O tym, że przeżyłem, zdecydowały godziny ? rozmowa z prof. Andrzejem Trautmanem, laureatem Nagrody FNP 2017

Dodano: :: Kategorie: Aktualności, Informacje prasowe
-A A+

Gdy miałem 10 lat na imieniny dostałem prezent ? niewielką sumę pieniędzy, za którą miałem sam wybrać sobie książkę. Poszedłem do księgarni Gebethnera i Wolffa. Długo wahałem się między dwiema książkami: młodzieżową i popularnonaukową. Kupiłem tę pierwszą, pobiegłem do domu, otworzyłem ją i już wiedziałem, że to nie jest to. Wróciłem do księgarni i wymieniłem książkę na popularnonaukową. To był pierwszy punkt zwrotny w moim życiu – opowiada prof. Andrzej Trautmatman, laureat Nagrody FNP 2017 w obszarze nauk matematyczno-fizycznych i inżynierskich, w rozmowie z Patrycją Dołowy.

Patrycja Dołowy: Bardzo serdecznie gratuluję Nagrody za badania, które wniosły przełomowy wkład do teorii fal grawitacyjnych. Pana droga naukowa jest niezwykle barwna, pełna wybitnych postaci. Jak się zaczęła ta przygoda z fizyką?

Andrzej Trautman: W październiku 1943 r. miałem 10 lat. Na imieniny dostałem prezent ? niewielką sumę pieniędzy, za którą miałem sam wybrać sobie książkę. Poszedłem do księgarni Gebethnera i Wolffa. Długo wahałem się między dwiema książkami: młodzieżową i popularnonaukową. Kupiłem tę pierwszą, pobiegłem do domu, otworzyłem ją i już wiedziałem, że to nie jest to. Wróciłem do księgarni i wymieniłem książkę na popularnonaukową. To był pierwszy punkt zwrotny w moim życiu. Potem moja droga była zupełnie nietypowa. Fizyką i matematyką interesowałem się już w szkole średniej, ale kilka miesięcy przed maturą poszedłem do mojej nauczycielki fizyki, by się jej poradzić w sprawie wyboru studiów. Ona mi wtedy powiedziała tak: słuchaj, jeśli skończysz fizykę lub matematykę, to zostaniesz nauczycielem, jak ja, a to bardzo niewdzięczny zawód. Miałem 16 lat, byłem głupim dzieciakiem, więc postąpiłem zgodnie z jej radą. Poszedłem na Politechnikę, jak większość kolegów z klasy. Szybko zorientowałem się, że to nie jest to, co najbardziej mi odpowiada. Zacząłem się starać o równoległe studiowanie fizyki na Uniwersytecie. Jednak był rok 1950, czasy stalinowskie, wszystko było na ostro. Dostałem odmowę. Zresztą dobrze się stało, bo pewnie nie dałbym sobie rady.

A jednak w końcu wylądował Pan na mitycznej Hożej 69.

Pod koniec studiów nawiązałem kontakt z fizyką w inny sposób. W 1951 roku wrócił do Polski profesor Leopold Infeld, wybitny fizyk, polski Żyd, który od 1936 roku przebywał w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie. Był bliskim współpracownikiem Alberta Einsteina. Z moim przyjacielem, Włodkiem Zychem dowiedzieliśmy się, że Infeld będzie miał wykład z teorii względności. Poszliśmy. To była mała salka, może dziesięciu słuchaczy. W pewnym momencie Infeld zadał pytanie, a jedyną osobą, która umiała na nie odpowiedzieć był młody słuchacz o śniadej cerze i kruczoczarnych włosach. Zrobił na profesorze wielkie wrażenie. Kilka lat później mieliśmy na Politechnice wykład  ?Wstęp do fizyki teoretycznej? i ku mojemu miłemu zaskoczeniu, prowadził go nie kto inny, jak tamten młody słuchacz, dr Jerzy Plebański, który w międzyczasie został współpracownikiem Infelda. W czasie przerw dużo rozmawialiśmy, zadawałem pytania. Widząc moje zainteresowanie, zaproponował, że może poprowadzić moją pracę magisterską i tak się stało. Po obronie namówił mnie, żebym poszedł na studia doktoranckie na Uniwersytet, do grupy Leopolda Infelda. Wtedy to się nazywało ,,aspirantura?. Byłem aspirantem fizyki teoretycznej. Plebański poradził mi też od razu, żebym na temat swojej pracy wybrał promieniowanie grawitacyjne. ?Tylko ostrzegam cię? ? dodał. ?Infeld nie wierzy w promieniowanie grawitacyjne. Będziesz miał trudne zadanie.? I tak rzeczywiście było.

Czyli wsadził Pana na minę?

A najgorsze było to, że Plebański sam prawie nic o promieniowaniu grawitacyjnym nie wiedział. Tylko tyle, że jest ciekawe i warto się nim zająć. Bardzo niewiele było na ten temat artykułów. Musiałem sobie radzić sam. Opracowałem metodę: chodziłem do biblioteki Instytutu Matematycznego, która była bardzo dobrze zorganizowana. Mieli tam nowe czasopismo ?Mathematical Reviews?, gdzie zamieszczano  abstrakty ukazujących się wtedy prac z matematyki i fizyki teoretycznej.  Wertując te tomy, wyszukałem kilkanaście prac, które dotyczyły promieniowania grawitacyjnego.

Później te prace trzeba było zamawiać zza granicy?

Nasze biblioteki były nawet dość dobrze zaopatrzone. Ale trzeba było znaleźć sposób na dotarcie do artykułów w czasach, gdy nie było komputerów, wyszukiwarek, aktualizowanych na bieżąco katalogów z hasłami. A ja się nie miałem kogo poradzić. Infeld uprzedził się do promieniowania jeszcze w czasach współpracy z Einsteinem, który wtedy wątpił  o jego istnieniu. Mimo, że to właśnie Einstein wprowadził do nauki pojęcie promieniowania grawitacyjnego. W swoich dość wczesnych pracach z 1916 i 1918 roku. Opisywał tam promieniowanie dla słabego pola.

Co to znaczy?

Grawitacja jest opisywana przez geometrię – słabe pole grawitacyjne oznacza, że geometria jest bliska geometrii płaskiej. W takim przybliżeniu obliczenia są dość łatwe. Einstein wyprowadził wzory na wielkość promieniowania wytwarzanego przez poruszające się ciała. Natomiast potem w 1935 roku wrócił do tego tematu, lecz już  w ramach swojej ścisłej  teorii, używając skomplikowanych, nieliniowych równań, które bardzo trudno jest rozwiązywać. Wykonywał te obliczenia we współpracy z izraelskim fizykiem Natanem Rosenem. Zaczęli od najprostszego przykładu tzn. fal płaskich. Próbując rozwiązać równania  pola grawitacyjnego, doszli do wniosku, że te równania dopuszczają dla fal płaskich jedynie rozwiązania osobliwe. Na tej podstawie wywnioskowali, że fale grawitacyjne nie istnieją.  Napisali artykuł, który wysłali do czołowego amerykańskiego pisma ?Physical Review?. Einstein już wtedy był bardzo poważanym i znanym w USA uczonym. Pracował w Princeton. Szybko dostali recenzję, której autor w delikatny sposób sugerował, że ta praca się niezbyt nadaje do druku, że niefortunnie wybrano układ współrzędnych i prawdopodobnie te osobliwości, które wystąpiły w rozwiązaniach, nie są wynikiem fizyki, tylko przypadkowego, złego wyboru układu współrzędnych.

I co Einstein na to?

Bardzo się zdenerwował. Napisał list do redakcji, że on im wysyła gotową pracę i nie życzy sobie, by była pokazywana komukolwiek przed opublikowaniem. Wycofał artykuł, by go opublikować gdzie indziej. Recenzent był przyjacielem Einsteina z Princeton i chociaż nie przyznał się do tego, że to on recenzował pracę, przekonał go do swoich racji. Wysyłając tekst do innego pisma, Einstein uwzględnił jego uwagi. Wydaje się, że  mimo wszystko  ciągle miał wątpliwości w sprawie istnienia fal grawitacyjnych.

A za nim Infeld.

Profesor Infeld miał swój argument oparty na analizie równań ruchu ciał oddziałujących grawitacyjnie. Sądził, że wyrazy, które mogłyby opisywać promieniowanie można zawsze usunąć przez zmianę wyboru układu współrzędnych. Ja z kolei po przeczytaniu amerykańskiej publikacji Josha Goldberga szybko się zorientowałem, że usuwanie wyrazów promienistych przez wybór układu współrzędnych wcale nie jest możliwe. Metoda, którą się to sprawdza, polega na obliczaniu tensora krzywizny, wielkości która pozwala na niezależne od wyboru współrzędnych opisanie pola grawitacyjnego. Człony promieniste rozpatrywane przez Infelda dają niezerowy przyczynek do tensora krzywizny, więc nie można ich usunąć przez zmianę współrzędnych.

Udało się Panu przekonać swojego promotora?

 A skąd! Mnie się nie udało, ale mojej przyszłej żonie, Róży Michalskiej ? tak. Potem nam ktoś nawet powiedział żartem: gdzie diabeł nie może, tam babę pośle. Róża też była doktorantką Infelda. Obliczała wielkość promieniowania wysyłanego przez gwiazdy inną metodą ?  wprowadzoną przez Einsteina, Infelda i Hoffmanna metodą EIH rozwiązywania równań ruchu. W ramach tej metody udało jej się wykazać, że można rzeczywiście obliczyć wielkość wysyłanego przez gwiazdy promieniowania, zgodnie z innymi oszacowaniami.  Ona i Infeld napisali wspólną pracę, opublikowaną już po śmierci Infelda. Ale to później. A wtedy, gdy robiłem doktorat, mimo niewiary mojego promotora, musiałem założyć, że istnieje promieniowanie grawitacyjne. Badałem, jakie mogą być jego konsekwencje. Bardzo ważne było znalezienie właściwych warunków brzegowych. Bo promieniowanie nie jest zjawiskiem lokalnym, obejmuje duże obszary. Żeby je dobrze teoretycznie opisać, trzeba określić warunki brzegowe. Moja metoda zakładała, że rozwiązania równań pola ogólnej teorii względności przedstawiające promieniowanie muszą spełniać właściwe warunki w nieskończoności. I to mi się udało. Wprowadziłem warunki brzegowe i badałem ich konsekwencje. Pokazałem, że energia wysyłana w postaci fal grawitacyjnych  powoduje zmniejszenie się całkowitej energii układu. Był rok 1959. Infeld był promotorem mojego doktoratu.

Ale nie wierzył dalej?

To jedna z niewielu sytuacji w historii nauki, gdy promotor akceptuje doktorat, mimo, że nie zgadza się z wynikami. Zawdzięczam to zapewne moim zagranicznym współpracownikom, z którymi zresztą nawiązałem kontakt dzięki Infeldowi. Felix Pirani, potem mój dobry przyjaciel, któremu pokazywałem swoje prace, powiedział Infeldowi, że są bardzo dobre. Infeld miał do niego zaufanie. Pirani był bardzo ciekawym człowiekiem, bardzo go ceniłem. Po 60 roku życia ogłosił, że przestaje pracować naukowo i zajął się robieniem pięknych mozaik, na których przedstawiał między innymi ,,niemożliwe figury? Eschera.

Jeszcze ważniejszą dla mnie osobą był Ivor Robinson, którego poznałem w czasie mojego pierwszego wyjazdu do Londynu w 1958 roku. Wykładałem przez trzy miesiące w King’s College, dzięki  zaproszeniu Hermana Bondiego, któremu  polecił mnie Felix Pirani. Miałem 25 lat.  Bondi także napisał do Infelda, że to co robię, jest bardzo dobre. A z kolei Ivor Robinson to moja największa przyjaźń naukowa. Odwiedzałem go w jego rodzinnym domu  w Liverpoolu.  Jego ojciec, utalentowany Żyd ze wschodnich kresów,  przyjechał do Anglii ze 100 funtami w kieszeni i w ciągu krótkiego czasu założył niewielką, ale bardzo dobrze prosperującą manufakturę płaszczy przeciwdeszczowych. Bardzo mi to imponowało. Z Ivorem napisaliśmy wspólnie 10 prac. Zawdzięczam mu swoją najlepszą publikację. To on zaproponował, żebyśmy podjęli próbę znalezienia ścisłych rozwiązań równań Einsteina opisujących możliwie proste fale grawitacyjne, nie płaskie, tylko ekspandujące, wychodzące z układu materialnego. Wydawało się to początkowo bardzo trudne, ale udało nam się i opublikowaliśmy wspólną pracę w 1960 roku w ?Physical Review Letters?. Ta praca jest do dziś bardzo znana i często cytowana. Ivor z kolei zawdzięcza Warszawie żonę, która też była doktorantką Infelda. Poznali się w Polsce, na Hożej 69. Byłem świadkiem na ich ślubie, który odbył się w Princeton w 1967 r. Drugim świadkiem był Yuval Ne’eman, znany izraelski fizyk i polityk. Oboje Robinsonowie później zostali profesorami na Uniwersytecie w Dallas. Odwiedzaliśmy się często.

Niezwykli ludzie. Środowisko fizyków teoretyków jest chyba bardzo ciekawe?

To prawda. Po moim doktoracie Infeld zaczął mnie wysyłać za granicę. Pojechałem do Imperial College w Londynie, gdzie pracował  Abdus Salam, późniejszy noblista. Uczyłem się od niego teorii cząstek elementarnych, ale sam nad tym nie pracowałem. Potem byłem zaproszony do Syracuse w Stanie Nowy Jork, do zespołu Petera G. Bergmanna,  bliskiego współpracownika Einsteina. To był ważny dla mnie okres poznawania nowych, interesujących ludzi. Oprócz mnie i mojej przyszłej żony byli tam Ivor Robinson, Roger Penrose, Artur Komar  i  Engelbert Schücking. Byliśmy bardzo  zgranym zespołem przyjaciół. Spotykaliśmy się co wieczór na wspólnej kolacji, połączonej z ciekawymi rozmowami.  Nazywaliśmy ten nasz zespół kibucem.

W 1962 roku Leopold Infeld zorganizował w Warszawie międzynarodową konferencję Ogólnej Teorii Względności i Grawitacji.  Przyjechało na nią wielu wybitnych uczonych: wystarczy wspomnieć, że było tam pięciu ówczesnych lub późniejszych laureatów nagrody Nobla. W owym czasie to była jedna z bardzo nielicznych konferencji, na której spotkali się uczeni ze Wschodu i z Zachodu. Infeld zaprosił tam Subrahmanyana Chandrasekhara,  późniejszego noblistę, który  podkreślał, że  właśnie po tej konferencji podjął badania w dziedzinie ogólnej teorii względności i napisał książkę o czarnych dziurach.

A w końcu dostał Nobla.

W 1962 roku ożeniłem się z Różą Michalską,  która później przekonała Infelda do fal grawitacyjnych. Kupiliśmy małą działkę na Warmii i wybudowaliśmy tam letni domek. Później, gdy Chandrasekhar był w Polsce przyjeżdżał tam do nas ze swoją żoną. Mówił, że to paradise. W Zielonowie było mnóstwo drzew, a w Chicago, gdzie mieszkali, drzew  nie było prawie wcale. Raz, gdy byłem u niego, chciał się pochwalić, że nie jest u nich tak źle. Zawiózł mnie prawie 100 km od Chicago do arboretum. To było wielkości ogrodu przy Alejach Ujazdowskich i nie zrobiło na mnie wrażenia. Pod koniec życia napisał do nas, że wspomina Zielonowo. Odpisaliśmy, żeby przyjeżdżali. Wszystko było już umówione, bilety kupione, ale na kilka dni przed wizytą Chandrasekhar telefonuje, że nie będzie mógł przyjechać, bo miał niewielki wypadek samochodowy. Nic się nie stało, niegroźne zderzenie, musi po prostu stawić się w sądzie. Trzy dni potem słyszę w radiu, że Chandrasekhar nie żyje. Do tej pory nie potrafię o tym opowiadać spokojnie. Ostatnia rzecz, jaką chciał w życiu zrobić, to przyjechać do naszego Zielonowa.

Znałem też Paula Diraca. Ale rozmowy z nim były bardzo trudne. Kiedyś go zapytałem: Panie Profesorze, czy uważa Pan, że współrzędne harmoniczne mają znaczenie fizyczne? Dirac nic nie mówił przez  kilka  minut. Doszedłem do wniosku, że moje pytanie jest nieciekawe i nie będzie na nie odpowiedzi, ale po czterech minutach Dirac powiedział: Nie mają fizycznego znaczenia. I tyle. Nie powiedział dlaczego, ani nie skomentował. A ja miałem wtedy 25 lat i nie śmiałem go zapytać, dlaczego tak uważa.

Przyjaciele nobliści, ale nic dziwnego, przecież i Pan otarł się o Nagrodę Nobla. W 2016 roku polskie gazety pisały o tym, że został Pan zgłoszony do tej ważnej nagrody.

Bo ja miałem też szczęście do dobrych uczniów. I wiernych. To zgłoszenie to właśnie moi uczniowie. Ja  wiedziałem, że nie mam szans, że chyba nie zasługuję. Moi uczniowie uznając, że  zasługuję na Nobla, sprawili mi wielki komplement. Mówię: moi uczniowie, ale wielu  z nich jest dziś zasłużonymi profesorami na emeryturze. Pierwszy był Marek Demiański. Wciąż aktywny naukowo. Jest kilka lat ode mnie młodszy, w bardzo dobrej formie. Jeździ do Stanów, wykłada. Drugi to Wojtek Kopczyński, z którym napisaliśmy książkę. Ja prowadziłem wykład z ogólnej teorii względności, on to opracował i tak powstała „Czasoprzestrzeń i grawitacja”, wydana także po angielsku. Jacek Tafel, profesor na Uniwersytecie Warszawskim, wciąż czynny, Marek Abramowicz, znakomity astrofizyk który przez długie lata pracował za granicą. Jean-Pierre Lasota, polski Żyd urodzony we Francji, był przez wiele lat profesorem we Francji.  Paweł Nurowski, z którym cały czas utrzymuję bardzo dobre relacje naukowe i towarzyskie. Profesor Jerzy Lewandowski, obecny kierownik Katedry Teorii Względności i Grawitacji. Wszyscy byli udani. Można więc powiedzieć, że byłem naprawdę szczęśliwym człowiekiem. I kto by pomyślał, że będę miał takie życie, po tym jak właściwie cudem przeżyłem. Przecież moje dzieciństwo to była wojna. Spędziłem ją częściowo pod  Lublinem, gdzie w 1941 roku zmarł mój ojciec, a częściowo w Warszawie. Mój pierwszy dom rodzinny przed wojną był w Warszawie na Filtrowej 83. W czasie okupacji już tam nie mieszkaliśmy. Po śmierci ojca, w czasie niemieckiej okupacji, było ciężko. Mama sprzedała mieszkanie. Ale wciąż mieliśmy wielu przyjaciół na Filtrowej. I akurat 1 sierpnia około godziny czwartej poszliśmy tam z mamą do znajomej na herbatkę. Córka tej pani była zaangażowana w Powstanie, więc nasza gospodyni wiedziała, że o 17tej się zacznie, ale nie mogła pisnąć słówka. Siedziała jak na szpilkach. Punktualnie o piątej na placu Narutowicza poszły serie z karabinu maszynowego. Dopiero wtedy ona powiedziała: to jest powstanie.

I już tam zostaliście?

Najpierw u niej w mieszkaniu, potem wszyscy się przenieśliśmy do piwnicy. Ósmego dnia pojawiła się rosyjskojęzyczna brygada na służbie Niemców. Wyprowadzili nas na Mochnackiego, na skwerek pomiędzy domami. Ustawili nas pod żelazną kratą. Miałem wtedy 11 lat. Nie do końca rozumiałem, co się dzieje. Wszyscy dorośli wiedzieli, że nas ustawili do rozstrzelania. Ale w pewnej chwili przybiegł jakiś żołnierz i zaczął coś tłumaczyć ich dowódcy. To było odwołanie rozkazu rozstrzelania, bo do siódmego dnia rozstrzeliwano wszystkich wyprowadzanych cywilów, a ósmego dnia przyszły rozkazy, żeby tego nie robić.   O tym, że przeżyłem, zdecydowały jakieś godziny. Wzięli nas i całą tę grupę ludzi poprowadzili przez Pole Mokotowskie do stacji kolei elektrycznej i wsadzili w pociąg do Pruszkowa. Potem na roboty do Breslau. Pamiętam, że karmiono nas zupą z brukwi pastewnej. To była najgorsza rzecz, jaką kiedykolwiek w życiu jadłem. Po kilku miesiącach już zbliżał się front. Przerzucili nas do fabryki szkła. I tam było wreszcie w miarę przyzwoite jedzenie, bo jedliśmy to samo, co inni robotnicy. Tylko mieszkaliśmy w strasznym tłoku. Ale i tu front dotarł; zamiast nas tam zostawić, wszystkich nas pognano  na Zachód, niby,

żeby nas uchronić przed bolszewikami. Doszliśmy do niewielkiej miejscowości pod Dreznem. Niemców już nie było. Można było się wyżywić  w opuszczonych przez nich domach. Któregoś dnia pojawił się żołnierz radziecki na rowerze. Pierwszy aliancki żołnierz, jakiego spotkaliśmy przyjechał rowerem!

A jak się znaleźliście we Francji?

Do Warszawy nie było po co wracać. Chcieliśmy zostać w Legnicy, ale wkrótce okazało się, że tam będzie sztab generalny wojsk radzieckich i nas wyrzucono. W Jeleniej Górze zakwaterowano nas w domu, gdzie wciąż byli Niemcy. W sklepach też można było płacić tylko markami. Pojechaliśmy do Lublina, gdzie pomocy udzielił nam Stefan Trautman, brat ojca. Po kilku miesiącach,  w październiku 1945 r.   mama, której  ojciec, Marius André, był Francuzem, zdecydowała, że jedziemy do Francji. Poszła do konsulatu francuskiego w Warszawie i przekonała ich, że ma do tego prawo. Nie wiem, jak to zrobiła. Nie miała przecież żadnych papierów. W Paryżu były moje babka i ciotka, ale nie było jak się z nimi skontaktować. Francuzi z konsulatu zawieźli nas na Okęcie. Stał tam wojskowy samolot francuski. Nie było żadnej kontroli, odlecieliśmy do Paryża. Odnaleźliśmy babkę i ciotkę, mama znalazła pracę na poczcie, a ja zostałem wysłany do polskiej szkoły najpierw do obozu Wojska Polskiego, ?londyńskiego?, jak to się wtedy mówiło, potem do Polskiego Liceum w Paryżu, finansowanego przez rząd warszawski. Po mojej maturze w 1949 r. wróciliśmy do Polski. Dlaczego nie zostałem we Francji? Chciałem studiować, a z powodów materialnych nie było takiej możliwości we Francji.   A w Polsce dostałem stypendium i miejsce w akademiku. Mama miała pracę na Śląsku.

Dziś jest Pan na emeryturze, ale wciąż śledzi nowinki naukowe. Co Pana zdaniem najważniejszego działo się i dzieje obecnie w nauce w Pana dziedzinie?

Niewątpliwie prace na temat promieniowania grawitacyjnego były ważne. Pojawienie się teorii czarnych dziur i ich wpływ na rozwój  astrofizyki. Zjawisko zapadania jest fascynujące. Gdy gwiazda  wypali swoje paliwo jądrowe, nie ma już sił, które by ją podtrzymywały w równowadze i jeśli jej masa nie jest zbyt duża, to może zakończyć swoje życie jako biały karzeł lub gwiazda neutronowa. Jeśli jednak masa jest większa, to gwiazda kurczy się i zapada tak, że powstaje czarna dziura. To jest jedna z najciekawszych rzeczy, jakie się wydarzyły w ogólnej teorii względności za mojego życia. Zupełnie ostatnio wykryto promieniowanie grawitacyjne, które powstaje, gdy czarne dziury obracają się wokół siebie,  zbliżają się do siebie, a potem łączą w jeszcze większą czarną dziurę. Za obserwacje ? bardzo trudne  –  tego zjawiska przyznano niedawno Nagrodę Nobla.  I wciąż bardzo ciekawe są zagadnienia dotyczące budowy wszechświata jako całości. Wielki problem, który stoi przed fizyką to połączenie grawitacji z fizyką kwantową. U nas w Instytucie Fizyki Teoretycznej UW zajmuje się tym Jerzy Lewandowski. Lecz to jeszcze przed nami. Trudno sobie wyobrazić sytuację, że nie będzie nic do wyjaśnienia lub odkrycia…

Dziękuję za rozmowę.

Przeczytaj także:

Biografia i opis badań prof. Andrzeja Trautmana uhonorowanych Nagrodą FNP 2017

Cofnij