Odnowienie doktoratu profesora Wojciecha Królikowskiego
w dniu 21 listopada 2001 r.

Rektor UW, prof. dr hab. Piotr Węgleński wręcza dyplom prof. dr hab. Wojciechowi Królikowskiemu (foto: Marcin Kluczek)

Przemówienie promotora - prof. Stefana Pokorskiego

Magnificencjo, Pani Dziekan, Szanowni Państwo i Ty Drogi Wojciechu,

Jest dla mnie zaszczytem i przyjemnością móc prezentować sylwetkę profesora Wojciecha Królikowskiego z okazji odnowienia jego doktoratu.

Wojciech Królikowski urodził się w Warszawie w 1926 r. Studiował fizykę na Uniwersytecie Warszawskim i otrzymał stopień magistra w 1950 r. Stopień doktora otrzymał w 1952 r. (promotorem był profesor Wojciech Rubinowicz) a doktora habilitowanego w 1957 r. Jego życie zawodowe było i jest na stałe związane z warszawskim środowiskiem fizyków teoretyków. Pracuje on w Uniwersytecie Warszawskim bez przerwy od 1950 r., obecnie, po przejściu na emeryturę, na połowie etatu. Pracował także w Instytucie Fizyki PAN w latach 1952 - 1957 i w Instytucie Badań Jądrowych w 1958 - 1970, gdzie był kierownikiem Zakładu Teorii Jądra Atomowego i Cząstek Elementarnych. Otrzymał tytuł profesora w 1958 r., a w r. 1969 został wybrany członkiem Polskiej Akademii Nauk.

Wojciech Królikowski był pierwszoplanową postacią we wczesnym powojennym rozwoju fizyki teoretycznej w Uniwersytecie Warszawskim. Związany był ściśle z profesorem Wojciechem Rubinowiczem, jednym z najbardziej znanych fizyków polskich, i podjął promowany przez niego kierunek badań oparty na współczesnej teorii kwantów. Wojciech Królikowski zainicjował w Warszawie badania podstawowych praw rządzących strukturą materii - ten kierunek badań należał zawsze do głównych zadań fizyki i wyznaczał oraz nadal wyznacza jej główny nurt rozwoju. Nie ma wątpliwości, iż Wojciech Królikowski jest "ojcem" fizyki teoretycznej cząstek i oddziaływań elementarnych w ośrodku warszawskim. Nadał też tym badaniom ramy organizacyjne, tworząc w 1960 r. Zakład Teorii Cząstek Elementarnych, którego kierownikiem był do czasu przejścia na emeryturę.

W swojej karierze naukowej Wojciech Królikowski prowadził badania w słynnych uczelniach, takich jak Politechnika w Zurychu, gdzie miał okazję oddziaływać z Wolfgangiem Paulim, w Instytucie Studiów Zaawansowanych w Princeton, w Europejskim Laboratorium Fizyki Cząstek (CERN) w Genewie i w Międzynarodowym Instytucie Fizyki Teoretycznej (ICTP) w Trieście.

Dorobek naukowy Wojciecha Królikowskiego jest bardzo bogaty. Obejmuje ponad 200 publikacji, a wśród nich kilka wyników o zasadniczym znaczeniu dla rozwoju fizyki cząstek elementarnych. Należy tu przede wszystkim wymienić wysunięcie hipotezy o istnieniu neutrina mionowego [1]. Hipoteza ta została później potwierdzona doświadczalnie i miało to podstawowe znaczenie dla rozwoju teorii oddziaływań elektrosłabych. Był także jednym z pierwszych teoretyków, którzy do opisu oddziaływań silnych wprowadzili nową liczbę kwantową [2], niezbędną, jak się później okazało, do zbudowania teorii tych oddziaływań. Wojciech Królikowski zajmował się zawsze z ogromną intuicją zasadniczymi problemami fizyki cząstek elementarnych.

Jego rola w ośrodku warszawskim nie sprowadza się wyłącznie do tego, że zainicjował nowy na owe czasy i bardzo ważny kierunek badań. Był profesorem zawsze lubianym przez studentów i szanowanym za precyzję swych wykładów. Jego podręcznik z mechaniki teoretycznej, napisany w 1955 r. wspólnie z profesorem Wojciechem Rubinowiczem, jest ciągle wznawiany i używają go do dziś wszystkie kolejne roczniki studentów.

Wojciech Królikowski wychował kilka pokoleń uczniów, inspirując ich do fascynujących badań w fizyce cząstek elementarnych. Zainteresowanie fizyką, chęć zrozumienia istoty rzeczy, entuzjazm, celność ocen w bardzo szybko rozwijającej się dziedzinie badań, zdrowy krytycyzm naukowy - to wszystko było zawsze bezcenne dla jego uczniów i współpracowników.

Na zakończenie chciałbym dodać kilka bardziej osobistych słów, bo dzisiejsza uroczystość jest szczególnie miła dla mnie osobiście. Nie jestem wprawdzie bezpośrednio uczniem profesora Wojciecha Królikowskiego - jestem jego naukowym wnukiem [3] - ale, jak to bywa w rodzinie, więzy między tymi dwiema generacjami są czasem szczególnie silne. I tak jest w naszym przypadku. Czuję się spadkobiercą jego sposobu myślenia o fizyce, w którym aparat matematyczny podporządkowany jest zrozumieniu problemu od strony fizycznej. Wojciech jest obecnie nadal nie tylko w pełni zaangażowany w badania naukowe, ale także jest dla mnie i innych kolegów w zakładzie prawdziwą przyjemnością dyskutować z nim o badaniach w świecie, o nowych kierunkach badań, o mankamentach i zaletach pojawiających się nowych idei, o tym co warto zreferować na seminariach itd.

Wojciechu, jak Ty to robisz, że pozostajesz wciąż tak zdumiewająco młody w swoim myśleniu o fizyce?

Jego Magnificencjo, Szanowna Pani Dziekan i Członkowie Senatu, Drogi Promotorze, Koledzy i Przyjaciele,

Chciałem serdecznie podziękować Uniwersytetowi Warszawskiemu i jego dostojnym władzom za dzisiejszą wzruszającą dla mnie uroczystość. W moim doświadczeniu życiowym, podniosłe określenie Alma Mater czyli Matka Żywicielka dla umysłów i serc scholarów sprawdziło się znakomicie na Uniwersytecie Warszawskim, któremu jestem winny szczerą pietas.

Szanowni Państwo,

Zastanawiałem się, co powiedzieć z okazji tej uroczystości. Sądzę, że najtrafniejszym wyjściem z sytuacji byłoby podsumowanie, co się istotnego wydarzyło w fizyce w ciągu tych 50 lat, jakie upłynęły od czasu mojego doktoratu wykonanego w 1951 r. pod kierunkiem profesora Wojciecha Rubinowicza. A był to okres niezwykle bogaty w głębokie i zadziwiające odkrycia. Jednakże z uwagi na rozległość tematu i ograniczone kompetencje prelegenta, muszę rzecz sprowadzić do krótkiej charakterystyki rozwoju fizyki w tym okresie, pokrywającym się z drugą połową XX wieku.

Często się mówi, że wiek XX był w nauce wiekiem fizyki, zaś wiek XXI będzie wiekiem biologii. Wielu sądzi, że będzie również wiekiem psychologii, która zbliży się swym charakterem do nauk przyrodniczych a nauki przyrodnicze do niej. Sama fizyka przeżyła w XX wieku głębokie przemiany. Były oszałamiające w technice eksperymentalnej. Ale również w strukturze teoretycznej i aspiracjach poznawczych. Także w konsekwencjach technologicznych przeobrażających nasze życie codzienne.

Istotnie, oblicze fizyki w drugiej połowie wieku różniło się dość wyraźnie od końcówki XIX wieku i pierwszej połowy XX, kiedy odkryto podstawowe, ogólne prawa przyrody. Myślę oczywiście o teorii kwantów i teorii względności, które, jak ktoś prowokująco powiedział, odkrywa się tylko raz w historii nauki. W okresie tym zidentyfikowano również dwa nowe podstawowe oddziaływania występujące w przyrodzie obok oddziaływań elektromagnetycznych i grawitacyjnych. Były to tzw. oddziaływania słabe, odpowiedzialne za zjawiska promieniotwórczości ß oraz tzw. oddziaływania silne, leżące u podstaw sił jądrowych. Później, w latach pięćdziesiątych, znaleziono także wzorcowy przykład tzw. sił kolektywnych, związany z powstawaniem skorelowanych par elektron-elektron w zjawisku nadprzewodnictwa elektrycznego. Używając terminologii scholastycznej, która gdzieś tam żyje w odległej tradycji uniwersyteckiej, można by powiedzieć, że w pierwszej połowie XX wieku fizyka wzniosła się na poziom naukowego badania esencji przyrody. Natomiast w drugiej połowie wieku, wskutek licznych nowych odkryć, istotnym i naturalnym obszarem jej badań stały się fundamentalne składniki substancji przyrody, postrzegane jako cząstki elementarne i ich oddziaływania.

W miarę rozwoju badań okazywało się doświadczalnie, że cząstki elementarne, traktowane jako punkty materialne, niosą ze sobą różne, bardzo specyficzne, wewnętrzne stopnie swobody, które decydują o ich także bardzo specyficznych oddziaływaniach. Pierwszą taką strukturą wewnętrzną był spin cząstki czyli, jak mówią w Krakowie, jej kręt, potem przyszły takie struktury wewnętrzne, jak tzw. izospin i hiperładunek definiujące ładunek elektryczny, które w przeciwieństwie do spinu nie są już związane bezpośrednio z przestrzenią i czasem.

W latach pięćdziesiątych dokonano odkrycia, które można uważać za cezurę między fizyką pierwszej i drugiej połowy wieku. Mianowicie oddziaływania słabe, odpowiedzialne za promieniotwórczość ß odkrytą na zaraniu XX wieku, okazały się niesymetryczne względem odbicia przestrzennego, podobnie jak lewa dłoń, która zmienia się w lustrze w prawą. Przy tym ta asymetria jest bardzo specyficzna, w pewnym sensie maksymalna: tylko lewe struktury wewnętrzne cząstek elementarnych, będące analogią lewej dłoni, występują w słabych oddziaływaniach prowadzących do rozpadów ß. Natomiast jednocześnie okazało się, że w oddziaływaniach elektromagnetycznych oraz oddziaływaniach silnych, leżących u podstaw sił jądrowych odkrytych w pierwszej połowie XX wieku, występują zawsze zarówno struktury lewe jak i prawe, i to w sposób symetryczny. Zidentyfikowano osiem symetrycznych struktur wewnętrznych cząstek wykazujących silne oddziaływania. Zbiór ich nazwano żartobliwie kolorem. Nota bene, w zbiorze tym tylko dwa elementy są równocześnie mierzalne. Okazało się, że najprostsze cząstki silnie oddziałujące, czyli tzw. kwarki, mogą występować w trzech różnych stanach ze względu na kolor, i przy tym trójki kwarków w takich stanach nie dają się od siebie w pełni odseparować przestrzennie, w przeciwieństwie do elektronów związanych z jądrami atomowymi. Mówimy, że kwarki są uwięzione. Kwarki w trzech stanach kolorowych uważa się teraz powszechnie za elementarne składniki wszelkiej materii jądrowej.

Głównie w konsekwencji tych odkryć wyłoniła się teoria, zwana z pewną dozą przekory Modelem Standardowym oddziaływań fundamentalnych, w której cząstki elementarne wraz ze swymi wewnętrznymi stopniami swobody podlegają specyficznym prawom dynamicznym: prawa przyrody są dopasowane do specyficznych cząstek i odwrotnie. Można by powiedzieć, że scholastyczna esencja i substancja zaczynają się pokrywać. Model Standardowy cieszy się w tej chwili pełnym poparciem ze strony doświadczenia.

Jest to sytuacja optymistyczna i zadawalająca, ale nie do końca przy obecnych wysokich aspiracjach poznawczych, bowiem czujemy, że w Modelu Standardowym występuje za wiele parametrów a priori dowolnych, wyznaczalnych tylko przez pomiary. Są nimi przede wszystkim masy wszystkich cząstek elementarnych. Pomimo odkrycia szczególnej i ogólnej teorii względności można powiedzieć, że w odróżnieniu od energii status masy nie zmienił się tak bardzo od czasu, gdy Newton wprowadził ją do fizyki jako parametr. Postęp w kierunku powstania teorii masy jest pewnie jednym z największych wyzwań dla fizyki XXI wieku. Dodam, że tzw. mechanizm Higgsa spontanicznego łamania symetrii, działający w Modelu Standardowym i wprowadzający do niego niezerowe masy cząstek elementarnych (niestety ciągle jako parametry), jest być może zapowiedzią nowego nie-Newtonowskiego spojrzenia na istotę masy.

Wskutek wysoce zaawansowanego poziomu dzisiejszej techniki pomiarowej, wymagającej w fizyce cząstek wielkich urządzeń przyspieszających, oprzyrządowanych wyrafinowaną elektroniką, przygotowywanie nowych eksperymentów fizycznych jest kosztowne i trwa długo, nawet dekadę. Daje to czas i okazję fizykom o orientacji teoretycznej na spekulacje, które nie zaraz i nie zawsze mogą być skontrolowane doświadczalnie. W drugiej połowie XX wieku łącznie z jej końcówką, spekulacje te w zakresie substancji przyrody szły na ogół w kierunku zastąpienia obrazu elementarnych cząstek punktowych przez niezwykle małe ale rozciągłe struktury dynamiczne o charakterze napiętych strun, zamkniętych lub otwartych. Przy tym okazało się, że struktury te, ze względu na matematyczną i fizyczną spójność obrazu, muszą mieć więcej wymiarów niż nasza dobrze znana czterowymiarowa czasoprzestrzeń. Nadto, z podobnych względów, struny te powinny być, jak mówimy, supersymetryczne. Oznacza to, że ich drgania odbywają się nie tylko w przestrzeni położeń, ale także w przestrzeni (połówkowych) spinów traktowanych łącznie z położeniami w pewien symetryczny sposób. Cząstki obserwowane w doświadczeniu są stanami dynamicznymi tych strun. Ale wtedy z supersymetrii strun wynika, że powinno istnieć drugie tyle cząstek nieobserwowanych dotąd eksperymentalnie, zwanych supersymetrycznymi partnerami pierwszych. Fizycy wierzący w supersymetrię mają nadzieję na ich zaobserwowanie w przyszłości. Te abstrakcyjne spekulacje, ciągle bardzo popularne w nowym XXI wieku, dają, o dziwo, szansę realizacji dwu istotnych dezyderatów od dawna obecnych w fizyce: otrzymania teorii fundamentalnej bez trapiących ją rozbieżności matematycznych oraz naturalnego włączenia grawitacji do teorii kwantów. Oczywiście, pytanie, czy zaspokojenie tych dezyderatów nie odbyłoby się w tym przypadku na błędnej drodze, jest adresowane do przyszłych trudnych eksperymentów. Problem, jakie są i czym są hipotetyczne dodatkowe wymiary, jest poznawczo istotny niezależnie od takiego czy innego postawienia sprawy i wyraźnie działa na wyobraźnię fizyków już nie od dzisiaj.

Tyle, Szanowni Państwo, jubileuszowych uwag odnowionego dziś doktora fizyki teoretycznej.