Zapomniani polscy wynalazcy

Rok 2013 był w Polsce rokiem Juliana Tuwima, Witolda Lutosławskiego oraz Jana Czochralskiego. Tuwim, wiadomo, znany poeta, Lutosławski – słynny kompozytor, ale kim był Czochralski i czym sobie zasłużył na takie wyróżnienie? Tak zapewne pomyślałaby większość Polaków, gdybyśmy zapytali ich o tę postać. Tymczasem podobna ankieta przeprowadzona gdzieś na zachodzie Europy, w Stanach Zjednoczonych czy nawet w rozwiniętych technologicznie państwach Azji będzie miała wynik zgoła odwrotny. Ci lepiej zorientowani, zapytani o najsłynniejszych polskich naukowców, jednym tchem wymienią nazwisko Czochralskiego obok Mikołaja Kopernika i Marii Skłodowskiej-Curie.

Z zapamiętaniem postaci Jana Czochralskiego nie powinniśmy mieć jednak problemu. Wystarczy, jeśli pracując przy komputerze, relaksując się przed telewizorem czy korzystając z tabletu lub smartfona, uświadomimy sobie, że bez dokonań polskiego naukowca, a konkretnie bez zastosowania wynalezionej przez niego w 1916 r. metody otrzymywania monokryształów krzemu, znanej na całym świecie jako metoda Czochralskiego, wszystkie te cuda współczesnej techniki zwyczajnie by nie powstały. Co ciekawe, metoda Czochralskiego oparła się upływowi czasu i nadal w ten sam sposób jak 100 lat temu wytwarza się prawie cały światowy krzem, z którego produkowane są tranzystory i układy scalone. Czochralski powinien zostać patronem nie tylko roku 2013, lecz także słynnej amerykańskiej Doliny Krzemowej, stolicy światowej elektroniki i informatyki.

Był znakomitym naukowcem i jednocześnie ciekawą i barwną postacią. „Jego życie naznaczone było tyloma różnymi wyborami, dramatycznymi decyzjami, przegranymi i sukcesami, że starczyłoby na kilka życiorysów i kilka filmów... sensacyjnych" – napisał Paweł Tomaszewski, autor książki o Janie Czochralskim.

Profesor bez matury, ceniony naukowiec, który osiągnął jednocześnie sukces finansowy i wzbudził zazdrość swoich kolegów po fachu. Człowiek, który dokonywał wiekopomnych odkryć, ale zarazem nie wstydził się bardziej przyziemnych badań, które przynosiły mu pieniądze i popularność wśród zwykłych ludzi (był twórcą m.in. popularnego proszku na katar i płynu do trwałej ondulacji). Umysł ścisły, który wielbił sztukę i poezję (sam pisał wiersze). Filantrop wspomagający artystów i studentów zarówno w Niemczech, jak i w Polsce. Od początku swojej kariery pracował w Niemczech, miał tam ugruntowaną pozycję i stabilizację finansową, ale nie wahał się wrócić do odrodzonej Polski. Po II wojnie światowej był oskarżany o współpracę z niemieckim okupantem i wszystko wskazuje na to, że współpracował... ale z wywiadem wojskowym II RP, a potem z wywiadem Armii Krajowej. Szykanowany przez komunistów, zmarł niedługo po brutalnej rewizji przeprowadzonej w jego domu przez UB.

Metoda Czochralskiego

Swojego największego odkrycia dokonał przez przypadek w 1916 r. Był wówczas szefem laboratorium metalurgicznego koncernu AEG w Berlinie i zajmował się badaniem krystalizacji metali. Był późny wieczór. Naukowiec przesiadywał od wielu godzin w swoim laboratorium, starając się wymyślić, w jaki sposób można zmierzyć szybkość krystalizacji metali. Miał zwyczaj robienia dokładnych notatek ze swoich badań. Tak było i tym razem. W pewnym momencie zmęczenie ogarniające Czochralskiego wzięło górę i zamiast w kałamarzu zanurzył wieczne pióro w tyglu z chłodzącą się roztopioną cyną. Gwałtownie wyciągnął pióro i ze zdziwieniem zauważył, że ze stalówki zwisa cienka nić zestalonego metalu. Coś go tknęło. Szybko sprawdził strukturę obiektu za pomocą promieni rentgena. Po chwili miał pewność – drucik okazał się idealnym kryształem cyny. Udało mu się wygenerować zjawisko niewystępujące w przyrodzie, czyli krystalizację metalu wyciąganego ponad powierzchnię stopu.

Jan Szczepanik był nazywany polskim Edisonem. W 1897 r. opatentował telektroskop, pierwowzór współczesnej telewizji.

Rzeczpospolita

Czochralski wykorzystał odkrycie do opracowania sposobu otrzymywania monokryształów. Skonstruował specjalne urządzenie umożliwiające wyciąganie ze stopu krystalicznej nici z maksymalną prędkością bez jej zerwania. Przez kolejne lata rozwijał swoją metodę i publikował kolejne opracowania na jej temat, w których sugerował zastosowanie jej w przemysłowej produkcji kryształów. Jego odkrycie rozwijali inni naukowcy (Wartenberg, Gomperz, Mark, Linder).

Opracowana przez Czochralskiego metoda wyprzedziła o kilkadziesiąt lat swoją epokę. W 1916 r. nie było na nią zapotrzebowania. Dopiero pod koniec II wojny światowej naukowcy z Bell Telephone Laboratories w Murray Hill, pracujący nad skonstruowaniem tranzystora, przypomnieli sobie o pomyśle polskiego badacza. Jeden z nich, Gordon K. Teal, poszukiwał efektywnej metody otrzymywania monokryształów germanu, niezbędnych wobec rosnącego zapotrzebowania na półprzewodniki. W końcu zdał sobie sprawę, że taka metoda od dawna istnieje – to właśnie znana od lat metalurgom metoda Czochralskiego. „To dzięki tej metodzie możliwy był rozwój elektroniki półprzewodnikowej i – szumnie mówiąc – rozwój naszej cywilizacji. To na krzemowych płytkach wycinanych ze wspomnianych ogromnych monokryształów wykonuje się prawie wszystkie układy scalone" – pisze Paweł Tomaszewski.

Odkrywca rodem z Pałuk

Jan Czochralski urodził się 23 października 1885 r. w Kcyni, małym miasteczku na Pałukach, wówczas znajdującym się pod zaborem pruskim. Jego ojciec, prowadzący w Kcyni zakład stolarski, marzył o karierze nauczycielskiej dla syna. Nie był to najlepszy pomysł, zważywszy, że syn nie wykazywał zdolności pedagogicznych, natomiast dość często przyprawiał statecznych rodziców o palpitację serca, kiedy przeprowadzał w domu niebezpieczne eksperymenty chemiczne. Młody Czochralski podporządkował się jednak woli ojca i ukończył seminarium nauczycielskie w rodzinnym mieście. Matury jednak nie zrobił. Jedna z anegdot mówi, że Czochralski co prawda zdał egzaminy, ale świadectwa dojrzałości nie odebrał, ponieważ nie mógł pogodzić się ze zbyt niskimi ocenami. Zżerała go ambicja i chęć dokonywania rzeczy wielkich. Spakował walizki i wyjechał z rodzinnego miasteczka do Krotoszyna, a następnie do Berlina. Początkowo pracował w aptekach. Niczym średniowieczny alchemik prowadził analizy rud, olejów, smarów i metali. Przełomem w karierze zawodowej było zatrudnienie go w Allgemeine Elektrizitaets-Gesellschaft (AEG). Szybko awansował. Po kilku latach był już samodzielnym kierownikiem laboratorium badania stali i żelaza. Ogromna pracowitość i upór pozwoliły mu mimo braku matury uczęszczać na wykłady chemii specjalnej na Politechnice w Charlottenburgu pod Berlinem. W 1910 r. otrzymał tytuł inżyniera chemika.

Coraz mocniej zapuszczał korzenie w Niemczech. Jego badania stały się znane w środowisku niemieckich naukowców. W 1917 r. przeniósł się do nowoczesnego laboratorium metaloznawczego wybudowanego specjalnie dla niego przez koncern Metallbank und Metallurgische Gesellschaft A.G. we Frankfurcie nad Menem. Powstało tu wiele cennych prac naukowych i patentów. Do najgłośniejszych należą wytrzymały stop duraluminium (do dziś stosowany w przemyśle lotniczym), a przede wszystkim bezcynowy stop łożyskowy dla kolejnictwa, zwany metalem B. Dzięki temu odkryciu Czochralski stał się nie tylko sławny, ale także bardzo majętny. Patent zarejestrowany w 1924 r. kupiły m.in. USA, Francja i Anglia. Czochralskiego kusił sam Henry Ford, który proponował mu pracę za oceanem.

Inżynier Jacek Karpiński przed maszyną AAH, służącą do tworzenia długoterminowych prognoz pogody (1958 r.).

EAST NEWS

On jednak wybrał inną ofertę – tę z Polski. Wystąpił z Niemieckiego Towarzystwa Metaloznawczego (które notabene sam założył), porzucił dotychczasowe ustabilizowane życie i w 1929 r. na zaproszenie prezydenta Mościckiego przyjechał do Warszawy. Czym podyktowany był tak nagły zwrot w życiu naukowca? Niektórzy badacze uważają, że Czochralski, który zawsze podkreślał, że czuje się Polakiem, z pobudek patriotycznych (pieniędzy mu nie brakowało) nawiązał współpracę z polskim wywiadem wojskowym. I to właśnie słynna „dwójka" namówiła go do powrotu do ojczyzny, ponieważ chciała wykorzystać jego odkrycia i wiedzę w przemyśle zbrojeniowym.

Polskie piekiełko

W ojczyźnie Czochralski nie miał tak doskonałych warunków do pracy. Objął posadę na Politechnice Warszawskiej. W mrocznych piwnicach budynku Wydziału Chemii podczas doświadczeń towarzyszyły mu żyjące tam szczury. Dopiero w 1934 r. przeniósł się do nowoczesnego i świetnie wyposażonego gmachu. Jego sukcesy były dla niektórych solą w oku. Koledzy naukowcy wyrzucali mu długoletnią pracę dla Niemców, brak matury, czerpanie korzyści materialnych z pełnionych funkcji. Czochralski był jednak twardy, nie ustępował i nie miał zamiaru wracać do Niemiec. Wygrywał kolejne procesy i rozwijał swoją pracę naukową.

Po wybuchu wojny wykorzystał swoje koneksje (jego żona była Niemką) i uzyskał zgodę okupanta na stworzenie na terenie zamkniętej uczelni prywatnego Zakładu Badań Materiałów. Przedsiębiorstwo pozwoliło mu przetrwać okupację, a także zorganizować pomoc dla pozbawionych pracy polskich badaczy. Realizował jednak także zamówienia dla Wehrmachtu. Z tego powodu w 1945 r. został aresztowany pod zarzutem kolaboracji. Co prawda śledztwo szybko umorzono z braku dowodów, ale od tego czasu naukowiec był pod ciągłą obserwacją bezpieki.

Zakazano mu pracy na Politechnice Warszawskiej, więc wrócił do rodzinnej Kcyni, gdzie otworzył Zakłady Chemiczne Bion. To właśnie Bion wypuścił na rynek popularny „proszek od kichania z gołąbkiem" i kosmetyki do trwałej ondulacji. Czochralski odizolował się od świata. Całe dnie spędzał w swoim laboratorium. W 1953 r. znów nawiedziło go UB. Został oskarżony o nielegalne posiadanie dewiz (Czochralski sprzedał swoją willę w Warszawie ambasadzie Szwajcarii). Bezpieka skonfiskowała wyposażenie zakładu. Naukowiec dostał zawału serca i zmarł 22 kwietnia 1953 r.

Po latach okazało się, że pomówienia Czochralskiego o współpracę z Niemcami były fałszywe. W 2011 r. w dokumentach AK znaleziono meldunek wywiadowczy pochodzący od Czochralskiego. Dopiero 29 czerwca 2011 r. Senat Politechniki Warszawskiej ogłosił rehabilitację naukowca i przywrócił mu tytuły profesorskie.

Telewizja – polski wynalazek

Takich zapomnianych geniuszy jak Jan Czochralski jest jednak więcej. Nie tylko „strzelamy diamentami" w czasie powstań narodowych, ale też z łatwością rozmieniamy na drobne talent nieprzeciętnych umysłów. Niezależnie od epoki.

Na przełomie XIX i XX w. w całym cywilizowanym świecie głośno było o Janie Szczepaniku, genialnym samouku z Tarnowa, zwanym „polskim Edisonem" bądź „da Vinci z Galicji". W 1897 r. opatentował telektroskop, urządzenie do przesyłania na odległość ruchomego, kolorowego obrazu wraz z dźwiękiem, będące pierwowzorem dzisiejszej telewizji. Pierwszy film pokazany za pomocą teletroskopu był przeznaczony tylko dla widzów o mocnych nerwach – Szczepanik zrealizował reportaż z operacji jamy brzusznej w szpitalu Langbeck-Virchov. Jednak podobnie jak w przypadku metody Czochralskiego świat nie był jeszcze gotowy na wynalazek Szczepanika.

31 maja 1906 r. król Hiszpanii Alfons XIII brał ślub z Wiktorią Eugenią Battenberg. W drodze na uroczystość jego kareta została obrzucona bombami. Król jednak nie zginął. Jego pojazd był obłożony kamizelkami kuloodpornymi (cienkie blachy stalowe oplecione pasami jedwabiu) skonstruowanymi przez Jana Szczepanika. Alfons XIII w dowód wdzięczności uhonorował polskiego odkrywcę wysokim odznaczeniem państwowym. Podobnie zamierzał uczynić Mikołaj II, jednak Szczepanik z pobudek patriotycznych odmówił przyjęcia orderu. Wspomniane wynalazki to tylko czubek góry lodowej. Szczepanik był bowiem autorem 50 wynalazków i kilkuset drobniejszych patentów z różnych dziedzin techniki. Odkrycia samouka z Tarnowa budziły sensację. Mark Twain uczynił go nawet bohaterem dwóch swoich reportaży.

Mało kto zdaje sobie także sprawę, że bracia Wright, pionierzy awiacji, mieli poważną konkurencję w osobie Adama Jana Kantego Kazimierza Ostaszewskiego (1860–1934), ziemianina z majątku Wzdów. Już jako 16-latek skonstruował duży model sterowca. Jego największym sukcesem było jednak zbudowanie w 1892 r. pierwowzoru współczesnych helikopterów, czyli pionowzlotu Stibor 1 (potem powstały jeszcze dwie wersje tej maszyny), który z sukcesem wzniósł się na wysokość 100 m.

Ostaszewski nie ograniczał swoich zainteresowań do lotnictwa. Próbował sił prawie w każdej ówczesnej dziedzinie wiedzy. Na terenie swojego majątku wybudował obserwatorium astronomiczne, opracował odrzutowy silnik wybuchowy, ale także... automat do gry w szachy. Całe życie kierował się rodową maksymą zapisaną na herbowym kartuszu: „Na próżno żyje ten, kto nie postępuje naprzód". Genialny wynalazca był wielkim ekscentrykiem, publicznie podważał teorię Kopernika, uważał także, że obszary, które nie mają uregulowanego statusu prawnego, można wziąć w posiadanie. Wprowadzając swoją teorię w życie, ogłosił się m.in. cesarzem Antarktydy i królem bieguna południowego.

Geniusz hoduje świnie

Billa Gatesa czy Steve'a Jobsa kojarzy dziś cały świat. Kto jednak pamięta o Jacku Karpińskim, genialnym polskim inżynierze i informatyku, który już w 1969 r. stworzył komputer dużo bardziej zaawansowany niż późniejsze konstrukcje IBM i Apple'a? Karpiński miał jednak pecha, żył w komunistycznej Polsce, a na dodatek podczas wojny był w AK i walczył w powstaniu warszawskim w batalionie „Zośka". Władze nieustannie rzucały mu kłody pod nogi.