Włodzimierz Kołos
Urodzony 6 IX 1928 w Pińsku. Studia na UAM w Poznaniu. Doktorat na UW (1953). Pobyt w USA na University of Chicago (1958–1959). Profesor UW (1962). Kierownik Katedry Chemii Teoretycznej (potem Pracowni Chemii Kwantowej) Wydziału Chemii UW. Kierownik grupy badawczej w Instytucie Badań Jądrowych w Świerku (1961–1966).
Chemik teoretyk, jeden z twórców chemii kwantowej w Polsce; badania nad teorią oddziaływań międzymolekularnych. Współautor obliczeń kwantowo-mechanicznych energii dysocjacji cząsteczki wodoru. Prace także nad fuzją jąder katalizowaną mionami oraz modelem teoretycznym rozpadu beta trytu.
Członek PAN (1969), Międzynarodowej Akademii Kwantowych Nauk Molekularnych (1988) oraz Academia Europea (1994). Uczestnik seminarium naukowego zorganizowanego przez Jana Pawła II w Castel Gandolfo. Doktor honoris causa UAM.
Na jego cześć co roku Wydział Chemii UW oraz Polskie Towarzystwo Chemiczne przyznają Nagrodę Kołosa.
Zmarł 3 VI 1996 w Warszawie.
Chemia kwantowa, Warszawa 1978; Elementy chemii kwantowej niematematycznym sposobem wyłożone, Warszawa 1979; Atom i cząsteczka, Warszawa 1998 (współautor J. Sadlej).
B. Jeziorski, L. Piela, Włodzimierz Kołos (1928–1996), „Polish Journal of Chemistry” 1998, t. LXXII, nr 7; B. Jeziorski, L. Piela, K. Szalewicz, Włodzimierz Kołos, „Physics Today” 1997, 50, 108.
Włodzimierza Kołosa poznałem w 1962 roku na Wydziale Chemii Uniwersytetu Warszawskiego. Młody profesor był obecny na zebraniu Studenckiego Koła Naukowego Chemików, a referat wygłaszał student Andrzej Sadlej, inna wybitna indywidualność. Po latach okazało się, że w ten sposób spotkałem tego samego dnia dwóch spośród najważniejszych dla mnie polskich chemików.
Chemia kwantowa wkraczała wtedy na uniwersytety. Była to nauka młodych ludzi, bardzo odległa od „mokrej chemii”, bo zajmująca się ...obliczeniami opartymi na fizyce kwantowej. W dużym uproszczeniu można by powiedzieć, iż jej funkcja polegała na przewidzeniu w obliczeniach teoretycznych właściwości substancji chemicznych, bez wykonywania jakichkolwiek doświadczeń chemicznych. Student Andrzej Sadlej wykładał tę chemię dla pracowników naukowych na seminariach w Katedrze Chemii Nieorganicznej, napisał też (jako student) pierwszy w języku polskim podręcznik do chemii kwantowej.
Profesor Kołos był już opromieniony międzynarodową sławą. Odwilż polityczna po 1956 roku umożliwiła naukowe kontakty z Zachodem i Kołos skorzystał z tej możliwości. Po latach opowiedział mi, że gdy pojawił się na uniwersytecie w Chicago, miał wybór: albo zająć się obliczeniami dla prostych cząsteczek chemicznych u prof. Roberta Mullikena (przyszłego laureata Nagrody Nobla) i rozszerzać w ten sposób przybliżone metody teoretyczne do coraz większych molekuł, albo dołączyć do badań Clemensa Roothaana, który zajmował się molekułami bardzo prostymi, ale za to interesowały go najsubtelniejsze w nich efekty. Włodzimierz Kołos wybrał drugą możliwość.
Ten chemik z wykształcenia, absolwent Uniwersytetu Adama Mickiewicza, obronił rozprawę doktorską z dziedziny fizyki teoretycznej u Leopolda Infelda, współpracownika Einsteina, a Infeld skupiał wtedy wokół siebie, na Uniwersytecie Warszawskim i w Instytucie Badań Jądrowych, grono młodych fizyków teoretyków i tworzył mocne podwaliny pod polską fizykę teoretyczną. Myślę, że o wyborze Kołosa w USA zadecydowały te silne związki z nowoczesną fizyką teoretyczną. Uczony nie bał się zmiany dziedziny, kierował się naukową ciekawością, przeniósł się z Poznania do Warszawy, mimo iż to oznaczało gorsze warunki materialne. Dawało jednak możliwość zgłębiania fizyki teoretycznej, która pociągała jego umysł o wiele mocniej niż chemia organiczna.
Kołos przyjechał do USA przygotowany, nie tylko z doskonałym treningiem w dziedzinie fizyki teoretycznej, lecz także po swoich pierwszych publikacjach dotyczących problemu korelacji ruchów elektronów. Korelacja ruchów czegokolwiek jest zawsze trudna do teoretycznego opisu i właśnie ona stanowiła największą przeszkodę w obliczeniach, które trzeba było wykonać.
Warto nadmienić, że w chemii kwantowej od samego początku istniały dwa nurty: w jednym z nich posługiwano się mechaniką kwantową w sposób poglądowy, w drugiej opierano się na obliczeniach. Pierwszy nurt święcił tryumfy, uzasadniając poglądowo tradycyjne prawa chemii przez prawa fizyki kwantowej, postęp w drugim nurcie był hamowany z powodu wielkiej skali trudności obliczeniowych. Dość powiedzieć, że wymagane były wtedy obliczenia tysięcy całek (teraz są to już miliardy), a potem cykliczne ich wykorzystywanie w długiej procedurze obliczeniowej. A pomylić się nie było wolno... W desperacji pionierzy obliczeń dyrygowali niekiedy halą sekretarek z kalkulatorami.
Sytuacja się zmieniła, gdy w USA pojawiły się pierwsze komputery, najpierw w siłach zbrojnych, a potem na najlepszych uniwersytetach. University of Chicago, należący do czołówki amerykańskich uniwersytetów, w latach pierwszego pobytu Kołosa (1958/1959) nie miał jeszcze żadnego komputera. W Polsce nikt wtedy jeszcze nie słyszał o takich możliwościach. Kołos trafił na ten pionierski i fascynujący okres i włączył się, jako jeden z pierwszych, w obliczenia teoretyczne. Ponieważ badania, w których uczestniczył, były w dużym stopniu finansowane przez lotnictwo amerykańskie (a poza tym mąż sekretarki zakładu tam pracował), mógł korzystać z komputera w bazie armii USA Wright-Patterson Air Force Base w Dayton, Ohio. Opowiadał mi, że bez wielkich problemów dostawał u amerykańskich władz wojskowych przepustki do ośrodka obliczeniowego bazy. Programy pisało się w języku wewnętrznym, a przypisanie każdej liczby określonej komórce pamięci należało do programisty. Komputer nie miał arytmetyki zmiennoprzecinkowej i żeby wykonywać obliczenia, programiści musieli napisać odpowiednie procedury. Do anegdot uniwersytetu chicagowskiego przeszła fama o dwóch młodych Polakach (Włodzimierz Kołos i Lutosław Wolniewicz – profesor UMK), którzy przyjeżdżają z dalekiej Polski, harują ponad siły, ale ich program już na drugi dzień perfekcyjnie działa.
Na świecie jest około 700 podręczników do nauczania chemii kwantowej. W tych podręcznikach trzeba w pewnym miejscu czytelnikowi pokazać, że wielkości obserwowane w doświadczeniu da się obliczyć, korzystając wyłącznie ze stałych uniwersalnych takich jak ładunek i masa elektronu, stała Plancka itp. (czyli ab initio). To bardzo ważne, bo oznacza, że funkcjonująca podstawowa teoria fizyki opisuje również świat chemii z ilościową dokładnością i że jest bezpośrednie i ścisłe przejście między koncepcjami fizyki i koncepcjami chemii. Gdyby tego nie było, nie byłoby punktu odniesienia w chemii obliczeniowej, bo byłyby wątpliwości, czy stosowane równania fizyki dają wystarczająco dobry opis cząsteczek chemicznych i ich przemian (nawet wtedy, gdyby udało się je rozwiązać ściśle). W tym właśnie kluczowym miejscu jest najbardziej znany wkład Włodzimierza Kołosa do nauki światowej, dobitnie podkreślany w większości światowych podręczników akademickich dotyczących chemii kwantowej. Około 10 000 cytowań w literaturze światowej jego stu prac, to przekonujący dowód wielkiego oddźwięku idei Kołosa na świecie.
Profesor Kołos należał do tych uczonych, którzy mieli szerokie spojrzenie na chemię teoretyczną. W jego dorobku są prace poświęcone fuzji jądrowej katalizowanej mionami, oddziaływaniu międzycząsteczkowemu, molekułom mionowym, poprawkom relatywistycznym i nieadiabatycznym, oddziaływaniom wielociałowym, biomolekułom itp. Jednak wspólnym mianownikiem najważniejszych prac są ultradokładne obliczenia kwantowomechaniczne dla prostych molekuł (przede wszystkim molekuły wodoru), dla których było możliwe porównanie z doświadczeniem o precyzji nieosiągalnej w żadnej innej dziedzinie rozwiniętej przez ludzkość. Dokładność takich obliczeń można porównać do dokładności uderzenia pocisku w obiekt wielkości samochodu znajdujący się na Księżycu. W pewnym momencie sytuacja stała się niemal krytyczna, w grę wchodziły tylko następujące możliwości: albo mechanika kwantowa ma jakiś istotny brak, albo w obliczeniach jest błąd, albo w pomiarach Gerharda Herzberga – największego spektroskopisty XX wieku i przyszłego noblisty – błąd jest większy niż przypuszczano. Kołos i Wolniewicz przeprowadzili obliczenia o zwiększonej precyzji i udowodnili, że ich wynik jest poprawny. Herzberg powtórzył pomiary i okazało się, że poprzedni jego wynik był obarczony zbyt dużym błędem. Jeszcze inne anegdotyczne wydarzenie. Gdy Herzberg dowiedział się, że dwaj młodzi Polacy otrzymali wyniki teoretyczne, które pobiły dokładność jego eksperymentów, zaprosił ich do Kanady do wygłoszenia referatu, a potem poczęstował nalewką własnej roboty – według pracowników Herzberga to ostatnie było dla nich trudne do wyobrażenia. Warto odnotować, że stężenie wodoru na Jowiszu oceniono na podstawie wyników teoretycznych Kołosa dla pewnych parametrów spektroskopowych. Zaczął się wyścig doświadczalno-teoretyczny o coraz większą dokładność. Ten wyścig trwa do dziś, już bez udziału Włodzimierza Kołosa, jednak jego nazwisko ma w świecie ustaloną markę – jest synonimem obliczeń najwyższej jakości. Można powiedzieć, że Włodzimierz Kołos jest jednym z kilku światowych pionierów powiązania chemii z fizyką teoretyczną. Był on także jednym z pierwszych badaczy na świecie, którzy użyli programowalnych komputerów do obliczeń dla cząsteczek chemicznych.
Wpływ prac naukowych Włodzimierza Kołosa na rozwój polskiej chemii teoretycznej był ogromny. Myślę tu nie tylko o bezpośredniej kontynuacji prac Kołosa (choć i teraz Polska ma wciąż najlepsze na świecie wyniki w tej dziedzinie). We wszystkich ośrodkach polskiej chemii teoretycznej widzę pewną wspólną cechę, którą, moim zdaniem, zawdzięczamy profesorowi. Niezależnie od wielkości opisywanych molekuł, polscy badacze zawsze zgłębiają podstawy problemu i odnoszą go do praw fizyki.
Do najwyższej jakości badań należy dodać najwyższą jakość wykładów z chemii kwantowej na Uniwersytecie Warszawskim, wielokrotnie wyróżnianych w rankingach przez studentów, wspominanych potem przez lata przez absolwentów Wydziału Chemii. Prawdziwy profesor powinien mieć obok charyzmy badawczej jeszcze jedną ważną cechę: powinien umieć wspierać ze wszystkich sił młodszych badaczy. Kołos miał tę bezcenną cechę, a brało się to z tego, że prawda była dla niego zawsze na pierwszym miejscu. Było naturalne i powtarzało się wielokrotnie, że student zwrócił mu uwagę na błąd, a on był studentowi za to tylko bardzo wdzięczny.
Miałem zaszczyt być uczniem profesora Włodzimierza Kołosa. Uczony nie musiał się później przed nami usprawiedliwiać, że należał, bo takie były czasy, że musiał mówić nieprawdę, bo trzeba było jakoś żyć i chronić młodych. Chemia kwantowa była jedyną jednostką Wydziału Chemii UW, w której nie było ani jednego członka partii komunistycznej. Bardzo to doskwierało wszechwładnej egzekutywie tej organizacji, bo nie miała informacji od środka, o czym to rozmawiamy, a bardzo jej zależało, aby to wiedzieć. Na indagacje I sekretarza, który był ważniejszy od dziekana, Kołos odpowiadał, że owszem, ale niewiele może tu zrobić, bo jest poważny kłopot: partyjni studenci jakoś nie mają zamiłowania do rozwiązywania równania Schrödingera i do nas nie przychodzą na specjalizację! Oni myśleli pewnie o czymś innym.
Wybór kardynała Karola Wojtyły na papieża był dla Włodzimierza Kołosa ważną cezurą. Obserwowałem to z bliska. Kołos był zafascynowany tym, że coś, co wydawało się niemożliwe (tak właśnie się wyraził), stało się faktem. Upokarzana, szara, zniewolona, ale przecież nasza Ojczyzna – Polska naszej młodości, nagle uzyskała niemal metafizyczne, potężne wsparcie w... innym państwie, a do tego na czele tego państwa stał człowiek jak z jakiejś złotej polskiej legendy. Przecież to od jego kilku słów wypowiedzianych w Warszawie zadrżała, a potem runęła potęga światowa, niemal bez przelewu krwi zmieniła się mapa świata od Renu do Mongolii, człowiek odważny, znający tylko słowa dobre, szlachetny, do tego błyskotliwy w kontaktach międzyludzkich, poliglota i, jak się wkrótce okazało... przyjaciel Kołosa.
Wydaje mi się, że z papieżem poznał Kołosa fizyk, profesor Jerzy Janik, który znał Wojtyłę z czasów krakowskich (lata 50.). Kołos wziął udział w zrywie „Solidarności”. W atmosferze rewolucji miało się wrażenie, iż czas niewiarygodnie przyspieszył. Co było bardzo ważne 4 godziny temu, już było całkowicie nieważne. Pierwszy raz owiał nas taki wiatr Historii. Profesor Kołos bardzo przeżył kontratak imperium: zamach na placu św. Piotra, a potem za parę miesięcy stan wojenny. Na posiedzeniach Rady Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego w stanie wojennym – nowość, zaczął zjawiać się umundurowany oficer z bronią u boku – „przedstawiciel Studium Wojskowego”. Trzeba pamiętać o tych posunięciach w stosunku do uniwersytetów polskich. Wtedy, w dojmującej ciszy, profesor Kołos mówił to, co myśleli wszyscy prawi ludzie, a co tylko on odważył się głośno wypowiedzieć. Teraz często zastanawiam się, co profesor zrobiłby na moim miejscu. Czy milczałby? Nie sądzę, żeby mój mistrz milczał.
Włodzimierz Kołos był w gruncie rzeczy człowiekiem nieśmiałym. Pracowaliśmy „drzwi w drzwi”. Gdy przyjeżdżałem do pracy – on już był, gdy wyjeżdżałem z pracy – on jeszcze był. Tytan pracy. Krąży opowieść o tym, iż, gdy przyjeżdżał do USA, do swojej polskiej grupy młodych ekspertów, to po jego wyjeździe ludzie odsypiali po dwie doby. Zawsze mogłem do niego wpaść, rozmawialiśmy codziennie, zwykle były to krótkie rozmowy, zdarzały się, oczywiście i dłuższe, ale zwykle nie było komfortu czasu. Tylko niekiedy było inaczej. Okazją do długich dyskusji były podróże PKP, które zawsze komfort czasu gwarantowały (za co im jestem teraz ogromnie wdzięczny), gdy jechaliśmy we dwójkę na jakieś konferencje. Pamiętam, że gdy zagadnąłem go po raz pierwszy o towarzyskie tło związane z odkryciami, był trochę spięty. W miarę upływu czasu, w rytmie stuku kół pociągu, udawało mi się przełamywać tę rezerwę i dowiadywałem się ciekawych szczegółów. Włodek – poprosił mnie, żeby tak się do niego zwracać – potrafił być duszą towarzystwa, miał zdecydowanie wielkie poczucie humoru, potrafił się głośno śmiać z dowcipów i świetne dowcipy opowiadać.
Włodzimierz Kołos był chrześcijaninem o głębokim życiu duchowym. Przypuszczam, że siła jego wiary wzmocniła się w kontaktach z Janem Pawłem II. Był u niego wielokrotnie, najczęściej wiązało się to z papieskim zaproszeniem na konferencję naukową w Castel Gandolfo. Papież interesował się fizyką, uczeni, głównie polscy, dawali mu możliwość posłuchania o najnowszych osiągnięciach w tej dziedzinie. Kołos opowiadał mi kiedyś, że prowadził badania w Universidad Nacional Autónoma de México w czasie, gdy Meksyk odwiedził nasz papież. Profesor pojechał na spotkanie z grupą Polaków, ale ugrzęźli w tłumie. Dopiero zaskoczony ks. Dziwisz z daleka rozpoznał Kołosa i zwrócił uwagę Jana Pawła II, wymieniono więc pozdrowienia. Istnieje wspaniałe zdjęcie dwóch rozpromienionych ludzi: papieża i Kołosa. To bardzo ważne zdjęcie, także dla mnie.
Gdy niespodziewanie przyszła śmiertelna choroba naszych czasów, Włodzimierz Kołos nie stracił ducha. Pamiętam, gdy chwile były już trudne, nie unikaliśmy rozmowy o sprawach ostatecznych. Powiedział mi, już będąc w Centrum Onkologii na warszawskim Ursynowie, że nie jest ważne, czy ktoś żyje krótko czy długo, ważne jest, jak żyje. Jego żona przekazała mi, że bardzo ucieszył się z mojego listu, w którym na końcu zwróciłem uwagę na zadziwiająco reporterskie szczegóły ewangelicznego opisu Łazarza.
Po śmierci profesora w 1996 roku wydaliśmy specjalny tom „Polish Journal of Chemistry” złożony z artykułów uczonych z całego świata. Wysłałem jeden egzemplarz do Watykanu. Otrzymałem miłe słowa podziękowania od Jana Pawła II i krótką, wzruszającą refleksję o profesorze Kołosie. Za trumną Włodzimierza Kołosa szliśmy obok siebie z rektorem Uniwersytetu Warszawskiego Włodzimierzem Siwińskim (byłem wtedy dziekanem Wydziału Chemii, notabene po kadencji dziekana Kołosa). Powiedziałem wtedy Rektorowi, że przydałaby się w Warszawie ulica Kołosa, aby Polacy wiedzieli, kogo pośród siebie mieli. Zebrałem podpisy kolegów i złożyłem odpowiednie podanie do władz Warszawy. Niestety odpowiedziano, że owszem argumentacja jest bardzo dobra, ale musi minąć 5 lat. Odłożyłem dokumenty do szuflady, a gdy minęło 5 lat, znowu je wysłałem. Otrzymałem odpowiedź, że owszem, zgodzono się na moją propozycję, ale że nie mają bezimiennej ulicy do nazwania. Odpowiedziałem, że mam taką ulicę i pokazałem ją na mapie. Za parę miesięcy święciliśmy uroczystość na skrzyżowaniu Pasteura i Kołosa, ulica Kołosa jest uliczką campusu UW na Ochocie (równoległa do ul. Banacha).
W 1996 roku wraz z Prezesem Polskiego Towarzystwa Chemicznego prof. Tadeuszem M. Krygowskim zainicjowaliśmy ustanowienie międzynarodowej Nagrody Kołosa. Jest to nagroda Wydziału Chemii UW i Polskiego Towarzystwa Chemicznego, połączona z wręczeniem Medalu i Wykładem Kołosa. Zwrócenie uwagi na osiągnięcia Polski, także przypomnienie wkładu prof. Włodzimierza Kołosa w rozwój nauki, jest tu jednym z celów. Głównym celem jednak jest zwrócenie się ku przyszłości i nawiązanie bezpośrednich kontaktów między największymi międzynarodowymi sławami a naszą młodzieżą. Są to kontakty bardzo ważne, bo dotyczące przede wszystkim wizji całej dziedziny, możliwych kierunków jej dalszego rozwoju, a także sposobów działania w nauce, kształcenia charakteru, spostrzegawczości i determinacji badacza. Tylko uczeni najwyższych lotów są w stanie taki ogląd przekonująco sformułować. Wśród 9 światowych znakomitości, dotychczasowych laureatów Nagrody, jest dwóch noblistów: Roald Hoffmann z Cornell University (USA) – chemik i poeta i Yuan Tseh Lee, były Prezydent Academia Sinica na Tajwanie. Ich nieformalne spotkania z naszą młodzieżą były wspaniałe. Naszym celem było tchnięcie ducha naukowej odwagi w naszych studentów i doktorantów. Chcemy, aby poczuli, że i oni „noszą buławę marszałkowską w plecaku”, bo wtedy wszystko może się zdarzyć. Bardzo bym chciał, aby życie Włodzimierza Kołosa było dla naszej młodzieży twórczą inspiracją, tak wielką, żeby sięgnęli gwiazd.