SPIS TRE CI
Przedmowa .......................................................... VII
CZ 1. FIZYKA W POLSCE DO 1795 ROKU
Rozdzia 1. Pierwsze wieki...................................... 3
1.1. Szko y i wykszta cenie ........................................... 3
1.2. Pierwsze uniwersytety .......................................... 4
1.3. Podstawy zyki Arystotelesa ................................. 8
1.4. Witelo .................................................................. 9
Rozdzia 2. Akademia Krakowska ........................... 13
2.1. Akademia dawna i odnowiona ............................. 13
2.2. Burydanizm w Akademii Krakowskiej .................... 15
2.3. Miko aj Kopernik i znaczenie jego reformy dla zyki .............................................................. 16
Rozdzia 3. Wiek XVII ............................................. 21
3.1. Fizyka w czasach Galileusza, Gilberta, Kartezjusza, Keplera i Newtona ............................................... 21
3.2. Akademia Krakowska ............................................ 25
3.3. Szko y i akademie zakonne ................................... 29
3.4. Gimnazja akademickie w Polsce ............................ 33
3.5. Valeriano Magni i jego eksperymenty z pró ni .... 37
Rozdzia 4. Wiek XVIII ............................................ 42
4.1. Rozwój zyki i jej spo eczny odbiór w O wieceniu ....................................................... 42
4.2. Societas Physicae Experimentalis w Gda sku ............ 46
4.3. Recepcja nowej lozo i w szko ach zakonnych i w Akademii Krakowskiej ..................................... 51
4.4. Warszawa ............................................................. 58
4.4.1. Szko a Rycerska .......................................... 58
4.4.2. Towarzystwa naukowe ................................ 60
4.5. Komisja Edukacji Narodowej i jej reformy ............. 62
4.5.1. Szko a G ówna Koronna .............................. 67
4.5.2. Szko a G ówna Litewska.............................. 72
4.6. Podr czniki zyki w Polsce w XVIII wieku ............. 77
4.7. Powstawanie polskiej nomenklatury zycznej ........ 92
4.8. Fizycy w Polsce wobec wielkich odkry i idei zycznych .................................................... 94
4.8.1. Elektryczno .............................................. 94
4.8.2. Balony ....................................................... 98
4.8.3. Atomy........................................................ 99
Cz 2. POD ZABORAMI (1795–1918)
Rozdzia 5. Od III rozbioru Polski do upadku Powstania Listopadowego (1795–1832) .......................................................... 105
5.1. Towarzystwo Warszawskie Przyjació Nauk ............ 106
5.2. Liceum Warszawskie ............................................. 110
5.3. Fenomen Karola Kortuma ..................................... 112
5.4. Fizyka w Wilnie, Krzemie cu i Po ocku.................. 117
5.4.1. Uniwersytet Wile ski .................................. 117
5.4.2. Liceum Krzemienieckie ............................... 125
5.4.3. Akademia Po ocka ...................................... 125
5.5. Królewski Uniwersytet Warszawski ........................ 126
5.6. Fizyka we Lwowie ................................................ 132
5.7. Uniwersytet w Krakowie .......................................
5.8. Towarzystwo Naukowe Krakowskie
5.9. Wydawnictwa .......................................................
Rozdzia 6. Od upadku Powstania Listopadowego do zamkni cia Szko y G ównej Warszawskiej (1832–1869) ..........................................................
6.1. Warszawa i Wilno
6.2. Kraków .................................................................
6.3. Lwów
6.4. Zabór
Rozdzia 7. Od zamkni cia Szko y G ównej Warszawskiej do odzyskania niepodleg o ci (1869–1918) ..........................................................
7.1. Cesarski Uniwersytet Warszawski (1869 –1915) ... 159
7.2. Towarzystwo Nauk cis ych w Pary u ..................
7.3. Zjazdy i korporacje polskich uczonych.................
7.4. Uczelnie we Lwowie ...........................................
7.5. Uniwersytet Jagiello ski ...................................... 171
7.6. Muzeum Przemys u i Rolnictwa w Warszawie ..... 181
7.7. Marian Smoluchowski ......................................... 181
7.8. Ludwik Silberstein............................................... 185
7.9. Maria Sk odowska-Curie ..................................... 187
7.10. Dalsze polskie badania nad promieniotwórczo ci ................................... 192
7.11. Recepcja teorii wzgl dno ci przez zyków polskich ........................................ 199
7.12. Pierwsza wojna wiatowa. Powstanie wy szych uczelni w Warszawie ............ 201
7.13. Próba podsumowania ......................................... 205
Cz 3. FIZYKA W POLSCE W LATACH 1918–1939
Rozdzia 8. Stare i nowe o rodki zyki ................... 208
8.1. Kraków ................................................................. 209
8.1.1. Uniwersytet Jagiello ski.............................. 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. Pozna ................................................................. 222
8.4. Warszawa .............................................................
8.4.1. Uniwersytet Warszawski ............................. 229
8.4.2. Politechnika Warszawska ............................ 243
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 wy sze a w adze pa stwowe . 266
Rozdzia 9. Polskie Towarzystwo Fizyczne (PTF) ..... 269
9.1. Towarzystwo Fizyczne w Warszawie ...................... 269
9.2. Powstanie PTF ...................................................... 270
9.3. Zjazdy PTF ............................................................ 274
Rozdzia 10. Problematyka bada i wybrane osi gni cia ............................................. 287
10.1. Fizyka atomowa i molekularna ........................... 287
10.2. Pierwszy Mi dzynarodowy Kongres Luminescencji (1936) ......................................... 290
10.3. Fizyka materii skondensowanej ........................... 293
10.4. Fizyka j drowa ................................................... 298
10.5. Promieniowanie kosmiczne ................................. 302
10.6. „Gwiazda Polski” ................................................ 306
10.7. Fizyka teoretyczna .............................................. 310
10.8. Kongres Nowe teorie w zyce (1938) ................... 317
10.9. Próba podsumowania ........................................ 320
Cz 4. PO 1945 ROKU
Rozdzia 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. Mi dzynarodowa Konferencja na temat Promieniowania Kosmicznego............................. 363
11.5. I Kongres Nauki Polskiej ..................................... 366
11.6. Utworzenie Polskiej Akademii Nauk ................... 368
11.7. Wybrane wyniki bada ...................................... 370
Rozdzia 12. Od wzgl dnej prosperity do zapa ci ... 379
12.1. Pozauczelniane instytuty zyki ............................ 380
12.2. Rozwój o rodków uczelnianych........................... 392
12.3. Polskie Towarzystwo Fizyczne ............................. 407
12.4. Plany, nadzieje i rozczarowania........................... 417
12.5. Myl cy obraz – rok 1964 ................................... 424
12.6. Fizyka atomowa i molekularna ........................... 425
12.7. Fizyka materii skondensowanej ........................... 439
12.8. Fizyka j drowa ................................................... 458
12.9. Fizyka cz stek elementarnych i wysokich energii ... 473
12.10. Fizyka teoretyczna ............................................ 491 Zako
Dodatki .................................................................. 507
Dodatek 1. Laureaci Medalu Mariana Smoluchowskiego Polskiego Towarzystwa Fizycznego............ 507
Dodatek 2. Fizycy – Laureaci Nagrody im. Marii Sk odowskiej-Curie ................... 507
Dodatek 3. Fizycy – Laureaci Nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej ............................ 508
Dodatek 4. Fizycy i geo zycy – Cz onkowie Polskiej Akademii Nauk (1952–2019) .................. 509
Dodatek 5a. Fizycy – Cz onkowie Akademii Umiej tno ci i Polskiej Akademii Umiej tno ci (do zawieszenia dzia alno ci w 1953 r.) ... 510
Dodatek 5b. Fizycy i geo zycy – Cz onkowie Polskiej Akademii Umiej tno ci (po jej reaktywacji w 1989 r.).................. 510
Dodatek 6a. Fizycy – Cz onkowie Towarzystwa Naukowego Warszawskiego (przed jego rozwi zaniem w 1953 r.) ....... 511
Dodatek 6b. Fizycy i geo zycy – Cz onkowie Towarzystwa Naukowego Warszawskiego (po jego reaktywacji w 1981 r.) ............... 511
Dodatek 7. Prezesi Polskiego Towarzystwa Fizycznego . 512
Dodatek 8. Zjazdy Fizyków Polskich ........................... 513
Regu y profesora lozo i
1. Poniewa sztuki wyzwolone i nauki przyrodnicze przygotowuj umys y do teologii i s u do doskona ego jej poznania i pos ugiwania si ni i tym samym s pomocne do osi gni cia celu – poznania teologii, dlatego niech profesor tak pilnie jak tylko mo e –wsz dzie szukaj c szczerze tylko chwa y Bo ej – niech te nauki tak wyk ada, aby swoich s uchaczy, a szczególnie Naszych, przygotowa do teologii i jak najbardziej zach ci do poznania Stwórcy.
2. W sprawach ka dej wagi niech profesor nie odchodzi od Arystotelesa, chyba e co jest sprzeczne z t nauk , któr wsz dzie g osz uniwersytety, a tym bardziej je li co jest sprzeczne z prawdziw wiar . Je li u Arystotelesa czy u innego lozofa s jakie twierdzenia przeciw wierze, niech profesor stara si gorliwie je zbija , jak nakazuje Sobór Latera ski 66.
3. Komentatorów Arystotelesa le nastawionych do wiary chrze cija skiej profesor niech nie wyk ada i wprowadza do lektury tylko bardzo starannie wybranych i niech pilnuje, aby uczniom oni si nie podobali. (...)
9. § 5. Aby ca y drugi rok móg by przeznaczony na wyk ad ksi g dotycz cych zyki, niech na ko cu roku pierwszego odb dzie si dysputa o nauce i do niej trzeba do czy du cz wst pu do zyki, gdzie jest mowa o podziale nauk, o spekulatywnych i praktycznych oraz podporz dkowanych, tak e to co Arystoteles pisze w 2 ksi dze Fizyki, a tak e kwestie de nicji, o czym pisze Arystoteles w 2 ksi dze dzie a De Anima.
10. § 1. W drugim roku profesor niech wy o y osiem ksi g Fizyki: ksi gi De Caelo i pierwszy rozdzia dzie a De generatione. Z Fizyki niech skrótowo wy o y tekst ksi gi szóstej i siódmej, a tak e pierwsze w tej cz ci, która dotyczy pogl dów staro ytnych. Przy ósmej ksi dze nic nie trzeba mówi o ilo ci inteligencji, o wolno ci i ograniczono ci pierwszego ruchu, ale te zagadnienia trzeba omawia w wyk adzie meta zyki i tylko zgodnie z pogl dami Arystotelesa.
10. § 2. Trzeba tylko omówi tre drugiej, trzeciej i czwartej ksi gi dzie a De Caelo, wi ksz jego cz w ogóle
Jezuici bardzo szybko rozprzestrzeniali si w Rzeczpospolitej. W ko cu XVII wieku w Polsce i na Litwie by o 11 prowadzonych przez nich szkó , a w 1700 r. ju 51. W 1579 r. zosta zatwierdzony akt Stefana Batorego, podnosz cy kolegium jezuickie w Wilnie do rangi uniwersytetu (Academia et Universitas Vilnensis Soc. Jesu).48
48 L. Piechnik, Pocz tki Akademii Wile skiej 1579–1599, Rzym 1984; ten e, Rozkwit Akademii Wile skiej w latach 1600–1655, Rzym 1983;
pomin . Z wymienionych ksi g tylko kilka kwestii o elementach, o substancji niebieskiej i o wp ywie niebios. Reszt mo na pozostawi profesorowi matematyki lub samemu omówi bardzo krótko.
10. § 3. Ksi gi dzie a Meteorologica niech b d wyk adane tylko w miesi cach letnich w ostatniej popo udniowej godzinie i to albo przez profesora zwyczajnego – je li on b dzie móg – albo przez nadzwyczajnego – je li tak b dzie dogodniej.
11. § 1. W trzecim roku profesor niech obja ni drug ksi g dzie a De Generatione, ksi gi dzie a De Anima i Metazyk . Przy pierwszej ksi dze dzie a De Anima niech dokona ogólnego przegl du pogl dów lozofów staroytnych (...).
17. Co miesi c maj by dysputy, w których trzech b dzie argumentowa rano, a trzech po obiedzie, pierwszy przez godzin , a pozostali przez oko o trzy kwadranse. I rano jako pierwszy niech dyskutuje jaki teolog (je li jest du o teologów) przeciw meta zykowi, przeciw zykowi – meta zyk, przeciw logikowi – zyk. Ale po obiedzie niech dyskutuj meta zyk z meta zykiem, zyk z zykiem, logik z logikiem. Równie rano meta zyk, a po obiedzie zyk krótko i lozo cznie umocni argumentami jedn i drug konkluzj (...).
Regu y profesora matematyki
1. S uchaczom zyki niech wyk ada w klasie przez oko o trzy kwadranse Elementy Euklidesa, a po nich po dwóch miesi cach niech do czy co z geogra i, opisu wszech wiata, albo z tego, czego ch tnie s uchaj . I to niech wyk ada razem z Euklidesem, albo tego samego dnia, albo dnia nast pnego.
2. Co miesi c, albo przynajmniej co dwa miesi ce, jeden ze s uchaczy, w obecno ci licznie zgromadzonych lozofów i teologów, niech wy o y jaki s ynny problem matematyczny. Potem, je li b dzie trzeba, niech go si argumentuje.
Ratio atque institutio studiorum czyli Ustawa szkolna Towarzystwa Jezusowego (1599), wst p i opracowanie Kalina Bartnicka i Tadeusz Bie kowski, Warszawa 2001.
Mia on pocz tkowo tylko dwa wydzia y: teologii i lozo i, poniewa jezuici uznali, e medycyna i prawo nie s im potrzebne do wychowania m odzie y dla potrzeb Ko cio a. Uczelnia wile ska odegra a wa n rol w walce z reformacj i ortodoksj ko cio a rosyjskiego i mia a w pocz tkowym okresie istnienia kilku wybitnych pro-
M. Bali ski, Dawna Akademia Wile ska, Petersburg 1862; J. Bieli ski, Uniwersytet Wile ski (1579–1831), t. 1, Kraków 1899.
fesorów, jak Piotr Skarga, t umacz Biblii Jakub Wujek i poeta Maciej Sarbiewski. Nie by o natomiast tak wyró niaj cych si postaci w naukach cis ych. Od po owy XVII wieku uniwersytet chyli si stopniowo ku upadkowi wskutek najazdów i zniszcze i w XVIII wieku nie ró ni si od zwyk ych kolegiów jezuickich. W 1608 r. powsta o pierwsze kolegium jezuickie we Lwowie. Zosta o one przekszta cone w Akademi aktem fundacyjnym króla Jana Kazimierza z 20 stycznia 1661 r.49 W tym czasie w adza królewska by a ju znacznie os abiona i akt utworzenia nowej uczelni wymaga zatwierdzenia przez sejm. To jednak nie nast pi o wskutek skutecznej akcji protestacyjnej Akademii Krakowskiej, która obawia a si konkurencji. W wyniku d ugich sporów, wyniszczaj cych obie strony kon iktu, Akademia we Lwowie przetrwa a jako uczelnia o poziomie akademickim, ale nie mog a w aktach prawnych u ywa nazwy akademii, a stopnie doktora mog y by nadawane tylko z teologii. W opinii powszechnej by a to jednak uczelnia równowa na uniwersytetowi, z czterema wydzia ami: Filozo cznym, Medycznym, Prawa i Teologicznym.
Oczywi cie w pierwszym okresie istnienia wy szych uczelni jezuickich w Wilnie i we Lwowie ich studenci zapoznawali si wy cznie z zyk arystotelesowsk . W ród nazwisk wyk adaj cych tam profesorów brak wybitnych postaci.50 Stanis aw Kot podkre la , i :
„Objaw to znamienny, e na tak ogromn liczb osób, zajmuj cych si z urz du naukami, ksi k i szko – ju w r. 1616 by o w Polsce 800 jezuitów, a liczba ta w ci gu stu lat si potroi a –jezuici polscy nie wydali z po ród siebie adnego wielkiego uczonego, a nawet i drugorz dnych zaledwie kilka nazwisk mo na si w ród nich doszuka . Nie by o te mi dzy nimi adnego, który by si zajmowa cho w skromnej mierze teori pedagogiczn , nie wytworzyli adnej literatury pedagogicznej. To ich zaniedbanie si odbi o fatalnie na stanie ich szkó , a st d i na ca ym poziomie kultury polskiej.51
W XVII wieku w ród jezuitów polskich zajmuj cych si naukami cis ymi wyró niali si Adam Kocha ski (1631–1700), Stanis aw Solski (1622–1701) i Wojciech Tylkowski (1625–1695).
Kocha ski pochodzi z Dobrzynia, po uko czeniu szko y redniej w Toruniu wst pi do zakonu jezuitów i od 1654 r. studiowa lozo w Akademii Wile skiej. Po opanowaniu Wilna przez Rosjan od 1655 r. kontynuowa studia w Molsheim i Würzburgu. Potem studio-
49 L. Finkel, S. Starzy ski, Historya Uniwersytetu Lwowskiego, Lwów 1894; F. Jaworski, Uniwersytet Lwowski, Lwów 1912.
50 L. Piechnik, Pocz tki Akademii…, op. cit.; ten e, Rozkwit Akademii Wile skiej…, op. cit.; G. uszczak, Nauczyciele i wychowawcy szkó jezuickich we Lwowie 1608–1773, WAM, Kraków 2010.
51 S. Kot, Historia…, op. cit., t.1, s. 267–268.
Ryc. 3.4. Strona tytu owa ksi ki Tylkowskiego (1692), w której jest dyskusja zjawisk zycznych w j zyku polskim
wa teologi w Moguncji i jednocze nie wyk ada tam matematyk . W 1678 r. zosta zaproszony przez Jana III Sobieskiego jako nauczyciel jego synów Jakuba, Aleksandra i Konstantego. By nadwornym matematykiem i bibliotekarzem królewskim. W latach 1685–1690 przebywa w Gda sku, a w 1697 r. przeniós si do Cieplic, gdzie zmar . By uczonym o wszechstronnych zainteresowaniach, utrzymywa kontakty naukowe z wieloma znanymi uczonymi, np. Gotfriedem Leibnizem, Athanasiusem Kircherem i Gasparem Schottem. Jako pierwszy Polak publikowa prace w „Acta Eruditorum”. Wi kszo dotyczy a matematyki i astronomii, napisa jednak tak e artyku y dotycz ce mechaniki.52
Wojciech Tylkowski uczy si w kolegium jezuickim w Pu tusku, potem w Wilnie studiowa lozo , teologi i retoryk . Studia kontynuowa w Po ocku i Nie wie u,
52 Gaspar Schott umie ci prac Kocha skiego dotycz c mechaniki –Analecta mathematica, sive theoreses mechanicae de natura Machinarum fundamentalium et novo motionum machinalium Principio universali et unico – na ko cu (s. 621–657) swego dzie a Cursus mathematicus sive absoluta omnium mathematicarum encyclopaedia, Bamberg 1660; artyku Kocha skiego Consideratio speciminis libri de momentis gravium dotycz cy rozk adania si na równi pochy ej ukaza si w Acta Eruditorum, 262, (1685).
a nast pnie w Pradze. W latach 1670–1673 przebywa w Rzymie jako penitencjarz polski w bazylice w. Piotra. Podczas tego pobytu pozna Athanasiusa Kirchera i utrzymywa z nim kontakt listowny po powrocie do Polski. Wyk ada w ró nych kolegiach jezuickich. By poliglot , zna siedem j zyków obcych, dzi ki czemu studiowa dzie a obce i zebrane tam informacje kompilowa w swych kilkudziesi ciu ksi kach. Na wyró nienie zas uguje przede wszystkim jego dziesi ciotomowa Physica curiosa (Oliwa 1680–1691), licz ca cznie ponad 5200 stron. Jest to w zasadzie obszerny wyk ad zyki arystotelesowskiej, ale z bogatymi uzupe nieniami i cytowaniem odkry nowszych autorów. Meteorologia curiosa. Seu Meteora per experientias decucta (1669) by a cenionym w Europie podr cznkiem geogra i zycznej. Zagadnienia matematyczne popularyzowa Tylkowski w ksi kach Arithmetica curiosa (Kraków 1668) i Geometria practica curiosa (Kraków 1692).
W ksi kach Tylkowskiego jest wiele osobliwo ci, informacji b dnych, bezkrytycznie przepisanych od innych autorów. Z tego powodu wielu historyków uznawa o Tylkowskiego za przedstawiciela ciemnogrodu. Jednak zdaniem innych, np. Janusza Tazbira, w twórczo ci Tylkowskiego mo na si doszuka wielu aspektów pozytywnych, poniewa d y od do popularyzowania w ród czytelników w Polsce ró nych informacji dotycz cych przyrodoznawstwa, a umieszczaj c w tytule s owo curiosa chcia zafrapowa i przyci gn czytelnika.53 Jego dzie a by y znane i czytane w Europie i nawet obecnie s dobrze wspominane.54
Tylkowski sporz dzi skrót swych dzie przyrodoznawczych i lozo cznych w j zyku polskim i wyda pod tytu em Uczone Rozmowy Wszystk w sobie prawie zawierai ce Filozo i (1692). W tej ksi ce próbowa m.in. poda polskie odpowiedniki rozmaitych terminów naukowych.
„Fizyka wzi a to sobie za zabaw aby nam rzeczy materyalnych pocz tki, przyczyny, w asno ci wszystkim pospolite wyt umaczy a (...). Fizyk tedy ca podzielem na cz ci pi . Pierwsza o rzeczach materyalnych w pospolito ci. Wtora O wiecie y Niebie. Trzecia o tym co si tra a ná Elementach a to zowi Meteorami. Czwarta, o poczynaniu si y gini ciu rzeczy materyalnych. Pi ta o Duszy
53 J. Tazbir, Wojciech Tylkowski – polihistor o mieszony, 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, przek ad 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.
albo rzeczach yi cych, ktor wi c zowi Animalistyk , y na tym si ca a Filozo a sko czy.”55
Tylkowski zdawa sobie spraw z bardzo niskiego poziomu wykszta cenia rodaków. Próbowa mimo to przekazywa czytelnikom proste informacje z zyki i matematyki. Wybra metod prostych pyta i odpowiedzi podawanych jak najprostszym j zykiem. Jako przyk ad zacytujmy informacj o prawie Archimedesa.
„Cz czwarta zyki. O poczynaniu si rzeczy y ginieniu. Rozdzia VI. O w asno ciach czterech elementów.
18. Czemu na jedne strone szali w o ywszy o ow, a na druga naprzyk ad kamie rowney wagi, gdy w wodzie szale zanurzy o ow wi cey b dzie wa y ni kamie ?
Kamie taki w wodzie b d c wi cey mieysca zast pi ni o ow, a im wi cey zast pi, to sobie woda wytr ca z iego wagi tak wiele jakoby sama wa y a bywszy w takiey wielko ci w iakiey iest kamie , a dlatego iu kamie l eyszym byd przyczyna: iako te y o ow iest l eyszym ni na powietrzu bo z niego wyimuie woda tak wiele ci aru iakoby mia a w takiey wielko ci w iakiey iest o ów, ale e o ow ma o wody wytr ca ma o te wytr ca wagi w wodzie kamie wi cey.
19. Ktore rzeczy cale ton w wodzie, a które p ywai ?
Ton te które mai wi kszy ci ar ni woda gdyby w ich wielko ci by a: p ywai które mnieyszy ci ar mai .”
Kocha ski i Tylkowski pisali niemal wy cznie po acinie. Pierwszym pisz cym o mechanice po polsku by Solski, który pochodzi z Kalisza i tam uczy si w szko ach jezuickich. Wst pi do zakonu w 1638 r. w Krakowie, potem studiowa lozo w Kaliszu i teologi w Poznaniu. By profesorem w ró nych szko ach jezuickich, a od 1666 r. kapelanem hetmana Jana Sobieskiego; potem zosta jego przybocznym matematykiem i geometr . Opublikowa pierwsze w j zyku polskim dzie o dotycz ce mechaniki: Architekt polski (1690). Podejmowa próby zbudowania perpetuum mobile. Mo e to nas dziwi obecnie, ale wtedy takie próby by y do cz ste i dopiero sto lat pó niej Akademia Nauk w Pary u og osi a, e nie b dzie rozpatrywa pomys ów maszyny wiecznego ruchu.
W 1642 r. niech tny jezuitom król W adys aw IV sprowadzi do Polski zakon pijarów, co istotnie zmieni o sytuacj w szkolnictwie w naszym kraju.
Za o yciel tego zakonu, Hiszpan José de Calasanz, utworzy w Rzymie pierwsz w Europie bezp atn i dziaaj c bez dyskryminacji szko elementarn , a w celu zapewnienia dop ywu nauczycieli powo a w 1617 r. kongregacj religijn Scholarum Piarum. Do kszta cenia tych nauczycieli zaprasza wybitnych uczonych, w ród których byli np. Alfonso Borelli, Benedetto Castelli, lozof
55 W. Tylkowski, Uczone Rozmowy Wszystk w sobie prawie zawierai ce Filozo i , Warszawa 1692.
Tomasso Campanella, a nawet sam Galileusz, który ju po swym procesie wykszta ci kilkunastu pijarów, nazywanych przez historyków Galileuszowcami.56 W kocowych latach ycia Galileusza, kiedy przebywaj cy w areszcie domowym uczony utraci wzrok, pomoc w pracy naukowej s u yli mu uczniowie pijarscy. Po mierci wielkiego uczonego wrogowie pijarów rozpocz li przeciwko nim intrygi w kurii rzymskiej. Pijarskich uczniów Galileusza wyp dzono z Florencji, a Calasanz zosta aresztowany w Rzymie i musia stan przed w. O cjum. Zmuszono go do rezygnacji z kierowania za o onym w Rzymie zak adem wychowawczo-naukowym Collegio Nazareno. W 1646 r. nast pi a kasata zakonu pijarów.
W adys aw IV nie zgodzi si na og oszenie w Polsce dekretu kasacyjnego zakonu pijarów i przekaza go Akademii Krakowskiej do zbadania, czy nie zachodzi o wprowadzenie w adzy w b d, co podwa a oby warto prawn tego aktu. Ceni Galileusza i mia z nim kontakty nawet w okresie, kiedy uczony przebywa w areszcie domowym. W 1638 r. prosi go o przys anie szkie do lunet.57 Wskutek stara polskiego episkopatu i dworu oraz dworów hiszpa skiego i toska skiego zakon pijarów zosta po 10 latach reaktywowany, a w 1669 r. odzyska pe ne uprawnienia sprzed kasaty.58
Zwolennicy nauk Galileusza skupili si w miasteczku Chieti na pó noc od Neapolu i tam po przywróceniu zakonu przez papie a powsta a szko a, w której wyk adano matematyk , zyk i lozo w duchu mistrza. Za o yciel zakonu pijarów mia szczególny kult dla nauk cis ych, ceni kontakty naukowe z Galileuszem i w sprawach nauki odznacza si wielk tolerancj . Szko y pijarskie, które wkrótce rozpowszechni y si w wielu krajach, prze ama y jednostronno humanistyczn szkolnictwa jezuickiego.
W adys aw IV osiedli pierwszych pijarów w Warszawie na rogu ulic Miodowej i D ugiej. Pierwsze kolegium pijarskie w Polsce powsta o w 1643 r. w Podoli cu na Spiszu, nast pne w Rzeszowie (1655), Krakowie (1664), Che mie (1667) i innych miejscowo ciach. Do ko ca XVII wieku powsta o 13 kolegiów prowadzonych przez ten zakon. Ekspansji szkó pijarskich przeciwstawiali si
56 J. Buba, Rodowód Collegium Nobilium, [w:] Nowo ytna my l naukowa w szko ach i ksi gozbiorach polskiego o wiecenia, red. Irena Stasiewicz-Jasiukowa, Ossolineum, Wroc aw 1976, s. 17–45; J. Buba, Pijarzy w Polsce (próba charakterystyki), [w:] Nasza Przesz o . Studia z dziejów Ko cio a i kultury katolickiej w Polsce, t. 15, Kraków 1962, s. 13–37.
57 Polski przek ad korespondencji W adys awa IV z Galileuszem poda Aleksander Prze dziecki, Biblioteka Warszawska, t. 3, 1849, s.191–193.
58 A. Gawlikowski, Polska w obronie zakonu pijarów i jego za o yciela (1642–1648), [w:] Nasza Przesz o . Studia z dziejów Ko cio a i kultury katolickiej w Polsce, t. 15, Kraków 1962, s. 39–56.
zazdro ni o swój monopol jezuici. Stosowali w walce z pijarami nawet bardzo brutalne rodki, zw aszcza nie chc c ich dopu ci do Lwowa i Wilna.59
W Rzeczypospolitej powsta o te kilka szkó zorganizowanych i utrzymywanych przez inne zakony: bazylianów, teatynów i ksi y komunistów.
3.4. GIMNAZJA AKADEMICKIE W POLSCE
Tak zwane gimnazja akademickie by y zak adane przez protestantów w Prusach Królewskich. 60 Gimnazjum w Elbl gu powsta o w 1535 r., w Gda sku – w 1558 r., a w Toruniu – w 1568 r. W XVI lub na pocz tku XVII wieku szko y te osi gn y status szkó pó wy szych, poniewa w programie ich trzech ko cowych klas (suprema, prima i secunda) by y przedmioty wyk adane na pierwszych latach studiów uniwersyteckich. Niezale nie od ich fundamentalizmu religijnego, gimnazja akademickie przodowa y w Polsce w przyswajaniu nowych odkry i pogl dów zycznych.
Gda sk, per a Korony Polskiej, by t tni cym yciem, bogatym miastem, w którym osiedlali si przybysze z wielu krajów. Ludno Gda ska by a wielonarodowa –poza Polakami mieszkali tam Niemcy (tych by o najwicej), Holendrzy, Anglicy, Szkoci, W osi, Francuzi, Du czycy i inni.
Wybitnym profesorem w Gda sku na pocz tku XVII wieku by Bart omiej Keckermann61 (1572–1609) pochodz cy z kalwi skiej rodziny kupieckiej. Kszta ci si w Gda skim Gimnazjum Akademickim (1587–1590), a nast pnie odby studia na uniwersytetach w Wittenberdze, Lipsku i Heidelbergu (1590–1595). Po uzyskaniu stopnia magistra w Heidelbergu rozpocz tam studia teologii. Jednocze nie prowadzi wyk ady z lozo i, logiki i hebraistyki. Po uzyskaniu stopnia baka arza z teologii powróci w 1602 r. do Gda ska i obj stanowisko profesora lozo i w Gimnazjum Akademickim.
59 M. Bali ski, Dawna Akademia Wile ska, Petersburg 1862; L. Finkel, S. Starzy ski, Historya Uniwersytetu Lwowskiego, Lwów 1894.
60 S. Salmonowicz, Fizyka w gimnazjach akademickich Prus Królewskich, KHNiT, 25, nr 3, 1980, s. 513–523; ten e, Nauczanie lozo i w Toruskim Gimnazjum Akademickim (1568-1793), [w:] Nauczanie lozo i w Polsce w XV–XVIII w., red. Lech Szczucki, Wroc aw 1978, s. 151–156; M. Czerniakowska, Matematyka i zyka w Gimnazjum Gda skim, [w:] Gda skie Gimnazjum Akademickie, t. 1, Szkice z dziejów, red. Edmund Kotarski, Wydawnictwo Uniwersytetu Gda skiego, Gda sk 2008, s. 155–181; M. Brodnicki, Filozo a w Gda skim Gimnazjum Akademickim, tam e s.181–205.
61 B. Nadolski, ycie i dzia alno naukowa uczonego gda skiego Bart omieja Keckermanna, Toru 1961.
Fizycy polscy prowadzili badania w eksperymentach onazwach ZEUS i H1, których celem by o badanie oddzia ywa elektron–proton przy u yciu ogromnego zespo u detektorów. Warszawski zespó (IPJ i UW) zaprojektowa i zbudowa instrumentacj zewn trznego kalorymetru elaznego ZEUS-a, tzw. BAC (Backing Calorimeter). W Warszawie zbudowano oko o 5500 aluminiowych komór proporcjonalnych (o ca kowitej powierzchni oko o 3000 m2) i zainstalowano je w DESY. System gazowy zasilaj cy te komory skonstruowa a grupa krakowska (AGH i IFJ), która zbudowa a równie detektor wietlno ci. Do eksperymentu H1 zycy i inynierowie z Krakowa zbudowali wielostopniowy uk ad wyzwalania aparatury wraz z systemem jego monitorowania. Instalacja tych cz ci detektorów w DESY by a trudnym przedsi wzi ciem. Po ponad sze ciu latach budowy akceleratora HERA, w 1992 r. w eksperymentach ZEUS i H1 rozpocz to zbieranie danych o zderzeniach elektron–proton w nieosi ganym wcze niej zakresie energii zderze . Asymetryczny uk ad przyspieszaczy elektronów i protonów pozwoli osi gn bardzo szeroki
Ryc. 12.80. Fotogra a zbiorowa cz ci uczestników Eksperymentu ZEUS na tle zbudowanego przez siebie detektora ZEUS w instytucie DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron) w Hamburgu. Wspó prac ZEUS zorganizowano w celu badania oddzia ywa elektronów z protonami przy bardzo wielkich energiach. Detektor ZEUS o wymiarach 12 m x 11 m x 15 m mia widoczny na fotogra i ogromny magnes, w którego polu magnetycznym cz stki na adowane porusza y si po zakrzywionych torach. Wokó magnesu znajdowa o si wiele detektorów do rejestracji cz stek i wyznaczania ich w a ciwo ci. Dziesi tki tysi cy kabli s u y o do przesy ania sygna ów z tych detektorów do centralnego komputera w celu dalszej analizy. Ca kowity ci ar detektora wynosi 3600 ton. Zespó Wspó praca ZEUS liczy prawie 400 zyków z 48 uczelni i instytutów z 12 pa stw, w tym z Polski. Na fotogra i wida tylko oko o po owy cz onków tego zespo u (© DESY)
zakres przekazów czterop du (Q2) tak istotny w badaniach funkcji struktury protonu w tzw. rozpraszaniu g boko nieelastycznym (Deep Inelastic Scattering, DIS).
Z wyników warto przytoczy wyznaczenie funkcji struktury protonu w niedost pnym dotychczas obszarze ma ych warto ci tzw. zmiennej x Bjorkena oraz nieoczekiwane i nie do ko ca jeszcze zrozumiane odkrycie zderze z tzw. du ym odst pem mi dzy cz stkami wtórnymi w pospieszno ci (rapidity), wiadcz ce o wyst powaniu wewn trz protonu pozbawionych koloru obiektów punktowych. Przedmiotem bada by y równie tzw. procesy dyfrakcyjne, fotoprodukcja oraz poszukiwanie zjawisk wychodz cych poza Model Standardowy: leptokwarków, oddzia ywa punktowych i dodatkowych wymiarów.303
303 Na przyk ad: 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 o rodkiem, w którym prowadzono badania w zyce promieniowania kosmicznego i wysokich energii by a ód , gdzie grup zyków z U i IBJ kierowa Aleksander Zawadzki.304 Jego rozprawa o hodo-
304 R. Firkowski, Aleksander Zawadzki (1918–1997), PF, 49, s. 117–118 (1998).
skopowym badaniu promieniowania kosmicznego305 by a pierwsz monogra z zyki wysokich energii opublikowan w Polsce. Po zbudowaniu i sprawdzeniu wietnej aparatury licznikowej do bada wielkich p ków promieniowania kosmicznego, rozpocz to poszukiwania wielkich p ków wytworzonych przez fotony bardzo wysokich energii.
Najwybitniejsz postaci w o rodku ódzkim by Jerzy Wdowczyk306, który opracowa procedury analityczne, u atwiaj ce bardzo skomplikowan analiz danych z wielkich p ków. Po wyje dzie Zawadzkiego do Francji w 1968 r. kierowa on badaniami wysokich energii w odzi. Kilkuletnie poszukiwania fotonów przynios y sukces. Stwierdzenie ich wyst powania w pierwotnym promieniowaniu kosmicznym by o wa nym rezultatem tak e dla astro zyki. Istotnym wynikiem by o zaobserwowanie punktowego ród a promieniowania zwi zanego z Mg awic Krab (1980). Rozpocz o to seri obserwacji takich punktowych róde . Du e zainteresowanie wywoa a obserwacja w 1983 r. fotonów wysokiej energii pochodz cych z periodycznego ród a promieniowania rentgenowskiego Cyg X-3. Grupa ódzka uczestniczy a tak e we Wspó pracy PAMIR, analizuj cej oddzia ywania przy energii powy ej 1000 TeV z wykorzystaniem komór emulsyjnych na wietlanych przez promienie kosmiczne na wysoko ci 4370 m w górach Pamiru. Wdowczyk, we wspó pracy z angielskim zykiem Arnoldem Wolfendalem z uniwersytetu w Durham, zaproponowa model W–W, opisuj cy rozwój wielkich p ków.
Badania w teorii cz stek elementarnych i oddzia ywa wysokich energii rozpocz y si w Polsce dopiero kilka lat po wojnie.307 Charakteryzuj c wówczas dorobek polskich zyków w tej dziedzinie, Józef Werle podkre li , e:
„(...) teoria cz stek elementarnych jest wyj tkowo le okre lonym dzia em zyki. Je li w czy si do niej wszystkie teoretyczne rozwa ania dotycz ce systematyki, sprz e , struktury cz stek elementarnych oraz reakcji, w których one uczestnicz , to oka e si e wiele zagadnie zyki j drowej – w szczególno ci zyki j drowej wysokich energii – nale y do zyki cz stek elementarnych. Równie trudno przeprowadzi lini podzia u mi dzy badaniami kwantowych teorii pola a teori cz stek elementarnych. Wiele prac z kwantowej teorii pola ma po redni zwi zek z teori cz stek elementarnych, cho w wi kszo ci przypadków zwi zek ten jest do lu ny. Wyp ywa to z faktu, e nie ma jeszcze adnej zadowalaj cej teorii cz stek elementarnych i wszystkie próby zmierzaj ce
305 A. Zawadzki, Hodoskopowe wyznaczanie przebiegów koherentnych i niekoherentnych cz stek promieniowania kosmicznego, TN, ód 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 j dra atomowego i cz stek elementarnych, [w:] Energia j drowa w Polsce w latach 1955–1960, red. Józef Hurwic, PWN, Warszawa 1963, s. 91–94.
do jej stworzenia na podstawie poj cia kwantowych pól s w tej chwili tylko dosy pustym przypuszczeniem.”308
Pierwsze teoretyczne prace z zyki cz stek i wysokich energii w Polsce wykonywali Jerzy Rayski w Krakowie, Jan opusza ski i Jan Rzewuski we Wroc awiu oraz Wojciech Królikowski i Józef Werle w Warszawie. Prace Rayskiego dotyczy y propozycji unitarnych wielowymiarowych i nielokalnych teorii. opusza ski napisa kilka prac na temat teorii kaskad. Rzewuski zajmowa si m.in. macierz S. Królikowski rozpocz badania nad klasykacj cz stek elementarnych i symetriami oddzia ywa silnych i s abych.
Józef Werle (1923–1998) by absolwentem Uniwersytetu Pozna skiego. Po roku asystentury na Uniwersytecie Jagiello skim przeniós si w 1950 r. do UW i tu zosta asystentem Infelda. Zajmowa si najpierw mezonow teori si j drowych, a potem ogóln relatywistyczn teori oddzia ywa wielocz stkowych. W 1960 r. obj kierownictwo nowo utworzonej Katedry Teorii J dra i Reakcji J drowych, w której wbrew jej nazwie zajmowano si nie tylko si ami i reakcjami j drowymi, lecz tak e problematyk cz stek elementarnych. Kierownikiem drugiej nowej Katedry Teorii Cz stek Elementarnych zosta Wojciech Królikowski, który uzyska doktorat pod opiek Wojciecha Rubinowicza. Królikowski zajmowa si pocz tkowo teori promieniowania i elektrodynamik kwantow . Bada problem stanów zwi zanych, a w latach 1955–1957 napisa wraz z Janem Rzewuskim (wtedy ju profesorem Uniwersytetu Wroc awskiego) kilka prac o relatywistycznym równaniu falowym dla uk adu dwu cz stek Diraca, wynikaj cym z elektrodynamiki kwantowej. Pod koniec lat pi dziesi tych zacz pracowa nad problemami zwi zanymi z klasy kacj znanych w owym czasie leptonów i hadronów oraz ich oddzia ywa . W latach 1960–1961 stara si rozszerzy poj cie izospinu na znane wtedy leptony: neutrino, elektron i mion, co doprowadzi o do hipotezy, e musi istnie w przyrodzie jeszcze drugie neutrino skojarzone w oddzia ywaniach s abych z mionem.
W 1969 r. z Zak adu Teorii Cz stek Elementarnych zosta wydzielony osobny Zak ad Fizyki Teoretycznej Wysokich Energii, którego kierownictwo obj Bia kowski, a jego wspó pracownikami byli Zygmunt Ajduk, Wies aw Macek, Stefan Pokorski i Grzegorz Rohozi ski. Ich badania skupia y si na teorii oddzia ywa silnych, przede wszystkim na modelach teoretycznych procesów produkcji wielu cz stek w zderzeniach hadronów przy wysokich energiach. Bia kowski z grup m odych teo-
308 J. Werle, Teoria cz stek elementarnych, [w:] Energia j drowa w Polsce w latach 1961–1963, red. Józef Hurwic, PWN, Warszawa 1966, s. 99–103.
retyków kontynuowa badania nad zwi zkami dyspersyjnymi i ide bootstrapu i rozwija badania nad fenomenologi oddzia ywa silnych w ramach efektywnych modeli teoretycznych, takich jak model multiperyferyczny, model cz stki wiod cej, model biegunów Reggego odkrytych w 1959 r., struktur deuteronu, efektami cieniowymi w rozpraszaniu i tzw. metod Glaubera. W nast pnych latach pojawi o si wielu uzdolnionych m odych teoretyków, którzy rozwijali tak e badania fenomenologiczne silniej powi zane z do wiadczeniem. Modelami mechanizmu zderze przy wysokich energiach zajmowali si Wies aw Czy , Andrzej Kota ski i Józef Namys owski w Krakowie oraz Józef Werle, Andrzej Krzywicki i Ryszard R czka w Warszawie. Inni teoretycy warszawscy (Grzegorz Bia kowski, Andrzej Jurewicz, Leszek ukaszuk, Micha wi cki i Jerzy Wrzecionko) badali zastosowanie zwi zków dyspersyjnych. Ponadto Andrzej Deloff, Jerzy Szyma ski i Jerzy Wrzecionko rozwijali teori hiperj der.
Józef Werle wyra a opini , e: „Prace polskie sta y, rednio rzecz bior c, na dobrym wiatowym poziomie i odst p dziel cy nasze o rodki od przoduj cych o rodków zagranicznych uleg dalszemu zmniejszeniu.”
Pocz tek lat siedemdziesi tych ubieg ego stulecia przyniós wydarzenia o prze omowym znaczeniu dla zyki cz stek elementarnych i wysokich energii. W do wiadczeniach z rozpraszaniem elektronów na protonach wykonanych z wykorzystaniem akceleratora w Stanford (USA) odkryto partonow struktur nuklronów (Jerome Friedman, Henry Kendall i Richard Taylor uzyskali za to Nagrod Nobla z zyki). Model kwarków zaproponowany w 1964 r. przez Murraya Gell-Manna i traktowany jako ciekawostka, zacz by odt d traktowany jako mo liwy klucz do wyja nienia zjawisk w zyce cz stek. Nowymi osi gni ciami w teorii by y: powstanie modelu oddzia ywa elektros abych Glashowa-Weinberga-Salama, skonstruowanie chromodynamiki kwantowej (Quantum Chromodynamics – w skrócie QCD) przez Gell-Manna wraz z Haraldem Fritzschem i Heinrichem Leutwylerem (przy wykorzystaniu wcze niejszych prac Yioichiro Nambu), a nast pnie odkrycie ci kiego leptonu tau (i po rednio neutrina taonowego), kolejno trzech ci kich kwarków c, b i t oraz wektorowych bozonów po rednicz cych W±, Z i gluonów g. W ten sposób uformowa si tak zwany Model Standardowy oddzia ywa fundamentalnych. Sta o si jasne, e teoria macierzy S nie mo e pretendowa do teorii oddzia ywa elementarnych. Istotn dla dalszego poznania podstawowych praw budowy materii okaza a si struktura kwarkowa hadronów i oddziaywania mi dzy kwarkami. Powi zanie bada do wiadczalnych i teoretycznych nabra o nowego wymiaru.
Z wyników uzyskanych w tamtym okresie warto wymieni artyku y Stefana Pokorskiego (pierwszego doktoranta Bia kowskiego) napisane z Leonem Van Hove.309 Opracowali oni model klastrów do produkcji wielorodnej i podali jego uzasadnienie bazuj ce na strukturze kwarkowo-gluonowej hadronów. Wyniki te sta y si standardowym elementem fenomenologii procesów produkcji. Na pocz tku lat osiemdziesi tych Pokorski, wraz ze swoimi doktorantami i m odymi wspó pracownikami, rozpocz intensywne badania w kierunku teorii pól z cechowaniem dla oddzia ywa fundamentalnych Modelu Standardowego i jego rozszerze . W wyniku jego wieloletnich wyk adów powsta a wa na monogra a po wi cona teorii pól z cechowaniem.310
Badania tej grupy by y pocz tkowo po wi cone teorii oddzia ywa silnych – chromodynamice kwantowej (QCD). Jan Kalinowski, Maria Krawczyk i Tomasz Taylor opublikowali kilka wa nych prac opartych na rachunkach perturbacyjnych w QCD, g ównie dla procesów produkcji cz stek z du ym p dem poprzecznym. W pracy Wojciecha Furma skiego, Roberto Petronzio i Pokorskiego311 po raz pierwszy rozszerzono rachunek perturbacyjny w QCD na obszar podczerwony w zmiennej Feynmana x = M/Q. Od mierci Bia kowskiego w 1989 r. Zak adem Fizyki Teoretycznej Wysokich Energii kierowa Pokorski. Badania mia y szeroki zakres: od analiz fenomenologicznych w ramach Modelu Standardowego a do formalnych aspektów teorii oddzia ywa elementarnych. Model Standardowy zosta wielokrotnie sprawdzony z ogromn dok adno ci w bardzo szerokim zakresie energii i przeszed pomy lnie wszystkie testy. Mimo to powszechnie s dzi si , e jest on tylko efektywn teori pewnego fragmentu g bszej, jeszcze nieznanej teorii. Model Standardowy nie wyja nia przecie obserwowanych hierarchii mas kwarków i na adowanych leptonów, pochodzenia mas neutrin i dominacji materii nad antymateri we Wszech wiecie, jak równie istnienia tzw. ciemnej materii. Badania nad Modelem Standardowym dotyczy y wi c tak e w znacznym stopniu jego mo liwego rozszerzenia, zw aszcza pomys ów uwzgl dniaj cych supersymetri , dodatkowe wymiary przestrzenne lub nowe oddzia ywania silne.
W badaniach nad rozszerzeniem Modelu Standardowego wiatowy rozg os zyska a praca312 Stefana Pokor-
309 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. Furma ski, R. Petronzio, S. Pokorski, Heavy avour 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, e ewentualne istnienie w przyrodzie dodatkowych wymiarów przestrzennych mo e by opisane w sposób dualny przez teori z dodatkowymi symetriami cechowania w czterowymiarowej czasoprzestrzeni. Koncepcji tej, znanej pod nazw dekonstrukcji dodatkowych wymiarów, zosta nawet po wi cony artyku w dziale Science w „New York Times” (26 VI 2001). Idea dekonstrukcji by mo e pozwoli na lepsze zrozumienie mechanizmu naruszenia symetrii elektros abej. Bardzo u ytecznym narz dziem do opisu obserwowanych cech oddzia ywa cz stek przy wysokich energiach sta si tzw. addytywny model kwarków. Przyjmowano w nim proste, lecz do naiwne za o enie, e oddzia ywania mi dzy hadronami s sum oddzia ywa kwarków w nukleonach (z o onych z trzech kwarków) i mezonach (z o onych z dwóch kwarków). Ten naiwny model, w którym zaniedbywano z o on struktur cz stek, t umaczy , dlaczego stosunek przekrojów czynnych oddzia ywa nukleon–mezon i nukleon–nukleon jest w przybli eniu równy 2/3.
Teoretycy krakowscy, Andrzej Bia as i Kacper Zalewski, oraz ich wspó pracownicy opublikowali wtedy seri prac, w których wykorzystywali addytywny model kwarków do wyprowadzenia prostych regu dotycz cych danych do wiadczalnych.313 Prace te przez lata cieszy y si du ym zainteresowaniem i by y cytowane.
Badania oddzia ywa cz stek o wielkiej energii z j drami atomowymi wykazywa y, e krotno produkowanych cz stek jest wi ksza ni w zderzeniach nukleon–nukleon, ale nie ro nie lawinowo, jak mo na by si spodziewa , gdyby wewn trz j dra by a wytwarzana kaskada: cz stki produkowane w zderzeniu z pierwszym nukleonem powinny oddzia ywa z kolejnymi nukleonami. Hipoteza kaskady wewn trzj drowej zosta a obalona przez pomiary.
Andrzej Bia as, Wies aw Czy 314 i Marek B eszy ski zaproponowali w 1976 r. model tzw. zranionych nukleonów.315 W modelu tym przyj to za o enie, e przyczynki
313 A. Bia as, 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. Bia as, 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. Bia as, 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. Bia as, A. Gu a, B. Muryn, K. Zalewski, Systematics of the relations following from the quark model (IV). Photoproduction, Nucl. Phys., B6, s. 483–486 (1968); A. Kota ski, K. Zalewski, A simple model of presenting joint decay distributions for pairs of resonances, Nucl. Phys., B4, s. 559–572 (1968).
314 A. Bia as, Wies aw Czy , 2 V 1927 – 8 IV 2017, Rocznik Polskiej Akademii Umiej tno ci, Rok 2016/2017, Kraków 2017, s. 223–226.
315 A. Bia as, M. B eszy ski, W. Czy , Multiplicity distributions in nucleus-nucleus collisions at high energies, Nucl. Phys., B111, s. 461 (1976); ta praca uzyska a ju ponad 900 cytowa .
do krotno ci cz stek w zderzeniach z j drami pochodz tylko od nukleonów „zranionych”, tj. takich pierwotnych nukleonów z pocisku lub tarczy, które co najmniej raz oddzia a y z nukleonem tarczy lub pocisku. Model zranionych nukleonów bardzo dobrze opisuje krotno ci cz stek produkowanych w zderzeniach hadron–j dro w bardzo szerokim zakresie energii pocisku. Uzyska du popularno i jest cz sto cytowany.
Andrzej Bia as i Robert Peschanski z Pary a opublikowali tak e g o ne prace na temat efektu intermitencji, to znaczy wyst powania du ych lokalnych uktuacji w ró nych rozk adach zmiennych kinematycznych.316 Takie uktuacje zosta y zaobserwowane w pojedynczych oddzia ywaniach, w których by a produkowana bardzo du a liczba – nawet ponad tysi c – cz stek.
Wa ne wyniki teoretyczne uzyska krakowski teoretyk Jan Kwieci ski317, który od 1960 r. zajmowa si oddzia ywaniami hadronów w zderzeniach przy wielkiej
316 A. Bia as, R. Peschanski, Intermittency in multiparticle production at high energy, Nucl. Phys., B308, s. 857–867 (1988); A. Bia as, R. Peschanski, Moments of rapidity distributions as a measure of short-range uctuations in high-energy collisions, Nucl. Phys., B273, s. 703 (1986); te prace uzyska y ju odpowiednio 830 i 1500 cytowa
317 B. Bade ek, Jan Kwieci ski 1938–2003, PF, 55, nr 3, s. 129–130 (2004); K. Golec-Biernat, L. Le niak, Jan Kwieci ski (1938–2003), CERN Courier, January 2004, s. 4; W. Czy , Jan Kwieci ski (1938–2003), APP, 34, nr 12 (2003).
energii. W pracy z 1980 r. na temat wymiany trójgluonowej z ujemn parzysto ci adunkow wyprowadzi równanie tzw. odderonu, znane obecnie pod nazw równania Bartelsa–Kwieci skiego–Prasza owicza.318 Nast pnie po wi ci si badaniu struktury nukleonów. Jego pionierskie prace dotyczy y tzw. rozpraszania g boko nieelastycznego leptonów na nukleonach i mia y wielkie znaczenie dla planowania zderzacza HERA w o rodku DESY w Hamburgu. By y i s u ywane w analizie i interpretacji danych uzyskanych w do wiadczeniach przy akceleratorach w DESY, CERN-ie (Genewa), Fermilab (USA), JLAB (USA). Kwieci ski pierwszy zrozumia konsekwencje wzrostu g sto ci gluonów obserwowanego w zderzeniach, w których bior udzia partony (sk adniki nukleonu) o bardzo ma ym p dzie. Stworzy narz dzia matematyczne umo liwiaj ce analiz ilo ciow danych do wiadczalnych dotycz cych takich zderze i zaproponowa pogldowy sposób ich klasy kacji, tzw. diagram Kwieci skiego.
W latach dziewi dziesi tych XX wieku znaczna cz polskich zyków cz stek elementarnych rozpocz a prace przygotowawcze do czterech eksperymentów przy budowanym w CERN-ie wielkim akceleratorze LHC (Large H adron C ollider), który jest zderzaczem protonów z protonami i j drami, a tak e j der z j drami atomowymi. Ten gigantyczny przyrz d mie ci si w tunelu o obwodzie ok. 27 km, przebiegaj cym g boko pod ziemi na terytorium Francji i Szwajcarii.
Polscy zycy i in ynierowie mieli znacz cy wk ad w budow samego zderzacza319, a tak e czterech ogromnych podziemnych uk adów detektorowych o nazwach ALICE, ATLAS, CMS i LHCb. S to najbardziej skomplikowane urz dzenia badawcze, jakie kiedykolwiek zbudowano. CMS (Compact Muon Solenoid) ma 22 m d ugo ci, 15 m rednicy, mas 14 000 ton i oko o 100 milionów elementów, w ogromnej wi kszo ci elektronicznych; by on budowany i testowany przez ponad 15 lat. ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) ma 46 m d ugo ci, 25 m rednicy i mas 7000 ton. Podobnie jak CMS, ma oko o 100 milionów elementów i by budowany i testowany przez ponad 15 lat. Oba te ogromne urz dzenia skonstruowano w celu potwierdzenia istnienia tzw. bozonu Higgsa, przewidywanego przez teori i b d cego jej fundamentalnym sk adnikiem.
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. Skocze , Udzia polskich naukowców i in ynierów w budowie wielkiego zderzacza hadronów w CERN-ie, [w:] Polska w Europejskiej Organizacji Bada J drowych CERN, PAU, Kraków 2004, s. 197–208.
