В этом году на базе МФТИ прошла 13-я Международная школа современной астрофизики (astrosoma.ru). В ее работе приняли участие около 50 слушателей из российских и зарубежных университетов. Лекции и практические занятия проводили ученые-астрофизики, представлявшие крупнейшие иностранные научные центры: Принстонский, Гарвардский, Тель-Авивский университеты, Национальную лабораторию им. Лоуренса в Беркли, Университет штата Калифорния.
Владимир Лира (Университет штата Калифорния) дал подробное введение в структуру и эволюцию аккреционных дисков. Кайл Парфрей (Национальная лаборатория им. Лоуренса) поведал о последних достижениях в области компьютерного моделирования аккрецирующих нейтронных звезд. Юрий Кавекчи (Принстонский университет) рассказал о термоядерных вспышках на нейтронных звездах.
Работа в иной культурной традиции позволяет по-новому взглянуть на научные проблемы и зачастую помогает в решении отдельных задач. Так, Александр Чеховской, выпускник МФТИ, ныне работающий в Северо-Западном университете (Эванстон, штат Иллинойс), поделился новостями с переднего края науки — о моделировании астрофизических джетов и дисков. Для Александра Чеховского это уже не первая школа современной астрофизики: в 2013 году он совместно с Александром Филипповым (Принстонский университет) проводил школу в Пущино. В этом году Александр Филиппов прочел лекции о написании PIC (particle-in-cell) кодов. На практических занятиях участникам школы предлагалось самостоятельно создать такой код.
О бесстолкновительных ударных волнах, в которых частицы взаимодействуют друг с другом не напрямую, а посредством крупномасштабных электромагнитных полей и неустойчивостей, рассказал Михаил Медведев (Гарвардский университет).
Ерназар Абдикамалов (Назарбаев университет) описал основные трудности при моделировании взрывов сверхновых и предложил аналитическую модель, позволяющую качественно понять некоторые физические процессы, сопровождающие эти природные явления.
Омер Бромберг (Тель-Авивский университет) в течение одной лекции разъяснял, как из намагниченного ветра аккреционного диска с помощью магнитных полей и давления окружающей среды возникает релятивистская струя.
Школа современной астрофизики была основана в 2005 году астрофизиком Василием Семёновичем Бескиным, вед. науч. сотр. ФИАН. Ее прообразом послужила известная летняя школа по физике в Лез-Уш (https://houches.univ-grenoble-alpes.fr). Основная цель Школы — помочь молодому исследователю найти свой путь в астрофизической науке. Задача эта сложна: число ежегодно публикуемых статей по астрофизике огромно, каждый год наука обогащается массой ранее неизвестных результатов, дает ответвления в виде новых теорий. В такой ситуации информационного наводнения новичку просто невозможно выбрать подходящее направление без посторонней помощи. На Школе общение слушателя с самыми опытными исследователями помогает быстро войти в интересующую его область, верно расставить логические акценты, выделив главное и отсеяв второстепенное.
После того, как выбрано направление исследований, возникает проблема поиска актуальных задач и коллективов, которые занимаются их решением. По мнению известного математика академика Владимира Игоревича Арнольда, самое главное, что ученик должен узнать от учителя, — это то, что некоторый вопрос еще не решен. Раскрывая перед слушателями содержание теорий с переднего края науки, лекторы Школы, как правило, не ограничиваются уже решенными задачами; говорят и о тех фактах, которые до сих пор остаются загадкой. Знакомство с коллективом единомышленников происходит естественным образом при обсуждении задач по темам отдельных лекций либо в свободное время в неформальной обстановке.
Задача поставлена, но каков путь ее решения — оптимального решения? Улавливать суть проблемы, видеть кратчайший путь ее решения, отбрасывать детали, ухватывая ключевые моменты, — это искусство, которому невозможно научить. Но его можно «впитать» в настоящей научной среде, наблюдая за конкретным обсуждением и принимая в нем участие. Примером такой среды научного общения и является Школа современной астрофизики.
Наметив путь решения проблемы, необходимо выбрать соответствующий задаче инструментарий. В современной астрофизической науке одним из таких инструментов является численное моделирование. Бурное развитие вычислительной техники привело к тому, что аналитические методы исследования вытесняются направлениями, в которых главная роль отводится численному счету. Однако каждый, кому доводилось работать в этой области, знает примеры, когда численные артефакты принимаются за научные открытия. Не стоит забывать, что всякая компьютерная модель имеет свои приближения и ограничения. Здесь уместно вновь вспомнить слова академика Владимира Игоревича Арнольда. Он писал, что компьютерная революция позволяет заменить образованных рабов невежественными. Легкость получения быстрого ответа расчетным путем зачастую расхолаживает неопытного исследователя, лишая навыка аналитической оценки. Школа астрофизики может восполнить этот пробел, характерный для современного образования. Тематика Школы нескольких последних лет касалась использования численных методов в научных исследованиях. При этом детально обсуждались основные допущения, в рамках которых строится та или иная численная модель, оговаривались условия ее применимости и подводные камни, которые могут встретиться при применении численной схемы для решения конкретных задач.
В следующем году Школа ждет новых участников, желающих заниматься научными исследованиями в области современной астрофизики.
Владимир Адарченко,
канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. ФГУП РФЯЦ-ВНИИТФ
Анна Чашкина, Обсерватория Туорла (Финляндия)
Загрузка...