Физика тренирует красоту ума, уверен младший научный сотрудник Нового физтеха Андрей Кудлис. Он увлекся наукой еще в 10 классе, а позже решил связать с ней свою жизнь. Сейчас Андрей занимается научными исследованиями на Новом физтехе ИТМО, а также преподает «Общую физику» ― причем, на его занятиях студенты узнают, как влиться в науку еще с первых курсов бакалавриата. Например, недавно преподаватель разработал проект, благодаря которому обучающиеся могут сами организовать эксперименты по изучению физических явлений и учатся писать научные статьи для высокорейтинговых международных журналов. Идею оценило жюри конкурса ITMO.EduLeaders. А мы спросили у Андрея, как мотивировать студентов заниматься физикой, даже если для них это непрофильный предмет, и чем наука может быть полезна в обычной жизни.

Андрей Кудлис. Фото: Дмитрий Григорьев / ITMO.NEWS

— Вы окончили бакалавриат, магистратуру и аспирантуру физического факультета СПбГУ. Чем вас заинтересовала физика, почему вы решили связать жизнь именно с ней?

— В конце десятого класса я понял: чтобы достигать целей, прежде всего нужно отдавать должное внимание развитию своего интеллекта. При этом я всегда придерживался точки зрения, что если сложно, если тебя буквально загибает от напряжения в учебе ― это хорошо, потому что там, где просто, нет никакого развития. Чтобы максимально нагрузить свой мозг, я мог бы заняться математикой. Но я понимал, что мне не интересен этот предмет в чистом виде. Другое дело ― физика, поэтому я выбрал именно ее. К тому же, мне просто нравится это направление: оно незаурядное и несет в себе много нового. Физика никогда не дает заскучать.

— После окончания аспирантуры вы не остались в СПбГУ, а решили работать в ИТМО. Почему?

— Физико-технический факультет (Новый физтех), который образовался шесть лет назад, а год назад трансформировался в мегафакультет, — прекрасное место. Ребята, которые здесь работают, доказали, что в России можно сделать конкурентоспособную научно-образовательную структуру с хорошими зарплатами и молодым коллективом. На факультете мы делаем классные исследования, которые действительно интересуют научное сообщество в нашей стране и за ее пределами.

Мне нравится, как выстроена эта система. Ее можно сравнить с кораблем с большим количеством отсеков. Допустим, их 13 штук, и даже если у вас затопило 4-5 отсеков, судно еще будет держаться на плаву. Здесь я имею ввиду, конечно же, грантовую основу формирования бюджета факультета. Даже если у одной части коллектива есть трудности и неудачи, их можно компенсировать за счет успешной работы других сотрудников и система в целом будет оставаться устойчивой. Но это требует ответственного отношения к работе подавляющей части коллектива.

Еще мне нравится, что в ИТМО и на Новом физтехе понимают, что для развития науки, особенно чтобы получать финансирование на исследования, нужно заниматься PR и продвижением. Это как раз то, к чему физики обычно относятся несерьезно и не принимают в расчет, а ведь это важно.

— Сейчас на Новом физтехе вы работаете младшим научных сотрудником. Какие направления физики вас интересуют?

— В СПбГУ я занимался другой тематикой, над которой работал мой научный руководитель, — физикой критического поведения. Чтобы на пальцах объяснить, что это такое, приведу свой любимый пример. Есть такие материалы, как ферромагнетики, они обладают спонтанной намагниченностью. Это значит, что материал состоит из очень маленьких магнитиков — источников магнитного поля, которые преимущественно ориентированы в одном направлении, так распорядилась природа.

Если они смотрят в одну сторону, у ферромагнетиков появляется так называемая спонтанная намагниченность. Но если же все магнитики направлены в разные стороны, то никакого магнитного поля не будет, и такие материалы будут находиться в так называемой парамагнитной фазе. Однако из-за повышения температуры каждый из этих магнитиков стремится изменить свою ориентацию в пространстве, все больше и больше отклоняясь от некоторого выделенного направления.

Как только температура достигает определенной критической точки — для магнетиков такая точка называется точкой Кюри, спонтанная намагниченность исчезает, а магнитики разупорядочиваются хаотичным образом. Такой процесс физики называют фазовым переходом второго рода. Чтобы увидеть это явление в жизни, вы можете провести эксперимент: взять зажигалку и подогреть ею магнит, прикрепленный к холодильнику. Через несколько секунд он отвалится, потому что у вас произошел переход второго рода. Физика критического поведения описывает свойства физической системы вблизи критической точки, и это то, чем я занимался в СПбГУ.

Но я считаю, что, если человек получил приличное базовое образование и в его окружении есть эксперты, которые могут посоветовать изучить что-то актуальное, у него не будет проблем с тем, чтобы заниматься любой научной областью. В ИТМО я начал трудиться над абсолютно другими вещами, в которых у меня не было никакого опыта, — над физикой полупроводников, а именно теоретическим описанием поведения физических систем. Другими словами, я занимаюсь численными расчетами для широкого спектра задач теоретической физики.

— Вы не только ведете научную работу, но и преподаете. С чего начался этот опыт?

— Я присоединился к Новому физтеху в ноябре 2019 года, то есть два с половиной года назад. Сначала один семестр я вел занятия по «Общей физике» у групп, где этот предмет не был профильным ― например у IT-специалистов. Всё прошло хорошо, все остались довольны, поэтому в следующем семестре меня отправили преподавать этот же предмет студентам бакалавриата на Новом физтехе. Сейчас я веду практические занятия у двух групп и, помимо этого, читаю специальный курс, который помогает студентам расширять кругозор. Например, я учу их, как применять квантовую теорию поля не только в физике высоких энергий, но и в физике конденсированного состояния.

Вообще, на Новом физтехе есть несколько вариантов, как можно развиваться: заниматься исключительно наукой, только преподавать или же балансировать посередине. В зависимости от выбора меняется нагрузка на сотрудников в том или ином направлении. Я выбрал третий путь ― сочетание научной деятельности и преподавания, и меня этот вариант полностью устраивает.

В работе я придерживаюсь такого подхода: я ценю место, в котором работаю, и хочу, чтобы меня также ценили как сотрудника. Для этого я должен приносить пользу факультету. Есть много разных способов, как это сделать ― например, хорошо преподавать. Университету это выгодно, потому что по сарафанному радио абитуриенты узнают, что в университете работают талантливые педагоги, и хотят туда поступить. Вчерашние школьники в будущем станут хорошими научными сотрудниками и специалистами. Они привлекут новое финансирование для исследований и будут развивать факультет и университет в целом. Здесь я вижу одну лишь пользу.

Но учить других — это, как мне кажется, большое искусство. Нельзя просто прийти и что-то рассказать. Нужно подготовить лекции и семинары, проработать самому каждую задачу, которую ты планируешь предложить студентам, — это серьезная инвестиция времени.

— Как вам удается мотивировать студентов заниматься, уделять время вашему предмету ― даже если для них он непрофильный?

— Приведу пример из личного опыта. Я никогда не говорю студентам, что, если они не станут физиками или не будут заниматься наукой, они обречены. Студенты приходят на Новый физтех, чтобы научиться думать, а для этого только лишь числиться на факультете недостаточно. Чтобы научиться думать, нужно много и упорно работать. Если они не видят явных причин, почему они должны учить общую физику, математический анализ и так далее, пусть они задумаются о том, что все перечисленные науки учат их системно мыслить.

Почему многие крупные бизнесмены получили образование на физическом факультете? Говоря на языке физики, чтобы управлять финансами, нужно уметь решать многопараметрические задачи. С другой стороны, если студенты показывают, что могут написать диссертацию по какой-либо нетривиальной теме, которая непонятна для 99% населения планеты, работодатель будет иметь в виду, что с непонятной задачей в индустрии они тоже смогут справиться. Поэтому я призываю студентов учиться системно мыслить и выстраивать красоту ума с помощью физики и математики.

— На конкурсе ITMO.EduLeaders вы победили с проектом «Моя первая научная работа: исследование гидроаэродинамических явлений». Как возникла идея и чем этот проект оказался полезен для студентов?

— Я занимался проектной деятельностью с первокурсниками, чтобы они из первых рук получили навыки для научной деятельности и создали прототип статьи на основе результатов работы. Я вспоминаю первые два года своего бакалавриата: в то время я больше занимался предметами по расписанию, от науки был очень далек и не представлял, как строится работа в этом направлении. У студентов ИТМО, прошедших через эту проектную деятельность, все наоборот. Они многое умеют и понимают ― например, уже знают, как готовить материал (это основы научной этики), как его верстать, как работать с различными инструментами, такими как Python, C++ или Mathematica, как минимум на базовом уровне.

В своем проекте я сосредоточился на гидроаэродинамике — теме, которую обычно рассказывают под самый конец семестрового курса по механике, из-за чего студенты меньше обращают на нее внимание. Первая команда, занимавшаяся аэродинамическими эффектами, сделала разные модели профиля крыльев в программе для 3D-печати и с помощью садового пылесоса с режимом на выдув провела эксперименты по изучению уже известных законов ― например, продемонстрировала, как работает подъемная сила крыла в набегающем потоке. Вторая команда исследовала гидродинамику на примере двух эффектов — эффекта Магнуса и эффекта Вентури ― и тоже делала проект с помощью подручных средств. Я отвечал за постановку задач и курирование проектов, а также обучение навыкам научной деятельности.

Проекты такого рода позволяют студентам намного быстрее влиться в научный коллектив и приступить к реализации оригинальных исследований к тому моменту, когда им будет необходимо выбрать своего научного руководителя, а именно к концу второго года обучения.

— Как вы предпочитаете проводить свободное время?

— У меня довольно много хобби. Я люблю делать что-то руками, если это не занимает критически много времени. Мне нравится архитектура и строительство, в частности деревообработка. Так что если я вижу что-то, сразу начинаю думать, смогу ли я сделать так же и что мне для этого нужно.

Еще я занимаюсь вейкбордингом и бегом, летом катаюсь на агрессивных роликах, а зимой — на сноуборде.

Алёна Мамаева

Журналист