, jeszcze nieznanej teorii. Model Standardowy nie wyjağnia przecieī obserwowanych hierarchii mas kwarków i naâadowanych leptonów, pochodzenia mas neutrin i dominacji materii nad antymateriĆ we Wszechğwiecie, jak równieī istnienia tzw. ciemnej materii.

Badania nad Modelem Standardowym dotyczyây wiċc takīe w znacznym stopniu jego moīliwego rozszerzenia, zwâaszcza pomysâów uwzglċdniajĆcych supersymetriċ, dodatkowe wymiary przestrzenne lub nowe oddziaâywania silne.

W badaniach nad rozszerzeniem Modelu Standardowego ğwiatowy rozgâos zyskaâa praca312 Stefana Pokor309 S. Pokorski, L. Van Hove, Independent production of particle clusters: a third general feature of high energy hadron collisions?, APP, B5, s. 229 (1974); S. Pokorski, L. Van Hove, High energy hadron-hadron collisions and internal hadron structure, Nucl. Phys., B86, s. 243 (1975).

310 S. Pokorski, Gauge Field Theories, Cambridge University Press, 1987.

311 W. Furmaĕski, R. Petronzio, S. Pokorski, Heavy Áavour multiplicities at very high energies, Nucl. Phys., B155, s. 253 (1979).

312 Ch.T. Hill, S. Pokorski, J. Wang, Gauge invariant effective Lagrangian for Kaluza-Klein modes, Phys. Rev., D64, s. 105005 (2001).

skiego z Christopherem Hillem i Jing Wangiem, w której wykazano, īe ewentualne istnienie w przyrodzie dodatkowych wymiarów przestrzennych moīe byý opisane w sposób dualny przez teoriċ z dodatkowymi symetriami cechowania w czterowymiarowej czasoprzestrzeni.

Koncepcji tej, znanej pod nazwĆ dekonstrukcji dodatkowych wymiarów, zostaâ nawet poğwiċcony artykuâ w dziale Science w „New York Times” (26 VI 2001). Idea dekonstrukcji byý moīe pozwoli na lepsze zrozumienie mechanizmu naruszenia symetrii elektrosâabej.

Bardzo uīytecznym narzċdziem do opisu obserwowanych cech oddziaâywaĕ czĆstek przy wysokich energiach staâ siċ tzw. addytywny model kwarków. Przyjmowano w nim proste, lecz doğý naiwne zaâoīenie, īe oddziaâywania miċdzy hadronami sĆ sumĆ oddziaâywaĕ kwarków w nukleonach (zâoīonych z trzech kwarków) i mezonach (zâoīonych z dwóch kwarków). Ten naiwny model, w którym zaniedbywano zâoīonĆ strukturċ czĆstek, tâumaczyâ, dlaczego stosunek przekrojów czynnych oddziaâywaĕ nukleon– mezon i nukleon–nukleon jest w przybliīeniu równy 2/3.

Teoretycy krakowscy, Andrzej Biaâas i Kacper Zalewski, oraz ich wspóâpracownicy opublikowali wtedy seriċ prac, w których wykorzystywali addytywny model kwarków do wyprowadzenia prostych reguâ dotyczĆcych danych doğwiadczalnych.313 Prace te przez lata cieszyây siċ duīym zainteresowaniem i byây cytowane.

Badania oddziaâywaĕ czĆstek o wielkiej energii z jĆdrami atomowymi wykazywaây, īe krotnoğý produkowanych czĆstek jest wiċksza niī w zderzeniach nukleon– nukleon, ale nie roğnie lawinowo, jak moīna by siċ spodziewaý, gdyby wewnĆtrz jĆdra byâa wytwarzana kaskada: czĆstki produkowane w zderzeniu z pierwszym nukleonem powinny oddziaâywaý z kolejnymi nukleonami. Hipoteza kaskady wewnĆtrzjĆdrowej zostaâa obalona przez pomiary.

Andrzej Biaâas, Wiesâaw Czyī314 i Marek Bâeszyĕski zaproponowali w 1976 r. model tzw. zranionych nukleonów.315 W modelu tym przyjċto zaâoīenie, īe przyczynki 313 A. Biaâas, K. Zalewski, Systematics of the relations following from the quark model (I). Relations between differential cross sections, Nucl.

Phys., B6, s. 449–464 (1969); A. Biaâas, K. Zalewski, Systematics of the relations following from the quark model (II). Constrains on decay distributions of resonances, Nucl. Phys., B6, s. 465–477 (1969); A. Biaâas, K. Zalewski, Systematics of the relations following from the quark model (III). Comparison of decay distributions of resonances prodyced in different reactions, Nucl.

Phys., B6, s. 478–482 (1968); A. Biaâas, A. Guâa, B. Muryn, K. Zalewski, Systematics of the relations following from the quark model (IV). Photoproduction, Nucl. Phys., B6, s. 483–486 (1968); A. Kotaĕski, K. Zalewski, A simple model of presenting joint decay distributions for pairs of resonances, Nucl. Phys., B4, s. 559–572 (1968).

314 A. Biaâas, Wiesâaw Czyī, 2 V 1927 – 8 IV 2017, Rocznik Polskiej Akademii Umiejċtnoğci, Rok 2016/2017, Kraków 2017, s. 223–226.

315 A. Biaâas, M. Bâeszyĕski, W. Czyī, Multiplicity distributions in nucleus-nucleus collisions at high energies, Nucl. Phys., B111, s. 461 (1976); ta praca uzyskaâa juī ponad 900 cytowaĕ.

12. OD WZGLĊDNEJ PROSPERITY DO ZAPAĞCI

487

do krotnoğci czĆstek w zderzeniach z jĆdrami pochodzĆ tylko od nukleonów „zranionych”, tj. takich pierwotnych nukleonów z pocisku lub tarczy, które co najmniej raz oddziaâaây z nukleonem tarczy lub pocisku. Model zranionych nukleonów bardzo dobrze opisuje krotnoğci czĆstek produkowanych w zderzeniach hadron–jĆdro w bardzo szerokim zakresie energii pocisku. Uzyskaâ duīĆ popularnoğý i jest czċsto cytowany.

Andrzej Biaâas i Robert Peschanski z Paryīa opublikowali takīe gâoğne prace na temat efektu intermitencji, to znaczy wystċpowania duīych lokalnych Áuktuacji w róīnych rozkâadach zmiennych kinematycznych.316 Takie Áuktuacje zostaây zaobserwowane w pojedynczych oddziaâywaniach, w których byâa produkowana bardzo duīa liczba – nawet ponad tysiĆc – czĆstek.

Ryc. 12.83. Jan Kwieciĕski (1938–2003)

Waīne wyniki teoretyczne uzyskaâ krakowski teoretyk Jan Kwieciĕski317, który od 1960 r. zajmowaâ siċ oddziaâywaniami hadronów w zderzeniach przy wielkiej 316 A. Biaâas, R. Peschanski, Intermittency in multiparticle production at high energy, Nucl. Phys., B308, s. 857–867 (1988); A. Biaâas, R. Peschanski, Moments of rapidity distributions as a measure of short-range Áuctuations in high-energy collisions, Nucl. Phys., B273, s. 703 (1986); te prace uzyskaây juī odpowiednio 830 i 1500 cytowaĕ.

317 B. Badeâek, Jan Kwieciĕski 1938–2003, PF, 55, nr 3, s. 129–130 (2004); K. Golec-Biernat, L. Leğniak, Jan Kwieciĕski (1938–2003), CERN Courier, January 2004, s. 4; W. Czyī, Jan Kwieciĕski (1938–2003), APP, 34, nr 12 (2003).

488

CZĊĞü 4. PO 1945 ROKU

energii. W pracy z 1980 r. na temat wymiany trójgluonowej z ujemnĆ parzystoğciĆ âadunkowĆ wyprowadziâ równanie tzw. odderonu, znane obecnie pod nazwĆ równania Bartelsa–Kwieciĕskiego–Praszaâowicza.318 Nastċpnie poğwiċciâ siċ badaniu struktury nukleonów. Jego pionierskie prace dotyczyây tzw. rozpraszania gâċboko nieelastycznego leptonów na nukleonach i miaây wielkie znaczenie dla planowania zderzacza HERA w oğrodku DESY w Hamburgu. Byây i sĆ uīywane w analizie i interpretacji danych uzyskanych w doğwiadczeniach przy akceleratorach w DESY, CERN-ie (Genewa), Fermilab (USA), JLAB (USA). Kwieciĕski pierwszy zrozumiaâ konsekwencje wzrostu gċstoğci gluonów obserwowanego w zderzeniach, w których biorĆ udziaâ partony (skâadniki nukleonu) o bardzo maâym pċdzie. Stworzyâ narzċdzia matematyczne umoīliwiajĆce analizċ iloğciowĆ danych doğwiadczalnych dotyczĆcych takich zderzeĕ i zaproponowaâ poglĆdowy sposób ich klasyÀkacji, tzw. diagram Kwieciĕskiego.

W latach dziewiċýdziesiĆtych XX wieku znaczna czċğý polskich Àzyków czĆstek elementarnych rozpoczċâa prace przygotowawcze do czterech eksperymentów przy budowanym w CERN-ie wielkim akceleratorze LHC (Large Hadron Collider), który jest zderzaczem protonów z protonami i jĆdrami, a takīe jĆder z jĆdrami atomowymi. Ten gigantyczny przyrzĆd mieğci siċ w tunelu o obwodzie ok. 27 km, przebiegajĆcym gâċboko pod ziemiĆ na terytorium Francji i Szwajcarii.

Polscy Àzycy i inīynierowie mieli znaczĆcy wkâad w budowċ samego zderzacza319, a takīe czterech ogromnych podziemnych ukâadów detektorowych o nazwach ALICE, ATLAS, CMS i LHCb. SĆ to najbardziej skomplikowane urzĆdzenia badawcze, jakie kiedykolwiek zbudowano.

CMS (Compact Muon Solenoid) ma 22 m dâugoğci, 15 m ğrednicy, masċ 14 000 ton i okoâo 100 milionów elementów, w ogromnej wiċkszoğci elektronicznych; byâ on budowany i testowany przez ponad 15 lat. ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) ma 46 m dâugoğci, 25 m ğrednicy i masċ 7000 ton. Podobnie jak CMS, ma okoâo 100 milionów elementów i byâ budowany i testowany przez ponad 15 lat. Oba te ogromne urzĆdzenia skonstruowano w celu potwierdzenia istnienia tzw. bozonu Higgsa, przewidywanego przez teoriċ i bċdĆcego jej fundamentalnym skâadnikiem.

318 J. Kwiecinski, M. Praszalowicz, Three gluon integral equation and odd c singlet Regge singularities in QCD, Phys. Lett., 94B, s. 413–416 (1980); G. Chachamis, A.S. Vera, Solution of the Bartels-Kwiecinski-Praszalowicz equation via Monte Carlo integration, Phys. Rev., D94, s. 034019 (2016).

319 T. Kurtyka, A. Siemko, B. Skoczeĕ, Udziaâ polskich naukowców i inīynierów w budowie wielkiego zderzacza hadronów w CERN-ie, [w:] Polska w Europejskiej Organizacji Badaĕ JĆdrowych CERN, PAU, Kraków 2004, s. 197–208.

Ryc. 12.84. Schemat detektora ATLAS

Ryc. 12.85. Schemat detektora CMS

12. OD WZGLĊDNEJ PROSPERITY DO ZAPAĞCI

489