435 подписчиков

М.В. Токарев: «Общая физика – это азбука, с которой начинается путешествие в мир науки»

14 февраля14 фев

179

8 мин

На кафедре общей физики отметили сразу три юбилея: 30, 70 и 95 лет

Кафедра общей физики в университете «Дубна» в начале 2025 года отметила 30-летие. Это общеобразовательная кафедра, она не выпускает специалистов, но дает фундаментальное образование и расширяет кругозор студентов.

Кафедру по праву называют уникальной. Она была основана выдающимися людьми. Первому заведующему кафедрой профессору Игорю Михайловичу Граменицкому в этом году исполнилось бы 95 лет. Игорь Михайлович был одним из участников открытия бозона Хиггса вместе со своим коллегой по кафедре – Сергеем Владимировичем Афанасьевым.

Игорь Михайлович, будучи крупным ученым, всегда был человеком скромным и разносторонним. На работу ездил на велосипеде и писал акростихи, демонстрируя отличное чувство юмора. На его книжной полке в университете остались книги – Гомер и Плутарх, а на стене висит грамота, врученная студенту И. М. Граменицкому в 1949 году – за активное участие в строительстве нового здания МГУ!

Уже 15 лет кафедрой общей физики руководит преемник И.М. Граменицкого – профессор Михаил Владимирович Токарев, начальник сектора исследований структуры ядер и частиц при экстремальных условиях ЛФВЭ ОИЯИ. В конце 2024 года М.В. Токарев был отмечен званием почетного профессора университета «Дубна».

70-летие Михаила Владимировича в этом году оказалось в юбилейном ряду кафедры. Продолжая традиции, заложенные И. М. Граменицким, Михаил Владимирович остается спортивным человеком. Пробежать 10-15 километров на лыжах для него не проблема, был бы снег (все-таки 1-й взрослый разряд по лыжам).

Сегодня Михаил Владимирович рассказывает о том, что создано на кафедре общей физики в университете «Дубна», чем кафедра интересна и почему физику стоит изучать даже гуманитариям.

– Что из себя представляет кафедра общей физики в университете «Дубна» сейчас?

– Наша основная база – это четыре кабинета, в которых проходит общий лабораторный практикум: по механике и молекулярной физике, электромагнетизму, оптике и квантовой оптике, а также по электротехнике. Через наши учебные лаборатории проходит почти 1000 студентов за семестр, это огромный поток.

Мы продолжаем вводить в учебный процесс новые лабораторные установки. Это – многоступенчатый процесс. Он требует сборки оборудования для лабораторной работы, подготовки методического пособия, предварительного тестирования работы в течение семестра для нескольких групп, а затем полноценного включения в учебный процесс для студентов всех направлений. Очень важно, что на кафедре есть квалифицированные специалисты, заведующие кабинетами и инженеры, которые поддерживают установки в рабочем состоянии.

Например, в кабинете «Механика» введена в эксплуатацию установка, на которой можно выполнять работу «Дифракция и интерференция ультразвука». Установка дает возможность увидеть это явление, исследовать его характеристики, провести необходимые измерения и обработку полученных результатов, и как конечный результат обучения – подготовить и защитить отчет. Этот процесс в миниатюре моделирует все этапы научной работы – от подготовки и проведения эксперимента до написания статьи.

На сегодняшний день на кафедре работают 18 сотрудников, из них три доктора наук, пять доцентов (это кандидаты наук), три старших преподавателя и пять ассистентов. Большинство преподавателей кафедры являются сотрудниками ОИЯИ и их квалификация очень высокая.

– Что было самым трудным в создании и становлении кафедры общей физики в университете?

– Самым сложным было организовать лабораторную базу. Тут ведь не просто аудитории, а специализированные, физическое оборудование, установки. В голых стенах проводить лабораторные работы по физике невозможно. Наши предшественники, создавшие эту базу, вызывают огромное уважение и восхищение. Это Игорь Михайлович Граменицкий, Николай Григорьевич Анищенко и Сергей Александрович Хорозов. На первом этапе большую помощь кафедре оказал Дубненский филиал МИРЭА. Первые лабораторные практикумы проводились на его базе. В создании лабораторных установок помогали сотрудники кафедр общей физики МФТИ, МГУ и Цеха опытного экспериментального производства ЛВЭ ОИЯИ.

Для создания кафедры нужен был квалифицированный преподавательский состав. Собрать людей с профильным образованием, со степенями, при этом, терпеливых, способных объяснять, увлекать наукой и не имеющих аллергии на студентов – это тоже непростая задача. Ведь обладать знаниями – это лишь половина дела, а вот умение передать их – настоящее искусство. Мы должны «накормить» студентов знаниями, но кормить всех надо по-разному, в зависимости от того, сколько они смогут «усвоить». Тут ведь не только передача знаний, но и передача стиля мышления, а это творческий процесс.

– Ректор университета «Дубна» Андрей Сергеевич Деникин, поздравляя вашу кафедру с 30-летием, отметил, что основы физики – это важный элемент современного высшего образования для любой специальности. Как вам кажется, почему?

– Курс общей физики должен дать представление об общем уровне науки и основных достижениях. Это азбука, без которой невозможно изучать более сложные вещи. Есть фундаментальные законы: закон сохранения энергии, закон сохранения импульса, закон сохранения заряда и другие. Это законы, по которым устроен наш мир, наша Вселенная. Если вы будете понимать, что скрывается за ними, у вас будет более широкий кругозор и вы расширите свои потенциальные профессиональные возможности как исследователя.

– Ваша кафедра учит студентов разных направлений, в том числе и гуманитариев. Чему вы их учите?

– Для гуманитариев у нас есть курс «Концепция естествознания», он рассчитан на один семестр. Студенты должны понимать, на каких физических принципах работают технические устройства, которые их окружают – от бытовой техники до сложных систем. Это, как минимум, вопрос безопасности. «Концепция естествознания» – это не просто дополнительная дисциплина, а важный инструмент для формирования широкого кругозора, критического мышления и понимания современного мира, где наука и технологии играют ключевую роль.

Студенты других направлений в курсе общей физики изучают четыре классических раздела: механику, молекулярную физику и термодинамику, теорию электромагнетизма (это все, что связано с электрическими и магнитными явлениями). Его основу составляют уравнения, сформулированные Максвеллом в 1873 году. И поскольку мы даем общее образование, мы еще рассказываем про элементы специальной теории относительности, атомной физики, квантовой механики и ядерной физики. Предполагается, что впоследствии у студентов будут более широкие специализированные курсы по этим разделам.

– Если говорить о расширении кругозора, что вас сформировало как личность, как ученого? Что для вас оказалось питательной средой? Расскажите свою историю.

– Мне в юности было интересно то, что относилось к истории физики. С увлечением читал книжную серию про академиков В.И. Векслера, Г.И. Будкера, Л.А. Арцимовича, И.Я. Померанчука. Фейнмановские лекции по физике особенно повлияли на меня. Это очень необычный курс. Первая книжка, которая появилась в Советском Союзе, называлась «Характер физических законов». Это была нобелевская лекция Ричарда Фейнмана. Я читал ее как настоящую литературу высочайшего уровня, и она оказала на меня сильное влияние.

Но это в юности, а если говорить о детстве, то я вырос в Вологде, занимался в лыжной секции, участвовал в соревнованиях, а это формирует настойчивость в достижении цели. Закончил музыкальную школу по классу баяна. Музыкальные впечатления остаются на всю жизнь. Помню, как преподавательница по сольфеджио открыла для нас музыку Шопена, показывала партитуру опер Глинки. Занятия музыкой повышают общую культуру. Потом начинаешь по-другому смотреть на многие вещи.

– Например, в пятом классе понимаешь, что дроби в математике – это примерно то же самое, что проходят в музыкальной школе на сольфеджио.

– Вопрос ассоциаций очень важен. Чем шире кругозор, тем больше ассоциаций возникает. Я все ассоциирую. Почему говорят, что физика – наука об общих законах развития? Она изучает законы природы. А потом мы видим, как физические закономерности проявляются в обществе, во всех явлениях жизни, но называются уже по-другому.

Например, когда люди ходят по улице отдельно друг от друга, они движутся хаотично, как молекулы газа. Это похоже на идеальный газ, в котором молекулы друг с другом не взаимодействуют. Если молекулы начинают взаимодействовать, это уже называется реальным газом. Вот когда в школу одновременно заходит очень много людей, они начинают толкаться, то есть из идеального газа переходят в состояние реального газа, в котором молекулы притягиваются друг к другу и отталкиваются, т.е. взаимодействуют.

В физике есть такое понятие – критическое явление. Это когда система существует как целое и в ней появляется коллективное движение. Вот течет река – атомы воды сгруппировались и движутся, как одно целое. Когда в обществе начинаются критические явления, скажем, революции, огромное количество людей начинает действовать синхронно, и это приводит к разным, часто трагическим, последствиям.

Физикой интересно заниматься, потому что все время находишь аналогии с жизнью.