Katarzyna Bytomska: Najbardziej cieszy nas fakt, że pośród liderów z indeksu cytowań UŚ, znalazł się także jeden z niewielu profesorów związanych z tą uczelnią od samego początku jej istnienia.

Prof. Marek Zrałek: Rzeczywiście byłem pierwszym studentem fizyki Filii UJ w Katowicach. Studiowałem tu cztery lata, tylko część wykładowców związana była wtedy na stałe z tym ośrodkiem. Jednym nich był, niestety już nieżyjący, prof. Pawlikowski, kierownik Zakładu Fizyki Teoretycznej. Jego wspaniałe wykłady pamiętam do dzisiaj. Piąty rok studiów spędziłem w Krakowie, mieszkałem w akademiku na Garbarskiej i tam dowiedziałem się o powstaniu Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach. Prof. Adam Strzałkowski, który kierował fizyką na katowickiej Filii UJ (w 1996 roku wyróżniony tytułem doktora honoris causa Uniwersytetu Śląskiego), zasugerował mi, żebym się zajął fizyką cząstek elementarnych (czyli tym, co robię do tej pory). Po skończeniu studiów w 1969 roku rozpocząłem pracę w Instytucie Fizyki UŚ.

Katarzyna Bytomska: Jako student, pracownik, Dziekan Wydziału Matematyki, Fizyki i Chemii oraz Prorektor do Spraw Nauki i Współpracy Krajowej z Zagranicą poznał pan Uniwersytet Śląski ze wszystkich możliwych stron. Jakie zmiany dostrzega Pan w jego funkcjonowaniu?

Prof. Marek Zrałek: Miałem kiedyś w ręku listę telefoniczną pracowników Instytutu Fizyki z początku lat 80-tych. Było na niej tylko pięciu samodzielnych pracowników naukowych! W tej chwili grono to liczy prawie 50 osób. To chyba najlepszy przykład na to, jak zmienił się uniwersytet – to nieprawdopodobny skok. Mam pełną świadomość, że robienie uniwersytetu z kadry napływowej jest niezwykle skomplikowanym i trudnym przedsięwzięciem. Trzeba było odczekać, aż dorośnie pokolenie naukowców, którzy się ty wychowali i są autentycznie związani z tą uczelnią. Ilość i jakoś wydziałów bardzo się poprawiła, moim marzeniem jest, aby wszystkie osiągnęły jednakowo wysoki poziom i związały ze sobą liczne grono samodzielnych pracowników naukowych.

UŚ ma ogromną możliwość rozwoju dzięki korzystnej lokalizacji. Ze względu na dużą liczbę mieszkańców w regionie będziemy mieli mniejsze kłopoty z niedoborem kandydatów na studia niż inne uczelnie w Polsce. Trzeba jednak robić wszystko, żeby dbać o rozwój kadry naukowej, prowadząc rozsądną politykę w tym zakresie. Nie powinno brakować tutaj pracy dla wybitnie uzdolnionych młodych ludzi.

Katarzyna Bytomska: Czy duża liczba studentów nie odbije się jednak na jakości kształcenia?

Prof. Marek Zrałek: Nie sądzę, aby tak koniecznie musiało się dziać, choć zagrożenie istnieje. Kierunki magisterskie powinny utrzymać swój wysoki poziom, mamy przecież możliwość wprowadzenia studiów licencjackich dla osób, które nie radzą sobie z poziomem magisterskim. Nie bałbym się podwyższonego napływu kandydatów na studia – jeżeli będzie on dotyczył ściśle zdefiniowanych form kształcenia: studiów licencjackich, magisterskich, doktoranckich. Naprawdę źle stanie się wtedy, gdy będziemy okłamywać „rynek pracy” i wypuszczać absolwentów niezgodnie z kwalifikacjami tych trzech rodzajów studiów. Do tego nie możemy dopuścić.

Prof. Grzegorz Racki: Czytałem niedawno o eksperymencie naukowym z dziedziny fizyki cząstek elementarnych, sygnowanym przez ok. 150 osób, wśród których znajduje się także Polka: Danuta Kiełczewska.

Prof. Marek Zrałek: Dwa lata temu dokonano absolutnie rewelacyjnego odkrycia. Pani Danuta Kiełczewska uczestniczy w eksperymencie naukowym przeprowadzonym w Japonii, dzięki któremu udowodniono, że neutrina mają masę.

Eksperyment przeprowadzono pod ziemią w górskiej miejscowości Kamioka. Wysoki na 40 metrów pojemnik napełniono 50. tysiącami litrów wody i obłożono go ze wszystkich stron fotopowielaczami. Przelatujące przez detektor neutrina, oddziaływały z elektronami lub jądrami wody, produkując elektrony lub miony. Te cząstki z kolei, poruszając się w wodzie szybciej niż światło, wysyłają promieniowanie Czerenkowa, które z kolei można mierzyć za pomocą fotopowielaczy. Eksperyment ten, a także inne (mniej precyzyjne) wykonane poprzednio, udowodnił, że neutrina posiadają masę.

Neutrina są najsłabiej oddziaływującymi ze znanych obecnie cząstek i przez to są niezwykle interesujące. Przynoszą nam informacje z najdalszych zakątków wszechświata. To co się działo po wielkim wybuchu jest także „zapisane” w neutrinach. Drugim tego typu nośnikiem są fotony, kwanty światła, które jednak nie są tak przenikliwe. Neutrina docierają do nas nawet ze środka Słońca, podczas gdy fotony przesyłają informację tylko o jego powierzchni.

Prof. Grzegorz Racki: Dziwię się jednak, że ten sukces polskiej badaczki nie został do tej pory odpowiednio nagłośniony. Niestety nadal umykają nam te sprawy, nie doceniamy ich wagi.

Prof. Marek Zrałek: W środowisku osób „z branży” takie sukcesy są doceniane. Trzeba przyznać, że nie jest to jedyny duży eksperyment z udziałem polskich fizyków. Prawie we wszystkich tych "wielkich" doświadczeniach biorą udział nasi koledzy. Do podobnej rangi eksperymentów neutrinowych przystępuje właśnie grupa fizyków z naszego uniwersytetu. Planuje się wytworzoną w CERN-ie w Genewie wiązkę neutrin skierować na detektor umieszczony w odległości 730 km w Gran Saso (w masywie górskim koło Rzymu.

Prof. Grzegorz Racki: Coraz częściej prace naukowe są jednak sygnowane przez zespół, od kilku po kilkaset osób. Jak to się dzieje?

Prof. Marek Zrałek: Znam takie publikacje, w których kilka stron zajmują nazwiska ich autorów, sam tekst bywa nawet niewiele od tej listy dłuższy. To nie znaczy, że praca jest zła, to tylko kwestia kryterium. Prace eksperymentalne wymagają skomplikowanej procedury. Badania w CERN prowadzone były przez grupę naukowców liczącą 400 osób, które podpisują każdą pracę!

Wiadomo, że nie wszyscy biorą bezpośredni udział w pisaniu tekstu, ale niezależnie od nakładu pracy lista nazwisk uporządkowana jest alfabetycznie. Sam tekst opracowuje kilka osób, kilkadziesiąt potem go czyta i modyfikuje, na pewno są i tacy, którzy dowiadują się o jego istnieniu dopiero po opublikowaniu. Ci jednak wchodzą w skład grupy przygotowującej inny tekst, związany z przeprowadzonym wspólnie eksperymentem. To chyba jedyna możliwa zasada współpracy w tak dużym zespole. W zespołach teoretycznych liczba osób jest znacznie mniejsza (najwyżej kilka). Wtedy zasady współpracy są zupełnie inne. Wszystkie osoby podpisane w pracy realnie ją tworzyły. Ja mam szczęście pracować w takich właśnie zespołach.

Katarzyna Bytomska: O czy pisze Pan w swoich najbardziej „przebojowych” pracach? Jak doszło do ich powstania?

Prof. Marek Zrałek: Praca faktycznie wymagała zainwestowania dużej ilości czasu i wysiłku. Obliczyliśmy pewien proces, który dopiero od kilku lat był mierzony w laboratorium CERN w Genewie. W ramach tzw. standardowego modelu cząstek przewidzieliśmy prawdopodobieństwo produkcji dwóch ciężkich bozonów naładowanych. Trzeba było dokonać obliczeń w kolejnych rzędach rachunku zaburzeń, a to jest już dość skomplikowane. W tej chwili nie znamy bezpośredniej metody obliczeń dokładnych i musimy stosować rachunek zaburzeń.

Rzeczywistość jest bardzo skomplikowana, a najbardziej złożonym jej elementem jest próżnia. Zawiera ona w sobie mnóstwo informacji o wszechświecie. Jeżeli jedna cząstka elementarna zderza się z inną, to jednocześnie oddziałują one na swoje otoczenie. Skutkiem tego inne cząstki (tzw. nierzeczywiste, wirtualne) mogą zostać z próżni wybite, choć niektóre z nich zostają momentalnie wchłonięte z powrotem. To są tzw. efekty pętlowe, które mają wpływ na realny przebieg badanego procesu i trzeba je uwzględnić w rachunku zaburzeń. Zrobiliśmy to z dokładnością do jednej pętli. Ten nasz model, a wraz z nim cała teoria, zostały przetestowane w akceleratorze LEP II.

Mnie jednak najbardziej cieszą prace, które powstały tutaj, przy udziale kolegów z mojego instytutu. W środowisku naukowym panuje niestety piekielny pościg za publikacjami, ich ilość decyduje o nakładach finansowych. Trudno teraz siąść na cały rok i nie robić nic więcej oprócz jednej pracy, choćby nawet była najlepsza, niestety KBN ciągle wyżej ceni ilość niż jakość.

Prof. Grzegorz Racki: System przyjęty przez KBN rzeczywiście wymusza publikacje (podobno rekordzista w tej dziedzinie na Zachodzie, pewien medyk amerykański, publikuje nową pracę co drugi dzień, najlepszy zaś fizyk – co 14 dni), ale istnieje także postulat, żeby wziąć pod uwagę cytowania. Wtedy praca, która powstaje rok, mogłaby punktować potem wieloma cytowaniami.

Prof. Marek Zrałek: Jest jasne, że liczba cytowań nie powinna być miernikiem ostatecznym dokonań naukowych, ale coś trzeba wybrać. Absolutnie niemożliwe jest jednak porównywanie różnych dyscyplin. W medycynie jest potwornie dużo cytowań. Dobre czasopismo medyczne ma znacznie większy Impact Factor niż najlepsze z dziedziny fizyki.

Sprawa cytowań to także kwestia prestiżu autora. Kiedy znajduję w Internecie nową publikację, patrzę także na jej autora, jeśli jego nazwisko jest mi znane – na pewno ściągnę ją i przeczytam przynajmniej wstęp. Trzeba też pamiętać, że system grantów funkcjonuje już na Zachodzie od dawna, pamiętam jeszcze czasy, kiedy koledzy z Zachodu zazdrościli fizykom rosyjskim możliwości prowadzenia pogłębionych badań jednego zagadnienia przez kilka lat. Jest to absolutnie niemożliwe w sytuacji pościgu za publikacjami, którymi należy się wykazać w sprawozdaniu z działalności statutowej, z grantu na badania własne i wielu innych. Wzięcie pod uwagę cytowań byłoby jakimś rozwiązaniem, ale na pewno nie satysfakcjonowałoby wszystkich. Bardzo słuszna jest zasada KBN, że trzeba promować ludzi aktywnych naukowo, ale kryteria wyboru to sprawa bardzo skomplikowana. Sam jednak nie mam pomysłu na zmianę kryterium ilościowego na lepsze, trzeba tymczasem zgodzić się z tym, co jest.

Katarzyna Bytomska: Czy prowadzone przez Pana teoretyczne badania mogą mieć zastosowanie w codziennej praktyce życiowej?

Prof. Marek Zrałek: Oczywiście wierzę głęboko, że tak będzie. Teraz odpowiedzieć mogę jedynie anegdotą: w XIX wieku do Faradaya przyszedł jeden z ministrów Królestwa Brytyjskiego i zapytał się, czy zgromadzona przez niego aparatura przyniesie kiedyś jakikolwiek pożytek ludzkości. Faraday odpowiedział, że jest pewien tylko jednego: za kilkadziesiąt lat na pewno trzeba będzie płacić od tego podatki. I nie pomylił się wiele, podatki od elektryczności wprowadzono po ok. 50 latach.

Odkrycie masy neutrin ma wielkie znaczenie poznawcze. Już teraz neutrina znajdują zastosowanie w astrofizyce i kosmologii. Czy nasza obecna wiedza na ten temat przysłuży się kiedyś do „ściągania podatków”? Tego niestety nie wiem. Pomysły oczywiście są. Wspomnę tylko o wykorzystaniu strumienia neutrin jako sondy struktury Ziemi, mogącą nas ostrzec przed wstrząsami tektonicznymi. Moja praca polega głównie na przeprowadzaniu bardzo skomplikowanych obliczeń. Lubię jednak pracować nad czymś, co ma wymierny wydźwięk eksperymentalny, jakikolwiek związek z rzeczywistością.

Fizycy-teoretycy snują ostatnio dywagacje na temat tzw. teorii wszystkiego. Powinna opisywać jednocześnie wszystkie możliwe oddziaływania jakie do tej pory poznaliśmy (a więc: słabe, elektromagnetyczne, silne i grawitacyjne). Znany nam obecnie model standartowy opisuje tylko trzy pierwsze. Taki model pozwoliłby nam odpowiedzieć na pytania, dotyczące budowy wszechświata, przewagi materii nam antymaterią, składu chemicznego każdej gwiazdy. Tu oczywiście pojawia się nowy istotny problem: nigdy nie będziemy w stanie powiedzieć, że nasza teoria jest ostateczna. Jedynym kryterium, które posiadamy, jest zastosowanie jej do obserwowanych zjawisk, nie mamy więc pewności, czy przyszłość nie przyniesie odkrycia efektów wykraczających poza naszą teorię.

Można jednak sięgać dalej – jeżeli dowiemy się już wszystkiego w skali najmniejszych drobinek materii, możemy zacząć je składać, dochodząc tym samym do poznania mechanizmu funkcjonowania człowieka. Powstaje jednak pytanie, czy potrafimy zejść na tyle głęboko w teoretycznych rozważaniach, aby zrozumieć fenomen świadomości, życia? Tylko do pewnego momentu panujemy przecież nad badanymi drobinami, nikt nie potrafi określić, do czego doprowadzi komplikowanie oddziaływań między nimi, czy nie pojawią się efekty wykraczające poza prostą sumę składników. Istnieje spór w środowisku naukowym pomiędzy redukcjonistami, którzy twierdzą, że każda substancja złożona (nawet ożywiona) jest poznawalna za pomocą praw pierwotnych, i antyredukcjonistami, którzy się z tym nie zgadzają. Spór ten jednak jest na razie czysto filozoficzny i nie ma znaczenia w praktyce.