Bez wtpienia nowy wiek jasno okrela kierunki rozwoju nauki, ktre maj zapewni czowiekowi ycie w wikszym komforcie, z szybkim dostpem, i to za mniejsze pienidze, do wszystkich nowoci technicznych, ale te z myl o szacunku do planety, na ktrej yjemy. A jak wykaemy si kultur konsumpcji, pokae czas i oceni historia.
Dzi kady si spieszy. Chcemy szybko si przenosi na drugi koniec wiata i prawie natychmiast oczekujemy te informacji o wydarzeniach rozgrywajcych si setki kilometrw od nas. Biznes i polityka daj od nauki rozwiza, ktre poradz sobie z duym przepywem cigle rosncych przekazw. Pomysw na rozwizanie tego problemu jest wiele. Jednym z nich, nagrodzonym przez Fundacj na rzecz Nauki Polskiej, jest opracowanie prof. Andrzeja Jajszczyka z krakowskiej Akademii Grniczo−Hutniczej.
Zaszczytne wyrnienie, nazywane polskim Noblem, profesor otrzyma za badania w zakresie teorii wzw szybkich sieci telekomunikacyjnych, stanowicych podstaw budowy Internetu nowej generacji. I tu dochodzimy do sedna sprawy, bowiem to wanie Internet, uznany za cud XX wieku, stanowi swoist sie szybkich drg informacyjnych krzyujcych si ze sob. Gdyby porwna je do autostrad, drg szybkiego ruchu czy sieci lokalnych pocze wraz z samochodami, to dostaniemy map pokryt bardzo gst siatk. W natoku aut wane jest: opanowanie pynnoci ruchu, rozadowywanie tworzcych si korkw, bezkolizyjne usuwanie zaistniaych awarii, jak rwnie najlepsze wykorzystanie sieci, po ktrej odbywa si ruch. Podobnie jest w Internecie.
Specjalici od ruchu drogowego od lat ami sobie gowy nad opracowaniem bezkolizyjnych skrzyowa zwikszajcych przepustowo i bezpieczestwo. W informatyce jest tak samo. Opracowania prof. Jajszczyka przypominaj tworzenie okrelonych pakietw kierowanych wiatowodami do specjalnych wzw internetowych umiejcych radzi sobie z rozadowaniem „cisku” informacyjnego. Tam znajduj si specjalne systemy zabezpieczajce, ktre wiedz, jak zmniejszy tok nagromadzonej informacji i jak przekierowa go przez wze na inn ciek. Zabieg ten musi by dokonany w czasie mniejszym ni 50 milisekund (przypomnijmy – jedna milisekunda to tylko jedna tysiczna sekundy). Jeli zator nie zostanie usunity w tym czasie, dochodzi do blokady, a my, pracujc np. przy komputerze, nie moemy otworzy potrzebnej nam strony czy przesa istotnej informacji.
O istocie problemu niech wiadczy fakt, e na sterowaniu elektronicznym oparty jest dzi cay wiat. Sterowanie komunikacj powietrzn i kolejow, systemami energetycznymi czy bezpieczestwem kraju opiera si na sprawnym dziaaniu przesyu informacji. Wspczesne wzy internetowe pracuj o wiele szybciej ni jeszcze kilka lat temu, ale kada moliwo przyspieszenia ich przepustowoci to walka z czasem w przesyle informacji oraz moliwo zarobienia wikszych pienidzy. Std tak wielkie oczekiwania wobec wybitnych pracowni informatycznych i ogromne wyzwania stojce przed naukowcami.
Dlatego te prof. Jajszczyk konstruuje ukady elektroniczne, ktre coraz wydajniej podnosz przepustowo sieci i zwikszaj jej niezawodno. Na swoim koncie profesor ma ju 19 patentw dotyczcych struktur komutacyjnych, m.in. w USA, Francji, Niemczech i Wielkiej Brytanii. Gwnym pytaniem jest, jak bezpiecznie czy i przycza do struktur wza coraz to nowe drogi przekazu, tym bardziej e przekazujemy ju nie tylko tekst, ale obraz czy gos i dlatego konieczna jest szybka rozbudowa Internetu. Takie okrelenia, jak pola czy algorytm Jajszczyka, wpisay si w codzienn praktyk informatyczn, okrelaj one bowiem, jak zbudowa wielkie wzy internetowe i jak przez te pola przeprowadza informacje, aby nic si nie zablokowao. Sztuk te jest opracowanie skomplikowanego systemu zarzdzania tak sieci.
Idc dalej mona si zastanowi, jakie jeszcze zastosowania znajdziemy dla tak doskonaego narzdzia, jak Internet? Tu z pomoc przychodzi fizyka, ktra daje odpowied na pytania dotyczce zagwarantowania bezpieczestwa przesyanych informacji, a w szczeglnoci tych utajnionych czy kodowanych.
Fundacja na rzecz Nauki Polskiej uhonorowaa w tym roku prof. Ryszarda Horodeckiego, fizyka z Uniwersytetu Gdaskiego, za wkad w stworzenie podstaw informatyki kwantowej, a w szczeglnoci za wypracowanie podstaw praktycznej detekcji kwantowego spltania i odkrycie spltania zwizanego – „czarnych dziur” w kwantowej teorii informacji.
Uznaje si, e fizyka kwantowa jest jednym z fenomenw wspczesnej fizyki. Jej zrozumienie wymaga nie lada wysiku i wiedzy. Definicja zwile okrela zakres zagadnienia: to dziedzina leca na pograniczu informatyki i mechaniki kwantowej, zajmujca si wykorzystaniem moliwoci ukadw kwantowych do przesyania i obrbki informacji kwantowej. Podstawow jednostk obliczeniow wykorzystywan w informatyce kwantowej jest kubit. Obliczenia kwantowe opisywane s za pomoc bramek kwantowych. W naturze istniej zapisy kwantowe i cae ksigi kwantowe. Wiemy te, e kwantu nie da si skopiowa, co gwarantuje, e i informatyka kwantowa pozostaje polem nie do skopiowania. Ale to tylko jedna z twarzy kryptografii kwantowej.
Prawdziwa przygoda z fizyk zaczyna si w obszarze tzw. spltania kwantowego. Zjawisko to, ktrym zajmuje si prof. Horodecki, dotyczy najmniejszych czstek materii i najmniejszych porcji energii. Dla ich opisu stworzono mechanik kwantow. Wchodzimy tu w obszar, ktry amie dotychczasowy porzdek wiata. Bo jak zrozumie zachowanie dwch oddzielonych od siebie obiektw, ktre wchodz w natychmiastowy kontakt midzy sob, mimo e odlego midzy nimi jest ogromna. Mogoby si wydawa, e czstki te s daleko od siebie, e si nie widz, a wic i korelacje midzy nimi s adne. Prawda jest jednak inna – widz si i oddziauj na siebie. Na dodatek czstki kwantowo spltane nie potrzebuj czasu na przekazanie sobie informacji. Ten tajemniczy stan dwch lub wicej czstek okrelamy wanie mianem spltania.
Dlaczego tak jest? Na to pytanie odpowied jest niezwykle trudna, a nawet na dzisiejszym poziomie nauki niemoliwa.
Okazuje si, e wiedza o kwantowym spltaniu znajduje praktyczne wykorzystanie. Mona z niej zbudowa klucz do szyfrw strzegcych bezpieczestwa przesyanych informacji. Wystarczy tylko tak zbudowa przekaz, aby na jego pocztku i kocu znalazy si spltane kwantowo czstki. Kada prba wamania si do zakodowanej informacji skutkuje wtedy zniszczeniem zakodowanej treci. Zniszczone zostaje bowiem czce je spltanie, a to powoduje natychmiastowe powiadomienie nadawcy i odbiorcy przesyanych treci o istniejcym zagroeniu. Laureat tegorocznej Nagrody FNP naley do wskiego grona wiatowych fizykw i informatykw, ktrzy stworzyli i obecnie rozwijaj teoretyczne podstawy nowej dziedziny wiedzy, jak jest informatyka kwantowa. czy ona wyzwania teoretyczne i koncepcyjne z fizyki, matematyki i informatyki.
Prof. Horodecki, wraz z synami Pawem, Michaem i Karolem, a take we wsppracy z prof. Robertem Alickim i prof. Markiem ukowskim, stworzy w Gdasku orodek informatyki kwantowej, ktry sta si wiatowym centrum bada w tej dziedzinie. Imponujcy dorobek szkoy prof. Horodeckiego podsumowuje monumentalna praca Quantum entanglement, ktr drukuje najbardziej prestiowe czasopismo podsumowujce dokonania fizyki – „Reviews of Modern Physics”.
Wrd tegorocznych laureatw Nagrody FNP znalaz si te przedstawiciel nauk biologicznych, prof. Jacek Oleksyn z Instytutu Dendrologii PAN, wyrniony za wkad w odkrycie uniwersalnych biogeograficznych zalenoci midzy cechami rolin, istotnych dla zrozumienia procesw ekologicznych w skali globalnej. Szczeglnie docenione zostay badania w zakresie ekofizjologii rolin, ktre doprowadziy do stworzenia globalnego opisu kluczowych cech lici (chemicznych, strukturalnych i fizjologicznych). Pozwoliy one na wykazanie zalenoci midzy sposobem gospodarowania przez roliny pierwiastkami a ich geograficzn lokalizacj oraz opisanie uniwersalnej zalenoci midzy zawartoci azotu a metabolizmem oddechowym rolin. Opublikowane w trzech tekstach w „Nature” i „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America” koncepcje na temat biogeograficznych, strukturalnych i chemicznych uwarunkowa podstawowych procesw fizjologicznych wywary znaczcy wpyw na modelowanie procesw ekologicznych.
Badania prof. Oleksyna, prowadzone w wielonarodowym zespole naukowcw z rnych kontynentw, s oparte na bardzo obszernym materiale, ktry obejmuje ponad 1% wszystkich rolin naczyniowych z kilkuset stanowisk na caym wiecie.
W tegorocznych nagrodach Fundacji nie zabrako humanistyki. Prof. Stanisawa Mossakowskiego, przewodniczcego Wydziau Nauk Spoecznych PAN, wyrniono za wszechstronn, interdyscyplinarn monografi dotyczc kaplicy Zygmuntowskiej, czoowego zabytku sztuki polskiego i woskiego renesansu.
Badania nad kaplic Zygmuntowsk uczony prowadzi przeszo 30 lat. Dla polskiej kultury jest ona niezwykle wana, bo zapocztkowuje kultur renesansow w naszym kraju, otwiera rwnie italianizm. Po kaplicy Zygmuntowskiej powstao w Polsce ju ponad 200 kaplic na planie kwadratu z kopu u zwieczenia. Kaplica Zygmuntowska powstaa w latach 1517−33 i jest jednym z waniejszych dzie renesansowych w Polsce. Warto wspomnie, e nie ma we Woszech kaplic o tak bogatej formie rzebiarskiej. Autorem projektu jest B. Berrecci, ktry mieszka i mia swj warsztat na krakowskim Kazimierzu.
Z kaplic Zygmuntowsk zwizane s te fakty nadajce si na scenariusz filmu kryminalnego. Ot w 1536 r. cz Zamku Wawelskiego spona, a Berrecciego wezwano do odbudowy i do dokoczenia kaplicy. Tym samym zosta monopolist finansowym i gwnym wykonawc tej ogromnej budowli. Zazdro ludzka nie znosia tak wielkiego wyrnienia i by moe dlatego Berrecci zgin w tajemniczych okolicznociach.
Dekoracje kaplicy Zygmuntowskiej wykazuj ogromn znajomo plastyki rzymskiej. Ciekaw rzecz jest to, e w kaplicy w przekroju kopuy pojawia si elipsa poprawna matematycznie, co uznawane jest za ewenement w skali architektury europejskiej. Tak poprawny model elipsy znany jest tylko z drewnianego modelu kaplicy Watykaskiej, ale jego datowanie jest o kilka lat pniejsze ni kaplicy Zygmuntowskiej. Podjty przez prof. Mossakowskiego wysiek przedstawienia niezwykle dokadnej weryfikacji stanu dotychczasowej wiedzy oraz odkrycie nowych faktw umoliwiy zaproponowanie nowej interpretacji wiedzy o caej kaplicy.