Nauki ścisłe [2021-05-06]

Promocja doktorska. Matematyk z pasją

— Żaneta Kopczyńska

Nie spoczywać na laurach, nie planować dalekosiężnych naukowych przedsięwzięć, rozwijać się i nie stracić pasji do matematyki. – Po prostu robić swoje, to, w czym jest się dobrym. Z pasją, bo ta w pracy naukowej jest niezwykle istotna - to plan na przyszłość Daniela Strzeleckiego, jednego z nowo promowanych doktorów.

Tegoroczne promocje doktorskie, ze względu na sytuację pandemiczną w kraju, niestety nie mogą odbyć się w tradycyjnej, uroczystej oprawie. Dlatego też postanowiliśmy przybliżyć społeczności akademickiej część sylwetek nowo promowanych doktorów.

Jednym z nich jest Daniel Strzelecki, absolwent studiów doktoranckich na Wydziale Matematyki i Informatyki UMK, który po kilku latach wytężonej pracy badawczej pod kierunkiem prof. Sławomira Rybickiego (promotor pomocniczy: dr Anna Gołębiewska) obronił jesienią ub.r. rozprawę "Rozwiązania okresowe symetrycznych układów hamiltonowskich".

Czysta abstrakcja

Daniel Strzelecki w swojej rozprawie doktorskiej zajął się formalizmem hamiltonowskim, jednym z najważniejszych narzędzi mechaniki klasycznej.

Zagadnienia, którymi zajmują się fizycy, opisywane są rozmaitymi równaniami, których rozwiązywanie pozwala nam przewidywać zachowanie badanego zjawiska, określać jego właściwości oraz weryfikować przeprowadzane eksperymenty. Szczególnie interesujące jest, gdy dany problem zachowuje się okresowo, tzn. po pewnym czasie powraca do punktu wyjścia i zachowuje się dokładnie tak samo jak wcześniej. Takie zachowanie jest nam bardzo bliskie, np. ruch planet Układu Słonecznego jest okresowy, dlatego jesteśmy w stanie mówić o porach roku, przewidywać na wiele lat naprzód zaćmienia Słońca oraz planować z wielką dokładnością trasy lotu satelitów i statków kosmicznych. Zagadnienia okresowości nie ograniczają się oczywiście do mechaniki nieba, ale odgrywają również role w wielu problemach fizyki, chemii czy ekonomii – tłumaczy dr Strzelecki.

Ponadto wiele takich równań posiada pewne symetrie, czyli nie zmieniają się, gdy cały opisywany układ zostanie np. obrócony lub odbity. To dodaje tym zagadnieniom smaku, a przede wszystkim pozwala stosować do ich badania ciekawe narzędzia, które toruńscy matematycy rozwijają od lat.

- Celem mojej rozprawy było badanie rozwiązań okresowych równań różniczkowych opisujących takie modele, a konkretnie równań hamiltonowskich, w których występują symetrie – dodaje dr Strzelecki.

- Badałem oczywiście problem czysto matematyczny i sformułowałem abstrakcyjne wyniki. W rozprawie podałem jednak przykład zastosowania wyników – było to badanie ruchu satelitów po wychyleniu ich z orbity geostacjonarnej, tj. orbity, na której obiekt obraca się z tą samą prędkością co planeta i dla obserwatora na powierzchni wydaje się nieruchomy. Udało mi się udowodnić, że dla planety będącej spłaszczoną elipsoidą obrotową istnieją rozwiązania równania ruchu satelity, których trajektorie są dowolnie bliskie orbicie geostacjonarnej, a dla obserwatora na powierzchni planety ruch satelity wygląda na okresowy – tłumaczy dr Strzelecki. – Tak to już jest z badaniami podstawowymi, że często nie wiemy, do czego nasze wyniki można odnieść w rzeczywistości. Pokazujemy, że coś istnieje, coś jest możliwe. Historia pokazuje jednak, że często tego typu badania miały fundamentalne znaczenie dla rozwoju innych nauk czy powstania wynalazków.

Licealna pasja

Daniel Strzelecki jest absolwentem IV Liceum Ogólnokształcącego w Toruniu. To właśnie tam zainteresował się na poważnie matematyką – bakcyla połknął dzięki nieżyjącemu już prof. Henrykowi Pawłowskiemu, świetnemu nauczycielowi, który miłość do królowej nauk zaszczepił w niejednym nastolatku.

- Owszem, już w gimnazjum lubiłem matematykę, nie sprawiała mi problemów, brałem udział w różnego rodzaju konkursach. Jednak dopiero prof. Pawłowski pokazał mi tę trudniejszą i bardzo ciekawą część matematycznego świata – mówi dr Strzelecki. – Jednocześnie lubiłem też bardzo fizykę, więc po maturze trochę się wahałem, który kierunek wybrać. Wówczas fizyka wydawała się bardziej racjonalnym i korzystniejszym wyborem. Postanowiłem jednak dalej rozwijać swoją pasję – bo nie boję się tak tego nazwać - i poszedłem na matematykę.

Dr Strzelecki chwali swój wydział i kierunek – studentów nie było wielu, a ci, którzy chcieli rozwijać się, robić trochę więcej niż pozostali, byli zauważani i mogli liczyć na naukową opiekę pracowników akademickich.

To nie jest tak, że byłem jakiś niezwykle wybitny i wszystko wiedziałem, nie, nie. Ale się nie przyznawałem – śmieje się dr Strzelecki. – Choć byłem po świetnej klasie i dobrej szkole, to jednak poziom akademicki jest zupełnie czymś innym. Głupio było mi się na początku przyznać, że czegoś nie wiem, nie rozumiem, dlatego – gdy tak się zdarzyło – starałem się jak najszybciej samodzielnie uzupełnić braki w wiedzy. Na dobre mi to wyszło.

W trakcie studiów aktywnie zaangażował się w prace koła naukowego i inne studenckie inicjatywy naukowe. Na sukcesy nie musiał długo czekać.

Złote medale

Daniel Strzelecki trafił pod skrzydła dr. Roberta Skiby, który przygotowywał studentów do udziału w krajowych i międzynarodowych konkursach matematycznych. Spotykali się średnio raz w tygodniu i przez kilka godzin rozwiązywali oraz omawiali nietypowe zagadnienia matematyczne. Zespół pod jego opieką z powodzeniem odnotowywał sukcesy w największych tego typu rozgrywkach.

Jednym z nich były te w Błagojewgradzie - międzynarodowe matematyczne zawody organizowane przez Uniwersytet Londyński oraz Amerykański Uniwersytet w Bułgarii. Uznawane są nie tylko za najbardziej prestiżowe zmagania młodych adeptów tej nauki, ale też za jedne z najtrudniejszych. Biorą w nich udział wyłącznie starannie dobrani uczestnicy, niemający sobie równych na rodzimych uczelniach. Uczestniczy w nich kilkuset młodych matematyków z wszystkich kontynentów. W 2014 r. po najwyższe laury sięgnął właśnie Daniel Strzelecki – był to pierwszy tak znaczący sukces UMK w tym międzynarodowym konkursie.

Nie inaczej było rok później – w 2015 r., już jako student piątego roku, również sięgnął po nagrodę pierwszego stopnia, tym razem w Petresburgu. To kolejny z bardzo  znaczących na międzynarodowej arenie konkursów matematycznych.

Konkursowe sukcesy, ciężka i efektywna praca na studiach przyniosły Strzeleckiemu kolejne laury i wyróżnienia – w 2014 r. przyznano mu tytuł najlepszego studenta UMK, otrzymał też stypendium Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego, a rok później wybrano go najlepszym absolwentem Wydziału Matematyki i Informatyki UMK.

Wszystko na jedną kartę

- Nie powiem, był moment zawahania. Nie dlatego, że zastanawiałem się, czy chcę to robić, czy chcę zostać w nauce. To było dla mnie jasne. Obawiałem się jednak trochę niestabilnej sytuacji finansowej doktorantów – o stypendium trzeba co roku rywalizować. Założyłem rodzinę, wkrótce miało mi się urodzić dziecko, więc to nie była taka prosta decyzja – tłumaczy dr Strzelecki. – Zaryzykowałem. Bo chciałem to po prostu robić, chciałem się rozwijać, chciałem sprawdzić się jako naukowiec. To była naturalna droga.

Lubię uczyć. W pandemii doskwiera mi brak bezpośrednich kontaktów ze studentami

Na studiach doktoranckich pomagał dr. Skibie w przygotowywaniu młodszych kolegów i koleżanek do startu w kolejnych edycjach matematycznych zawodów. W 2017 r. otrzymał stypendium Polsko-Amerykańskiej Fundacji Wolności, angażował się też m.in. w prace komitetu okręgowego olimpiady matematycznej oraz w przygotowanie imprez i wykładów podczas Toruńskiego Festiwalu Nauki i Sztuki. Cały czas rozbudowywał swoje naukowe CV – brał udział w konferencjach, przygotowywał publikacje, był też kierownikiem grantu Narodowego Centrum Nauki poświęconego równaniom różniczkowym.

- Trochę rywalizowaliśmy z kolegą z roku. O stypendium głównie – śmieje się dr Strzelecki. – On ostatecznie okazał się lepszy ode mnie. I dobrze: taki mały wyścig motywuje i mobilizuje do pracy, do przekraczanie pewnych swoich ograniczeń. Zawsze lepiej dla rozwoju, gdy poprzeczka postawiona jest wyżej. Na laurach nie ma co spoczywać.

Po obronie rozprawy doktorskiej Daniel Strzelecki kontynuuje swoją naukową przygodę z UMK – dziś pracuje w Katedrze Równań Różniczkowych na Wydziale Matematyki i Informatyki. Jak przyznaje, pracę badawczą i dydaktyczną łączy bez problemu.

- Uczyć lubię, sprawia mi to dużą radość. W pandemii doskwiera co prawda brak bezpośrednich kontaktów ze studentami, ale przetrwamy to i myślę, że po powrocie do normalności będę miał z tego jeszcze większą satysfakcję – mówi dr Strzelecki. – Wracam też do naukowych tematów, bo przyznaję, że po obronie doktoratu musiałem trochę ochłonąć i odpocząć. W najbliższej przyszłości chcę po prostu robić swoje. To, w czym jestem dobry i w czym dobrze się czuję.

Balans musi być

Matematyka i nauka nie są jego całym światem. Są niezwykle istotne, ale priorytetem jest życie rodzinne.

- Moja żona, moja córka, a wkrótce także kolejne dziecko, na narodziny którego czekamy, zawsze będą dla mnie najważniejsi, zawsze postawię ich na pierwszym miejscu - mówi dr Strzelecki.

Jest też czas na hobby.

- Moją odskocznią jest muzyka. Skończyłem szkołę muzyczną, z dużą przyjemnością gram na pianinie i gitarze – mówi młody naukowiec. – Ostatnio odkrywam też nową pasję: stolarstwo. Zaczęło się od tego, że w domu zawsze jest coś do zrobienia, do naprawienia. Przynosiło mi to dużo satysfakcji – i jakoś tak niepostrzeżenie narzędzi zaczęło przybywać, aż dziś jestem już całkiem nieźle wyposażony, a prace, których się podejmuję, stały się coraz bardziej skomplikowane. Zdecydowanie stolarstwo zajmuje mi coraz więcej wolnego czasu. Z korzyścią dla mnie i dla najbliższych, mam nadzieję