«Главное – не ответ, а процесс решения»
Выпускник СУНЦ НГУ Игорь Иванов придумал необычный сборник задач по физике. В книге «Как ломаются спагетти и другие задачи по физике» (вышла в издательстве «Альпина нон-фикшн») собраны задачи-миниатюры о ярких природных явлениях, необычных закономерностях из самых разных разделов физики. Мы поговорили с автором книги о том, как она появилась и кому может быть интересна. А еще вспомнили, как учились в ФМШ в начале 1990-х, и заглянули в недалекое будущее.
Справка: Игорь Иванов – физик, выпускник СУНЦ НГУ (1993) и НГУ (1999). Защитил диссертацию в Боннском университете (Германия), затем работал в научных центрах Германии, Италии, Бельгии, Португалии. Сейчас – профессор физики в Sun Yat-sen University (Китай) и сотрудник Лаборатории ядерных проблем Объединенного института ядерных исследований. Более 20 лет занимается популяризацией науки как онлайн, так и в публичных лекциях на фестивалях науки и научно-популярных лекториях.
Не учебник и не задачник
Расскажите, в чем особенность этого сборника задач?
Это не задачник в обычном понимании, а сборник миниатюр о самых разных разделах современной физики — но миниатюр, оформленных в виде задач. Задачи эти не проверяют знания, они приглашают поговорить о физике. Каждый сюжет открывается введением, которое подводит вас к конкретному вопросу. Над ним предлагается поломать голову самостоятельно или опираясь на подсказки. Затем идет собственно решение, а завершает беседу послесловие, рассказ о том, в каком виде эта задача появляется в настоящей физике.
Конечно, материал выходит далеко за рамки школьной программы. Но это не учебник, а чтение для интеллектуального удовольствия. Эта книга не даст систематического изложения каких-то разделов физики – она «прокачивает» естественнонаучное любопытство, интеллектуальную смелость. Ну и, конечно, знакомит с некоторыми направлениями современной физики, как фундаментальной, так и прикладной.
Каких-то запредельных знаний от читателя тут не требуется; математика используется школьная, зато кругозор и физическое чутье пригодятся. Задачи разные: есть задачи-оценки, есть задачи, в которых надо прочувствовать явление на качественном уровне, есть вычислительные задачи. Одни попроще, другие посложнее. С большинством задач способен справиться любознательный школьник. Но даже если какие-то задачи покажутся сложными, их можно просто читать. Главная цель каждой задачи из этой книги — не конечный ответ, а сам процесс решения и обсуждения.
Почему такой формат?
Я пишу научно-популярные материалы уже давно. Работая над научно-популярными новостями, я подмечал, что рассказ можно сделать еще глубже, богаче, если перейти от монолога к диалогу. Можно вовлечь читателя в анализ, можно показать ему, что он, читатель без специального образования, тоже способен проделать некоторые шаги современного физического исследования. Можно убедить его не бояться думать о физике самостоятельно. Так что эти задачи — еще один формат научно-популярных материалов.
Изначально задумывались именно задачи, а не книга. Каждую неделю на протяжении вот уже 10 лет на сайте «Элементы большой науки» выходят авторские задачи такого формата по разным разделам науки, от математики до лингвистики. Однажды редакция «Элементов» предложила авторам отобрать лучшие для книжек, и вот сейчас в издательстве «Альпина нон-фикшн» вышли первые два сборника — по физике и по лингвистике.
Жизнь до интернета
А вы сами в каком возрасте начали с удовольствием решать задачи по физике?
С удовольствием решать задачи по физике? Вы шутите :) Ну, наверное, лет в 30, когда к этому уже никто не принуждает, а ты сам начинаешь находить в задачах удовольствие. Просто и в школе, и в универе решение задач воспринимается как неизбежное, неотвратимое страдание, сопровождающее лекционный материал. Решать задачи с удовольствием можно, если только обожаешь предмет. Школьную физику я ни в коей мере не обожал — она была совершенно скучной. Впрочем, одну книжку с задачами я прочитал в детстве с огромным интересом: это была книга П. В. Маковецкого «Смотри в корень!». Задачи там были особенные — этакие задачи-обсуждения, с подсказками, рассуждениями, отступлениями. Задачи в моем сборнике опираются по своему формату на изложение в той книге.
Вы очень интересно рассказываете о науке. Откуда такая увлеченность физикой?
Физикой — не школьной, а современной, головокружительно интересной — я интересовался с детства, зачитывался научно-популярными книжками и монументальной Детской энциклопедией. А в 14 лет прочитал книгу Анатолия Томилина «В поисках первоначал» — и у меня как по щелчку переключился фокус и зафиксировалась главная страсть, физика элементарных частиц. Я прочитал по элементарным частицам все, что смог найти в нашей областной библиотеке и что нашлось у школьной учительницы физики. Так что год спустя, отправляясь в Летнюю школу, я уже знал, что в Новосибирске есть ускоритель и что я точно хочу заниматься элементарными частицами.
То есть в Летнюю школу вы ехали с конкретной целью: поступить в ФМШ?
Современные школьники, наверное, с раннего возраста нацелены на будущие перспективы, но в моем детстве все шло само собой, я не особо задумывался даже о том, куда идти учиться после школы. Я родом с Камчатки, и у нас там в самом начале 1990-х не было ни фестивалей науки, ни научно-популярных лекций. Была лишь библиотека, которая приоткрывала окно в большой мир. На Камчатке проводились олимпиады по разным предметам, меня учителя звали на них. Я специально не готовился, просто шел и решал, что получится. По физике занял 2-е место в городе, после этого немножко поготовился (прочитал первый том «Элементарного учебника физики» Лансберга) и занял на областной олимпиаде 3-е место. Кроме самой олимпиады там было какое-то непонятное собеседование — ну, сходил, поотвечал на вопросы… Про ФМШ я тогда не знал.
Потом пришло приглашение в Летнюю школу. И только попав туда, я осознал, насколько там круто. Эти несколько недель были волшебными — столько интересных тем, настоящие ученые читают лекции и показывают эксперименты, ну и лето, природа, забавные мероприятия, дискотеки, одноклассники такие же по духу и настрою. Все шло само собой, и даже сомнений не было, оставаться ли в ФМШ.
Помните свой первый месяц в ФМШ? Как это было: практически новая жизнь в 15 лет?
Первый месяц запомнился погружением в учебу. У нас был интенсив: ежедневно мы по несколько часов занимались базовой физикой и математикой. Непросто, но все было в удовольствие. Потом начались регулярные курсы. Лектором по физике у нас был Михаил Алексеевич Могилевский, математику вел Вацлав Вацлавович Войтишек, и это были восхитительные лекции.
Также мы выбирали спецкурсы — нечто совершенно новое по сравнению с обычной школой. Я набрал квантовую механику (совершенно шикарный компьютерный практикум, который вел Виталий Анатольевич Ткаченко), полупроводники, линейную алгебру, еще что-то. Еще меня восхищало, что в библиотеке ФМШ я мог найти множество других книг по элементарным частицам. Я их брал и читал, что мог понять. Отчетливо помню, как листал в читальном зале книгу Андрея Линде «Физика элементарных частиц и инфляционная космология». Вообще-то, это книга аспирантского уровня, но меня восхищал сам факт, что я могу понимать некоторые абзацы текста между формул. В общем, начало ФМШ — это упоение физикой и математикой.
При переходе из ЛШ в ФМШ слегка перекомпоновались классы, я знакомился с новыми одноклассниками, робел перед девочками, потому что никто меня до этого не учил, как с ними знакомиться. Помню, что не осмеливался даже заходить к девчонкам в комнату, мне это казалось чем-то недоступным. К окончанию ФМШ, конечно, от этого не осталось и следа.
Желание заниматься популяризацией науки, оно тоже родом из ФМШ?
Это из какого-то совсем раннего детства. Мне тогда все было интересно. Я читал книжки об окружающем мире, и теми удивительными вещами, которые я узнавал сам, мне хотелось поделиться с друзьями. Помню, как после второго класса в пионерском лагере рассказывал о том, что все состоит из атомов. Друзья смеялись и говорили: «Если бы все состояло из атома, мы бы взорвались как атомная бомба». На что я уязвленно отвечал: «Вы это, наверное, путаете с ураном».
Так что, когда я приехал в фмшугу, своим одноклассникам я тоже с упоением рассказывал про квантовую механику, кварки, вселенную. Не то чтоб очень активно, все-таки нагрузка в ФМШ была большая, но рассказывал.
Затем, уже в универе, помогал друзьям готовиться к экзаменам или решать задачи — и в каком-то смысле это тоже была популяризация, передача знаний. На третьем курсе я начал вести в ФМШ спецкурс по олимпиадной физике. Потом познакомился с Владимиром Ивановичем Шелестом , который организовал в 130-м лицее замечательную «Научную лабораторию школьников», начал работать с детьми и там, делать вместе с ними маленькие исследования. В магистратуре я уехал в Германию, и наше взаимодействие продолжалось онлайн. Тогда наложилось сразу несколько факторов: я погрузился в активную научную среду и сам начал заниматься наукой, с упоением читал журналы, которые в институтской библиотеке стояли прямо на виду, в то же время я чувствовал тоску по Новосибирску и хотел помогать образовательным проектам, и, наконец, начал активно участвовать в обсуждениях на онлайн-форумах. Все это привело к тому, что я начал писать научно-популярные новости. Получается, с конца 1998 года я и ушел с головой в научпоп.
Расширяя горизонты
Сейчас школьники живут в мире, где на них отовсюду несется большой поток информации, и им нужно уметь за короткое время отделять качественные источники от, скажем так, не совсем достоверных. Поэтому вопрос к вам как к просветителю: так что читать/смотреть, а что – не стоит? Есть какие-то «признаки качества»?
Проблема действительно серьезная, но тут не может быть какого-то фиксированного списка рекомендованных источников. Пожалуй, единственное мое горячее пожелание школьникам: научитесь не поддаваться на хайп, на «информационную упаковку» материала. Научитесь сами вырабатывать критерии отбора полезных для вас материалов.
Как их составлять — большая тема, за один абзац всего не объяснишь и всех не убедишь. Главный фактор — желательно читать и смотреть материалы, изложенные реальными специалистами в своей теме. Кто специалист, а кто нет — вы тоже постепенно научитесь понимать сами. Тут есть и объективные критерии (научные публикации и то, как о них отзываются другие ученые), и субъективные: как человек подает материал, как отвечает на вопросы и реагирует на замечания, какие аргументы и ссылки он приводит. В общем, универсального фильтра для информации никто не даст. Вы этот фильтр сами будете для себя создавать. Это, собственно, и станет частью вашего интеллектуального взросления.
Вы работали в разных странах и многое знаете о современном состоянии физики. Можете рассказать, что ждет эту науку в ближайшем будущем? К чему должны быть готовы наши ученики, которые после ФМШ захотят связать свою карьеру с физикой?
Из всех тенденций я подчеркну одну, которая мне кажется важной и неотвратимой: фундаментальные и прикладные исследования будут проникать друг в друга и переплетаться еще более тесно, чем сейчас (хотя, казалось бы, куда уж теснее). На основе тонких квантовых эффектов будут создаваться сверхчувствительные датчики, на основе удивительных материалов будут возникать новые устройства. Они, конечно, станут основой новых технологий, но не только. Они позволят нам открывать новые грани нашей вселенной, новые формы организации вещества, новые фундаментальные законы, до которых мы раньше не могли дотянуться. Поэтому можно дать один конкретный совет: постарайтесь не уходить на всю жизнь в одну-единственную узкую тему. Интересуйтесь широким кругом вопросов, нацеливайтесь на результаты в нескольких смежных направлениях, будьте готовы переключаться на новые темы, рассказывайте о физике всем, кому она интересна. И самое главное, вся эта деятельность должна приносить удовольствие. Без внутреннего драйва с трудностями не справиться.
На фото: Игорь Иванов на Днях науки в Красноярске. Автор: Константин Петров.
