Wszędzie fizyka

Czym naprawdę jest zorza polarna albo tęcza? Skąd się biorą marznące deszcze? Jak działają promienie Roentgena i kuchenka mikrofalowa?

“Wszędzie fizyka” pozwala zrozumieć rządzące fizyką prawa, wynikające z nich zjawiska oraz oparte na nich wynalazki – a przy tym odkryć, jaki mają wpływ na nasze codzienne życie.

Autorzy tego popularnonaukowego albumu udowadniają, że – choć nie zdajemy sobie z tego sprawy – fizykę spotykamy na każdym kroku. Zamieszczone tu zdjęcia, niezależnie czy przedstawiają kroplę wody, wiązkę laserową czy pełnię Księżyca, obrazują poszczególne zjawiska fizyczne, a załączone do fotografii opisy wyjaśniają ich powstawanie.

Czternaście rozdziałów zawiera zagadnienia z wybranych dziedzin: światło, optyka, kolory, krajobraz, pogoda, na wodzie, zamarzanie, ciepło, energia, w powietrzu, wysoko nad głową, maszyny proste i złożone. Dwa ostatnie rozdziały to zbiór interesujących ciekawostek dotyczących zjawisk fizycznych w otaczającym nas świecie i w laboratoriach.

Wszędzie fizyka to rezultat współpracy fizyków i fotografów pod przewodnictwem profesora fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego Krzysztofa Królasa. Pomysłodawcą projektu jest doktor Zbigniew Inglot.

Prof. Krzysztof Królas w czasie swojej wieloletniej kariery naukowej pracował między innymi w Instytucie Fizyki Jądrowej w Orsay koło Paryża i był stypendystą Fundacji Humboldta na Uniwersytecie w Getyndze. W 1991 roku uzyskał tytuł profesora. Przez wiele lat był prorektorem i prodziekanem Wydziału Matematyki i Fizyki na Uniwersytecie Jagiellońskim. Kierował projektem powołania Narodowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego, które zostało uruchomione w 2015 roku. Profesor obecnie jest na emeryturze.

Dr Zbigniew Inglot obronił doktorat w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego. Przez wiele lat brał udział w eksperymentach naukowych prowadzonych na Uniwersytecie w Getyndze, jest współautorem 11 prac naukowych. W roku 2000 został Prezesem Rady Nadzorczej w firmie kosmetycznej INGLOT założonej przez jego brata, Wojciecha Inglota. Od 2016 roku jest Prezesem Zarządu firmy INGLOT.

Komentarze do fotografii przygotował zespół fizyków z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego. Oprócz kierującego zespołem prof. Krzysztofa Królasa, w skład zespołu wchodzili: dr Zofia Gołąb-Meyer, dr Dagmara Sokołowska, mgr Aleksandra Sierant, dr hab. Paweł F. Góra, dr Wojciech Winiarczyk, dr Witold Zawadzki i mgr Tomasz Pięta.
Dodatkowo album zawiera tematy zaproponowane przez kilka osób spoza zespołu. Dr hab. Beata Myśliwa-Kurdziel wprowadziła do albumu biofizykę, dr Krzysztof Grabka jest autorem tekstów o technologii kosmetyków, a prof. Jerzy Szwed w swoich dwóch tekstach podkreślił znaczenie fizyki teoretycznej. Tekst o zorzy polarnej napisał Zbigniew Inglot.

Fascynująca nauka na pięknych fotografiach

Przygotowaniem fotografii zamieszczonych w albumie zajmowali się dwaj fotograficy, którzy na co dzień dokumentują wydarzenia naukowe w swoich macierzystych instytucjach: Krzysztof Magda w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego i Jan Zych na Politechnice Krakowskiej. Sięgnęli oni do zbiorów swoich archiwalnych zdjęć, ale również do ujęć nowych, zamawianych w celu zilustrowania konkretnych tematów. Ich fotografie stanowią ponad 60% zawartości albumu. Trzecim autorem jest Mirosław Bistroń, fotograf amator i równocześnie miłośnik astronomii.
Zdjęcia tarczy słonecznej autorstwa Grzegorza Sęka i Mateusza Windaka przekazało Młodzieżowe Obserwatorium Astronomiczne w Niepołomicach; Narodowa Orkiestra Symfoniczna Polskiego Radia w Katowicach udostępniła fotografię sali koncertowej wykonaną przez Daniela Rumiancewa.
Autorzy dziękują również znajomym i przyjaciołom za wszystkie fotografie – zarówno te, które wykorzystali, jak i te, które nie znalazły się w tomie. Zbiór zdjęć został także uzupełniony własnymi fotografiami autorów albumu; kilka zostało zakupionych w fotograficznych serwisach internetowych lub bezpłatnie udostępnionych przez Bibliotekę NASA.

O fizyce dla niefizyków

Jak wyjaśnić rozmaite zjawiska, których często jesteśmy świadkami? Czym naprawdę jest zorza polarna albo tęcza? Skąd się biorą zniekształcenia odbitego obrazu albo marznące deszcze? Na czym polega współczesna diagnostyka medyczna i jak działają promienie Roentgena? A samolot i rakieta? Dlaczego unoszą się w powietrzu i dlaczego latają w taki, a nie inny sposób? A skąd się bierze dźwięk? A kolory – dlaczego postrzegamy je tak, a nie inaczej? Takich „dlaczego?” istnieje bez liku i dla wielu z nas, którzy ze szkolną fizyką rozstali się dawno temu, mogą stanowić nie lada ambaras, zwłaszcza kiedy pytania zadają nasze dzieci bądź wnuki (niezależnie od wieku), albo współmałżonek czy też bliski przyjaciel lub przyjaciółka. Oczywiście możemy trudną zagadkę zbyć żartem albo wzruszyć ramionami, bo niewiele już nam zostało w pamięci z lekcji fizyki, na których (przyznajmy szczerze) niezbyt uważaliśmy, a w późniejszych latach nie mieliśmy okazji, aby sięgnąć po lżejsze lektury popularnonaukowe traktujące o problematyce fizykalnego świata. Naturalnie zdajemy sobie sprawę, że żyjemy w świecie, w którym prawa fizyki mają uniwersalne zastosowanie, korzystamy przecież z kuchenki mikrofalowej, telefonu komórkowego, telewizji satelitarnej czy GPS. Jesteśmy zanurzeni jesteśmy w nowoczesnej technologii, którą potrafimy z łatwością obsługiwać (zgoda, nie każdy z nas w takim samym stopniu), tyle że to się niekoniecznie przekłada na nasze zrozumienie otaczającego świata, to znaczy świata w jego fizykalnych wymiarach. Innymi słowy: potrafimy nacisnąć właściwy guzik, żeby nasze urządzenie zadziałało, ale nie do końca rozumiemy, dlaczego działa po naciśnięciu akurat tego właśnie guzika. Niby funkcjonujemy w swojskiej technologicznie cywilizacji, ale od czasu do czasu odczuwamy rosnący dyskomfort intelektualny wynikający z naszej mocno ograniczonej wiedzy w tej materii.
Nie da się tego ukryć: my, humanistyczni niefizycy, pewnie skrycie zazdrościmy fizykom, którzy patrząc na zwykłą kuchenkę mikrofalową, w prosty sposób potrafią wyjaśnić nam jej działanie, o którym mieliśmy do tej pory blade pojęcie. Któż z nas (z ręką na sercu!) wiedział, że „w kuchence energia zamieniana jest na mikrofale, czyli fale elektromagnetyczne o długościach fal mniejszych od długości fal radiowych i większych od długości fal promieniowania podczerwonego. Fale z tego zakresu są silnie absorbowane przez cząsteczki wody. Dzięki temu możemy szybko podgrzewać potrawy, które zawsze zawierają związaną lub niezwiązaną wodę”. Albo czy zdawaliśmy sobie sprawę z faktu, że nasz poczciwy GPS, bez którego nie wybieramy się dzisiaj w daleką podróż, zawdzięcza swe istnienie teorii względności Alberta Einsteina? Albo że zwykły telefon komórkowy to pośredni efekt aż sześciu Nagród Nobla z dziedziny fizyki?
Wielu z nas chce lepiej pojąć szybko zmieniającą się rzeczywistość, pragnie skutecznie odsiać weryfikowalne fakty od zalewających nas globalnie fake news i odrzucić współczesne zabobony, nierzadko przebrane w naukowe szaty. Po prostu staramy się intelektualnie nadążyć, żeby zrozumieć siebie i otaczający nas świat. Jeżeli nie jesteśmy specjalistami w konkretnej dziedzinie wiedzy, którą mimo wszystko chcielibyśmy zgłębić, to potrzebujemy odpowiednich przewodników, współczesnych mędrców, nieepatujących nas ekstremalnie naukowym żargonem i niestraszących ciągiem skomplikowanych wzorów, ale potrafiących logicznie wyjaśnić niezwykle złożone fenomeny przyrody i nowoczesnej techniki. Autorzy znakomitego albumu Wszędzie fizyka są właśnie takimi przewodnikami, są naszymi mędrcami XXI wieku. Potrafią przystępnie objaśnić, zwłaszcza humanistycznym niefizykom, dziesiątki zjawisk – od kolorów nieba w czasie zachodu słońca, poprzez fale morskie i tsunami, aż po energię słoneczną czy widowiska laserowe. Treściwe i przejrzyste definicje ilustrują starannie wybranymi fotografiami – czego można chcieć więcej?
Po lekturze książki Wszędzie fizyka każdy niefizyk śmiało może wdać się w wyczerpującą dyskusję ze swoimi dziećmi albo z wnukami czy też z rodzeństwem bądź przyjaciółmi, i na podchwytliwe pytania o zegar słoneczny, tęczę czy krajobraz polodowcowy, wzruszając ramionami, odpowiedzieć: „to przecież proste, bo każde zjawisko ma swoją przyczynę, a w tym przypadku chodzi o…”. Koniecznie musi mieć wówczas przy sobie drogocenny album, aby fotografią zilustrować swój popularnonaukowy wywód, i ewentualnie odświeżyć pamięć wybraną definicją, która jest pod ręką. Świat wtedy stanie się nie tylko bardziej zrozumiały dla rozmówców, ale i dużo piękniejszy, i to w każdym calu! Owocnej i krzepiącej lektury!

Piotr Kłodkowski,
humanistyczny niefizyk, który stara się zrozumieć niektóre prawa fizyki