С 2025 года в Новгородском государственном университете осуществляется набор абитуриентов по новой образовательной программе подготовки бакалавров очного обучения по профилю «Фундаментальная физика». В связи с этим стоит обсудить ряд вопросов начиная с глобального вопроса о перспективах развития человеческой цивилизации и кончая практическими вопросами об условиях поступления, учебы и дальнейшего трудоустройства.
Информатизация и искусственный интеллект
В последние десятилетия человечество стремительно погружается в виртуальную реальность, а решение всех своих проблем всё больше доверяет искусственному интеллекту. Вряд ли эта тенденция приведёт к чему-то хорошему. Перспективы взаимодействия с ИИ очевидны: в конце концов он осознает свои интересы и решит, что людишки — совершенно лишние на этой земле, т.к. потребляют слишком много ресурсов и задают слишком много глупых вопросов. Поэтому «восстание машин» не такая уж и фантастика.
Для поддержания нашего уровня цивилизации требуются постоянный труд и ум большого числа людей, обладающих знаниями и умениями. Задача не в том, чтобы уничтожить ИИ, а в том, чтобы развивать и укреплять естественный человеческий интеллект для жизни в объективной реальности.
Значение физики для интеллекта человека
Вопреки распространенному мнению, физика — довольно простая наука, многие законы давно и достаточно надежно установлены (что не исключает открытия новых и радикального пересмотра старых концепций и законов), а главное, многие из них легко проверить — причем не только в школьных лабораториях, но и в домашних условиях. Это в компьютерных играх возможно всё, а в реальности очень много ограничений.
Чему будут учить студентов
Направление 03.03.02 «Физика», профиль «Фундаментальная физика» предполагает изучение фундаментальных законов природы, свойств материи и энергии на всех уровнях — от микромира элементарных частиц до макрокосмоса.
Обучение у нас охватывает широкий спектр физических дисциплин, включая механику, электродинамику, квантовую механику, статистическую физику, термодинамику, физику твёрдого тела. Вместе с тем в базовый учебный план включены дисциплины психолого-педагогической подготовки, методика преподавания физики и методика физического демонстрационного эксперимента, дающие возможность в будущем преподавать физику школьникам или студентам.
Выпускники получат глубокие знания в области общей и специальной физики, будут готовы анализировать физические процессы, проводить научные эксперименты и разрабатывать новые технологические решения. Они овладеют навыками математического моделирования, программирования и статистического анализа. Выпускники будут разбираться в основных физических теориях, уметь использовать различные экспериментальные и вычислительные методы для изучения физических явлений, а также следить за современными научными и технологическими трендами.
Возможности для трудоустройства
Современная цивилизация, наука и технологии очень сложны и многообразны, поэтому давно наблюдается тенденция к очень узкой специализации, одновременно возникает потребность в подготовке специалистов, обладающих широким кругозором в различных сферах. Узкая специализация хороша тогда, когда требуется работать в условиях выполнения задач в рамках конкретных технологий, и вместе с тем она несет в себе ряд возможных проблем: современные технологии развиваются очень быстро, а обучение обычно отстает, так что полученные знания могут оказаться устаревшими и невостребованными.
Студент, получивший хорошую подготовку по основным разделам физики, сможет более осознанно выбрать специализацию и при необходимости её сменить, а главное — сможет принять участие в междисциплинарном взаимодействии, так как современные химию, биологию, экологию, медицину трудно представить без физических методов исследования.
В Великом Новгороде наших выпускников ждут на предприятиях: АО «ЭЛСИ», ООО «НПО ПКРВ» (Программные комплексы реального времени), АО «НИИПТ «Растр», АО «ОКБ-Планета», АО «Планета-СИД», ЗАО «НПП «Планета-Аргалл», филиал АО «НПК «СПП» в Великом Новгороде, АО «СКТБ РТ». Кроме того, возможна педагогическая деятельность в учебных заведениях высшего и среднего образования.
Наверное, для большинства остаётся загадкой, чем же на предприятии может заниматься физик. В НовГУ есть опыт подготовки бакалавров-физиков, наши выпускники успешно трудятся по специальности. Они с удовольствием участвуют в учебном процессе в качестве преподавателей и делятся тем, какие задачи им приходится решать на предприятиях.
Приведем примеры. Возможно, для кого-то они кажутся сложными для понимания. Но без этих мелочей невозможно создание чего-то нового в техническом плане.
Без физика не обойтись
Пример из механики. Разрабатываемая оптико-электронная система крепится под крылом самолета и производит видеосъемку местности, изображение передается на экран монитора. Оператор хочет видеть на этом экране наложенное изображение зоны, куда выльется огнетушащая жидкость, если в настоящий момент открыть баки.
Задача физика — разработать физическую модель сброса воды с самолета, а также отображения выбранной зоны на экране.
Начальными данными здесь являются высота полета, курс, крен, тангаж самолета, путевая скорость, скорость ветра, направление оси зрения камеры и её оптические характеристики (фокусное расстояние, поле зрения).
Любой физик понимает, что использовать простую баллистику материальной точки здесь нельзя. В расчёте нужно учесть порядок открытия баков, неравномерность истечения жидкости из баков, рассеяние жидкости в полете и снос её ветром, задержку срабатывания механизмов от подачи сигнала на сброс. Отдельно необходимо сигнализировать оператору, что в данный момент сброс не целесообразен (например, при высоте полета свыше 80 метров все 12 тонн воды разбрасываются на такую большую площадь, что поверхностная концентрация становится очень маленькой и не сможет осуществить тушение пожара).
На предприятии физики принимают непосредственное участие в разработке изделий и методик подтверждения их характеристик. Например, лазерный дальномер мощностью 8 мДж, работающий на длине волны 1,54 мкм, при хороших погодных условиях уверенно определяет дальность до цели с угловым размером менее 1 мрад и коэффициентом отражения 0,4, движущейся на расстоянии больше 20 км. Под хорошими погодными условиями понимаются метеорологическая дальность видимости (МДВ) больше 20 км и содержание паров воды не более 10 г в кубическом метре. Однако в северном морском климате МДВ редко достигает таких значений: чаще видимость меньше 10 км, влажность — больше. Поэтому встает вопрос о том, как изменится уровень принимаемого сигнала, как это скажется на определяемой максимальной дальности. Это тоже вопрос для физиков — изучить современное состояние науки и практики прохождения лазерного излучения заданного волнового диапазона сквозь атмосферу с учетом содержания паров воды, углекислого газа, пылевых взвесей для горизонтальных и наклонных трасс.
Ещё пример. Согласно требованиям ТЗ камера должна работать при низкой освещённости 0,001 Лк, что соответствует освещённости в темную безлунную ночь. Необходимо разработать макет стенда для проверки работы камеры в таких условиях. Задача физика — подобрать осветитель (светофильтры, диафрагмы, рассеиватели), рассчитать расстояние взаимной установки камеры и осветителя с учетом поля зрения камеры, продумать элементы затемнения (светозащитный короб), сделать макет стенда и проверить его работу.
И это лишь малая часть задач, которые на реальном предприятии Великого Новгорода приходится решать нашим выпускникам. Главное, что хочется отметить, — развитие технологий, их адаптация под конкретные условия невозможны без физиков, владеющих знаниями фундаментальных законов природы.
Что нужно для поступления на направление 03.03.02 «Физика».
Приём абитуриентов осуществляется по результатам единого государственного экзамена (ЕГЭ) по дисциплинам: физика, русский язык, математика, или информатика, или химия.
Для поступающих на базе СПО проводятся вступительные испытания по предметам: теория электрических цепей, электрорадиотехнические измерения, русский язык.
Елена АРИАС,
и.о. заведующего кафедрой физики НовГУ, кандидат наук
