Андрей Зубюк: «Сила российской науки в фундаментальном подходе»

Доцент кафедры математического моделирования и информатики физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, кандидат физико-математических наук Андрей Зубюк в интервью порталу «Лаборатория научной журналистики» рассказал о любви к физике со школьной скамьи, плюсах и минусах российской науки и преданности МГУ.

Андрей, расскажите, пожалуйста, как Вы пришли в науку? Может, кто-то повлиял на это решение?

Еще во время обучения в школе я замечал, что мне легко дается программирование, математика и физика. Я участвовал в школьных олимпиадах и научных конференциях. Соответственно, рассматривал для поступления разные технические вузы, учился в школе при МАДИ (Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет) и планировал туда поступать, параллельно участвовал в разных олимпиадах на ВМК МГУ (Факультет вычислительной математики и кибернетики), сдавал вступительные экзамены в МФТИ (Московский физико-технический институт). Мне это было очень интересно. Именно тогда я заметил, что в физике разбираюсь лучше, чем в математике, и подумал, что это не случайность, а закономерность. Поэтому поступил на физический факультет. Дальше учился, получал именную стипендию А. Н. Тихонова, пошел в аспирантуру. Я бы сказал, что это достаточно логичный и стандартный путь, которым люди приходят в науку.

Если же постараться ответить на вопрос, кто повлиял… Наверное, любовь к физике привила школьная учительница. Она показывала эксперименты, очень увлекательно вела занятия, ее уроки было действительно интересно посещать, поэтому физикой всегда было приятно заниматься.

После окончания аспирантуры МГУ Вы приняли решение остаться работать в университете. Был ли у Вас альтернативный путь?

Понятно, что учеба в аспирантуре плавно перерастает в работу. В МГУ всегда так было – аспиранты начинают преподавать еще во время учебы. Я где-то со второго года обучения постоянно вел занятия, так что кардинального перехода между аспирантурой и работой не заметил – продолжал делать то же самое, но только уже не в статусе аспиранта, а в качестве младшего научного сотрудника. 

Параллельно с учебой в аспирантуре я начал работать в компании, которая связана с разработкой программного обеспечения для встраиваемых систем (компьютеры, которые могут быть использованы в самолете или космическом корабле). Все, кто учатся и работают у нас на кафедре, хорошо умеют программировать, поэтому для меня это не было проблемой. Я там работал в течение нескольких лет. В какой-то момент нужно было сделать выбор: уйти из МГУ и продолжить работать в этой компании или остаться в родном вузе. Я выбрал второе, несмотря на то что работа программистом востребована и неплохо оплачивается, и в каком-то смысле она более стабильна и понятна, чем работа ученым: ты каждый день ходишь на работу, каждый месяц получаешь зарплату и четко понимаешь, какое у тебя будущее. В науке все устроено не совсем так – многое зависит от грантов, поэтому стабильности меньше. 

Мне показалось, что мое место, скорее, в науке. Я ушел и не жалею об этом, несмотря на всю сложность моей работы сейчас. Понимаю, что есть много мест, где в каком-то смысле лучше, но мне работать на физическом факультете МГУ комфортно, и я бы не хотел отсюда уходить.

Какая деятельность Вам ближе: преподавательская или научная? 

Мне близко и то и другое. Да и кажется, что у меня неплохо выходит и преподавать, и заниматься наукой. Более того, я думаю, что преподавание и научная деятельность связаны между собой. 

Было бы странно, если бы ученых готовил человек, который сам ученым не является. Конечно, есть какие-то базовые математические и физические предметы, которые может читать любой более или менее квалифицированный человек. Но хороший лектор сам является ученым, он рассказывает о своей научной деятельности и увязывает ее с материалом лекции. Это и привлекает студентов больше всего, ведь сейчас все можно прочесть в книжках, посмотреть в интернете: казалось бы, зачем нужен живой лектор, зачем ходить в университет и слушать его? Потому что интересно как раз слушать лектора с опытом, который не просто идет по учебнику, а рассказывает что-то сверх программы и связывает это со своей научной деятельностью.  Поэтому я думаю, что лектору все-таки нужно быть ученым. 

Сложно ли совмещать сразу несколько прикладных наук вместе (математику, физику, программирование)?

Несложно, я бы даже сказал, что это вполне естественно. Во-первых, в школе это единый блок естественно-научных дисциплин, и обычно у людей, которые хорошо в нем разбираются, не должно быть проблем с программированием. 

А вообще между математикой и физикой существует давняя связь. Не в обиду математикам скажу одну очень известную мысль – математика – наука вспомогательная, она инструмент для решения поставленных задач. Из всех естественно-научных дисциплин долгое время именно физики наиболее активно строили математические модели. Можно даже в поддержку этого утверждения привести реальные факты: факультет ВМК МГУ основан академиком А. Н. Тихоновым, который был заведующим кафедрой математики физического факультета МГУ, то есть можно сказать, что факультет ВМК создан физиком. 

На самом деле во многом совмещают эти науки все студенты и аспиранты физического факультета. Они поступают на факультет и начинают изучать физику, механику и в том же объеме – и математику. Только на старших курсах математика есть не у всех – это зависит от кафедры. Также наши студенты слушают на протяжении первых двух лет общие курсы по программированию, потому что современный физик, который совсем не может программировать, не сможет работать по специальности. Даже для экспериментальных работ необходимы базовые навыки программирования. 

Как бы Вы описали своих студентов? Кто эти люди и почему они выбрали такое необычное направление? 

Это сложный вопрос. У нас на факультете есть отделение прикладной математики, которое состоит из трех кафедр: нашей кафедры математического моделирования и информатики, кафедры математики, которая изначально была центром математики на физическом факультете и кафедры физико-математических методов управления. В итоге они объединились в отделение прикладной математики.

Какие студенты поступают на наше отделение? По ходу обучения на физическом факультете все рано или поздно начинают делиться на экспериментаторов и теоретиков. Когда люди оказываются у нас, они сталкиваются с огромным количеством практикума. Кому-то он больше нравится, кому-то – меньше, у кого-то лучше получается, у кого-то – хуже, то есть тут уже можно почувствовать, что такое работа, приближенная к труду экспериментатора. 

Если говорить не о практическом обучении, а о лекциях и семинарах, то у нас курс физики преподается в два захода. Есть общая физика – то, с чего начинается изучение, а потом где-то со второго курса – теоретическая часть. Это, в общем-то, все то же самое, но на другом уровне, гораздо более теоретическом. Теоретическая физика – это очень суровая математика. Никто на этих лекциях и семинарах не демонстрирует эксперименты. Сразу становится видно: кто-то больше тяготеет к общей физике, а кто-то – к теоретической. К нам на математическое отделение идут люди, которым больше нравится теория. 

На YouTube очень много ваших лекций по морфологическому анализу. Если совсем просто – что это, для чего и людям каким профессий необходимо это изучать?

Морфологический анализ изображений и сигналов – это научное направление, которое было создано в 70-е годы прошлого века моим учителем, основателем нашей кафедры – Юрием Петровичем Пытьевым. Я работал по этому направлению и защищал по нему кандидатскую диссертацию. 

Если говорить о самом морфологическом анализе: слово «морфология» встречается во многих науках. Мы помним из уроков русского языка морфологический разбор слов, в биологии тоже используется морфология (там это связано со строением скелетов животных), а есть математическая морфология, предложенная французскими учеными Жаном Серра и Жоржем Матероном. Вообще, морфология – это анализ формы. Соответственно, если говорить о нашем морфологическом анализе, то речь идет об анализе формы сигналов или изображений. 

Например, мы смотрим на изображение, видим какие-то предметы и легко распознаем их глазами по геометрической форме. Курс посвящен разработке методов анализа формы предметов на изображении. Речь идет об автоматическом анализе без участия человека, то есть компьютер должен уметь делать то, что легко делает человек. Это касается акустических, электрических, физических и других сигналов. Развитие подобных методов является предметом морфологического анализа. 

У нас есть примеры применения этих методов при анализе данных в ядерной физике, в акустике, в геофизике. Это может быть полезно людям, которые занимаются анализом изображений, или, как модно сейчас говорить, – компьютерным зрением – это очень популярная область. Например, наши выпускники участвовали в разработке системы распознавания автомобильных номеров для фиксации нарушений. Так что те, кому приходят штрафы, могут передавать им привет. 

В чем состоит главное достоинство и недостаток современной российской науки?

Наши ученые обладают фундаментальной подготовкой, очень глубоко владеют предметом и знаниями близкими к энциклопедическим. Это действительно большое достоинство. 

Из недостатков системы организации научной карьеры в нашей стране я бы выделил разрыв между академической и прикладной наукой. У нас сейчас все преподаватели, научные сотрудники работают по договорам, которые имеют ограниченный срок действия. По истечении этого договора сотрудникам нужно пройти конкурс, чтобы с ними заключили договор на следующий срок. Но для России совершенно нормально, если один и тот же человек работает на одной и той же должности много-много лет. За рубежом это устроено несколько иначе. Там существует определенный срок – пять или шесть лет – после которого с человеком не продлевают договор на той же должности. Ему либо должны предложить повышение, либо отказаться от сотрудничества с ним. У них в этом смысле более строгая система. То есть человек понимает, что если он не будет двигаться вверх, то ему придется уйти из академической науки. С одной стороны, это может показаться жестким методом, но, с другой стороны, куда уходят люди? Они идут работать в коммерческие организации, где начинают заниматься конкретными прикладными исследованиями, которые коммерциализируются. Это, на мой взгляд, хорошая система. 

В моей области анализа данных такая возможность тоже есть – можно уйти, например, в «Яндекс», но, к сожалению, таких сфер очень мало. Поэтому наши выпускники часто идут работать в зарубежные компании или совсем уходят из науки. Они видят трудности устройства научной карьеры в России и, к сожалению, иногда изначально не рассматривают возможность научной академической деятельности.

Какое из недавних исследований российских ученых Вас восхитило? 

Не знаю насчет «восхитило» … такое слово громкое… Последний год прошел под знаком коронавируса, так что весь мир наблюдал за тем, как шла и продолжает идти разработка вакцин. Приятно, что наши ученые смогли составить достойную конкуренцию зарубежным. Это, кстати, еще одно достоинство российской науки: наши ученые, обладая определенной фундаментальной подготовкой, имея очень крепкую научную базу, зачастую могут, имея меньшие ресурсы, достигать хороших результатов.

Если говорить о других вещах, не связанных с коронавирусом, можно упомянуть о форуме «Армия-2020». Там я обратил внимание на стенд предприятия «Астрон» (Лыткарино, Подмосковье), которое занимается изготовлением тепловизионных датчиков и камер. Если простыми словами объяснить – это видеокамера, которая видит не свет, а тепло. Сейчас это для нас актуально, так как во многих организациях на входе измеряется температура. Для этих целей прибор и сделали. В принципе это довольно простое решение, но мне оно понравилось тем, что люди в этой изменившейся по всему миру ситуации смогли достаточно быстро предложить удобное решение. Насколько я понимаю, они у себя в Лыткарино уже установили в некоторых заведениях камеры, которые успешно работают. Это, кстати, хороший пример коммерциализации науки, как раз чего у нас в России не хватает. 

Какой совет Вы бы дали молодым ученым и специалистам?

Конечно, хочется предупредить молодых ребят, которые идут в науку, что это непростая область, и она, как правило, не дает возможности быстро достигать больших высот. В этом смысле в современном динамичном мире быть ученым тяжело, особенно молодым, когда вокруг огромное количество возможностей реализовать себя в чем-то другом и гораздо быстрее. Мы видим, как, например, спортсмен чаще становится олимпийским чемпионом, когда ему около 20 лет. В науке к этому возрасту человек только оканчивает вуз, и он еще очень далек от серьезных достижений. 

Наука – это медленная область, в которой человек в 25 лет вряд ли станет всемирно известным ученым с большой зарплатой. Это нужно понимать, потому что иначе может наступить большое разочарование от несбывшихся ожиданий, что может очень сильно оттолкнуть человека от науки. 

Еще рекомендация: спокойно осваивайте то, что нужно, изучайте различные дисциплины, в том числе фундаментальные. Хотя, конечно, это тяжело. Студенту непросто сидеть на лекциях, где какой-то профессор выписывает бесконечные, очень сложные формулы. Всегда хочется пойти, что-то быстренько запрограммировать, чтобы сразу был виден результат, но такой результат часто бывает поверхностным и не конкурентоспособным. А изучив всерьез фундаментальные аспекты, со временем можно достичь большего.  

И еще посоветую быть активным, участвовать в различных конференциях, публиковаться в журналах и стараться выходить из зоны комфорта. Надо пробиваться туда, где тяжело, потому что эти труды вскоре станут предметом для гордости. Не бойтесь и все получится!