Rok polskiej matematyki

Józef Zając

Mówiąc o rozwoju nauki polskiej, należy podkreślić, iż to właśnie matematyka odgrywała prymarną rolę wśród wielu dziedzin wiedzy rozwijających się intensywnie po odzyskaniu przez Polskę niepodległości w 1918 roku. Do dnia dzisiejszego cały świat nauk ścisłych i technicznych jest pełen podziwu dla osiągnięć Lwowskiej i Warszawskiej Szkoły Matematycznej, której przedstawiciele stworzyli podstawy analizy funkcjonalnej, teorii mnogości i rachunku prawdopodobieństwa, wnosząc trwały wkład do nauki światowej. Niemała w tym zasługa legendarnych już dzisiaj postaci szkoły lwowskiej, jak Stefan Banach, Hugo Steinhaus, Stanisław Ulam i Stanisław Mazur, oraz wielkich osobowości szkoły warszawskiej, tj. Wacława Sierpińskiego, Kazimierza Kuratowskiego, Stefana Mazurkiewicza i Zygmunta Janiszewskiego. Szczególna rola w rozwoju rodzimej nauki przypada Hugonowi Steinhausowi, pochodzącemu z Jasła założycielowi szkoły lwowskiej, oraz Stefanowi Banachowi, najwybitniejszemu z międzywojennych matematyków polskich, który dokonał przełomu w zakresie pojęć i metod badań matematycznych, wprowadzając pojęcie normy do przestrzeni liniowych, zarówno skończenie, jak i nieskończenie wymiarowych.

Lwowska i Szkocka

Na prężny rozwój Lwowskiej Szkoły Matematycznej wpłynęła niewątpliwie przyjacielska atmosfera panująca w tamtejszym środowisku naukowym. Nie bez znaczenia było także miejsce, w którym prowadzone były badania naukowe, tj. legendarna już dzisiaj Kawiarnia Szkocka, nadająca odbywanym tam sesjom szczególnego kolorytu. Wraz ze wzrostem renomy szkoły lwowskiej, którą tworzyli niezwykle uzdolnieni i wyjątkowo pracowici młodzi adepci matematyki potrafiący błyskawicznie rozwiązywać stawiane problemy badawcze, coraz więcej matematyków z całego świata odbywało staże naukowe we Lwowie. To tutaj przebywał m.in. John von Neumann, znany dzisiaj z teorii ekonomicznych, a także Rosjanie Paweł Aleksandrow i Siergiej Sobolew, Brytyjczyk Cyril Offord oraz Francuzi Maurice Frechet i Joseph Kampe de Feriet.

Doceniając znaczenie polskiej myśli matematycznej, rząd Stanów Zjednoczonych wydelegował przed samą wojną do Lwowa Johna von Neumanna, który w imieniu władz zaproponował Banachowi wyjazd do USA, oferując mu w zamian czek in blanco , dający możliwość wpisania na nim takiej sumy pieniędzy, jaką uzna za stosowną. Ten legendarny już gest stanie się w pełni zrozumiały, jeśli weźmiemy pod uwagę fakt, iż Stanisław Ulam, który zdecydował się na wyjazd do USA, został członkiem grupy pracującej nad powstaniem bomby atomowej, a później wodorowej, rozwiązując wiele problemów konstrukcyjnych z wykorzystaniem „lwowskiej” matematyki. Tymczasem Stefan Banach, by przeżyć, pracował w czasie okupacji niemieckiej we Lwowie jako… karmiciel wszy w Instytucie Weigla, produkującym szczepionkę przeciwko tyfusowi.

Wkład naukowców szkoły lwowskiej w rozwój matematyki jest niezaprzeczalny. O jej fenomenie świadczą m.in. słowa Stanisława Ulama, który po wielu latach wspominał, że intensywność myślenia i zdolność koncentracji podczas lwowskich posiedzeń w „Szkockiej” można porównać tylko z tym, co działo się w Los Alamos w latach 1943-1944, kiedy pracujący nad projektem Manhattan uczeni ścigali się z naukowcami niemieckimi, kto pierwszy skonstruuje bombę atomową i wygra wojnę.

Po zakończeniu wojny lwowskie środowisko naukowe przeniosło się do Wrocławia, tworząc tam, znowu pod szczególnym kierownictwem Hugona Steinhausa, znakomity ośrodek matematyczny, specjalizujący się w zdefiniowanej jeszcze we Lwowie teorii gier i w zaawansowanej probabilistyce. Warto przy tym dodać, że nazwisko Banacha, który – sam ciężko chory – nie wyjechał ze Lwowa i tam wkrótce zmarł, jest drugim, po Euklidesie, najczęściej przywoływanym nazwiskiem w matematyce na świecie.

Lwowski poziom w Warszawie

Znaczącym ośrodkiem naukowym, chociaż bez tak spektakularnych sukcesów, jakie stały się udziałem szkoły lwowskiej, było również międzywojenne środowisko matematyków warszawskich. Ze szkołą warszawską związanych było wielu pasjonatów matematyki, wśród których najbardziej znani byli Samuel Dickstein oraz Zygmunt Janiszewski, autor „manifestu” matematycznego, wytyczającego kierunki rozwoju matematyki polskiej. Szkoła warszawska była – podobnie jak lwowska – znana i ceniona w międzywojennym świecie naukowym. Wśród jej dokonań wymienić należy przede wszystkim rozwój topologii, której wykładnię do dziś stanowi dwutomowy podręcznik Kazimierza Kuratowskiego, będący fundamentalnym dziełem na światowym poziomie. Powstanie w 1948 roku Instytutu Matematycznego, przemianowanego następnie w 1952 roku na Instytut Matematyczny PAN, uczyniło z Warszawy główny ośrodek zaawansowanych badań matematycznych o zasięgu światowym, których wpływ na rozwój polskiej matematyki trudno przecenić. Pracowali tutaj i nadal pracują znani na całym świecie matematycy, których osiągnięcia utrzymują „lwowski” poziom polskiej matematyki.

Wkład polskich matematyków w światowy rozwój nauki został doceniony przez środowiska naukowe na świecie. Na jednej ze ścian znanego uniwersytetu w Chicago można znaleźć nazwiska tych wszystkich, których idee i odkrycia mają przełomowe znaczenie dla zrozumienia i rozwoju wiedzy. Wśród nich są tylko trzy nazwiska polskich uczonych, a mianowicie: Mikołaja Kopernika – astronoma i twórcy geometrii przestrzennej, Józefa Hoene-Wrońskiego – wynalazcy i wizjonera współczesnej matematyki, a także Stefana Banacha, o którym wspomniałem wcześniej.

Wszystko da się wyliczyć

Na rozwój zainteresowań młodego człowieka różnymi dziedzinami wiedzy wpływa najczęściej kontakt z odpowiednimi nauczycielami, którzy potrafią rozpoznać jego zdolności oraz rozbudzić zamiłowanie nauką, w tym chęć rozwijania swoich umiejętności i pogłębiania wiedzy w danym zakresie. W moim przypadku głębsze zainteresowanie matematyką pojawiło się w szkole podstawowej, gdy Stanisław Rokita, świetny pedagog, matematyk i fizyk, pochodzący z Kresów Wschodnich, pewnego dnia zaproponował, abym na tablicy – przy jego niewielkiej pomocy – wyliczył, jaka będzie temperatura wody po wymieszaniu trzech różnych jej porcji, które zostały ogrzane do różnych temperatur. Zanim skończono przeprowadzanie tego doświadczenia, na tablicy pojawiła się poszukiwana liczba, która zgodziła się z dokonanym pomiarem. Było to dla mnie tak silne przeżycie, że od tego momentu zostałem klasowym matematykiem. Nabierałem coraz większego przekonania, że wszystko da się wyliczyć.

W szkole średniej szybko rozpoznano moje umiejętności „liczenia”. W tym okresie istotną rolę odegrała moja wychowawczyni i nauczycielka matematyki, pani Władysława Mrożkiewicz, która studiowała fizykę i matematykę we Lwowie, a wśród jej wykładowców było wielu wspomnianych matematyków ze szkoły lwowskiej.

Jakimi wykładowcami byli Banach i Steinhaus? Jak zdawano u nich egzaminy? Jak wyglądały wyjazdy z profesorami uczelni na wycieczki w Gorgany? Odpowiedzi na te i inne pytania mogliśmy poznać z rozmów z Panią Profesor. Z wielkim zainteresowaniem słuchaliśmy też opowieści o tym, że Stefan Banach często uczestniczył w studenckich wieczorkach, bardzo dobrze i chętnie tańczył, a także często zapominał się pod tablicą, coś sobie pisząc, aż studenci musieli chrząkać, by zauważył, że to nie ma nic wspólnego z wykładem. Dowiedzieliśmy się również, że najlepszym wykładowcą był Steinhaus, a Banach ciągle pisał podręczniki etc.

Fascynująca atmosfera oraz szczególna osobowość naszej Pani Profesor spowodowały, że podjąłem decyzję o rozpoczęciu studiów matematycznych na lubelskim UMCS. To właśnie tam kilku wspaniałych wykładowców „przepuściło” nas przez maszynę edukacyjną zawodowej matematyki, pokazując jej możliwości, światowej klasy problemy i bardzo polskie oblicze. Mając wysoką średnią ocen i równie wysoko ocenioną pracę magisterską, otrzymałem propozycję podjęcia studiów doktoranckich w Instytucie Matematycznym PAN w Warszawie. Początkowe przerażenie sposobem zajmowania się matematyką ustąpiło fascynacji oraz konieczności wykonania kolejnego przeskoku, tym razem pod nadzorem kuzyna wielkiego Benedykta Dybowskiego – profesora Juliana Ławrynowicza, – matematyka i fizyka, którego uniwersalność naukowa otworzyła mi na oścież świat naukowy. Pracując pod jego kierunkiem, wykonałem pracę doktorską i habilitacyjną, które obroniłem w Instytucie Matematycznym PAN w Warszawie. Dumny jestem z tego, że mój egzamin doktorski przeprowadził Kazimierz Kuratowski, którego podpis widnieje także na dyplomie. Są tam również podpisy Czesława Olecha i zmarłego w grudniu 2018 roku wieloletniego dyrektora Instytutu Matematycznego PAN Bogdana Bojarskiego.

Na barkach olbrzymów

O tym, jak wysoko ceni się w świecie matematycznym osiągnięcia polskich naukowców, przekonałem się podczas częstych podróży do różnych zagranicznych ośrodków naukowych. Na wiadomość, że na seminarium instytutowym wykład będzie prowadził polski matematyk pojawiało się wszędzie tak wielu słuchaczy, że czasami zmieniano salę na większą. Pytano nie tylko o problemy będące przedmiotem wykładu, ale również o powody tak intensywnego rozwoju polskiej matematyki, o szczegóły biograficzne naszych legend matematycznych i zagadnienia, nad którymi pracują obecnie polscy matematycy.

Trudno nie wspomnieć także o zastosowaniu matematyki (w tym wyników badań polskich naukowców) w różnych dziedzinach życia. Udostępniona wiele lat po wojnie wiedza na temat szczególnej pracy grupy polskich matematyków w składzie: Marian Rejewski, Jerzy Różycki i Henryk Zygalski, wybranych i przeszkolonych w Poznaniu przez lwowskiego profesora Zdzisława Krygowskiego, wyjaśniła wiele tajemnic ostatniej wojny. To właśnie oni wypracowali bowiem metody deszyfracji niemieckiej maszyny kodującej Enigma, zmieniając tym samym losy wojny na wszystkich frontach. Oni też, w trakcie swoich prac nad deszyfrażem, zbudowali zaawansowaną teorię kombinatoryki i zautomatyzowali prace obliczeniowe, konstruując system maszynowego deszyfrażu zwany „bombą”.

Polska matematyka nadal żyje rytmem nadanym jej przez naszych wielkich poprzedników, gromadząc naukowców pracujących intensywnie w ośrodkach o wieloletniej tradycji i w nowych, które do jej krwioobiegu wprowadzają nowe idee i sposoby pracy. Na mapie miejsc prowadzenia ważnych dyskusji matematycznych coraz mocniej zaznacza się Chełm z Seminarium Matematycznym, odbywającym się od 2001 roku regularnie w każdy poniedziałek w Instytucie Matematyki i Informatyki Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej w Chełmie. Warto podkreślić, iż uczestnikami seminarium są również matematycy z innych regionów Polski i z zagranicy.

Seminarium Matematyczne może się poszczycić opracowaniem ogólnej teorii regresji, badaniami odwzorowań harmonicznych z zastosowaniami do aerodynamiki oraz badaniami zachowań brzegowych odwzorowań quasikonforemnych, stosowanych do teorii przestrzeni Teichmüllera. Na podstawie tych wyników powstał projekt zmian w budowie silnika odrzutowego prowadzący do znacznych oszczędności w zużyciu paliwa. Ostatnio ukazały się także dwa tomy materiałów z seminarium, których zawartość ma ocalić od zapomnienia wyniki przeprowadzonych tam badań. Członkowie seminarium organizują ponadto co dwa lata konferencję międzynarodową pod nazwą Conference on Analytic Functions and Related Topics . Jej początki sięgają roku 1954, a inicjatorami byli znani i cenieni matematycy ośrodków łódzkiego, krakowskiego i lubelskiego. Nadchodząca jubileuszowa XX Conference on Analytic Functions and Related Topics odbędzie się w 2020 roku po raz szósty w Chełmie.

Jestem dumny z tego, że los pozwolił mi poznać osobiście tak wiele światowej sławy znakomitości matematycznych, a mój rodowód naukowy opiera się na osobach, które ukazały mi piękno matematyki – królowej nauk. To dzięki ich talentowi i pracy na rzecz nauki rok 2019 jest rokiem polskiej matematyki.

Dr hab. Józef Zając , matematyk, senator RP VIII i IX kadencji.