Jan Czochralski - naukowiec i wynalazca

Opracowanie: dr Paweł Tomaszewski

Metaloznawca, chemik, krystalograf, farmaceuta, drogerzysta, poeta i mecenas sztuki, profesor – to tylko niektóre z określeń opisujących Jana Czochralskiego, Polaka, którego nazwisko zna cały świat, choć nie każdy wie, kim był ów człowiek. Z racji rangi jego osiągnięć powstało ich jeszcze kilkanaście, jak choćby: „Kopernik elektroniki”, „ojciec współczesnej cywilizacji elektronicznej”, plasujących Czochralskiego w gronie najznamienitszych polskich uczonych, w towarzystwie rzeczonego Mikołaja Kopernika czy Marii Skłodowskiej-Curie. Wystarczy powiedzieć, że jego nazwisko jest najczęściej wymienianym w literaturze naukowej nazwiskiem naszego rodaka.

Kim zatem był i czego dokonał, że zaliczony został do panteonu?

Życiorys Jana Czochralskiego mógłby stanowić kanwę scenariusza filmu sensacyjnego, a przecież przez ponad pół wieku pozostawał urzędowo zapomniany, a nawet wyklęty. Czochralski to przykład człowieka, który potrafił wykorzystywać nie tylko swoje zdolności, ale i okoliczności – czy wręcz nieoczekiwane przypadki. Uważny obserwator przyrody dostrzegał to, co było ukryte dla innych, kojarzył fakty z różnych dziedzin i wspierał intuicję badacza drobiazgową pracą. Nie omijały go przypadki, które, można powiedzieć, stanowiły pewną prawidłowość w jego życiu.

Historia Jana Czochralskiego rozpoczęła się w Kcyni na Pałukach w Wielkopolsce, w czasie zaborów. Urodził się 23 października 1885 roku w wielodzietnej rodzinie rzemieślników o tradycji sięgającej kilku pokoleń. Matczyne opowieści o Polsce i powinnościach wobec ojczyzny kształtowały charakter młodego Janka i były skuteczną przeciwwagą dla germanizacyjnych zabiegów niemieckiej szkoły. W wieku kilkunastu lat opuścił on rodzinne miasto, by pogłębiać wiedzę zdobywaną dotychczas w trakcie obserwacji przyrody czy eksperymentów chemicznych. Obiecał rodzicom, że powróci, gdy zdobędzie sławę – i słowa dotrzymał.

Wyruszył w kierunku Berlina. Wierny zainteresowaniom chemią i farmacją pracował przez rok w aptece-drogerii doktora Augusta Herbranda w Altglienicke, a później w laboratorium fabryki chemicznej Kanne w Niederschöneweide, której właścicielem był doktor Hugon Kunheim. Latem 1907 roku zatrudnił się w fabryce kabli Kabelwerk Oberspree należącej do koncernu Allgemeine Elektricitäts Gesellschaft (AEG) w Oberschöneweide, gdzie zajmował się gumą do izolacji kabli energetycznych. Nagła śmierć jego szefa sprawiła, że trafił pod skrzydła metaloznawcy Wicharda von Moellendorffa i rozpoczął badania z zakresu metalurgii, które w efekcie doprowadziły do opracowania w 1916 roku tak zwanej metody Czochralskiego – wytwarzania monokryształów metali. Rok później opuścił AEG i przeniósł się do nowego laboratorium metaloznawczego we Frankfurcie nad Menem, gdzie w pełni wykorzystał swoje zdolności naukowe i organizacyjne. Pod jego kierownictwem placówka urosła do rangi jednego z największych laboratoriów przemysłowych w Niemczech.

Do dziś nie są znane szczegóły ówczesnej działalności Czochralskiego, w znacznej części utajnionej ze względu na znaczenie militarne. Jego największe odkrycie w tamtym okresie dotyczy tak zwanego metalu kolejowego (inaczej: metalu B), otrzymanego w 1924 roku, po kilkunastu latach żmudnych prób i analiz stopu na panewki łożysk ślizgowych. Sukces był tym większy, że poszukiwana substancja miała wykazywać przeciwstawne właściwości: być miękką, by dobrze smarować osie, i równocześnie twardą, by nie zużywać się zbyt szybko. Mówiąc żartem – coś jakby czekolada z orzechami. Patent na ten stop, zakupiony przez wiele państw, przyniósł Czochralskiemu fortunę i uznanie naukowego świata w okresie międzywojennym. Jego opracowanie zrewolucjonizowało transport kolejowy i zaowocowało kuszącą propozycją zatrudnienia w zakładach Forda w USA. Również katedry w największych polskich uczelniach technicznych – na Akademii Górniczej w Krakowie, Politechnice Lwowskiej i Politechnice Warszawskiej – stanęły przed Czochralskim otworem. Ewakuowany z Niemiec przez polski wywiad wybrał jesienią 1928 roku Warszawę. Z funduszy wojskowych wybudował Instytut Metalurgii i Metaloznawstwa, formalnie część Politechniki Warszawskiej, zaś uczelnia uhonorowała go zaszczytnym tytułem doktora honoris causa. Niestety, zawiść urażonego kolegi, praca dla wojska, tym razem polskiego, i niewyjaśniona do końca sprawa obywatelstwa stała się zarzewiem ostrego konfliktu z profesorem Witoldem Broniewskim, również metalurgiem. Wygrana przez Czochralskiego seria procesów sądowych nie pomogła – część środowiska akademickiego nie stanęła po jego stronie.

W zmienionych warunkach powojennych Czochralski, pozbawiony parasola ochronnego wojska, niesłusznie pomówiony o współpracę z Niemcami, osadzony przez komunistyczną władzę w areszcie, odrzucony przez Senat Politechniki Warszawskiej, został zmuszony do powrotu do rodzinnej Kcyni. Niemożliwe w tamtych czasach ujawnienie współpracy z Armią Krajową nie pozwoliło na właściwą ocenę jego postawy podczas wojny, gdy prowadził Zakład Badań Materiałów, placówkę usługową utworzoną na bazie Instytutu Metalurgii. Czas pokazał, jak tragiczne skutki mogą mieć powierzchowne obserwacje czy nieznajomość motywów działania. Dopiero niedawno okazało się, na przykład, że w domu Czochralskich przy ulicy Nabielaka w Warszawie ukrywane były dwie Żydówki.

Jan Czochralski nie pozwolił sobie na odpoczynek i w Kcyni założył niewielkie laboratorium chemiczne pod szumnym szyldem Zakładów Chemicznych BION. Produkował w nich wyroby codziennego użytku, chemię gospodarczą, parafarmaceutyki, w tym słynny „proszek od kichania z Gołąbkiem”, bazujący na kilkunastu składnikach, głównie roślinnych. Niestety, na lokalnego przedsiębiorcę o niejasnej przeszłości wojennej nowa władza patrzyła nieprzychylnie. Donosy i rewizje doprowadziły do tragicznego końca – zawału i śmierci Czochralskiego w poznańskim szpitalu 22 kwietnia 1953 roku.

Infamia, na którą został skazany przez środowisko naukowców, trwała. Dopiero niezależne działania wielu osób przywróciły Czochralskiemu dobre imię. Fakty musiała uznać także Politechnika Warszawska, która zrehabilitowała swojego dawnego profesora, choć nastąpiło to dopiero w 2011 roku. Ponad pół wieku urzędowego zapomnienia skutkuje do dziś brakiem rzetelnej i pełnej wiedzy o tym ciekawym człowieku, wybitnym uczonym i o jego dorobku.

Jan Czochralski to znakomity przykład wybitnego fachowca o szerokich horyzontach i zainteresowaniach, umiejętnie łączącego naukowe dociekania z zastosowaniami przemysłowymi. Był typowym przedstawicielem pokolenia przełomu wieków, aktywnie uczestniczącego w burzliwym rozwoju nauki i techniki, w tworzeniu zrębów nowoczesności. Jego osiągnięcia wyznaczały nowe drogi na każdym etapie działalności badawczej – od opracowania odpowiednich metod, przez skonstruowanie aparatury, po teorię i sposoby opracowania wyników. Czochralski opracował, między innymi, diagramy rekrystalizacji, odczynniki do trawienia złota czy tak zwany radiomikroskop, protoplastę współczesnych skanujących mikroskopów analizujących (SPM), których konstruktorów nagrodzono Nagrodą Nobla w 1986 roku. Warto zauważyć, że był autorem pierwszej polskiej publikacji z zakresu krystalografii rentgenowskiej.

Za jego największe osiągnięcie uważa się jednak powszechnie metodę otrzymywania monokryształów metali. Niezwykle prosta w swojej istocie polega na powolnym wyciąganiu kryształu z roztopionego materiału. To Czochralski był jej ojcem, choć dopiero zastosowanie jej przez Amerykanów do półprzewodników w 1954 roku, w hodowli kryształów germanu i krzemu, uruchomiło lawinę kolejnych odkryć i zastosowań. Obecnie kryształy krzemu są podstawą praktycznie całej elektroniki półprzewodnikowej. Trudno sobie wyobrazić współczesny świat bez komputerów, smartfonów, mediów społecznościowych i wszelkiej elektroniki użytkowej – wszystkiego tego, co powstało dzięki polskiemu wynalazcy.

Mimo intensywnej działalności naukowej w kraju i zagranicą oraz aktywności w organizacjach branżowych (był, między innymi, współzałożycielem i prezesem Niemieckiego Towarzystwa Metaloznawczego) Czochralski potrafił znaleźć czas na pisanie. Tworzył wiersze (w tym wstrząsający poemat Requiem po śmierci brata Kornela zamordowanego przez Niemców na początku wojny) i opowiadania sięgające lat dziecięcych i młodzieńczych. Potrafił się dzielić posiadanym majątkiem – fundował zarówno stypendia dla polskich studentów w Niemczech, jak i wspierał polskich artystów podczas wojny. Był człowiekiem o wrażliwej duszy, choć twardo stąpającym po ziemi, świadomym własnej wartości i przywiązania do ojczyzny w najtrudniejszych nawet czasach. Postać Czochralskiego to wspaniały wzór do naśladowania dla młodego pokolenia Polaków, któremu – jak pisał Stefan Bratkowski – „zabrano 50 lat cywilizacyjnego rozwoju, wycięto z mózgów wiedzę, umiejętności i pamięć o prawdziwych polskich sukcesach”. A przecież wkład Polski w światową naukę jest naprawdę ogromny.