Почетный профессор СПбГУ Николай Васильевич Егоров: «Интерес вызывали предметы, для освоения которых требовались усилия»

Физика победила математику?

В декабре исполняется 30 лет со дня образования кафедры моделирования электромеханических и компьютерных систем.

В школьные годы Николай Егоров особый интерес проявлял к точным наукам — математике и физике. Семья жила тогда на улице Декабристов в доме напротив ДК имени Первой пятилетки (сейчас на этом месте выстроена новая сцена Мариинского театра). И школа была неподалеку — обычная средняя школа, в 1960‑е годы еще не было специальных физматшкол, лицеев и гимназий. Но когда учительница математики провела опрос в их классе, то 90 % восьмиклассников ответили в анкете, что собираются поступать в вузы на естественнонаучные специальности.

«Мне особенно интересна история России. Многочисленные книги по истории русской армии и флота, европейских и американских государств, истории географических открытий занимают центральное место в книжных шкафах у нас в квартире. А в школе гуманитарные предметы мне давались легко, видимо, поэтому было некоторое пренебрежительное отношение к ним. Казалось, что для их усвоения, кроме хорошей памяти, ничего не требуется. Достаточно было в сентябре прочитать учебники по истории, географии или обществоведению, чтобы потом, в течение всего учебного года в них не заглядывать», — вспоминает Николай Васильевич.

В классе Николая была усиленная математическая подготовка; он участвовал в олимпиадах по математике, химии, истории, биологии, географии; не раз бывал призером районных этапов олимпиады по математике, выходил и на городской уровень. Но физика для него казалась увлекательнее.

«Интерес вызывали те предметы, в которые нужно было "вгрызаться", где требовалось прикладывать немалые усилия, в чем‑то преодолевать себя, — рассказал Николай Васильевич. — В математике была обычная формальная логика, а для решения физических проблем требовалось вдохновение, изобретательность. Кроме теоретических знаний нужны были воображение, фантазия. Для того чтобы стать физиком, требовалось желание совершенствоваться, постоянно преодолевать трудности».

Неудивительно, что после окончания школы в 1961 году Николай Егоров поступил на физический факультет ЛГУ. В апреле Юрий Гагарин полетел в космос, интерес к физике был невероятный во всем мире. И на матмехе, и на физфаке первым экзаменом была письменная математика примерно одного уровня — по пять задач. По результатам две трети абитуриентов получали «неуд» и отсеивались. Даже тройка считалась хорошей оценкой и позволяла двигаться дальше. Николай получил четверку и радовался своему успеху. Остальные экзамены он сдал на «хорошо» и «отлично» и был зачислен на первый курс. А приняли тогда на физфак 287 человек. И практически каждый первокурсник считал себя юным гением, хотя уже после первой сессии их число существенно сократилось: в Университете учиться было сложнее, чем в школе.

В конце второго курса Николай Егоров выбрал специализацию — кафедру электроники твердого тела. Его сагитировал Георгий Николаевич Фурсей (тогда — молодой кандидат физико‑математических наук), увлек идеей новых источников электронов на основе явления автоэлектронной эмиссии в условиях экстремально сильных полей и высоких плотностей тока (позже за работы по взрывной эмиссии Фурсей получил Государственную премию СССР). Явление было новым, и еще студентом Николай Егоров участвовал в экспериментальных исследованиях фундаментальных закономерностей сильных электрических полей и сильноточных пучков электронов.

Математика победила физику?

После окончания физфака Николай был приглашен Георгием Фурсеем в новую лабораторию физической кинетики на математико‑механическом факультете. Николай Егоров занимался математическими расчетами процессов, которые приводят к образованию сильноточных пучков. Там же, на матмехе он учился в аспирантуре и в 1971 году успешно защитил кандидатскую диссертацию.

В 1974 году основатель факультета прикладной математики — процессов управления Владимир Иванович Зубов пригласил Николая Егорова на должность доцента кафедры высшей математики и отнесся с пониманием к его желанию создать учебно‑научную лабораторию по физическому моделированию сильноточных электронных пучков. Математической теорией управления пучками занимался Дмитрий Александрович Овсянников, с которым Егоров вместе учился в аспирантуре. А Николай Васильевич тогда уже считал себя способным к самостоятельной работе и с воодушевлением взялся за новое дело: участвовал в организации первых компьютерных классов в Университете — «персоналок» РС тогда еще не было, а были «Электроника‑60» и ДВК; позже помогал декану физфака Станиславу Петровичу Меркурьеву в борьбе за внедрение компьютерных технологий, они приложили максимум усилий, чтобы студенты (физики и прикладные математики) осваивали компьютер. Но на физфак Егоров не вернулся.

«Зубов со скепсисом относился к бездумному применению вычислительной техники и новую кафедру моделирования электромеханических и компьютерных систем организовал, чтобы студенты факультета ПМ‑ПУ не "тупо барабанили по клаве", а понимали физику процессов, происходящих в компьютере, знали, как работают блоки памяти и видеорегистратор. Поэтому мы обучаем не просто программистов, а системных программистов. Они способны создавать проблемно‑ориентированное математическое обеспечение компьютеров, элементы новых компьютерных систем», — объяснил Николай Васильевич.

С января 1994 года по настоящее время профессор Егоров заведует кафедрой моделирования электромеханических и компьютерных систем. Почти все сотрудники кафедры — его ученики: бывшие студенты, аспиранты, докторанты. Среди его учеников больше 20 кандидатов наук и восемь докторов наук. Николай Васильевич Егоров — автор более 400 научных работ, изданных в России и за рубежом, в том числе шести монографий и учебных пособий. Вместе с коллегами и учениками регулярно получает гранты РФФИ и РНФ для продолжения своих исследований.

Для того чтобы понять, чем занимаются прикладные математики, представим видеомонитор громадной площади, как на стадионе. Одна из перспективных идей профессора Егорова: сделать экран в виде миллиардов отдельных «иголочек», каждая из которых имеет автоэмиссионное обеспечение. Управляя этой эмиссией, можно создавать изображение с высокой степенью разрешения и оперативно изменять его. Коллектив кафедры много сил приложил, чтобы реализовать эту идею. Николай Васильевич Егоров — автор более 20 патентов и авторских свидетельств на изобретения.

Владимира Ивановича Зубова очень интересовала экологически чистая энергетика, и он поручил сотрудникам кафедры моделирования электромеханических и компьютерных систем заниматься водородной энергетикой. Идея была такова: получать водород как энергоноситель, передавать его по трубам как обычный газ, затем сжигать — с выделением большого количества энергии. А водород можно получать электролизом воды (при разложении молекул воды выделяется кислород). На кафедре есть научная группа, которая занимается вопросами разработки экологически чистых источников энергии. Получено несколько патентов на различные устройства.

С футбольного поля — в Эрмитаж

Практические достижения были у Николая Егорова еще со школьной поры. В 14 лет он своими руками собрал транзисторный радиоприемник (в те годы это было повальное увлечение не только школьников, но и взрослых парней), а еще изготовил модель парусного корвета и вместе с друзьями отправлял его «в дальнее плавание», правда, не в море, а по Крюкову каналу и Мойке. В городском Дворце пионеров на Фонтанке Николай ходил не только в судомодельный и авиамодельный кружки, но и в спортивные. Получил несколько спортивных разрядов: по футболу, настольному теннису, стрельбе из мелкокалиберной винтовки, шахматам.

Но он пошел не в футбольную команду «Адмиралтеец», куда его приглашали, а в Университет. И, как оказалось, факультет выбрал правильный. В 1960‑е годы физфак был факультетом очень спортивным. Команды физиков побеждали в различных соревнованиях и спартакиадах по легкой атлетике, баскетболу, волейболу, футболу, настольному теннису. В одной футбольной команде с Николаем Егоровым играли, например, Станислав Меркурьев, затем ставший деканом физфака и ректором ЛГУ, академиком РАН; Алексей Екимов, будущий нобелевский лауреат; Вадим Фомичев, позднее директор НИИ физики, был баскетболистом; будущий профессор Андрей Лукирский больших успехов достиг не только в своей научной области (как исследователь рентгеновского излучения), но и в теннисе (выступал за ленинградское «Динамо», был призером чемпионатов СССР). «Талантливый человек талантлив во всем», — убежден Николай Васильевич.

Школьником Николай Егоров восемь лет посещал кружок при Эрмитаже. Иногда Борис Борисович Пиотровский (тогдашний директор Эрмитажа) проводил занятия кружка в своей квартире на Мойке. На этих встречах со школьниками бывал и Михаил Пиотровский (ровесник Егорова). С того времени Николай увлекся историей Древней Греции и Рима, участвовал в археологических раскопках в Саблинских пещерах (хотя, к сожалению, раскопать ничего ценного школьникам не удалось).

Вред и польза искусственного интеллекта

Николай Егоров всегда активно занимался общественной деятельностью. В школе он был председателем совета пионерского отряда и секретарем комсомольской организации школы, членом Октябрьского райкома ВЛКСМ, в Университете — одним из руководителей комсомольской организации физфака, работал и в комитете ВЛКСМ ЛГУ. Многие годы был профсоюзным общественником: вырос от члена профбюро факультета ПМ‑ПУ до заместителя председателя профкома сотрудников СПбГУ по производственной работе. Награжден профкомовской премией имени Ю. В. Пашкуса — как человек, успешно совмещающий научную деятельность и общественную работу.

Доктор физико‑математических наук, профессор Николай Васильевич Егоров более 12 лет (2002‑2014) был членом экспертного совета по управлению, вычислительной технике и информатике Высшей аттестационной комиссии Минобрнауки РФ. В 2000‑2017 годы был председателем совета по защите кандидатских и докторских диссертаций по специальностям: 05.13.01 — системный анализ, управление и обработка информации (технические и физико‑математические науки) и 05.13.18 — математическое моделирование, численные методы и комплексы программ (физико‑математические науки). В октябре 2013 года председательствовал на заседании университетского диссертационного совета, на котором по правилам Университета была успешно защищена одна из первых диссертаций на соискание ученой степени Ph. D. СПбГУ по специальности «Физика». А в 2022 году по новым правилам Университета докторскую диссертацию защитил ученик Егорова — Герасим Владимирович Кривовичев.

Образовательная программа «Прикладная математика и физика» появилась в СПбГУ в 1992 году благодаря усилиям профессора Егорова. «Прежде эта специальность была открыта в МФТИ, и я ездил туда договариваться, чтобы они разрешили открыть ее в нашем Университете. Им не очень хотелось конкуренции, но обстоятельства сложились удачно. Ректором МФТИ тогда был мой тезка — Николай Васильевич Карлов, это помогло мне в переговорах, — вспоминает Егоров. — А в нулевые годы, когда перешли на бакалавриат и магистратуру, на физфаке упал конкурс при приеме абитуриентов. И направление "Прикладная математика и физика" было открыто не только на факультете ПМ‑ПУ, но и на физфаке. Это помогло физикам увеличить прием».

Профессор Николай Васильевич Егоров является одним из крупнейших в стране и хорошо известных за рубежом ученым в области математического моделирования вакуумных и твердотельных микро- и наноструктур.

Отвечая на вопрос о возможностях искусственного интеллекта, Николай Васильевич объяснил: «ИИ — это прежде всего компьютерная программа. Без человека‑оператора он ничего не может, он выполняет поставленные ему задачи. Страхи вокруг искусственного интеллекта придуманы неспециалистами, болтунами. Навредить ИИ может только в том случае, если человек даст ему соответствующую команду. ИИ — это инструмент, как молоток: можно и гвоздь забить, и по голове ударить».

Несколько лет назад ректор обратился к научно‑педагогическим работникам Университета с предложением готовить специалистов практической направленности, которые будут приносить ощутимую пользу стране. Николай Васильевич Егоров откликнулся на этот призыв и теперь руководит образовательными программами инженерной направленности: бакалаврской «Прикладные компьютерные системы» и магистерской «Инженерно-ориентированная математика и физика». Эти программы нацелены на то, чтобы готовить специалистов‑практиков, которые способны принимать инженерные решения. В том числе некоторые выпускники осваивают проблемы искусственного интеллекта.