Верхний баннер
14:45 | ПЯТНИЦА | 29 МАРТА 2024

$ 92.26 € 99.71

Сетка вещания

??лее ????ов??ое ве??ние

Список программ
12+

отдел продаж:

206-30-40

20:41, 17 февраля 2015
Автор: Роман Попов

"Если люди владеют математическим моделированием, они могут работать почти во всех областях", - Петр Трусов

Темы: Математическое моделирование и проблемы нелинейной механики, место математического моделирования в системе наук, привлечение молодых специалистов к научной работе

Программа: "Ни дня без науки"

Дата выхода: 25 января 2015 года.

Ведущий: Роман Попов

Гость: Петр Трусов, заведующий кафедрой математического моделирования систем и процессов пермского политехнического университета, профессор, доктор физико-математических наук, заслуженный деятель науки; Анатолий Ташкинов, ректор пермского Политехнического университета

Визитка: Петр Трусов – заведующий кафедрой «Математическое моделирование систем и процессов» Пермского национального исследовательского политехнического университета, профессор, доктор физико-математических наук, Заслуженный деятель науки РФ. В 1972 г. закончил факультет авиадвигателей Пермского политехнического института, в 1978 г. защитил кандидатскую, в 1987 – докторскую диссертации.

Научные интересы: нелинейная механика твердого деформируемого тела, многоуровневые математические модели (на стыке механики и физики).

Несмотря на моду в последние 10-15 лет на исследования по темам, название которых начинается с «нано-», в близкой  перспективе альтернативы широкому использованию традиционных материалов и технологий не видно. В настоящее время подавляющее количество машин, конструкций, систем изготавливаются из металлов и сплавов. В то же время ресурсы и традиционных материалов не безграничны, требуется постоянно совершенствовать технологии создания и переработки новых сплавов, включая обработку глубоким неупругим деформированием, термомеханическую обработку. В наиболее развитых странах уже давно сформировалась синтетическая область знаний – «Наука о материалах», осуществляется подготовка соответствующих специалистов; пока наша страна отстает в этом плане. Создание новых материалов, технологий требует разработки математических моделей на стыке материаловедения, физики и механики. Наличие таких достаточно универсальных моделей позволяет создавать и так называемые функциональные материалы. Именно в этом направлении работает последние 20 с лишним лет коллектив кафедры Математического моделирования систем и процессов. Используемая при создании таких моделей методология может быть перенесена и на более широкий спектр материалов, композиты, керамики. Следует отметить, что в последние 10-15 лет математическое моделирование стало одним из основных инструментов при проектировании практически всего, что обеспечивает жизнедеятельность человечества. Включая аэрокосмическую и оборонную отрасли. Еще одним направлением научной работы кафедры, является разработка многоуровневых моделей для описания жизнедеятельности человеческого организма. Научно-образовательная деятельность кафедры направлена на подготовку специалистов – «матмодельеров» по широкому спектру областей деятельности. 

Основной задачей на ближайшее десятилетие кафедра ставит превращение созданных моделей и реализующих их программных комплексов в рабочий инструмент технологических и проектных организаций. Подготовка высококвалифицированных специалистов, способных сопровождать внедрение и эксплуатацию  моделей для решения реальных задач. В то же время актуальным останется и создание новых моделей, позволяющих эффективно использовать появляющиеся новые технологии и материалы.

 

- Математическое моделирование и проблемы нелинейной механики, как часто бывает, по отдельности - слова понятные. А все вместе - не совсем. Объясните для дилетантов, о чем идет речь?

Петр Трусов: Вся наука - это совокупность все усложняющихся математических моделей. Последние 20 - 25 лет наиболее интересны модели нелинейных процессов. Они есть почти везде, в том числе в социальных науках. Мы пришли в матмоделирование из механики и сейчас занимаемся серьезными моделями в нелинейной механике. Это механика деформирования твердого тела, описание деформирования сложных материалов. Это очень сложные для описания системы. Без нелинейных моделей с ними разобраться невозможно. Модель позволяет достаточно ясно установить причинно-следственные связи.

- У нас не так давно в программе были представители экономического факультета ПГНИУ. Они говорили о математическом моделировании в экономике. Я долго старался понять как же выглядит математическая модель. Я себе это представил в виде немного иного языка. Есть такой условный язык, на котором можно произнести любую фразу из любого языка и она будет всем понятна. Можно сказать, что математическое моделирование - это условное эсперанто.

Петр Трусов: Давно для всех есть один общий язык - язык математики. Это совокупность операторных уравнений. Они разной сложности, разной структуры и наполнения.

- Человек, который занимается математическим моделированием в экономике, поймет того, кто занимается моделированием в механике?

Петр Трусов: Модельеры довольно часто перескакивают из одной области в другую. Мы сейчас занимаемся и матмоделями человеческого организма. В последние 30 лет в науке существует новая парадигма, согласно которой отличие живого от неживого достаточно условно. Если смотреть на микромир металла, то там, как и в живых организмах, пир внешних воздействиях идет достаточно сложная самоорганизация структуры. Если люди достаточно владеют матмоделированием, они могут работать почти во всех областях.

-Можно представить себе математическое моделирование в экономике, но с каких процессов начинается математическое моделирование в случае с металлом? Где тут математика.

Петр Трусов: Даже гуманитарии должны знать что такое закон Гука, который связывает воздействие и отклик материала. Без этого невозможно составить себе картину. Сейчас не существует технологических областей, где обходились бы без математических моделей. У нас огромное количество материалов - это металлы и сплавы, которые получают методом обработки металла давлением. Сначала литье, из которого механической обработкой получают готовые изделия. Эти изделия должны иметь оптимальные характеристики при нагрузках при максимально возможном снижении веса изделия. Сейчас одна из ведущих областей - энергетика, которая напрямую завязана на материаловедении. Чем прочнее и легче будут конструкции, тем больше экономится энергии.

- Правильно я понимаю, что с помощью материаловедения вы можете на бумаге создать новый сплав, который будет наиболее точно отвечать потребностям, запросам, которые сформулированы заранее?

Петр Трусов: Эта задача сейчас находится в стадии решения. Изначально матмодельеры занимались разработкой технологий обработки готовых материалов. Получили литую заготовку - как ее надо деформировать? Это многоходовый процесс. Сейчас перед матмодельерами стоит задача получения функциональных материалов. Это материалы, которых еще нет, но которые надо создавать. Опыты ведутся лет 40. Это композиты - искусственные материалы. Сейчас они достаточно распространены. Но, металлы и сплавы, я думаю, при нашей жизни не уйдут из обихода. Мы видим, что подавляющее большинство предметов, которые нас окружают, состоят из металла.

- Пушкин обвинял Сольери в том, что он совместил математику и гармонию и создал математическую модель идеального звука. Теперь я понимаю, о чем идет речь. Конечно, Сольери тут ни при чем, но математическое моделирование в музыке, видимо, было предсказано Пушкиным.

Анатолий Александрович, насколько я понимаю, математическое моделирование - это не наше ноу-хау, это есть в любом крупном вузе. Но чем-то мы хвастануть можем?

Анатолий Ташкинов: И не только в техничесвом вузе. Математическое моделирование применяется очень широко. Здесь важно с самого начала договориться о том, что мы понимаем под математическими моделями. Бывает песенка из трех аккордов, бывает симфония. И то и другое - музыкальное произведение. Так и здесь - математические модели бывают разные. Я вижу две проблемы. Первая - это сама идеология математической модели, понимание того, как ее правильно построить, обосновать, как определить рамки ее работы, потому что любая модель работает только в определенном диапазоне. Важно верифицировать модель и понять, что она дает достоверные данные. В этом смысле, Петр Валентинович и его коллектив - они профессионалы именно в области математического моделирования. Не случайно в нашем университете работает диссертационные совет по специальности "Математическое моделирование. Численные методы и комплексы ЭВМ-программ". Правильно, математическое моделирование есть в разных областях науки. Но если сама математическая модель является основой, если вы не столько занимались ее приложением к чему-либо, а обосновывали саму модель как новое знание, новый объект, то про нас. Поэтому Петр Валентинович признанный у нас в России авторитет именно в области математического моделирования. Другое дело - куда мы применяем эти математические модели. Специалисты по матмоделированию есть во многих областях. Петр Валентинович и его коллеги занимаются моделированием процессов в твердых веществах и сплавах. Даже если брусок просто лежит на столе, там все равно происходят процессы, отчасти обусловленные технологиями, по которым этот брусок был сделан. Есть сила тяжести, есть атмосфера, есть материалы с памятью формы, с которыми вы наверняка сталкивались. Все это достаточно сложные процессы. Можно не создавать модели и попробовать добиться результата экспериментальным путем, но сколько экспериментов надо будет сделать, чтобы получить результат?

Петр Трусов: Сколько надо будет "убить" железа и потратить энергии, чтобы провести эти эксперименты. Кстати, раньше таким путем и шли.

Анатолий Ташкинов: Да, раньше модели играли вспомогательную роль.

- Если говорить о том, что было раньше, тогда ведь и потребности у промышленности были не такими.

Петр Трусов: И возможности технологические были другими. Всегда стоят определенные сложности, которые находятся на пределе возможностей человека на этом этапе. Из того, что мы сейчас легко изучаем Исаака Ньютона в 7-8 классе, мы не можем сказать, что он более гениален, чем сегодняшние физики, которые открывают темную материю и т.д.

- Я помню кур античной философии и наши студенческие споры о том, что неужели нельзя было подумать о чем-то более принципиальном, чем о человеке и черепахе, например, о полете стрелы. И когда нам преподаватель пытался объяснить, он предлагал представить ситуацию, когда об этом еще никто не думал. Этим и отличаются настоящие мыслители от всех остальных - они думают о том, о чем еще никто до них не думал. Для нас кажется это очень простым, потому что мы прочитали об этом в учебнике.

Петр Трусов: Современным ученым, может быть, даже сложнее, чем первооткрывателям. Тем не приходилось перерабатывать такую кучу статей, монографий и т.д. Сейчас, для того, чтобы дойти до серьезной науки, надо, прежде всего, научиться работать. Для того, чтобы написать пару строк монографии, надо перерыть кучу материала, потратив на это 2-4 дня.

- Я прекрасно понимаю, что эта проблема есть. Все это еще нужно выучить, вместить в отдельно взятые юные головы и подвести их к тем ученым, которые находятся на острие.

Петр Трусов: Да еще и как-то вытеснить то, что в него ежедневно вбивается из "ящика" про успешность и т.д.

Анатолий Ташкинов: Роман, вы очень близко затронули одну из областей профессиональной деятельности Петра Валентиновича. Можно быть ученым, профессионалом, иметь учеников, это все есть, но он, в сое время, был идеологом, инициаторам того, чтобы проявить у молодых ребят первоначальный интерес к этому. Это огромное дело.

- Итак, как проявить интерес молодежи?

Петр Трусов: Мы попали на не самый удачный период жизни государства. Но, пройдем и это. Конечно, интересы у молодежи иные. Для того, чтобы работать в науке, надо просто научиться работать. Это не так просто. К сожалению, сегодняшнее общество ориентирует людей на быстрый успех, чтобы все получить сразу.

- Тут есть проблема возрастного порога. Современный медиамир предлагает людям существование в строго ограниченной возрастной группе. Медиапространство заточено на тех, кто не старше 45 лет.

Петр Трусов: Это так. Но я сомневаюсь, что надо привлекать людей в науку после 45. Надо привлекать в 16 - 17 лет. Политех был первым вузом, который организовал при себе лицей. Сейчас это лицей №1. Ребят мы начинаем готовить с лицея. Главное - не упустить их на младших курсах. Ребятам, занимающимся наукой, не очень интересно с первокурсниками, потому что те еще ничего не знают. Ко мне приходят, просят студентов для работы с 4-5 курса. А уже поздно. Мы еще неплохо готовим людей по программированию и они после 2-3 курса зарабатывают больше профессоров. Как их привлекать?

- Мы разговаривали с ученым из Классического университета. Они сказали, что иногда к ним приходят ребята со школьной скамьи, но уже с настолько интересными мыслями, идеями, что они готовы сесть, смотреть, обсуждать. И первые два курса уходят на то, чтобы освоить некий понятийный аппарат. Но то, что у них есть в голове, это уже интересно. У вас так бывает?

Петр Трусов: У нас в этом плане немного сложнее. Мы занимаемся сложными вещами на стыке механики, математики, физики, где нужен немалый запас знаний. Но мы всегда можем найти студенту задачу по плечу. С этого и начинается их вовлечение в науку. Дальше идут конференции, публикации. Если люди здесь почувствуют, что они что-то делают сами, что-то новое - это как на рыбалке - если ты пришел и в первый же раз поймал окуней, ты будешь рыбаком на всю жизнь.

- Я смотрю на ребят 11 - 12 лет, играющих в футбол и вижу кто у кого кумир и кто кому подражает. Но только настоящий тренер, профессионал сможет рассмотреть кто из них талантлив. Когда вы смотрите на молодежь, как вы находите дано им или не дано, будет из него ученый или не будет?

Петр Трусов: Наверное, интуитивные вещи трудно разложить по полочкам. Я по двум - трем вопросам, которые студент задает на семинаре, а это у нас основная форма работы, по тому, как он их задает, сразу видно насколько человек оригинально мыслит, насколько глубоко он проникает в предмет, которым не занимается. Нынешняя наука не делается чисто в физике или в механике. Она делается на стыках. Если человек это ухватывает, он ухватывает дух вопроса.

Анатолий Ташкинов: Согласитесь, что иногда просто смотреть со стороны как дети играют в футбол интереснее, чем смотреть на профессионалов. У детей есть кураж. У Петра Валентиновича очень большой опыт работы с ребятами, которые находятся на стыке школьник - студент. Чем раньше мы заинтересуем ребят... Наш интерес скорее не в том, чтобы найти талант, а в том, чтобы развить интерес к науке у того, у кого он есть сегодня. Каждому найдется дело в научной работе и мы пытаемся создавать эти возможности для всех, кому это интересно. Чем больше таких ребят будет, тем больше будет успешных людей, тем больше конкурентоспособность наших предприятий. Привлекая ребят, важно не только дать им новые навыки, но и сохранить интерес. Заниматься наукой из-под палки очень сложно. Есть такая фраза, которую сказал наш с Петром Валентиновичем в каком-то смысле учитель, завкафедрой в московском университете им. Ломоносова, Борис Ефимович: "наукой занимаются те, кто не заниматься наукой не может". Важно их найти и создать им условия. Кто из них талантлив мы потом узнаем. Наука, связанная с математическим моделированием - очень хорошая площадка, потому что профессионально потом можно уйти в любую область.

- Мне кажется, что школьников, студентом можно зацепить какой-то романтикой, значимыми целями.

Петр Трусов: Вся наука стоит на романтике. Иногда "цепляет" задача. У нас есть студент, который защищался по матмоделированию в музыке. Его увлекло это чуть не с первого курса. Иногда увлекает метод. Ребят, склонных к математике часто привлекает красота того или иного метода. Мы работаем со школьниками, работаем в жюри конкурса матмоделирования. Многие наши сотрудники работают в лицее №1. Было немало случаев, когда люди, только поступив на первый курс, уже приходят с докладами, которые готовили еще в школе.

Образование в вузе должно быть только научным и строиться на науке. Мы своим ребятам еще при поступлении говорим, что наша главная цель - готовить научных сотрудников. Это высокая планка, не все могут ее преодолеть, но, если подтянуться к этой планке, будешь чувствовать себя комфортно на любом рабочем месте.

- Осталось начать платить научным сотрудником столько, чтобы и эта мотивация работала.

Анатолий Ташкинов: Начав работать на должности инженера в Институте механики сплошных сред, я с самого начала думал: как это так - я занимаюсь чем-то что мне просто интересно, а мне еще за это зарплату платят. Деньги по тем временам были небольшие, но все же... Наука - это та область, в которой это возможно. В последние годы у нас в Политехе, на предприятиях появилась возможность для ребят зарабатывать достойно.

- С какого возрастного или образовательного момента вы понимаете, что студент уже явно движется по научной тропе и придет в ваш лагерь?

Петр Трусов: Обычно это видно на рубеже 4-5 курса. С большинством людей, не способных к науке, мы расстаемся после бакалавриата. В магистратуре аудиторная нагрузка смешная - 14 часов в неделю. Там уже идет научная работа. В жизни студента его заключительный этап, когда он готовит итоговую работу, он чрезвычайно важен и плодотворен с точки зрения становления его как личности. В бакалавриате нет времени для того, чтобы подготовить полноценную работу и они даже не могут оценить свои силы.

- Все ли те, кто уходят после бакалавриата, неспособны к научной работе. Может быть, были случаи, доказывающие обратное?

Петр Трусов: Это выбор самих студентов, в первую очередь. Они сейчас все стремятся поскорее стать самостоятельными, поэтому спешат устроиться на работу. Но никому не запрещается снова поступить в магистратуру, спустя несколько лет. После бакалавриата мы не можем принимать в аспирантуру.

Анатолий Ташкинов: Можно в 40 - 50 лет открыть в себе способности художника или писателя. Есть масса примеров, когда люди, позанимавшись наукой, начинают заниматься другой деятельностью. Обратных примеров почти нет. наукой надо заниматься систематически. Поэтому очень важно не упустить молодежь, которая способна заниматься наукой.

Петр Трусов: Если говорить о небольших временных промежутках, то такое возможно. Бывает так, что человек приходит на производство, там у него появляется интересная задача и он с этой задачей идет доучиваться и поступает в аспирантуру. Но такой человек, как правило, проявлял себя будучи студентом.

Анатолий Ташкинов: Может быть, когда-то он решил не заниматься наукой, но, все-таки, он вовремя к ней прикоснулся. 


Обсуждение
12404
0
В соответствии с требованиями российского законодательства, мы не публикуем комментарии, содержащие ненормативную лексику, даже в случае замены букв точками, тире и любыми иными символами. Недопустима публикация комментариев: содержащих оскорбления участников диалога или третьих лиц; разжигающих межнациональную, религиозную или иную рознь; призывающие к совершению противоправных действий; не имеющих отношения к публикации; содержащих информацию рекламного характера.