«Орешек знаний тверд…»

«Мне в карантин нечего было делать, в школу я не ходил, мама дала задачки викторины, мол, порешай. Я и порешал», — вторили друг другу лауреаты и призеры нового конкурса юных талантов. 9 апреля 2021 года в РАН состоялась торжественная церемония награждения победителей Всероссийской викторины юных физиков. Этот конкурс был организован в прошлом году впервые и очень понравился и детям, и взрослым. Викторина этого года пройдет в России с 1 по 16 мая.

Выступивший на церемонии президент РАН, академик РАН Александр Сергеев отметил, как важно для России, чтобы в науку шли лучшие умы, что без науки у страны нет будущего. Он вручил ребятам дипломы II и III степени в разных возрастных группах и золотые медали лауреатам.

Перед школьниками и их родителями также выступили зам. академика-секретаря Отделения физических наук РАН, научный директор ИФТТ РАН, академик РАН Виталий Кведер; директор ФИАН им. П. Н. Лебедева, член-корреспондент РАН Николай Колачевский; зам. директора ИКИ, председатель Координационного совета профессоров РАН профессор РАН Александр Лутовинов; представитель издательства «Просвещение» (издавшего сборник вопросов и задач викторины) Надежда Колесникова.

Во второй половине дня в преддверии Дня космонавтики и 60-летия полета Юрия Гагарина для ребят, их родителей и представителей школ состоялась экскурсия в ИКИ РАН.

Как завлечь школьников в физику

На вопросы Наталии ­Деминой о викторине для ТрВ-Наука ответил один из инициаторов и организатор этого интеллектуального турнира профессор РАН Андрей Наумов.

— Кому и как пришла идея викторины?

— Буквально в первые дни вынужденной самоизоляции-карантина год назад состоялась встреча актива корпуса профессоров РАН, где обсуждались возникшие в связи с пандемией вопросы и проблемы, в решении которых могла бы поучаствовать Академия. В том числе обсуждался вопрос о том, как быстро помочь в организации дополнительного образования школьников. За некоторое время до этого химики проводили с одной из московских школ викторину по химии, и, как выяснилось, формат оказался востребованным.

Мы связались с Отделением физических наук, которое поддержало начинание. Решили зайти шире и использовать весь мощнейший потенциал и опыт членов РАН, чтобы завлечь школьников. Очень оперативно и мощно сработал аппарат ОФН. Им удалось очень быстро связаться с членами отделения, создать интернет-ресурс для работы с участниками викторины. А методическую и рабочую поддержку оказал Московский педагогический государственный университет (МПГУ), сотрудники и аспиранты которого осуществляли связь с участниками, проверку работ, рассмотрение апелляций и т. п.

— Как шла работа над задачками? По какому принципу они создавались, отбирались?

— Был проведен опрос членов и профессоров ОФН РАН по всем имеющимся информационным каналам. Многие академики, члены-корреспонденты и профессора откликнулись, прислали вопросы, задачи. Любопытно, что на некоторые вопросы даже сначала не было ответа. Кто-то даже пошутил: «А зачем задавать вопросы, на которые есть ответы? Это неинтересно».

Затем нужно было определить возможные возрастные группы для конкретных задач. Здесь нам помогло сотрудничество с МПГУ, где хорошо владеют информацией о школьной программе. Каждый тур старались формировать по принципу «один вопрос от академика, один от члена-корреспондента, один от профессора РАН».

Несколько дней были посвящены конкретным событиям: 16 мая — учрежденный ­ЮНЕСКО Международный день света и световых технологий, один из дней вместе с Отделением химии и наук о материалах был приурочен к событиям Международного года Периодической таблицы элементов — 2019. Конечно, постарались привлечь внимание школьников известными именами.

— Какова статистика конкурса? Много ли ребят приняло в нем участие?

— Огромную роль сыграли базовые школы РАН. Они были проинформированы через Управление научно-информационной деятельности РАН и взаимодействия с научно-образовательным сообществом. Всего участие в викторине приняли 1009 человек из 104 школ (67 — базовые школы РАН), расположенных в 56 городах. Организаторами было получено 4552 ответа. Вопросы по физике и астрономии были предоставлены от 27 ученых — членов Отделения физических наук РАН: 11 академиков, 10 членкоров и 11 профессоров РАН.

— Расскажите о курьезах этой викторины, о самых необычных комментариях юных физиков. На церемонии вы сказали, что победитель викторины среди 10–11-х классов вас пора­зил комментариями к задачам и вы их до сих пор между собой цитируете.

— Поскольку всем приходилось работать в режиме ЧС, были и накладки. Так, например, в одно из условий задач вкралась опечатка, которая меняла суть ответа. А именно, по неким данным нужно было определить небесное тело — планету Солнечной системы (предполагался ответ «Меркурий»). Один из школьников — Денис ­Бабушкин из Новосибирска (кстати, он стал победителем в средней возрастной группе) — детально проработал вопрос и показал, что небесных тел в Солнечной системе с такими параметрами просто нет. Ближе всего по параметрам Меркурий, но величина заданного параметра (время задержки сигнала) всё равно отличается. Причем школьник рассмотрел даже спутники больших планет и пояс астероидов.

Некоторые ребята провели настольные эксперименты (это очень приветствовалось при проверке работ). Так, победитель в старшей возрастной группе Анатолий Александров из Новосибирска провел весьма сложный эксперимент. Он отнесся к викторине со всей серьезностью, продемонстрировал тот самый научный подход, с подробным анализом литературы, теоретическими выкладками, проверкой полученных данных. Интересно, что после окончания викторины он продолжил общаться с оргкомитетом.

Собственно, его мы и цитируем сейчас, показывая востребованность мероприятия: «Эти девять вопросов были одними из самых интересных и занимательных из всех вопросов и задач, которые я видел в последнее время. Особенно на фоне экзаменационных. Хоть я и не мог дать полный и максимально верный ответ на все вопросы, но гораздо важнее то, что они заставили меня задать новые вопросы самому себе. После того, как я отправлял ответы, я много времени проводил в изучении тех физических тем, которым я не уделял достаточно времени. Я открыл для себя множество интересного в астрофизике, множество непонятного в квантовой физике и многое другое. Я не только понял свои ошибки, но и на 100% убедился в том, чем хочу заниматься в своей жизни, несмотря на различные трудности или неудачи. Я хочу стать ученым, но даже если мне это не удастся, я буду изучать мир дальше всю свою жизнь, не только потому, что это кому-либо нужно, хотя мне бы хотелось быть полезным для людей, но и потому, что мне приносит это удовольствие, я вижу в этом свою человеческую потребность. Спасибо вам за викторину!» (Анатолий Александров, ученик 11-го класса, Новосибирск)».

Сейчас он уже поступил в Новосибирский государственный университет и обучается на 1-м курсе физического факультета. Это, кстати говоря, была еще одна цель мероприятия — показать школьникам, что в региональных научных центрах (а не только в столицах) есть выдающиеся научные школы РАН, университеты, институты РАН, где они могут учиться и реализовывать себя в науке.

— Планируется ли продолжать эту викторину?

— Мероприятие проводится, в основном, на энтузиазме членов РАН, сотрудников отделения, студентов и сотрудников МПГУ. Тем не менее, все понимают, что дело это благородное. Поэтому решили постараться проводить викторину ежегодно (весной в майские праздники). Сейчас в 2021 году планируем провести конкурс с 1 по 16 мая. Радует, что к мероприятию проявили интерес различные организации — издательство «Просвещение», компании, заинтересованные в подготовке научно-технических кадров высшей квалификации, наши министерства: Минобрнауки и Минпросвещения.

— Не думали ли вы о том, чтобы провести викторину юных биологов? юных лингвистов?

— На мой взгляд, это было бы замечательно. Как я уже говорил, Отделение химии уже проводит нечто подобное, интерес проявили математики.

Анатолий Александров с отцом Победитель Всероссийской викторины юных физиков Михаил Птицын (Саратов), младшая возрастная группа (5-7-е классы)

Победитель возрастной группы среди 10–11-х классовАнатолий Александров (11-й класс), СОШ № 45, г. Новосибирск

Победитель возрастной группы среди 8–9-х классов

Денис Бабушкин (9-й класс), ОЦ «Горностай», г. Новосибирск

Победитель возрастной группы среди 5–7-х классов

Михаил Птицын (5-й класс), Физико-технический лицей, г. Саратов

Победители смешанной возрастной группы

Полина Сизова (7-й класс), гимназия № 11, г. Самара

Михаил Ураков (7-й класс), Экономико-математический лицей № 29, г. Ижевск

Вопросы по физике и астрономии были предоставлены школьникам от 27 ученых — членов отделения: 11 академиков, 10 членкоров и 11 профессоров РАН. Все вопросы были нестандартными, могли не иметь однозначного решения, поэтому учащимся нужно было применить физическую смекалку и рассудительность и иметь широкий кругозор. В конкурсе приняли участие 1009 человек из 104 школ, расположенных в 56 городах Российской Федерации. Всего от участников было получено 4552 ответа.

Вопрос

Ковалев Юрий Юрьевич,
член-корреспондент РАН, профессор РАН, докт. физ.-мат. наук, зав. лабораторией внегалактической радио­астрономии Астрокосмического ­центра ФИАН

Вопрос для 10–11 классов: Можно ли сделать из Земли черную дыру и если можно, то как?

Ответ: Черная дыра — это область с интенсивным гравитационным полем, размеры которой определяются гравитационным радиусом, или радиусом Шварцшильда. Этот радиус намного меньше реального физического размера физического объекта ввиду того, что этот радиус характеризует предельное состояние объекта, в котором внутреннее давление становится недостаточным для противостояния гравитационному сжатию под действием собственного гравитационного поля объекта. Чисто гипотетически черную дыру можно сделать из Земли, если ее уменьшить до радиуса, который меньше радиуса Шварцшильда, менее 1 см.

В процессе такого сжатия между частицами вещества внутри объекта начинаются термоядерные реакции, сопровождаемые большим выделением энергии в виде различного рода излучений. То есть объем тела уменьшается, при этом масса этого объекта начинает концентрироваться в малой (по сравнению с первоначальными размерами) зоне, внутри которой и вблизи нее действует гравитационное поле высокой интенсивности. Теоретически можно породить черную дыру на Земле путем столкновения высокоэнергетичных элементарных частиц, однако даже качественные оценки (расчеты) показывают, что для реализации такого сценария частицы нужно разогнать до энергий, недостижимых в современном эксперименте.