Autoreferat. przedstawiający opis dorobku i osiągnięć naukowych. dr n. fiz. Andrzej Wiszniewski

Transkrypt

1 Autoreferat przedstawiający opis dorobku i osiągnięć naukowych dr n. fiz. Andrzej Wiszniewski Gdański Uniwersytet Medyczny Gdańsk 2015

2 1. Życiorys naukowy Andrzej Wiszniewski Wykształcenie: Tytuł magistra fizyki Stopień doktora nauk fizycznych r. Uniwersytet Gdański, Wydział Matematyki, Fizyki i Chemii; specjalność astrofizyka. Praca magisterska: Wyznaczanie radiacyjnej liczby Knudsena dla atmosfer gwiazdowych, wykonana pod kierunkiem prof. dr hab. R. Głębockiego r. Uniwersytet Łódzki, Wydział Matematyki, Fizyki i Chemii. Praca doktorska: Propagacja fal uderzeniowych w atmosferach z uwzględnieniem procesów dysocjacji molekuł oraz jonizacji metali, wykonana pod kierunkiem prof. dr hab. L. Wojtczaka. Ukończone kursy r. Uniwersytet Gdański Kurs wybranych i studia zagadnień teoretycznych i praktycznej eksploatacji technicznych podyplomowe środków nauczania r. Politechnika Gdańska Podyplomowe Studium Doskonalenia Zawodowego Nauczycieli Akademickich r. Centrum Edukacji Nauczycieli w Gdańsku Kurs dla kierowników placówek wypoczynku dzieci i młodzieży. lata ukończonych kilkanaście kursów z zakresu informatyki oraz statystyki (w większości zorganizowanych przez Naczelną Organizację Techniczną). 2

3 2. Przebieg pracy zawodowej r r. Nauczyciel akademicki (kolejno na stanowiskach asystenta stażysty, asystenta, starszego asystenta); Uniwersytet Gdański, Instytut Fizyki r r. Specjalista fizyk; Uniwersytet Gdański, Instytut Fizyki Doświadczalnej r r. Nauczyciel fizyki; Szkoła Podstawowa nr 7 w Sopocie r r. Adiunkt, p.o. kierownika Samodzielnej Pracowni Informatyki Medycznej; Akademia Medyczna w Gdańsku, Samodzielna Pracownia Informatyki Medycznej r r. Starszy wykładowca, p.o. kierownika Samodzielnej Pracowni Informatyki Medycznej; Akademia Medyczna w Gdańsku, Samodzielna Pracownia Informatyki Medycznej r. aktualnie Starszy wykładowca; Akademia Medyczna w Gdańsku Gdański Uniwersytet Medyczny, Katedra Anatomii, Wydziałowe Studium Informatyki Medycznej i Biostatystyki (zmiany przynależności tylko formalne, wynikające ze zmian strukturalnych na AMG, skutkujących przypisywaniem Pracowni Informatyki Medycznej kolejno różnym jednostkom Uczelni, nie powiązane ze zmianą miejsca pracy). 3

4 3. Dorobek i osiągnięcia naukowe Początki mojej działalności naukowej sięgają czasów studenckich, gdyż studiując fizykę w Uniwersytecie Gdańskim byłem na IV i V roku jedynym studentem na kierunku astrofizyka, w związku z czym już wówczas uczestniczyłem w badaniach naukowych prowadzonych w Zakładzie Astrofizyki UG. Automatycznie moja praca magisterska, dotycząca atmosfer gwiazd, była tylko jednym z realizowanych przeze mnie tematów badawczych. Po zakończeniu studiów, jako asystent, prowadziłem natomiast zajęcia z bardzo wielu przedmiotów ścisłych (m.in. z mechaniki teoretycznej oraz kwantowej, chemii kwantowej, teorii pola elektromagnetycznego, astronomii, astrofizyki, fizyki cieczy i gazów oraz dydaktyki fizyki), gdyż tworzący się wówczas Uniwersytet Gdański (lata 70-te XX w.) cierpiał na poważne braki kadrowe. Przez cały okres zatrudnienia w UG moja praca naukowa koncentrowała się przede wszystkim na zagadnieniach dotyczących struktur gazowych. Wyniki swoich badań, dotyczących tej problematyki, opublikowałem wówczas w kilku pracach, z których dwie uhonorowane zostały przyznaniem mnie w 1977 r. nagrody Rektora UG: Za osiągnięcia w pracy badawczej. Między innymi zainteresował mnie wówczas problem pojawiania się w niektórych gwiazdach nieregularnych rozbłysków, jakie nie dawały się wytłumaczyć w oparciu o klasyczne modele ich atmosfer. Sprawdzenie mojej hipotezy, że przyczyną tych rozbłysków są generowane w atmosferach gwiazd fale uderzeniowe, okazało się być jednak trudne, gdyż wymagało rozwiązania bardzo złożonych układów równań matematycznych, co w tamtych latach (początki komputeryzacji w Polsce) wymagało dziesiątek tysięcy godzin komputerowych obliczeń. W celu uzupełnienia wiedzy informatycznej, potrzebnej do rozpracowania tego zagadnienia, skierowany zostałem na podyplomowe szkolenia do Instytutu Podwyższania Kwalifikacji Informatycznych Pracowników Państwowego Komitetu Rady Ministrów ZSRR w Moskwie (Институт Повышения Квалификации Информационных Работников Государственного Комитета Совета Министров СССР в Москве), gdzie w okresie maj lipiec 1978 r. odbyłem cykl szkoleń pod wspólnym tytułem: Międzynarodowe systemy naukowej i technicznej informacji ( Международные системы научной и технической информации ). Po ich zakończeniu otrzymałem, w dn. 3 lipca 1978 r., dyplom nr Dobra znajomości zagadnień informatycznych umożliwiła mnie rozpracowanie problemu rozbłysków w gwiazdach nieregularnych, m.in. dzięki odkryciu przeze mnie nowych metod rozwiązywania niestabilnych równań różniczkowych (hipoteza fal uderzeniowych 4

5 generowanych na granicy warstw wodoru i helu się potwierdziła). W związku z powyższym w 1987 r. w Uniwersytecie Łódzkim obroniłem pracę doktorską p.t. Propagacja fal uderzeniowych w atmosferach z uwzględnieniem procesów dysocjacji molekuł oraz jonizacji metali. Moja znajomość informatyki (szczególnie programowania) spowodowała, że kilka miesięcy po obronie doktoratu (w międzyczasie, przez trzy miesiące, pracowałem też jako nauczyciel fizyki w szkole) Rektor Akademii Medycznej w Gdańsku zaproponował mnie utworzenie Samodzielnej Pracowni Informatyki Medycznej, którego to zadania się podjąłem, powierzając mnie równocześnie jej kierownictwo oraz mianując na stanowisko adiunkta. Fakt ten zdominował moją późniejszą działalność dydaktyczną oraz naukową, gdyż tego typu pracownie, na ówczesnych akademiach medycznych, zaczęły dopiero powstawać. Opracowane przeze mnie programy nauczania informatyki medycznej (przedstawiałem je w postaci referatów na kilkunastu zjazdach, przede wszystkim Polskiego Towarzystwa Informatyki Medycznej zostały też one opublikowane w postaci rozdziału książkowego pozycja 6 w moim spisie publikacji naukowych) zyskały na tyle duże uznanie, że stały się podstawą organizacji nauczania przedmiotu Informatyka Medyczna praktycznie na wszystkich ówczesnych uczelniach medycznych Polski. Za osiągnięcia te w 1989 r. otrzymałem indywidualną nagrodę specjalną II stopnia Rektora AMG Za szczególne osiągnięcia w pracy dydaktyczno-wychowawczej i organizacyjnej. W późniejszym okresie zacząłem również tworzyć plany nauczania statystyki medycznej, który to przedmiot, obok informatyki, do dnia dzisiejszego wykładam. Fakt, że jako fizyk oraz informatyk pracowałem naukowo w środowisku medycznym ukierunkował tematykę prowadzonych przeze mnie w AMG badań naukowych, co m.in. odzwierciedla spis moich publikacji. Widać w nim, iż poza tym, że tematyka moich prac jest bardzo szeroka, to w większości przypadków jestem ich jedynym autorem, a w pozostałych zazwyczaj pierwszym. Niektóre z nich uważam za istotne, mimo, że ich tematyka nie jest bezpośrednio związana z wykonywanym przeze mnie zawodem Dotyczy to np. prac z dziedziny filozofii, ponieważ zaproponowane przeze mnie teorie epistemologiczne były dość szeroko komentowane w publikacjach innych znanych polskich filozofów (np. M. Tempczyk jedną ze swoich prac: Kłopoty z poznawalnością mikroświata, Edukacja Filozoficzna, 1992, vol. 13, 78 80, w całości poświęcił głoszonym przeze mnie teoriom). Głównym zagadnieniem, którym w trakcie pracy w AMG się zajmowałem, pozostała jednak fizyka atmosfery, tyle że połączyłem ją z problematyką biofizyczną, gdyż narzucił to charakter Uczelni w której pracowałem (inna tematyka mogłaby nie zostać dofinansowana). 5

6 Problematyka ta okazała się jednak być bardzo interesującą, gdyż po przeprowadzonych doświadczeniach z zakresu fizjologii zwierząt zafascynowałem się czułością ich zmysłów (w niektórych przypadkach jej poziom okazywał się być tak wysoki, iż wydawało się, że wręcz zaprzecza to obowiązującym prawom fizyki). Z tego też powodu zainteresowałem się teoriami o oddziaływaniu aerojonów (zjonizowanych cząstek powietrza) na organizmy żywe. W warunkach normalnych ich gęstość waha się bowiem w granicach kilkuset w 1 cm 3, a i jonizatory są w stanie wytworzyć ich średnio tylko kilka milionów w 1 cm 3. Są to znikomo małe liczby w porównaniu z globalną gęstością wszystkich cząstek, gdyż w warunkach normalnych w 1 cm 3 powietrza znajduje się ich ok. 2, Mimo tego wśród większości naukowców, zajmujących się tym zagadnieniem, panuje przekonanie, że nawet tak znikomo małe koncentracje aerojonów są w stanie efektywnie oddziaływać na organizmy żywe. Problemem jest jednak to, że grupa sceptyków możliwości istnienia tego typu oddziaływania jest również dość liczna i dla poparcia swoich zastrzeżeń wysuwają oni niekiedy dość poważne argumenty. Zdecydowałem się więc to zagadnienie gruntownie rozpatrzyć, poprzez wyznaczenie parametrów aerojonów w różnorodnych miejscach oraz warunkach atmosferycznych, a następnie przebadać ich wpływ na wybrane organizmy żywe. Połączenie tych dwóch kierunków badań wydało mnie się być nieodzowne, mimo że fizyka atmosfery oraz biologia są dziedzinami naukowymi dość odległymi. Jednak samo wyznaczenie koncentracji aerojonów, nawet w szerokim zakresie warunków pomiarowych, mogłoby być uznane tylko za rozpracowanie problematyki jeszcze jednego i to niezbyt istotnego parametru atmosfery. I odwrotnie. Wyłączne przebadanie wpływu aerojonów na organizmy żywe mogłoby narzucić pytanie jakie ma to odniesienie do poziomów jonizacji atmosfery występujących w tle naturalnym i różnorodnych pomieszczeniach? Oba te zagadnienia należało więc ze sobą połączyć i dlatego rozpatrywałem je równolegle, mimo iż w praktyce okazało się, że zarówno jedno, jak i drugie, wymaga przeprowadzenia bardzo czasochłonnych badań. W trakcie wyznaczania parametrów atmosfery bezustannie pojawiały się bowiem kolejne problemy, narzucające konieczność rozszerzenia zakresu pomiarów. W efekcie badania dotyczące jonizacji powietrza musiałem przeprowadzić w różnorodnych warunkach atmosferycznych zarówno na lądzie jak i na morzu, w różnych miastach w Polsce, na nizinach i w górach, w lasach, w pomieszczeniach z ludźmi i bez, w pobliżu jonotwórczej aparatury, a także w kajutach statków i w kopalni soli w Wieliczce. Dopiero to dało możliwość uzyskania szerokiego spektrum wartości parametrów aerojonów, które można było odnieść do wyników doświadczeń prowadzonych nad wpływem jonizacji powietrza na organizmy żywe. 6

7 Wyniki wszystkich tych badań, oprócz tego, że częściowo opublikowane one zostały w pojedynczych pracach, zestawione też zostały w rozbudowanej monografii Jonizacja powietrza oraz jej wpływ na organizmy żywe, którą traktuję jako swoje główne osiągnięcie naukowe. Monografia ta składa się z dwóch powiązanych ze sobą części. W pierwszej z nich zestawione są wyniki pomiarów parametrów aerojonów (zjonizowanych cząstek powietrza), zarejestrowane w naturalnym tle atmosfery oraz różnego typu pomieszczeniach. Wyznaczone one zostały przy użyciu bardzo czułych jonometrów, zdolnych rejestrować aerojony z dokładnością do kilkunastu cząstek w 1 cm 3 powietrza. Pozwoliło to rozwiązać wiele problemów dotyczących aerojonizacji m.in. wyjaśnić przyczyny pojawiania się dobowych oscylacji koncentracji aerojonów z ich przesunięciami fazowymi nad powierzchnią lądu i morza, potwierdzić hipotezę Blancharda dotyczącą generacji z powierzchni morza naładowanych dodatnio kropelek wody (proces ten m.in. ma wpływ na tworzenie się specyficznego mikroklimatu w kajutach statków), zarejestrować unikalne przebiegi zmian jonizacji powietrza (np. przy bardzo bliskim uderzeniu pioruna) oraz ustalić zmiany poziomu jonizacji powietrza w pomieszczeniach, wywoływane określonymi czynnikami np. oddychaniem ludzi, względnie pracą różnego rodzaju aparatów medycznych. Uzyskane w ten sposób dane stały odnośnikiem do drugiej części pracy, w której zestawione i opracowane zostały wyniki badań mające jednoznacznie ustalić czy aerojony w ogóle są w stanie oddziaływać na organizmy żywe (przede wszystkim na człowieka), a jeżeli tak, to przy jakich koncentracjach i jakie efekty biologiczne wówczas wywołują? Zarejestrowane wartości koncentracji aerojonów w różnorodnych pomieszczeniach zostały też porównane z obowiązującymi obecnie w Polsce normami, określającymi zakresy jonizacji dopuszczalne dla człowieka. W sytuacjach, w których wyniki pomiarów wykazywały ich naruszanie (m.in. w kajutach statków), w pracy zostały podane możliwości przywracania ich właściwego poziomu. Badania mające na celu sprawdzenie hipotez czy organizmy w ogóle reagują na zmiany jonizacji powietrza, a jeżeli tak, to na jakim poziomie, zostały przeprowadzone na stosunkowo szerokim zakresie struktur żywych komórkach badanych in vitro (limfocyty), wybranych mikroorganizmach (Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli, Candida albicans i Acanthamoeba castellanii) oraz ludziach. W ramach tego cyklu badań m.in. udało się zaobserwować występowanie destrukcji limfocytów już na poziomie 80 tys. jonów/cm 3, co jest dowodem olbrzymiego wpływu czynnika jonizującego na żywe komórki, ustalić poziomy jonizacji powodujące rozrost, względnie destrukcję różnego typu mikroorganizmów 7

8 oraz na bardzo dobrym poziomie istotności (m.in. w oparciu o doświadczenia polegające na wyznaczaniu zmian wskaźników fizjologicznych u studentów wdychających zjonizowane powietrze i poddawanych równocześnie testom wysiłkowym, jak również w oparciu o badanie wpływu zjonizowanego powietrza na wskaźniki krążeniowe u ludzi) jednoznacznie potwierdzić teorie, że aerojony na człowieka oddziałują i to już przy zaskakująco niskich koncentracjach. W pracy tej przeanalizowane też zostały możliwości oddziaływania na ludzi zmian poziomów jonizacji powietrza, jakie mogą występować w atmosferze z przyczyn naturalnych. Wszystkie wyniki tych badań, zestawione w dołączonej do niniejszego autoreferatu monografii Jonizacja powietrza oraz jej wpływ na organizmy żywe, wykazują wyraźnie, że mimo swoich znikomo małych koncentracji zjonizowane cząstki są w stanie oddziaływać na struktury żywe i to niekiedy w sposób bardzo efektywny. Generalnym wnioskiem, który z mojej pracy wynika jest ten, że nieuwzględnianie tego, niestety jak dotąd zbyt często ignorowanego parametru, jakim jest poziom jonizacji powietrza, może zupełnie wypaczyć inne eksperymenty z dziedziny biofizyki. Jego pomijanie może być nawet przyczyną tego, że ciągle jeszcze bardzo dużo, i to dość podstawowych problemów z tej właśnie dziedziny wiedzy, nie może doczekać się zadawalających rozwiązań. Gdańsk r. dr Andrzej Wiszniewski 8