Математик Николай Громов: «Наша цель – поиск и накопление знаний»

Древнегреческий математик и философ Пифагор утверждал, что миром правят цифры. Он считал, что все материальные и духовные понятия можно сравнить с числами и число является первоосновой вещей. О том, какое место сегодня занимает математика в мире и как развивается эта наука в Коми, «Республике» рассказал директор недавно созданного Физико-математического института, доктор физико-математических наук, профессор Николай Громов.

– Совсем недавно ваш отдел математики получил статус Физико-математического института. А как все начиналось?

– История будущего института началась в 1993 году, когда в Коми научном центре был создан отдел математики, ориентированный на проведение фундаментальных математических исследований. С 2005 года в отделе стали развиваться теоретические и экспериментальные исследования в области физики. В этом году был создан Физико-математический институт Коми НЦ УрО РАН. В его составе три лаборатории: математики и телекоммуникаций, теоретической и вычислительной физики, а также экспериментальной физики. Институт создан как структурное подразделение Коми НЦ УрО РАН без образования отдельного юридического лица.

– А какие предпосылки сейчас появились для организации института?

– За годы работы нашего отдела математики были созданы все предпосылки для создания института. Во-первых, подготовлены кадры. Сейчас в институте работает двадцать один научный сотрудник, в том числе семь докторов и девять кандидатов наук. У нас учатся три аспиранта.

Во-вторых, сформированы направления исследований, связанные с изучением случайных матриц, топологической классификации многообразий, решением задач устойчивости механических систем, а в области физики актуальные исследования наноструктур, имеющие большое значение для индустрии наносистем и нанобиоматериалов. Эти работы неоднократно поддержаны грантами Уральского отделения РАН и Российского фонда фундаментальных исследований, отмечены научными наградами, в том числе премиями правительства республики в области научных исследований. Сотрудниками отдела получены научные результаты мирового уровня, отраженные более чем в пяти сотнях публикаций в ведущих российских и зарубежных изданиях. В ближайших номерах Научных докладов издательства одного из самых старых и авторитетных общенаучных журналов в мире «Nature» выйдет статья нашего ученого, доктора наук Василия Пунегова. Он ее написал в соавторстве с коллегами из Австралии, Германии и России.

Впервые вопрос о создании Физико-математического института в Коми научном центре возник в связи с началом реорганизации научных учреждений в регионе в Федеральный исследовательский центр. В ноябре 2015 года ученый совет Коми научного центра постановил создать Физико-математический институт. В апреле следующего года инициативу по созданию института поддержали в Екатеринбурге на заседании бюро объединенного ученого совета по математике, механике и информатике УрО РАН. В декабре 2016 года президиум Уральского отделения РАН поддержал решение Коми научного центра по усилению физико-математического направления в Республике Коми, а в марте 2017 года предложение по созданию Физико-математического института было одобрено ФАНО России.

– Чем будет заниматься ваш институт?

– Мы будем развивать ряд направлений научной деятельности, включая исследования в области алгебры, топологии, теории вероятности и математической статистики, математической физики и математической теории управления, исследования в области наноструктур, развивать методы математического моделирования. В перспективе институт планирует сформировать новые направления исследований и организовать лабораторию прикладной математики и информатики.

– Человеку, далекому от точных наук, сложно понять, в чем может выражаться практическое применение вашей научной работы?

– Математика – это особая наука. Предметом ее изучения являются объекты, полученные в результате идеализации свойств реальных вещей и предметов, отвлекаясь от их «природы». Благодаря такому подходу математика является удобным языком для описания многих количественных и качественных закономерностей в других науках. В этом состоит значение и практическая польза математики как науки в целом. Я бы сказал, что мы работаем в интересах смежных наук. Наша основная цель – поиск и накопление знаний. Успешно развиваемая у нас теория случайных матриц находит многочисленные применения в численном анализе, в финансовой инженерии, в биологии, в обработке сигналов, в беспроводных технологиях.

Ближе к практическому применению в обыденном понимании находится физика, которая занимается изучением свойств и предметов материального мира. Теоретические исследования микроструктур, или, как принято говорить в последнее время, наноструктур, в нашем институте проводятся методом количественного рентгенодифракционного анализа, связанного с решением обратной задачи рассеяния в импульсном пространстве. Такой подход требует обработки больших массивов информации, и здесь не обойтись без мощного компьютерного кластера, который создан и работает в институте. Слегка упрощая, можно сказать, что математически моделируется процесс зрения в той области частот, для такого жесткого излучения, которого не выдержит ни один человеческий глаз. С помощью развитого у нас метода проводится неразрушающая диагностика композиционных материалов и элементов рентгеновской оптики, что имеет непосредственное практическое значение в высокотехнологических отраслях электронной промышленности.

– Вами предложена теория эволюции элементарных частиц в ранней Вселенной. Можно как-то неспециалисту понять ее суть?

– Современные знания о мире элементарных частиц сконцентрированы в так называемой стандартной модели, которая включает в себя электрослабую модель взаимодействия элементарных частиц и квантовую хромодинамику, описывающую их сильные взаимодействия. Обе они являются калибровочными теориями, основанными на унитарных группах размерности два и три. Если теперь определенным образом применить развитую теорию контракций к этим унитарным группам, то получим поведение стандартной модели в пределе очень высоких (бесконечных) энергий, которые согласно общепринятой теории Большого взрыва имели место в первые мгновения после образования Вселенной. В результате возникает теория эволюции элементарных частиц в ранней Вселенной, начиная с планковского масштаба, когда эффект гравитационного взаимодействия частиц становится пренебрежимо малым по сравнению с другими взаимодействиями. Вот вам еще один пример практического применения математики.

Я не устаю напоминать крылатое выражение выдающегося философа Иммануила Канта: «В каждой естественной науке заключено столько истины, сколько в ней математики». И у меня вызывает чувство глубокого удовлетворения позиция нынешнего руководства Коми научного центра, которое в непростых условиях формирования федерального исследовательского центра приняло стратегическое решение об организации Физико-математического института. Убежден, что оно пойдет только на пользу будущему нашей науки.

Беседовал Артур АРТЕЕВ

Фото автора