№ 29 (3688), 10 декабря 2004 года
главная | оглавление | <... | ...>

20 лет кафедре вычислительной физики –
история и современность

До 1984 года азам вычислительной физики учили преподаватели кафедры высшей математики и кафедры квантовой электроники. Заведующие этих двух кафедр – Л.Д.Фаддеев и Н.И.Калитеевский поддержали идею Станислава Петровича и выделили из своего штата сотрудников и преподавателей. Кафедра начала свою деятельность осенью 1984 года и была первой кафедрой вычислительной физики в стране.

С.П.Меркурьев

До своей безвременной кончины заведующим кафедрой был Станислав Петрович Меркурьев (28 апреля 1945 – 18 мая 1993). Стиль его научной деятельности определялся принципом – хорошая математика порождает хорошую физику. Он стремился заставить глубокие математические теоремы работать в прикладных задачах физики. Путь к этому лежал через разработку новых алгоритмов и их реализацию на лучших современных компьютерах. Ему удалось получить тонкие математические результаты по асимптотике волновой функции в квантовой задаче трех тел, на основе которых были созданы алгоритмы и проведены важные расчеты малонуклонных и мезоатомных систем. Замечательный педагог, он воспитал группу хороших специалистов в области физики малочастичных систем. Научные заслуги Станислава Петровича были высоко оценены научным сообществом. В 1987 г. он был избран членом-корреспондентом АН СССР, а в 1991 г. действительным членом Российской АН. Он был также иностранным членом Академии наук и искусств Барселоны.

Девять лет (1984–1993) Станислав Петрович занимал ответственный пост ректора университета. Его талант администратора помог университету не только достойно пережить трудные перестроечные годы, но и значительно укрепить международный престиж университета. Нынешний ректор СПбГУ Л.А.Вербицкая на мемориальной части Конференции по вычислительной физике памяти С.П.Меркурьева сказала: «Подобно тому, как Петр Великий прорубил окно в Европу, Станислав Петрович сделал Санкт-Петербургский университет полноправным участником международного университетского сообщества, предоставив возможности для контактов между учеными разных стран и для свободного обмена научными идеями». Кардинально были облегчены процедуры поездок за границу и приглашений иностранных коллег, были подписаны и реализованы многие программы международного сотрудничества. С.П.Меркурьев был избран одним из руководителей Постоянной конференции ректоров европейских университетов и вице-президентом Евро-Азиатской ассоциации университетов.

Первоначально преподавателями кафедры были: С.Ю.Славянов, К.А.Макаров, С.В.Булдырев – от математиков, В.Б.Смирнов, С.Н.Багаев, О.В.Огинец – от физиков. Вычислительную технику поддерживали В.Н.Корзинин и С.Б.Хватов, хозяйственные дела вела М.Г.Яковлева. Из этих «пионеров» сегодня на кафедре работают: С.Ю.Славянов – ныне профессор, О.А.Огинец – ныне старший преподаватель и М.Г.Яковлева – инженер.

К.А.Макаров и С.В.Булдырев в настоящее время профессора в университетах США. Быстро покинувший кафедру В.Б.Смирнов и занявшийся бизнесом С.Н.Багаев ушли из жизни. В.Н.Корзинин и С.Б.Хватов работают в частных фирмах.

Через год на кафедру пришли И.В.Комаров, Ю.А.Куперин, А.А.Квицинский, В.Н.Яковлев, М.М.Фаддеев, немного позже С.Л.Яковлев, С.А.Немнюгин, И.М.Григорьев, И.В.Андронов, В.А.Буслов, В.Б.Курасов, В.Н.Смирнов, появились и специалисты, более связанные с компьютерами – В.Ю.Дмитриев и В.В.Монахов. Над поддержанием техники работали программисты А.Тимонин, И.Чечик, А.Нилов, М.Панкин.

Профессор С.Ю.Славянов подводит итоги студенческой конференции.

Первый новый курс, прочитанный на кафедре в результате новаций Министерства высшего образования, – «Автоматизированные системы научных исследований» разработал приглашенный из ЛИЯФа Ю.Ф.Рябов. Это предопределило последовавшие долголетние добрые и плодотворные контакты профессора Ю.Ф.Рябова и его научной группы с кафедрой вычислительной физики.

Чтобы усилить экспериментальное направление на кафедре, связанное с автоматизацией научного и учебного эксперимента, С.П.Меркурьев организует филиал в Институте аналитического приборостроения Академии наук. Сотрудники этого филиала А.П.Щербаков, А.О.Голубок участвуют в обучении студентов кафедры и по настоящее время.

После смерти С.П.Меркурьева заведующим кафедрой становится профессор И.В.Комаров. Игорь Владимирович Комаров поддерживал на кафедре атмосферу доброжелательных отношений и научной активности, созданную С.П.Меркурьевым. В 2004 году заведующим кафедрой становится ученик С.П.Меркурьева – профессор С.Л.Яковлев.

С момента основания и по настоящее время основным направлением в деятельности кафедры является внедрение новейших информационных технологий и компьютерных средств в практику обучения физике и в научные физические исследования.

Кафедра готовит специалистов-физиков, для которых использование компьютеров на профессиональном уровне является неотъемлемым элементом их деятельности. В основу образовательного процесса на кафедре положен принцип сочетания фундаментальности университетского образования с его практической направленностью, релизуемый на базе физического факультета и двух филиалов кафедры в Институте ядерной физики РАН и Институте аналитического приборостроения РАН. Сотрудники и студенты кафедры проводят исследования:

а) в области теоретической физики, основанные на широком использовании компьютерного моделирования и современных вычислительных методов,

б) по автоматизации физического эксперимента, разработке программных средств для математического моделирования, управления экспериментом, обработки и визуализации данных,

в) в области создания программных средств и методических материалов, нацеленных на применение в физике и в образовании для физиков.

Кафедра отвечает за проведение на физическом факультете лекционных и практических занятий по программированию, численным методам, методам вычислительной физики. Ведется обучение современным языкам и системам программирования, в том числе работе в Интернете. На кафедре вычислительной физики впервые в стране был создан автоматизированный практикум по общей физике. Элементы этого практикума в настоящее время используются в различных университетах России, а также в некоторых университетах Швеции, Дании и Финляндии.

Можно выделить следующие научные направления на кафедре:

1. Интегрируемые системы – проф. И.В.Комаров, проф. А.В.Цыганов.
2. Специальные функции: теория и база знаний, термосопротивление строительных конструкций – проф. С.Ю.Славянов.
3. Малочастичные квантовые системы: теория и расчеты – проф. С.Л.Яковлев, доц. Е.Яревский.
4. Статистическое моделирование квантовых систем, высокопроизводительные вычисления в физике – доц. С.А.Немнюгин.
5. Использование компьютеров в эксперименте, создание прикладных пакетов для физиков – доц. В.В.Монахов.
6. Задачи дифракции – доц. И.В.Андронов.
7. Дискретная математика – доц В.А.Буслов.
8. Фазовые переходы первого рода – доц. В.Б.Курасов.

Итоги научной работы кафедры за 15 лет: защищены 5 докторских диссертаций – Ю.А.Куперин, А.А.Квицинский, С.Ю.Славянов, С.Л.Яковлев, А.В.Цыганов и 14 кандидатских диссертаций – В.М.Суслов, С.А.Немнюгин, В.В.Кострыкин, Е.А.Яревский, В.Б.Кузнецов, А.Б.Цыганов, Ю.Б.Мельников, Д.М.Латыпов, И.Н.Филихин, С.Б.Левин, В.А.Руднев, А.Б.Пирожников, А.В.Кожедуб, В.И.Золотарев; сотрудниками кафедры опубликованы 9 научных монографий (С.П.Меркурьев, С.Ю.Славянов, И.В.Комаров, С.А.Немнюгин, И.В.Андронов) и один учебник (С.А.Немнюгин); три из этих книг изданы и на английском языке. Были созданы три интегрированных программных пакета – EPIGRAF (В.Ю.Дмитриев), BARSIC (В.В.Монахов, А.В.Кожедуб), SFTools (С.Ю.Славянов, А.Б.Пирожников, А.М.Акопян); получено около 10 международных и российских патентов и лицензий (В.Ю.Дмитриев, В.В.Монахов), подготовлено свыше десятка компьютизированных лабораторных работ. Число научных публикаций в ведущих научных журналах – российских и международных – достигает полутысячи.

В 1993 научный сотрудник кафедры В.Б.Кузнецов удостаивается премии Европейской академии по математике для молодых ученых. В том же году В.Ю.Дмитриев получает премию на международной выставке в Мюнхене, в 1998 году первую премию на выставке в Санкт-Петербурге по электронным образовательным технологиям вручили В.В.Монахову. В 2003 году кафедра провела Международную конференцию по вычислительной физике памяти С.П.Меркурьева.

Сотрудниками кафедры получено свыше сорока научных грантов: грантов Сороса, РФФИ, INTAS, Научной школы, Немецкого научного общества, Шведского института, Датской Коллегии ректоров, Интеграции высшей школы и Академии наук, мэрии Санкт-Петербурга. Часть этих грантов получили студенты кафедры. Четверо преподавателей кафедры стали соросовскими профессорами и доцентами.

Успешно развивались международные контакты. По несколько месяцев И.В.Комаров, С.Ю.Славянов, С.Л.Яковлев работали приглашенными профессорами в университететах Европы и США, география поездок сотрудников кафедры с научными целями включает большинство стран Европы, США и Китай. Часто выезжали за рубеж и студенты – в Германию, Данию, Италию, Швецию, Финляндию, США, Испанию. За последние два года 14 студентов кафедры принимали участие в международных студенческих школах: в совместной Российско-Германской школе в Санкт-Петербурге и Ferienakademie в Южном Тироле.

Те, кто хочет защитить кандидатскую диссертацию, могут сделать это на специализированном Совете по специальностям 05.13.01 и 05.13.18, который в значительной мере укомплектован сотрудниками кафедры. Как правило, выпускники кафедры находят себе работу по специальности даже в нынешних нелегких условиях. Они работают в ЦЕРНе, в компьютерных фирмах в Санкт-Петербурге, в университетах и исследовательских институтах.  

И.В.Комаров, С.Ю.Славянов, С.Л.Яковлев

© Журнал «Санкт-Петербургский университет», 1995-2004 Дизайн и сопровождение: Сергей Ушаков