Krystalograficzne Pasje Profesora Gałdeckiego
Referat wygłoszony na 42. Konwersatorium we Wrocławiu w 2000 r.
Profesor dr inż. Marian Zdzisław Gałdecki zetknął się z krystalografią strukturalną zupełnie przypadkowo i nie miało to żadnego związku z faktem, że jednym z założycieli i pierwszym dziekanem Wydziału Chem. P.Ł był świetnie wykładający krystalograf prof. Tadeusz Wojno.
Profesor Gałdecki rozpoczął pracę w PŁ w czasie swoich studiów jako pomocnik asystenta w Katedrze Chemii Nieorganicznej kierowanej przez prof. Edwarda Józefowicza. Pierwszą jego pasją było uruchomienie podarowanego Katedrze aparatu rentgenowskiego z wymienną anodą. Dało to początek zainteresowaniom krystalograficznym nad wykorzystaniem zjawiska dyfrakcji dla poznawania budowy atomowej substancji. Zainteresowaniom tym pozostał wierny do końca swoich dni. Dzięki przyrodzonym cechom przywódczym i zdolnościom menedżerskim szybko stworzył z niczego największy w Kraju zespół badawczy, liczący w niektórych okresach ponad 30 osób i otrzymał przydomek Szef, który pasował do niego jak ulał. Jak to było możliwe? Przecież prof. Gałdecki nie pełnił żadnej ministerialnej funkcji, nie był rektorem ani dziekanem ani nawet dyrektorem instytutu. Co jeszcze, oprócz wymienionych niżej zalet (czy też wad w zależności od punktu widzenia), pozwoliło Mu tyle osiągnąć?
Sądzimy, że wszystko, czego Szef dokonał, a było tego niemało, możliwe było dzięki pasji, z jaką wykonywał każdą, nawet najmniej ważną czynność.
Jego sposób działania charakteryzował się:
- dążeniem do wyznaczonego celu wszelkimi środkami,
- przekonaniem, ze musi sam wszystko umieć zrobić i zrozumieć,
- przekonaniem, że praca jest najważniejsza i powinna być wykonywana z entuzjazmem,
- umiejętnością zarażania innych swoim entuzjazmem i miłością do krystalografii,
- działaniem na wielu frontach równocześnie,
- permanentnym brakiem czasu,
- bogactwem zainteresowań.
Wśród niezliczonego bogactwa zainteresowań Szefa omówię tylko te, nazywane przez nas pasjami, które dotyczyły krystalografii.
Pierwszą historycznie pasją była pasja aparaturowa, zrodzona z konieczności, gdyż żadnej aparatury rentgenowskiej w PŁ do roku 1952 oczywiście nie było. Pierwszym aparatem rentgenowskim w PŁ był CGR (Se Że Er) dar Francji dla Polskiej Nauki. Miał on rozbieralną lampę z wymienną anodą, co wymagało wielogodzinnego odpompowy-wania (odpróżnianie, wypróżnianie?) powietrza przed każdym stosowaniem. Nie muszę dodawać, że każdy zdobyty, lub rzadziej nabyty aparat był osobiście ustawiany przez Szefa, później wraz z mgr Górkiewiczem przygotowywany i przerabiany do celów rentgenowskiej analizy strukturalnej gdyż były to zasadniczo przeznaczone do kasacji aparaty do zdjęć rentgenowskich ze szpitali wojskowych. Dlaczego wojskowych? Dlatego, że prof. Gałdecki skądś „wytrzasnął” kapitana Romanowa, wojskowego inwalidę i specjalistę od aparatury rtg, który miał odpowiednie kontakty w MON i umiejętności techniczne.
(Na marginesie, bardzo ciekawa postać, odłamki szrapneli w głowie i nodze, weteran I Armii LWP. Służył w artylerii więc miał kiepski słuch jeśli chodzi w pytanie o oddanie pożyczki).
Dzięki tym wszystkim okolicznościom wzbogaciliśmy się o kilkanaście stanowisk do zbierania danych dyfrakcyjnych. W ten sposób nowe stanowisko kosztowało tyle ile zakup kawałka kabla do zasilania lampy, dorobienie końcówek, samą lampę (jeszcze niektóre są sprawne do dzisiaj) oraz kilka litrów spirytusu, który oficjalnie był stosowany do przemywania kenotronów i wnętrza generatora a nieoficjalnie do przemywania wnętrza osób załatwiających przekazanie aparatury z demobilu.
W szczytowym okresie stosowania rejestracji fotograficznej promieni ugiętych było u nas 13 stanowisk, w tym 9 z goniometrami Weissenberga (po dwa na każde stanowisko), 3 radzieckie KFORy, RKOP, goniometr całkujący, kilka kamer Debaya-Scherrera, kamera Prestona. Kilka z tych kamer jest używanych do dzisiaj na potrzeby zajęć dydaktycznych.
Kiedy w drugiej połowie lat 70 dyfraktometry monokrystaliczne wkroczyły do Polski i znalazły się w nielicznych ośrodkach krajowych (w Uniwersytecie Jagiellońskim, Wrocławskim oraz w Uniwersytecie im. A. Mickiewicza w Pozaniu), prof. Gałdecki podjął starania o zakup tego cudownego na owe czasy urządzenia. Najpierw próbował poprzez Polfę w Tarchominie, potem Łódzką (w tym czasie prowadziliśmy wiele prac badawczych dla obu POLF, do czego wykorzystywaliśmy DRON’a-1 zakupionego w 1968 roku) i oczywiście także przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Podobno decyzja, pozytywnie zaopiniowana również przez Komitet Centralny, była już na biurku premiera Jaroszewicza. Ale premier przestał być premierem zanim zdążył podpisać zamówienie i sprawa się odwlekła na wiele lat.
Druga próba uzyskania dyfraktometru z funduszy centralnych udała (dzięki osobistemu poparciu prof. Michała Wieczorka) się ale nie całkiem tak jak zamierzał Szef. Warunkiem uzyskania dla PŁ dyfraktometru było koordynowanie badawczego programu centralnego a nasz Zespół takowego nie prowadził. Za to prof. Galas, biotechnolog z Wydziału Chemii Spożwczej (obecnie Wydziału Biotechnologii i Nauk o Żywności) i były rektor PŁ, kierował wówczas takim programem i zgodził się przyjąć na swoje konto dotację na zakup dyfraktometru. Przyjął dotację, kupił dyfraktometr CAD4 w 1987 i zgodnie z umową przejął dyfraktometr na zawsze.
W rezultacie dość późno, bo dopiero w roku 1989 (dokładnie 14 grudnia) macierzysty ośrodek krystalograficzny, zlokalizowany na Wydziale Chemicznym PŁ zakupił pierwszy dyfraktometr monokrystaliczny P3 Siemens. Ogromne zapotrzebowanie dużego Zespołu badawczego na pomiary dyfraktometryczne zostały całkowicie zaspokojone dopiero kilka lat później, kiedy nasz Zespół wzbogacił się o dalsze dyfraktometry (2 x KM4), które zresztą powstały również dzięki prof. Gałdeckiemu. Bez jego entuzjastycznego poparcia moralnego i co istotniejsze, finansowego w ramach resortowego programu RP.II.10, którego Szef był koordynatorem, nasi koledzy dr Kucharczyk i dr Malinowski zapewne nie zaczęliby, a na pewno nie skończyliby udanej konstrukcji dyfraktometru KM4. Dyfraktometr ten stanowi trwałe osiągnięcie polskiej krystalografii a ma w tym niewątpliwy udział prof. Gałdecki. Pamiętam, że ze sceptyzmem odnoszono się do entuzjazmu Szefa. Jak to zwykle bywało, okazało się, ze Szef miał rację.
Kiedy po kilkunastu latach od skonstruowania KM4 pojawiła się nowa rewolucyjna technologia zbierania danych eksperymentalnych, kamera CCD, Szef znów zaangażował się w opracowywanie jej prototypu przystosowanego do pracy z dyfraktometrem KM4 razem z kolegami z KUMA DIFFRACTION. I gdyby nie odszedł, na pewno jeszcze w coś by się zaangażował na tym polu.
Drugą krystalograficzną pasją prof. Gałdeckiego były obliczenia krystalograficzne.
Pierwsze próby obliczeń funkcji Pattersona oraz dwuwymiarowych rzutów gęstości elektronowej wykonano w Politechnice Łódzkiej w latach 50-tych za pomocą sztrypsów Beevers’a-Lipsona. Według kolegów, którzy je próbowali używać, nie udało się tą metodą wiele osiągnąć, prawdopodobnie z powodu błędów w ich przygotowaniu (były wykonane specjalne stemple do ich „produkcji”).
Na początku lat 60-tych do katedry mechaniki technicznej kierowanej przez prof. Szmeltera sprowadzono pierwszą EMC (elektroniczną maszynę cyfrową - tak oficjalnie nazywał się wtedy komputer) ZAM-2) i natychmiast mgr Gałdecki zwietrzył nowe wyzwanie i wspólnie z mgr Golińskim napisali w języku SAS wiele programów i programików, m.in.
- AMPL-2 i AMP-31 do obliczeń czynników struktury
- RO-P2-1, RO-PMM-1 i RO-PGM-2 do obliczeń rozkładów funkcji Pattersona i gęstości elektronowej (dla poszczególnych 2-D grup symetrii, potrzebnych do prac doktorskich).
Warto zaznaczyć, że ZAM-2(beta) był maszyną opartą na technice lampowej, której pamięć operacyjna zbudowana była na magnetostrykcyjnych liniach opóźniających, mogła pomieścić aż 512 słów długich (8K bitów). Średnia szybkość działania wynosiła 1000 operacji na sek (arytmometr o szybkości taktowania 1 kHz). Do wprowadzania danych programu i wyników przejściowych stosowana była taśma papierowa, często się rwąca, nagminnie występowały też przekłamania, zapychanie dziurek itp. Dodatkowym utrudnieniem było prowadzenie obliczeń przez ten komputer w systemie stałoprzecinkowym. Ponadto nagrzewanie się komputera podczas pracy powodowało, że im dłuższe były obliczenia tym więcej było błędów i przerw w pracy. Dlatego należało prowadzić obliczenia w jak najkrótszych segmentach. Np. w programach na gęstość elektronową (dwuwymiarowe rzuty) Gałdecki i Goliński zastoso-wali rekurencyjny sposób obliczania funkcji oraz wykorzystanie symetrii tych funkcji.
Zarówno te programy jak i programy do obliczeń i korelacji amplitud struktury dla centrosymetrycznych, płaskich (2-D) grup symetrii nie korzystały w ogóle z trygonometrycz-nych funkcji języka SAKO, co również skracało obliczenia za pomocą programu do obliczania amplitud (AMP i AMPL). Programy te obliczały też współczynniki przejścia do skali bezwzględnej oraz czynnik temperaturowy metodą Wilsona. Wymienione programy były stosowane we wszystkich pierwszych doktoratach z krystalografii w PŁ.
Kolejnym wyzwaniem dla Szefa był zakup przez PŁ maszyny cyfrowej ODRA a następnie sprowadzenie do Polski w 1971 roku systemu programów krystalograficznych X-RAY SYSTEM Stewarta z USA, pierwsza wersja z roku 1970 oraz MULTAN, które zostały natychmiast zainstalowane w centrum obliczeniowym Ministerstwa Przemysłu Maszynowego na Kruczej (Min. Wrzaszczyk) gdzie zakupiono amerykański komputer IBM 360/125.
Chodziły słuchy, że komputer ten został zakupiony dla służb bezpieczeństwa (program magister). Następnie był IBM 370/150 (Warszawa), trochę liczyliśmy w ZOWARZE (w Warszawie) i komputery z serii RIAD 32 (skopiowane), które znalazły się w Łodzi w ZETO (na Narutowicza przy Radiostacji) gdzie prof. Gałdecki z dr Luciakiem wyrywali sobie wzajemnie pakiety sterujące do programów X-RAYA. W tym okresie szef wyżywał się we wdrażaniu systemu X-RAY na RIADY, gdzie wprowadzał niezliczone wersje pakietów sterujących, starając się liczyć tylko w nocy ze względów oszczędnościowych.
W tym okresie nastąpił też podział w Zespole na zwolenników X-RAY’a i SHEL’a i ten ostatni zwyciężył ze względu na dowolny format danych (kilkakrotnie mniej kart), lepszą organizację wewnętrzną programu, szybsze ukazywanie się nowych wersji i ułatwione posługiwanie się nim.
Wygrana Sheldricka nieco zmartwiła Szefa, gdyż mniej można było przy jego programach „pomajstrować”. Dlatego przy pierwszej okazji włączył się do prac nad modyfikowaniem oprogramowania do KM4 po odejściu dr Paciorka. Przy jego współudziale powstały w latach 1996-9 modyfikacje programów do sterowania pomiarem i redukcją danych (wspólnie z dr Kowalskim).
Kolejną pasją prof. Gałdeckiego były komputery. Dzięki temu, że krystalografia była zawsze w czołówce, jeśli chodzi o potrzeby obliczeń numerycznych (sumowanie szeregów Fouriera do obliczeń czynników struktury i gęstości elektronowej, wyszukiwanie zależności fazowych w metodach bezpośrednich i udokładnianie), komputery zawsze były i będą ważne dla krystalografów. Nic dziwnego, że biorąc się za programowanie Szef od samego początku zetknął się z komputerami i stał się entuzjastą komputera. Ciągle kupował nowe gadżety i tylko ograniczenia finansowe hamowały jego apetyt. Były przecież plany zakupu dla Zespołu IBM 360, potem jego rodzimej wersji RIADA22 i 32, potem VAX’a (skończyło się na mikroVax’ie z roku 1990.
Największy przełom w naszych możliwościach obliczeniowych nastąpił w 1985/86 r., gdy Szef zakupił 10 Amstradów, co stanowiło dla nas rewolucję w zakresie dostępu do komputerów i otworzyło u nas erę komputerów osobistych. Każdy dostał komputer!
Kolejną pasją i chyba ostatnim ukochanym dzieckiem profesora Gałdeckiego była Cambridge Structural Database, sprowadzona do Polski głównie dzięki staraniom ośrodka poznańskiego, wykorzystującego w dobrej sprawie pozycję i kontakty profesora Wiewiórow-skiego. W Polsce Baza znalazła się po raz pierwszy w 1988 roku co kosztowało 8.000 franków szwajcarskich a licencja została podpisana w 1990 roku przez Politechnikę Łódzką jako Narodowe Centrum Afiliowane przez Cambridge i z profesorem Gałdeckim jako pierwszym dyrektorem tego Centrum.
Baza była udostępniana wszystkim ośrodkom krystalograficznym w Polsce bezpłatnie. Początkowo Baza wymagała bardzo wielu przeróbek, przegrań i poprawek, którymi osobiście zajmował się prof. Gałdecki. Do dziś stoją u nas dwie ogromne przegrywarki taśm oraz były pełne szafy szpul z taśmami magnetycznymi z tego okresu. Oczywiście, zgodnie z najlepszymi tradycjami Szef wszystko robił osobiście i dla każdego ośrodka szykował odpowiednią wersję, w zależności od wymagań sprzętowych, gdyż z Anglii przychodziła początkowo tylko jedna taśma z jedną wersją.
Najwięcej pracy przy Bazie było związane z załatwianiem finansów i sprawozdań dla sponsorów (o czym dopiero teraz przekonuję się osobiście). Trzeba wspomnieć, że początkowo koszty zakupu licencji na używanie Bazy pokrywał Komitet Krystalografii PAN, potem program RP.II.10, którego koordynatorem był prof. Zdzisław Gałdecki, w ostatnich latach KBN a w zeszłym roku również wszyscy krystalografowie. Pragnę w tym miejscu podziękować wszystkim Ośrodkom za przekazanie środków na pokrycie części kosztów licencji. W tym roku przewiduję, że dopłaty nie powinny być większe niż 200 zł a jest wielce prawdopodobne, że będzie to nawet mniej.
Ostatnią pasją profesora Gałdeckiego, o której nie wolno zapomnieć, było organizowanie szkół, konferencji i naszych Konwersatoriów. Zwłaszcza te ostatnie były prawie całkowicie przygotowywane przez samego SZEFA, który jeszcze na dzień przed wyjazdem całej ekipy do Wrocławia osobiście redagował spis uczestników, poprawiał błędy, robił ksero wszystkich abstraktów, bindował poszczególne egzemplarze i oczywiście wykończał kilkanaście swoich posterów oraz przy okazji swoich współpracowników.
Na zakończenie chciałbym podkreślić, że bardzo wiele, o ile nie większość tego, co Szef robił, było czynione z myślą o całej polskiej krystalografii. Ponieważ na tej sali są przedstawiciele wszystkich polskich ośrodków krystalograficznych i jest to pierwsze Konwersatorium po śmierci prof. Zdzisława Gałdeckiego, pamiętajmy o tym.
Marek L. Główka, Łódź, kwiecień, 2000 r.