«Люблю искать красивые решения». Победитель Международной олимпиады по физике Артем Еремин
Самая интересная задача
— Вы получили золото на Международной олимпиаде по физике в Колумбии. Что вам запомнилось больше всего?
— В первую очередь сама Колумбия. Страна расположена в горах, поэтому практически везде открываются красивые пейзажи. От них дух захватывает.
У нас были экскурсии. Запомнился район, где все дома окрашены в белый цвет. Нам объясняли, что это связано с историей борьбы Колумбии за независимость. Еще нас водили к памятнику, рядом с которым находилось высокое здание со смотровой площадкой. Туда можно было подняться на лифте и посмотреть на город сверху. Кроме того, понравилась канатная дорога. Когда едешь среди гор, открываются невероятные виды.
Кроме того, удалось познакомиться и с культурой Колумбии. После финала для участников организовали ужин, а затем состоялся концерт — выступал Мауро Кастильо (актер и певец, который озвучил одного из героев мультфильма «Энканто». — Примеч. ред.).
— Какое из олимпиадных заданий вас больше всего заинтересовало?
— Мне понравилось третье задание теоретического тура. Оно было посвящено термодинамике парамагнетиков. В его основе лежали достаточно базовые физические представления, а вычислений было немного. Гораздо важнее оказалось понять саму физику происходящего. Такие задачи я больше всего люблю: когда нужно разобраться в явлении, а не просто выполнить длинные расчеты.
Кроме того, сама постановка задачи была необычной. Обычно в термодинамике рассматривают идеальный газ или какие-то другие базовые модели. Здесь же исследовалось твердое вещество, его магнитные свойства, причем все это было связано с термодинамикой. Мне кажется, такие пересечения разных разделов физики интересны.
— Какая задача показалась вам самой легкой?
— Наверное, первая. Она состояла из трех независимых частей, и каждая из них в том или ином виде уже встречалась нам во время подготовки к сборам.
Первая часть была посвящена гидростатике — достаточно базовой теме. Во второй рассматривалось движение двух электронов вокруг друг друга. Но по сути она эквивалентна задаче небесной механики, то есть обычной задаче на гравитацию.
Третья была связана с фотоном, который попадает в молекулу озона. После этого она распадается на атомарный и молекулярный кислород — O и O2. Нужно было записать законы сохранения энергии и импульса и определить, при какой минимальной энергии такой распад вообще возможен.
— Какая задача показалась наиболее сложной?
— Все-таки вторая. Она была посвящена оптике. Нужно было исследовать, как ведет себя пучок лучей после отражения от полуцилиндрического зеркала. Лучи пересекаются и образуют область повышенной освещенности, которая описывается определенной кривой.
Если сравнить это с параболическим зеркалом, то там все лучи сходятся в одной точке. Здесь ситуация была значительно сложнее, и в задаче оказалось довольно много математики.
— Как вы готовились к Международной олимпиаде по физике?
— После десятого класса была серия отборов и учебно-тренировочных сборов. Затем снова отборы, следующие сборы, после этого — Азиатская олимпиада и уже потом Международная. В общей сложности весь путь занял больше года.
На сборах нам читали теорию, которая выходит далеко за рамки школьной программы. По сути, программа Международной олимпиады соответствует примерно первым двум курсам университета по общей физике. Кроме того, нам дают дополнительные материалы, а во время отборов предлагают задачи, по результатам которых и определяется состав команды.
— Сколько времени вы обычно уделяете подготовке?
— Три двухнедельных сбора за весь цикл подготовки. Конечно, между ними тоже приходится заниматься, но нельзя сказать, что я каждый день по много часов решаю олимпиадные задачи.
— Опишите ваш обычный день во время сборов.
— Занятия проходили на базе тренерского штаба Сборной России. Обычно мы вставали, завтракали, затем проходили занятия до обеда. После обеда были еще пары, затем ужин.
Кроме лекций были экспериментальные практикумы. Нам давали оборудование, предлагали выполнить экспериментальные задания, провести измерения и обработать результаты. Были также семинары. Если оставалось время, вечером мы самостоятельно дорешивали задачи.
«Мне хотелось понять, как устроен мир»
— С чего начался ваш путь в олимпиадном движении?
— Все началось в шестом классе, когда я попал к Борису Анатольевичу Боронилову — он преподает в Калининградской области и занимается подготовкой олимпиадников по физике. Я пришел к нему на занятия, начал решать олимпиадные задачи. Мне это давалось довольно легко, поэтому постепенно я стал пробовать силы в задачах за более старшие классы.
Кроме того, мы много решали задания прошлых лет. Я участвовал в различных олимпиадах, потом — во Всероссийской олимпиаде школьников. Так постепенно дошел и до международного уровня.
— Почему именно физика?
— Мне всегда нравились науки, связанные с математикой и логикой. Но главное — мне хотелось понять, как устроен мир. Наверное, именно поэтому я и выбрал физику.
Каждая новая физическая модель, с которой я знакомился, помогала чуть лучше понимать, как устроена окружающая реальность. Именно это было самым интересным.
— Есть ли в этом влияние семьи?
— Думаю, да. Например, мой дедушка хорошо разбирался в радиотехнике. Я видел, что дома у него есть разные схемы, приборы, что он постоянно что-то делает, связанное с электричеством.
Мне стало интересно, я начал задавать вопросы, а он объяснял. Потом я и сам заинтересовался радиотехникой. Возможно, именно это постепенно и привело меня к физике. Наверное, именно тогда все и началось.
— Есть ли раздел физики, который нравится вам больше остальных?
— Если говорить именно об олимпиадной физике, то мне больше всего нравится электростатика. Она кажется очень красивой. Бывают физические системы, где с помощью довольно неожиданного преобразования можно получить очень элегантное решение. Есть факты, которые не выглядят очевидными, если просто посмотреть на физические законы, но оказываются абсолютно верными. Именно такие вещи мне и нравятся.
Например, можно рассматривать равномерно заряженную площадку и искать перпендикулярную компоненту напряженности поля в некоторой точке. На первый взгляд задача кажется довольно сложной. Но если правильно выполнить интегрирование, оказывается, что нужная компонента поля просто пропорциональна телесному углу, под которым видна эта площадка. Такие неожиданные результаты кажутся красивыми.
На основе подобных идей потом строятся олимпиадные задачи. Нужно догадаться, какое преобразование использовать, найти красивое соотношение, и тогда решение получается одновременно простым и изящным.
Если же говорить уже о науке в целом, то мне интересна квантовая механика. Правда, пока я еще не изучал ее настолько глубоко, чтобы говорить о ней как о профессиональной области.
«И я подумал: “Может, олимпиадная физика — не мое?”»
— У всех бывают моменты, когда кажется, что ничего не получается. Такое случалось?
— Помню, я участвовал в олимпиаде имени Максвелла. Тогда я не прошел на заключительный этап после регионального тура. Конечно, мне было очень обидно. Возможно, где-то оценили не совсем так, как я ожидал. Такое иногда бывает на олимпиадах. Но утверждать этого я не могу.
Тогда, наверное, впервые появились мысли, что, может быть, олимпиадная физика — это вообще не мое.
— Что помогло не отказаться от олимпиад?
— Со временем я понял, что неудачи случаются у всех. Их нельзя воспринимать как окончательный результат. Сегодня может не повезти, завтра все получится. Поэтому лучше просто продолжать заниматься, двигаться вперед и не останавливаться из-за одной неудачи.
— Кто поддержал вас в тот момент?
— Родители, учителя и, конечно, Борис Анатольевич. Он дал мне главный совет — заниматься тем, что действительно интересно. Не стоит заставлять себя изучать предмет только потому, что так нужно. Если человеку по-настоящему интересно, он гораздо быстрее развивается. Мне кажется, именно этого принципа я стараюсь придерживаться до сих пор.
— Как после той неудачи вы вернулись в олимпиадное движение?
— Уже в следующем году были серьезные соревнования. Кроме того, еще в шестом классе я проходил отбор на сентябрьскую образовательную программу в «Сириусе». Сама программа проходила уже в начале седьмого класса.
Отбор я написал успешно, на самой программе тоже показал хороший результат. Затем были этапы Всероссийской олимпиады школьников. И у меня все получалось.
«Мы с друзьями друг друга поддерживаем»
— Что вам дала та первая поездка в «Сириус»?
— Наверное, прежде всего благодаря этому я гораздо лучше узнал сам олимпиадный мир. Понял, какие существуют олимпиады, какие бывают учебно-тренировочные сборы, как вообще устроена эта система.
Во многом это была классическая образовательная программа. Каждый день проходили занятия — насколько помню, около трех пар. Основной упор тогда делался на механику.
Кроме того, нам рассказывали вещи, которых в школе еще не было. Например, именно там я впервые познакомился с интегралами. Были и практические занятия — экспериментальные туры, где нужно было работать с оборудованием, проводить измерения и получать результаты самостоятельно. Это был очень полезный опыт.
— Остались друзья, с которыми вы познакомились тогда?
— Да. Например, на программу я приехал вместе с ребятами из Калининграда. До этого мы были знакомы, но общались не очень близко. Именно во время программы мы подружились, а сейчас продолжаем общаться и поддерживать друг друга на олимпиадах.
— В чем заключается эта поддержка?
— По-разному. Иногда кто-то просит помочь с задачей или объяснить решение. Если что-то не получается, можем вместе разобраться.
Например, кто-то присылает задачу и просит помочь разобраться с решением. Иногда я сам пытаюсь ее решить, потом предлагаю какие-то идеи. Бывает и наоборот: человек уже почти решил задачу, но где-то ошибся в вычислениях или рассуждениях. Тогда можно вместе найти ошибку. В общем, это обычная совместная работа над задачами.
Кроме того, поддерживаем друг друга. Перед соревнованиями всегда желаем удачи, а если у кого-то что-то не получилось, стараемся подбодрить. Говорим: «Не переживай, у меня тоже такое случалось». Иногда этого уже достаточно, чтобы человек успокоился.
Будущее и квантовая теория поля
— Остается ли при таком уровне подготовки время на что-то помимо физики?
— Да, конечно. На самом деле многие думают, что подготовка к олимпиадам занимает абсолютно все время, но у меня это не так.
Я люблю гулять. Мне очень нравится программирование. Оно тоже заставляет думать. Особенно интересно олимпиадное программирование. Во многом оно похоже на олимпиадную математику: там тоже нужно искать красивые идеи и нестандартные решения.
Мне нравится и сам процесс написания кода. Кроме того, иногда я пишу программы уже не для соревнований, а просто потому, что мне интересно. Например, если меня заинтересует какая-нибудь задача из теории чисел, я могу написать программу, которая будет считать определенные характеристики или проверять различные свойства чисел. Иногда делаю небольшие приложения просто для себя.
— Получается, программирование стало еще одним вашим олимпиадным направлением?
— В какой-то степени да. В этом году я вышел на заключительный этап Всероссийской олимпиады школьников по информатике, но призером пока не стал.
— Вы уже решили, чем хотите заниматься после школы?
— Да. Я хотел бы заниматься теоретической физикой.
Сегодня квантовая теория поля — это, наверное, наиболее фундаментальная модель, которую удалось построить. Но даже она не отвечает на все вопросы: остаются расхождения с экспериментом, существуют проблемы, которые пока не решены. Мне интересно заниматься именно такими вопросами — строить модели, которые будут еще точнее описывать реальность.
— Если бы сейчас перед вами сидел школьник, который только начинает заниматься олимпиадной физикой, какой совет вы бы ему дали?
— Важно заниматься тем, что действительно интересно. Если предмет по-настоящему увлекает, заниматься им становится намного легче.
И, конечно, не стоит сдаваться после первых неудач. Они случаются у всех. Не нужно воспринимать их как повод отказаться от своей цели. Лучше продолжать работать и двигаться вперед.
Фото из личного архива героя материала