Профессор МГУ Сергей Тиходеев – о работе ученого в советское время и важности знания науки

На прошлой неделе завершился курс преподавателя МГУ Сергея Тиходеева заслуженного автора исследований в областях электродинамики и нелинейной оптики. Доктор физических наук рассказал магистрантам физико-технического факультета об эффективном способе решения уравнения Максвелла. ITMO.NEWS спросил у эксперта о многолетней любви к теоретической электродинамике, постсоветской судьбе науки и планах на дальнейшее сотрудничество с Университетом ИТМО.

Сергей Тиходеев

Расскажите, в каких научных областях вы работаете в последнее время?

Считается, что теоретик должен раз в семь лет полностью менять направление работы, иначе он «засыпает» и теряет квалификацию. А я уже вторую семилетку занимаюсь теоретической электродинамикой. Это направление оказалось таким интересным, что не отпускает меня вот уже на протяжении 15 лет.

А начинал я с задачи, которая понятна не более чем десяти коллегам, — с общей теории неравновесных процессов. Я занимался диаграммной техникой Келдыша во время учебы в университете, а потом в аспирантуре теоротдела Физического института Академии наук. Моим учителем был Леонид Вениаминович Келдыш. По вкладу в науку его можно поставить в один ряд с Ферми и другими основателями современной физики твердого тела.

Диаграммная техника Келдыша для релаксационных процессов с учетом корреляции — настолько сложная тема, что после публикаций в научных журналах мои работы получали по десять, максимум двадцать цитирований. Когда к закату СССР с финансированием науки стало совсем плохо, я понял, что так дальше не прожить и надо найти задачи, интересные не пяти, а хотя бы 50 коллегам.  Я начал заниматься полупроводниковыми наноструктурами (за много лет до появления Роснано), потом нашел интересную область, где работает диаграммная техника для неравновесных процессов (спектроскопия и манипуляции единичными молекулами, наномоторы). Затем теоретической электродинамикой, решением уравнений Максвелла в сложных пространственно-модулированных средах – фотонных кристаллах и метаматериалах. И преподаванием физики, конечно.

Леонид Вениаминович Келдыш. Источник: trv-science.ru
Леонид Вениаминович Келдыш. Источник: trv-science.ru

В советские времена ученый мог работать над важной, сложной и малопонятной темой и стабильно получать финансирование. Сегодня же нужно следить за спросом и работать в популярных направлениях. Как вы относитесь к такой перемене?

Распад СССР, путч 1991 года, я застал в США. В то время я совершенно точно знал, что не хочу остаться на чужбине, где все только и делают, что пишут проекты и дерутся за финансирование. И вот, не прошло и пары лет, как я вернулся и продолжаю работать здесь.

Наверное, такая перемена в условиях рынка неизбежна. Ученым необходимо все время доказывать обществу, что наша деятельность полезна и приносит плоды. Посмотрите, что произошло.  В ХХ веке человечество буквально «уселось» на науку. Жизнь, благодаря ее достижениям, изменилась кардинально. Но большинство этого все еще не осознает. Через какое-то время люди перестанут понимать, как работает даже простой выключатель. Без человеческой любознательности и хорошей системы образования настанет полная деградация. Чтобы высокотехнологическое производство современного общества функционировало, нужно постоянно «производить» высокообразованных людей.

Курс Сергея Тиходеева на физтехе Университета ИТМО
Курс Сергея Тиходеева на физтехе Университета ИТМО

С продвинутой наукой в России есть еще и такая беда — нет потребителей. Чем заканчивается для большинства студентов высшее образование в США, Германии, Франции? После окончания вузов студенты уходят в высокотехнологичную промышленность. Российские молодые специалисты часто находят работу там же, но им приходится уезжать из родной страны. К счастью, сейчас и у нас активно открываются новые производства и филиалы крупных компаний. Появится потребность в наших студентах у промышленности – появится и спрос на науку в нашей стране.

Расскажите, пожалуйста, про двухнедельный курс «Оптическая матрица рассеяния для фотонно-кристаллических слоев», который вы прочитали студентам Университета ИТМО.

Это новый курс про метод теоретической электродинамики, в значительной степени основанный на моих собственных трудах и работах моих бывших учеников, коллег и друзей Николая Гиппиуса (Сколтех), Егора Мулярова (Университет Кардиффа) и Томаса Вайсса (Университет г. Штутгарта). Это очень мощный и продвинутый метод, позволяющий понять оптические проявления резонансных электродинамических состояний в сложных модулированных структурах. В последние два десятилетия это направление исследований стало очень популярным во всем мире.

Уравнения Максвелла. Источник: youtube.com
Уравнения Максвелла. Источник: youtube.com

Наш метод эффективно решает уравнения Максвелла и описывает, как свет взаимодействует с твердотельной структурой, которая усиливает электромагнитное поле. По сути, поле резонансно «разгорается» благодаря структуре. Интересно, что человечество начало использовать такие возможности задолго до того, как стало понимать, как они работают. Например, цветные витражи в средневековых соборах. Разнообразные цвета в витражах получаются из-за маленьких частиц металлов или полупроводников, которые древние мастера догадались добавить в расплавленное стекло. В отличие от молекулярной окраски такое «структурное» окрашивание не выцветает со временем. Или можно записывать информацию в спектре краски. С развитием этой технологии уйдет потребность в номерных знаках на автомобилях – их функцию будет исполнять индивидуальная краска. Полицейский наведет прибор вроде фотоаппарата на поток машин и сразу получит информацию о нарушителях. Возможно, именно в этом направлении студенты Университета ИТМО будут работать в будущем

Мне было непросто выбраться из Москвы на эти две недели, пришлось уплотнить свои курсы в МГУ, читать лекции в два раза чаще в сентябре и октябре.

Курс стоил таких организационных трудностей?

Я думаю, да. На мой курс пришли мотивированные, готовые активно работать ребята. На практических занятия мы не могли попробовать самые продвинутые подходы, но студенты сделали первые шаги и получили ценный опыт.

Студенты курса Сергея Тиходеева
Студенты курса Сергея Тиходеева

А как вы оцениваете работу ученых физико-технического факультета?

В этом направлении вы, пожалуй, лидируете в нашей стране. Команда профессора и декана физико-технического факультета Павла Белова работает на хорошем мировом уровне. Не единицы, как раньше бывало в нашем направлении, а фактически целый институт с активными преподавателями и одаренными молодыми ребятами. Судя по участникам-магистрантам моего двухнедельного курса, вы привлекаете талантливых студентов.

Надеюсь, взаимодействие будет продуктивным для обеих сторон. С одним из ваших студентов я уже договорился о короткой практике в Москве. Он приедет со своей задачей, а я попробую поделиться наиболее продвинутыми методами. Кроме того, с научным сотрудником факультета Андреем Богдановым мы уже обсудили темы научной статьи. Надеюсь, в будущем я продолжу сотрудничество с Университетом ИТМО и по части преподавания.

Архив по годам:
Пресс-служба