Karol Olszewski - pierwszy na świecie skroplił powietrze

Opracowanie: dr Alicja Rafalska-Łasocha

Pochodzenie oraz edukacja Karola Olszewskiego

Karol Stanisław Olszewski urodził się 29 stycznia 1846 roku w Broniszowie niedaleko Ropczyc, w niespokojnym czasie początku rabacji galicyjskiej, podczas której życie stracił jego ojciec, Jan Olszewski (20 lutego 1846). Wychowaniem Karola i jego siostry Heleny zajmowała się więc matka – Anna ze Zwolińskich Olszewska.

Młody Olszewski uczęszczał do gimnazjum w Nowym Sączu. Gdy wybuchło powstanie styczniowe, wyjechał do Krakowa, by dołączyć do oddziałów powstańczych. W czasie szkolenia wojskowego został zatrzymany i osadzony w więzieniu św. Michała (obecnie Muzeum Archeologiczne przy ul. Senackiej 3). Po zwolnieniu z więzienia wrócił do szkoły, ale uczył się już w gimnazjum w Tarnowie.

Studia chemiczne na Wydziale Filozoficznym Uniwersytetu Jagiellońskiego Karol Olszewski rozpoczął 16 października 1866 roku. Karierę akademicką zawdzięcza prof. Emilianowi Czyrniańskiemu, który szybko dostrzegł duży potencjał intelektualny zdolnego, lecz niezbyt zamożnego młodzieńca i w 1869 roku zaproponował mu pomoc finansową oraz funkcję demonstratora w Zakładzie Chemicznym przy ul. św. Anny 123 (obecnie św. Anny 6). Tam właśnie Olszewski podjął pierwsze prace związane ze skraplaniem gazów i poznał tajniki uzyskiwania niskich temperatur.

Po ukończeniu studiów na UJ, Olszewski wyjechał do Heidelbergu i kształcił się pod kierunkiem wybitnych badaczy: Bunsena i Kirchoffa. Stopień doktora filozofii uzyskał tam w 1872 roku na podstawie opublikowanej wcześniej w Krakowie pracy pt. Rozbiór chemiczny wód studziennych i rzecznych krakowskich. Po powrocie z Heidelbergu, nostryfikował doktorat, a następnie w 1873 roku uzyskał habilitację. Nominację na profesora nadzwyczajnego, bez profesorskiej pensji i bez katedry, ale z obowiązkiem wykładów z chemii analitycznej, doc. Olszewski otrzymał w 1876 roku. Wtedy też rozpoczął pracę w Collegium Chemicum Uniwersytetu Jagiellońskiego przy ul. Jagiellońskiej 22 (obecnie ul. Olszewskiego 2). Tematyka badawcza prof. Olszewskiego była rozległa. Kontynuował analizy chemiczne wód, ale ciekawiły go też badania toksykologiczne (był autorem ekspertyz sądowych), interesował się zagadnieniami z zakresu elektrochemii. Współpracował z fizykami i dzięki zdolnościom technicznym to właśnie on był inicjatorem nowych, pomysłowych rozwiązań w przypadku trudności aparaturowych.

Badania naukowe

W połowie XIX wieku, w zakresie niskotemperaturowych badań fizykochemicznych panował pogląd, że istnieją gazy, których nie można skroplić. Co prawda, Antoine Lavoisier  w 1789 roku ogłosił, iż każdy gaz można skroplić, a Michael Faraday wiele ze znanych wówczas gazów przeprowadził w stan ciekły, nie potrafiono niestety (prace Andrewsa, Natterera i Berthelota) przeprowadzić w stan ciekły azotu, tlenu, wodoru, metanu, tlenku węgla i tlenku azotu. Uznano więc, iż gazy te są trwałe (doskonałe) i nie można przeprowadzić ich w stan cieczy oziębiając je przy równoczesnym zwiększaniu ciśnienia. Louis Cailletet w Paryżu i Raoul Pictet w Genewie uzyskali co prawda mgłę skroplonego tlenu (1877),  ciekłego tlenu nie udało się im jednak uzyskać.

W 1882 przybył z Paryża do Krakowa prof. Zygmunt Florenty Wróblewski (1845-1888) i objął Katedrę Fizyki na Uniwersytecie Jagiellońskim. Miał za sobą doświadczenie pracy badawczej w wielu znakomicie zorganizowanych i dobrze wyposażonych europejskich laboratoriach. Skromny gabinet fizyczny mieścił się wówczas przy ul. św. Anny 123. Pomimo, iż rząd austriacki skąpił funduszy dla prowincjonalnego uniwersytetu w Krakowie, Wróblewski ufał, że uda mu się znacznie polepszyć możliwości badawcze Katedry Fizyki UJ i uparcie o to się starał. Przywiózł z Paryża zakupioną tam pompę Cailleteta i myślał o podjęciu badań nad skraplaniem gazów. Po spotkaniu z Olszewskim i poznaniu jego doświadczenia w tej dziedzinie, narodził się, w lutym roku 1883 roku, plan współpracy nad problemami skraplania gazów – w tym również gazów trwałych. Celem badaczy było uzyskanie ciekłego azotu, tlenu i tlenku węgla.

Po zastosowaniu niewielkich zmian w używanym zestawie aparatury i przeanalizowaniu dotychczasowych doświadczeń ze skraplaniem gazów, jakie inni uczeni prowadzili w zagranicznych laboratoriach, Olszewski i Wróblewski jako środek chłodzący wykorzystali wrzący w próżni etylen. Doprowadziło to do sukcesu i uzyskania rezultatów jakich przez lata nie udało się osiągnąć w zagranicznych, dobrze wyposażonych laboratoriach. W prowadzonych eksperymentach wykorzystali przyrząd Cailleteta i zmodyfikowany dzięki ich wiedzy i pomysłowości zestaw aparaturowy, w skład którego wchodził układ chłodzenia etylenu, parownik i prasa hydrauliczna. 4 kwietnia 1883 roku krakowscy uczeni skroplili tlen (-183°C), 13 kwietnia azot (-195,8°C), a 19 kwietnia tlenek węgla (-191,5°C). Zestaw przyrządów umożliwiający uzyskanie tak niskich temperatur powstał dzięki genialnym pomysłom i zdolnościom technicznym prof. Olszewskiego.

Komunikat o przełomie w dziedzinie skraplania gazów ogłoszono na posiedzeniu Wydziału Matematyczno-Przyrodniczego Akademii Umiejętności w Krakowie, w dniu 20 kwietnia 1883 roku. Prof. Wróblewski przesłał również informację do Francuskiej Akademii Nauk. Wiele lat później, uczeń i następca prof. Olszewskiego Tadeusz Estreicher tak napisał o sukcesie krakowskich uczonych:

Dążenie nauki datujące się od stu lat, zostało ostatecznie osiągnięte. Nic dziwnego, że obaj poważni mężowie na ten widok porzucili manometry, kurki, wentyle, pompy i ustrojeni w szare chałaty laboratoryjne, objąwszy się, zatańczyli walca dookoła laboratorium. […] Nauce otwierało się bowiem w tej chwili nieprzejrzane pole, bo skroplenie tlenu, to nie tylko zmuszenie go do przejęcia innej postaci, to zarazem rozszerzenie zakresu badanych temperatur o sto stopni, a raczej to wstęp do rozszerzenia tego zakresu nieporównanie dalej za pomocą innych jeszcze gazów, których skroplenie nie dało długo na siebie czekać.

Międzynarodowa sława i uznanie

Skroplenie gazów trwałych odbiło się szerokim echem wśród badaczy na całym świecie. Wielu z nich przesłało do Krakowa telegramy i listy gratulacyjne. Były jednak również reakcje odmienne. Francuski uczony, Jules Jamin uważał, że palma pierwszeństwa należy do Paula Cailleteta i Raoula Picteta, czemu dał dowód w obszernym artykule opublikowanym w „Revue des Deux Mondes” w 1884 roku. Pomimo, że spotkał się on z dezaprobatą wielu badaczy, w literaturze przedmiotu znaleźć można, nawet obecnie, informacje, że skroplenie gazów trwałych jest osiągnięciem Picteta i Cailleteta.

Współpraca Wróblewskiego i Olszewskiego nie trwała długo (ok. trzy miesiące). Ich charaktery różniły się bardzo i po wspólnym sukcesie prowadzili odrębną działalność naukową. W roku 1883 prof. Olszewski uruchomił w Zakładzie Chemicznym pracownię kriogeniczną i już w styczniu 1884 roku samodzielnie skroplił wodór w stanie dynamicznym, wyznaczył jego punkt inwersji i parametry krytyczne. W 1895 roku, na prośbę odkrywcy argonu i helu Williama Ramsaya, skroplił i zestalił argon. Rok później próbował również skroplić hel. Choć mu się to nie udało, w 1896 roku skonstruował jeden z pierwszych na świecie termometrów helowych.

W 1888 roku, po śmierci prof. Czarniańskiego, Karol Olszewski przejął obowiązki kierowania Zakładem, choć dopiero w 1891 roku otrzymał nominację na profesora zwyczajnego i na stałe objął kierownictwo I Zakładu Chemicznego UJ. Interesował się nowymi odkryciami nie tylko w dziedzinie badań w niskich temperaturach. Gdy informacje o odkryciu przez Wilhelma Röntgena w końcu 1895 roku nowych promieni dotarły do Krakowa, wspólnie ze swoimi asystentami, Tadeuszem Estreicherem i Edwardem Drozdowskim zbudował prosty przyrząd do wytwarzania tych promieni i już w styczniu 1896 roku wykonał pierwsze na ziemiach polskich zdjęcia rentgenowskie (fotografia mosiężnego przycisku do papieru w kształcie jaszczurki). Zastosował również, wspólnie z profesorem medycyny Alfredem Obalińskim, promienie X w celach medycznych. Prace te uważane są za początki polskiej radiologii.

Największe uznanie przyniosły jednak Karolowi Olszewskiemu prace z zakresu kriogeniki. Jest autorem lub współautorem ponad 110 publikacji w tej dziedzinie. Był niekwestionowanym autorytetem w obszarze badań w niskich temperaturach, a jego notatki wskazują, że był również na tropie odkrycia nadprzewodnictwa. Kraków nazywany był wówczas europejskim biegunem zimna (w laboratorium Olszewskiego osiągano najniższą na świecie temperaturę minus 225°C).

Z powodów zdrowotnych prof. Olszewski unikał zagranicznych podróży, ale jego krakowskie laboratorium odwiedzali uczeni z całego świata. Wielu badaczy zwracało się do niego listownie z prośbą o radę i pomoc. Świadczy o tym obszerna korespondencja przechowywana w spuściźnie po profesorze, gdzie znajdziemy listy Fritza Habera, Jacobusa Henricusa van’t Hoffa, Heikego Kamerlingha Onnesa, Ferdinanda Frédérica Henriego Moissana, Williama Ramsaya, Johna Williama Strutta, Wilhelma Conrada Röntgena, Wilhelma Wiena czy Marii Skłodowskiej-Curie.

Prof. Olszewski znany był również z osiągnięć związanych z konstrukcją aparatów do skraplania gazów. Nowoczesne skraplarki wykonywane przez mechaników na Uniwersytecie Jagiellońskim, wykorzystywano w laboratoriach w Bonn, Filadelfii, Monachium, Rzymie, Wiedniu, Lozannie, Petersburgu i Tokio. Oryginalne przyrządy używane przez prof. Olszewskiego można obecnie zobaczyć w Muzeum UJ.

Choć najlepiej czuł się w roli badacza, angażował się w życie naukowe Krakowa. Członkiem korespondentem Akademii Umiejętności był od 1888 roku, członkiem czynnym od 1896 roku, przewodniczącym III Wydziału Matematyczno-Przyrodniczego od roku 1906. Wiele zagranicznych towarzystw naukowych nadało mu godność honorowego członkostwa. Otrzymał order Żelaznej Korony III klasy, tytuł radcy dworu, nagrodę Akademii Umiejętności im. ks. Lubomirskich i złoty medal im. J. Śniadeckiego. W 1907 roku otrzymał także tytuł członka honorowego Towarzystwa Przyrodników im. Kopernika. W 1908 roku studenci nadali swemu pierwszemu kuratorowi tytuł członka honorowego Koła, gdyż w 1904 roku zainicjował działalność Kółka Chemików Uczniów Uniwersytetu Jagiellońskiego, drugiego na ziemiach polskich naukowego koła chemików.

Prof. Karol Olszewski nominowany był do Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki lub chemii. Choć nie został jej laureatem, Heike Kamerlingh Onnes w uroczystym wykładzie noblowskim zaznaczył wielką wartość badań i osiągnięć Olszewskiego i Wróblewskiego w dziedzinie kriogeniki.

Jesień życia Profesora

Sprawy nauki były najważniejsze w życiu prof. Olszewskiego. Żył samotnie, a dorobek życia (140 tysięcy koron w papierach wartościowych w 1908 roku i 45 tysięcy koron w 1913 roku) poświęcił na dalszy rozwój badań w dziedzinie kriogeniki i przekazał Akademii Umiejętności w Krakowie. Sumę 2 900 koron i przyrządy do skraplania gazów przeznaczył na zorganizowanie muzeum przyrodniczego lub kriogenicznego. Angażował się też w działalność Towarzystwa Dobroczynności, a jego hobby były fotografia i uprawa chryzantem.

Przez lata prof.. Olszewski miał problemy zdrowotne. W ostatnich godzinach życia, z precyzją uczonego, spisał objawy, które wskazywały, że życie jego dobiegało kresu. Na kopercie, do której włożył kartkę napisał: Zapiski przedśmiertne. Straszna noc. Zdaje mi się że umieram… Zmarł 25 marca 1915 roku. Jego pogrzeb odbył się dwa dni później. W kondukcie pogrzebowym podążały władze miasta, Akademii, Uniwersytetu, studenci i mieszkańcy Krakowa. Depesze kondolencyjne napłynęły z Bolonii, Bazylei, Budapesztu, Genewy, Heidelbergu, Lozanny, Liverpoolu, Leeds, Montpellier, Manchesteru, Neapolu, Insbrucka, Pragi, Paryża, Rzymu, Toronto, Wiednia i Kyoto. W prasie i specjalistycznych czasopismach pojawiło się wiele wspomnień o profesorze.

Przez lata spoczywał na cmentarzu Rakowickim. W 2018 roku, w uznaniu jego zasług dla Polski i nauki, jego prochy przeniesiono do Panteonu Narodowego w podziemiach Kościoła Świętych Apostołów Piotra i Pawła w Krakowie.