Ludzie

„Zbyt wcześnie przeciął los jego natchnioną działalność jako badacza i nauczyciela”

Jedna z ulic w gdańskiej dzielnicy Aniołki, do 1945 r. Feldstraße, nosi imię Mariana Smoluchowskiego. Patron tej ulicy był wielkim polskim uczonym, który wniósł znaczący wkład do światowej fizyki XX w. Jego nazwisko wymieniane jest obok nazwisk trzech innych genialnych polskich fizyków, którzy dokonali odkryć na miarę Nagrody Nobla. Szanse na otrzymanie tej najbardziej prestiżowej nagrody przez Mariana Smoluchowskiego przekreśliła jego przedwczesna śmierć.

Marian Smoluchowski; źródło: filozofiaprzyrody.pl

Cytat, który zamieściłam w tytule pochodzi ze wspomnienia poświęconego Marianowi Smoluchowskiemu, które napisał po jego śmierci inny znany fizyk, mianowicie Albert Einstein. Jego artykuł zatytułowany „Marian v. Smoluchowski” ukazał się w 1917 r. w piśmie „Naturwissenschaften”.

Pisząc swoje wspomnienie o tymże polskim uczonym korzystałam z następujących źródeł: Wikipedii, strony internetowej https://smoluchowski.uj.edu.pl/ (autor: prof. Bogdan Cichocki, Uniwersytet Warszawski, Instytut Fizyki Teoretycznej) oraz internetowej Encyklopedii PWN.

Marian Smoluchowski
Marian Smoluchowski, Wikipedia

Marian Smoluchowski urodził się 28 V 1872 r. we wsi Vorderbrühl niedaleko Wiednia.

Jego ojciec, Wilhelm, doktor prawa kierował referatem spraw polskich w kancelarii cesarza Franciszka Józefa.

W latach 1890 – 1894 Marian Smoluchowski studiował fizykę na Uniwersytecie Wiedeńskim. Kształcił się tam pod kierunkiem m. in takich profesorów jak Josef Stefan i Franz Exner. Studia ukończył z wyróżnieniem.

Zanim obronił pracę doktorską musiał odbyć obowiązkową, roczną służbę wojskową.

Następnie przez kilka lat pracował w laboratoriach w różnych europejskich ośrodkach badawczych: w latach 1895 – 96 w Paryżu pod kierunkiem Gabriela Lippmanna, w latach 1896 – 97 w Glasgow pod kierunkiem lorda Kelvina i w 1897 r. Berlinie pod kierunkiem Emila Warburga.

W 1898 r. został docentem. W tym samym roku otrzymał tzw. prawo wykładania („vienia legendi”), czyli – jak podaje Wikipedia – prawo do prowadzenia wykładów przez niesamodzielnych pracowników naukowych ze stopniem doktora lub ewentualnie stopniem zawodowym magistra lub równoważnym”. Prawo do prowadzenia wykładów na wyższej uczelni przysługiwało tylko pracownikom posiadającym habilitację.

W 1899 r. Smoluchowski zamieszkał we Lwowie, gdzie przez najbliższych kilkanaście lat pracował na tamtejszym uniwersytecie. W 1900 r. został profesorem nadzwyczajnym, a w trzy lata później – profesorem zwyczajnym. Był wtedy najmłodszym profesorem na terenie Cesarstwa Austro – Wegierskiego.

W 1900 r. wziął udział w Pierwszym Międzynarodowym Kongresie Fizyków w Paryżu.

Włączył się w działalność Polskiego Towarzystwa Przyrodników im. Mikołaja Kopernika, założonego we Lwowie w czterechsetną rocznicę urodzin polskiego astronoma, tj. 19 II 1873 r. Towarzystwo to zrzeszało polskich uczonych, przedstawicieli nauk przyrodniczych. Smoluchowski był jego prezesem w latach 1906 – 07.

prof. Witkowski
prof. Witkowski fot. Józef Sebald, Wikipedia

W 1908 r. został członkiem Akademii Umiejętności w Krakowie, a w 1917 r. – Towarzystwa Naukowego Warszawskiego.

W 1912 r. przeprowadził się do Krakowa, gdzie podjął pracę na Uniwersytecie Jagiellońskim. Z rekomendacji dotychczasowego kierownika, prof. Augusta Witkowskiego otrzymał na tej uczelni kierownictwo katedry fizyki doświadczalnej.

Marian Smoluchowski w swej pracy naukowej zajmował się różnymi dziedzinami fizyki, w tym fizyką statyczną. Największe znaczenie mają jego prace z kinetycznej teorii materii.

W 1904 r. napisał pracę pt. „O nieregularnościach w rozkładzie cząsteczek gazu i wpływie ich na entropię i równanie stanu”. „Wbrew powszechnie obowiązującej opinii, przedstawił argumenty potwierdzające możliwość obserwacji fluktuacji wielkości fizycznych spowodowanych ziarnistą strukturą materii” (prof. Cichowski). Na tej podstawie – wraz z Albertem Einsteinem – wyjaśnił zjawisko ruchów Browna.

Jak podaje Wikipedia zjawisko to polega na „chaotycznych ruchach cząstek w płynie (cieczy lub gazie) wywołanych zderzeniami zawiesiny z cząsteczkami płynu”.

Po raz pierwszy w 1827 r. szkocki uczony Robert Brown obserwując przez mikroskop pyłki kwiatowe w zawiesinie wodnej dostrzegł, iż znajdują się one w nieustannym, chaotycznym ruchu.

„Ruchy Browna obserwuje się dla mikroskopijnych, mniejszych niż mikrometr, cząstek zawiesiny bez względu na ich rodzaj. Cząsteczki poruszają się ciągle, a ich ruch nie słabnie. Prędkość ruchu jest większa dla mniejszych cząstek i wyższej temperatury”. (Wikipedia).

W pracy pt. „Zarys kinetycznej teorii ruchów Browna i roztworów mętnych” (1906 r.) wyjaśnił mechanizm ruchów Browna.

Robert Brown
Robert Brown, Wikipedia

Wyjaśnienie to przyczyniło się „do ostatecznego zaakceptowania przez społeczność naukową realnego istnienia atomów. Wprowadzenie wspomnianych fluktuacji pozwoliło mu także na wyjaśnienie w 1908 r. tajemniczego zjawiska opalescencji krytycznej, a również na udzielenie (wspólnie z A. Einsteinem) prawidłowej odpowiedzi na pytanie – > Dlaczego niebo ma kolor niebieski? <” (prof. Cichocki).

Jak podaje Encyklopedia PWN opalescencja to „rozpraszanie światła występujące w ośrodkach mętnych (np. w koloidach), w których jest spowodowane odbiciem promieni światła od cząstek fazy rozproszonej, oraz w cieczach, w których nie ma zawiesin, lecz występują fluktuacje gęstości (przypadkowe odchylenia wartości gęstości od ich wartości średniej)”. Z kolei opalescencja krytyczna to „obserwowany w pobliżu stanu krytycznego znaczny wzrost opalescencji”.

Matematyczny opis ruchów Browna obaj uczeni – Marian Smoluchowski i Albert Einstein – podali niezależnie od siebie. Dziś określamy je mianem wzoru Einsteina – Smoluchowskiego; opisuje on, w jaki sposób „średnia kwadratu przesunięcia cząstki Browna zależy od czasu” (Encyklopedia PWN). Wynika z tego m. in że „dla dostatecznie długiego czasu średnie przemieszczenie (z uwzględnieniem kierunku i zwrotu) obserwowanej cząstki wynosi zero, natomiast średni kwadrat rzutów przemieszczenia na dowolną oś jest proporcjonalny do czasu”. Ten matematyczny opis ruchów Browna „był jednym z elementów, które przyczyniły się do powstania teorii procesów stochastycznych” (Encyklopedia PWN).

Einstein wykorzystał wyniki uzyskane przez polskiego uczonego przy formułowaniu teorii wyjaśniającej chaotyczne ruchy cząstek.

Trzy Nagrody Nobla, nadane w pierwszej połowie XX wieku związane były ściśle z osiągnięciami Mariana Smoluchowskiego: w 1926 r. otrzymał ją w dziedzinie chemii R.A. Zsigmondy , a w 1927 r. w dziedzinie fizyki J.B. Perrin i w dziedzinie chemii T. Svedberg.

Jedno z równań teorii dyfuzji – „procesu samorzutnego rozprzestrzeniania i przenikania się cząsteczek lub energii w każdym ośrodku (…) będącego konsekwencją chaotycznych zderzeń cząsteczek dyfundującej substancji między sobą lub z cząsteczkami otaczającego ją ośrodka” (Wikipedia) zostało nazwane mianem „równania Smoluchowskiego”. Jednym z najbardziej znanych przykładów zjawiska fizycznego zdominowanego przez dyfuzję są właśnie ruchy Browna.

Albert Einstein
Albert Einstein, Wikipedia

W 1913 r. Marian Smoluchowski w swej pracy pt. „Granice stosowalności drugiej zasady termodynamiki” podał statystyczną interpretację II zasady termodynamiki.

W 1916 r. – sformułował teorię koagulacji, czyli „łączenia się cząstek koloidowych w większe skupienia” (Encyklopedia PWN). Wygłosił wtedy w Getyndze trzy wykłady poświęcone temu zagadnieniu.

Marian Smoluchowski ożenił się z Zofią, córką Aleksandra Baranieckiego, matematyka, profesora Uniwersytetu Jagiellońskiego, autora kilku podręczników do matematyki.

Marian i Zofia doczekali się dwójki dzieci: córki Aldony i syna Romana, który tak, jak ojciec został fizykiem. Pracował na uniwersytetach w Princeton i Austin.

Marian Smoluchowski podobnie, jak jego starszy brat, Tadeusz, z wykształcenia chemik, był zapalonym taternikiem i alpinistą. Fascynację górami oraz miłość do wycieczek wysokogórskich zaszczepił swym synom ich ojciec. Obaj bracia systematycznie przygotowywali się do wypraw wysokogórskich poprzez treningi, które odbywali w każdą niedzielę i święto, niezależnie od pogody.

Zalicza się ich do czołówki alpinistów europejskich lat 90 – tych XIX w., a jednocześnie pionierów narciarstwa w Galicji. Dokonali szesnastu nowych wejść na szczyty górskie i turnie oraz dwadzieścia cztery górskie drogi, bez korzystania z przewodników.

Marian Smoluchowski „należał do nielicznych polskich wspinaczy, którzy na koncie mają pierwsze wejścia na szczyty w Alpach” (Wikipedia). Jako pierwszy Polak zdobył w Alpach Pennińskich w Szwajcarii takie szczyty, jak: Matterhorn, Zinalrothorn (szczyt w masywie Obergabelhorn – Zinalrothorn), Monte Rosa, Dent Blanche, Breithorn (w masywie Breithorn – Lyskamm) oraz Finsteraarhorn – najwyższy szczyt w Alpach Berneńskich. Wymienione szczyty: Zinalrothorn i Monte Rosa zdobył w 1894 r. wraz H. Lorenzem.

Marian i Tadeusz Smoluchowscy odbyli w 1911 r. wyprawę narciarską w nieznane Polakom Karpaty Marmaroskie, które stanowią część Wewnętrznych Karpat Wschodnich (ob. na terenie Ukrainy i Rumunii). W tym samym roku Marian Smoluchowski wraz z innymi polskimi taternikami i alpinistami (np. Januszem Chmielowskim) dokonał pierwszego trudnego przejścia zachodnią ścianą Małej Kończystej (w jęz. słowackim Malá Končistá ), szczytu o wysokości 2450 m n. p. m. który znajduje się w słowackich Tatrach Wysokich.

prof. Marian Baraniecki
prof. Marian Baraniecki, Wikipedia

Marian Smoluchowski należał do Sekcji Turystycznej Polskiego Towarzystwa Tatrzańskiego, utworzonej 25 VII 1903 r. Jej pierwszym przewodniczącym był wspomniany Janusz Chmielowski. Marian Smoluchowski pełnił tę funkcję w latach 1911 – 12.

Działał również w polskich organizacjach narciarskich. Publikował artykuły w różnych czasopismach poświęcone wspinaczce alpinistycznej oraz narciarstwu.

Interesował się także muzyką i sztuką. Grał na fortepianie, malował akwarele. Lubił jazdę rowerem.

Po raz ostatni  pojechał w Tatry w 1917 r. – tuż przed swą przedwczesną śmiercią. Zmarł w Krakowie kilka miesięcy później, tj. 5 IX 1917 r. z powodu dyzenterii. Wcześniej został wybrany rektorem Uniwersytetu Jagiellońskiego na rok akademicki 1917 / 18. Zmarł przed objęciem tego urzędu.

Został pochowany na krakowskim Cmentarzu Rakowickim.

Po jego śmierci wielu znanych europejskich uczonych opublikowało wspomnienia poświęcone temu wielkiemu polskiemu fizykowi. Pierwszym z nich był Albert Einstein, który swój artykuł podsumował stwierdzeniem (którego fragment zamieściłam w tytule swego artykułu): „Zbyt wcześnie przeciął los jego natchnioną działalność jako badacza i nauczyciela … dzierżmy wysoko jego wzór i dzieło”.

Marian Smoluchowski został patronem Instytutu Fizyki UJ.

Polskie Towarzystwo Fizyczne ustanowiło Medal im. Mariana Smoluchowskiego. Jest to najwyższe odznaczenie przyznawane przez Polskie Towarzystwo Fizyczne. Otrzymują je głównie polscy fizycy (choć nie tylko). „Przyznawany jest osobom, których prace przyczyniły się w sposób wybitny do rozwoju co najmniej jednej z dziedzin fizyki oraz za zasługi dla rozwoju fizyki w Polsce, bez względu na stopień, tytuł naukowy, miejsce pracy i przynależność państwową nagrodzonego. Może być przyznawany za pracę ogłoszoną drukiem lub za całokształt dorobku naukowego”. (Wikipedia). Pierwszy raz otrzymał go w 1965 r. Wojciech Rubinowicz, wieloletni profesor Uniwersytetu Warszawskiego.

ul. Smoluchowskiego w Gdańsku
ul. Mariana Smoluchowskiego w Gdańsku

W 1970 r. decyzją Międzynarodowej Unii Astronomicznej jednemu z kraterów na Księżycu nadano imię „Smoluchowski”.

Uchwałą Senatu RP rok 2017 – rok, w którym obchodziliśmy setną rocznicę śmierci słynnego polskiego fizyka – został ustanowiony Rokiem Mariana Smoluchowskiego.

3 IX 2017 r. na Uniwersytecie Jagiellońskim, w Collegium Maius otwarto wystawę dokumentującą życie i działalność naukową Mariana Smoluchowskiego, zatytułowaną „Pod przewodnią gwiazdą nauki. W stulecie śmierci Mariana Smoluchowskiego”.
W tym samym dniu w Teatrze im. Juliusza Słowackiego odbyła się konferencja historyczno – naukowa „Nauka i Sztuka w hołdzie Marianowi Smoluchowskiemu”.

Maria Sadurska

Dodaj opinię lub komentarz.