Фамилия Поляк в большинстве случаев действительно произошла от прозвища, но с этническим определением тут всё не так просто. В старину на Руси поляками называли не только этнических поляков, а всех подданных Польско-Литовского государства, независимо от их национальности — белорусов, литовцев, украинцев, евреев. Так что предок-«поляк» вполне мог быть, скажем, белорусом или литовцем, переехавшим в московские или новгородские земли. Человек, получивший такую фамилию, вовсе не обязательно был поляком по крови — часто прозвище закреплялось за тем, кто пришёл с запада, говорил с характерным акцентом или носил одежду «на польский манер».

Есть и вторая версия, более редкая, но тоже имеющая право на жизнь. В её основе лежит не этноним, а слово «поле» — безлесная, незастроенная, обширная равнина. Поляком в этом случае могли назвать ребёнка, родившегося в поле, или человека, который жил в открытой местности, на отшибе, в поле. Однако эта гипотеза слабее: прозвища от слова «поле» в русской ономастике обычно давали формы вроде Полевой или Полянский, а вот Поляк устойчиво связывается с указанием на происхождение из польско-литовских земель.

Словообразовательная модель здесь простая и прозрачная: прозвище Поляк без дополнительных суффиксов стало фамилией. Это характерно для западных и юго-западных русских земель, а также для украинского и белорусского ареала, где фамилии в форме чистой основы прозвища — обычное дело. В северной и центральной России чаще добавили бы суффикс принадлежности, получив Полякова или Полякова, но форма Поляк сохранилась именно там, где сильна традиция бессуффиксных фамилий.

Интересно, что фамилия Поляк органично вписывается в целый ряд однокоренных фамилий: Поляков, Поляковский, Полянский, Поляков. Но если Поляков — это почти всегда «сын Поляка», то Поляк — это сам Поляк, без промежуточных поколений. Такая фамилия могла закрепиться за первопоселенцем, который пришёл на новое место и получил прозвище по своей родине. В документах XVI–XVII веков встречаются служилые люди и крестьяне с такой фамилией, но конкретных знаменитых носителей, о которых можно рассказать что-то определённое, в открытых источниках немного — фамилия распространена широко, но не «звёздная».

Практический вывод для современного носителя фамилии такой: с высокой долей вероятности ваш предок жил на западе или юго-западе исторической Руси, в зоне контакта с польско-литовской культурой, и получил прозвище по месту своего происхождения. Этнически он мог быть кем угодно — от белоруса до еврея, — но для русских соседей он был «поляком», то есть человеком из Речи Посполитой. Вторая версия, с «полем», маловероятна, но полностью исключать её нельзя: в южнорусских говорах слово «поляк» иногда использовали для обозначения жителя степи, но такие случаи единичны.