«Наука в Сибири»
№ 44 (2929)
7 ноября 2013 г.
ВЕРНЫЙ ПОДДАННЫЙ
«ЦАРИЦЫ НАУК»
5 ноября Владимиру Гавриловичу Романову, члену-корреспонденту РАН, лауреату Государственной премии СССР исполнилось 75 лет.
Л. Юдина, «НВС»
 |
Юбилеи неотвратимы, как смена времен года. Есть в них своя закономерность и логика, в этих вехах быстротекущей жизни. Ритуалы чествования людей, преодолевших очередной пяти-десятилетний отрезок времени, предполагают обязательный отчёт о содеянном на рабочем месте и вне его, воспоминания о лучших мгновениях трудовой, общественной и прочей деятельности. Юбиляру, как водится, воздается должное. В зависимости от прожитых лет, от накопленного багажа, характеристики приобретают всё более яркие оттенки, а градус уважения к коллеге, гордости за него, возрастает в геометрической прогрессии.
Годы прибавляют опыта, годы прибавляют мудрости. Появляется способность взглянуть на события прошлых лет под определенным углом зрения, что-то переосмыслить, переоценить, понять, все ли сделано так, как следовало.
Владимир Гаврилович Романов стал сотрудником Сибирского отделения Академии наук более 50 лет тому назад.
— Как заметил один мудрый человек, удача выбирает того, кто к ней готов. Что, на ваш взгляд, помогало вам уверенно двигаться вперед?
— Думаю, выбор направления оказался удачным. Начинал я свою научную деятельность в Институте математики с того, что занимался численными методами решения интегральных уравнений, связанных с задачами теории упругости. Руководителем был С. М. Белоносов. Под его началом я подготовил и защитил кандидатскую диссертацию.
Но Сергей Михайлович буквально через три года уехал, я оказался на распутье. Молодой специалист, молодой кандидат наук, хотелось поддержки, надежного плеча. Нужно было определиться, что же делать дальше. И я пошел к Михаилу Михайловичу Лаврентьеву в Вычислительный центр — уже был знаком с ним, пересекался по работе. Сотрудники им были нужны, я подходил, так что вскоре переселился в ВЦ.
Михаил Михайлович к тому времени был уже признанным учёным, занимался теорией некорректных задач. Это новое модное направление только начиналось. По существу, он, Андрей Николаевич Тихонов и Валентин Константинович Иванов были его родоначальниками. А. Н. Тихонов и В. К. Иванов получили Ленинскую премию за эти работы. М. М. Лаврентьев был к тому времени уже лауреатом Ленинской премии, а дважды она не присуждалась.
Когда я пришел в ВЦ, М. М. Лаврентьев как раз занялся геофизическими приложениями. Думаю, тому немало способствовали частые контакты с геофизиками и Анатолий Семенович Алексеев, человек уже хорошо знакомый с геофизическими проблемами и пришедший к нему в лабораторию в 1963 году. Михаил Михайлович стал интересоваться обратными задачами. Ведь основная проблема геофизики — определение структуры внутренности Земли по данным физических измерений, которые могут быть проведены на поверхности, прямо связана с обратными задачами. Обычно физические процессы описываются дифференциальными уравнениями, в которые входят некоторые неизвестные коэффициенты, они характеризуют свойства земных недр, например, плотность, упругие свойства вещества Земли, её электрические свойства и т.д. Эти коэффициенты являются функциями географических координат и глубины. А физические эксперименты, которые проводятся либо людьми (искусственные взрывы), либо самой природой (землетрясения, грозы, ионосферные бури), создают предпосылки для определения искомых коэффициентов.
— То есть на поверхности можно измерять только проявление различных физических процессов?
— В основном, именно так. И возникает вопрос: а можно ли, измеряя физические процессы на поверхности Земли, сказать что-то об её глубинных свойствах? Оказывается, можно. Но математические задачи, которые при этом возникают, довольно сложные.
— Почему — сложные? Математике, как известно, доступно всё.
— Обычно при описании физических процессов возникают задачи другого сорта. Вот чем занимается в этом направлении математика на протяжении уже нескольких столетий? Задается дифференциальное уравнение, описывающее процесс, задаются также начальные и граничные условия. Требуется вычислить, как этот процесс будет развиваться во времени и пространстве. При этом предполагается, что входящие в уравнение коэффициенты, характеризующие свойства вещества, заданы. Это классическая задача. Детально изучено, когда такие задачи поставлены корректно, какие данные можно задавать, построены алгоритмы их решения.
— А ваши задачи?
— Они в некотором смысле обратны по отношению к классическим. В них требуется найти коэффициенты дифференциальных уравнений по информации о решениях краевых задач, измеряемой на границе области. Это были новые проблемы в математике, и было непонятно, как к ним подступиться. Должен сказать, что подобные задачи рассматривались и ранее, но при очень ограничительных условиях. Обычно речь шла об определении функции одной переменной, например, распределении скорости волн по глубине, или об определении электромагнитных свойств, которые зависят от одной переменной. В этих случаях возникают более простые дифференциальные уравнения, и обратные задачи решатся сравнительно просто. Но для геофизики типичны задачи, когда искомые коэффициенты существенно зависят от всех трёх пространственных переменных, не только от глубины, но и от географических координат тоже. Тогда задача становится многомерной — мы должны определить функции нескольких переменных. Подобные задачи являются, как правило, некорректными, неустойчивыми по отношению к данным измерений, они смыкаются с тем направлением, которое развивали М. М. Лаврентьев, А. Н. Тихонов, В. К. Иванов. Чтобы задача стала устойчивой, надо сузить класс рассматриваемых решений.
— А от чего зависит этот самый класс?
— От конкретной задачи. От того, какие разумные гипотезы можно предложить, оправданные в каком-то смысле. Например, в геофизике часто качественное представление о регионе определяется набором числовых параметров. Если это учесть, то задача становится более обозримой, решается лучше и в ней не появляется той неустойчивости, которая характерна для исходной задачи. В математике есть примеры задач, которые некорректны в том смысле, что можно сделать в данных задачи малое изменение, а решение изменится в десятки, сотни, тысячи раз. Поэтому очень важно для подобных задач выбрать разумный класс решений.
— Публикации на эту тему уже появлялись?
— Их было чрезвычайно мало — единицы. По существу наши работы по многомерным обратным задачам были первыми. На Западе подобные статьи стали появляться спустя лет десять-пятнадцать.
— Владимир Гаврилович, вы же все годы возглавляете лабораторию волновых процессов, начиная со времен работы в Вычислительном центре?
— Сразу после защиты докторской диссертации в 1969 г. Гурий Иванович Марчук предложил мне создать лабораторию, и в скором времени она была создана. В Институт математики я перешел в 1987 г. со всем коллективом лаборатории, который и поныне возглавляю. По времени это совпало с периодом, когда директором Института математики был назначен академик Михаил Михайлович Лаврентьев.
— И уже здесь получили Государственную премию?
— Да, хотя представлен к ней наш коллектив (М. М. Лаврентьев, Ю. Е. Аниконов, В. Р. Кирейтов, С. П. Шишатский и я) был учёным советом ещё в ВЦ — за исследование многомерных обратных и некорректных задач математической физики и анализа.
— Довольно длительное время вы были в Институте математики заместителем директора по науке?
— Восемь лет. Это несколько мешало мне заниматься наукой, потому я покинул эту должность.
— Но в принципе работа согревала душу?
— Поначалу — да! В ней было много интересных моментов! Новое дело всегда интересно. Но потом, по мере приобретения опыта, интерес к административной работе стал пропадать. Мне всегда более нравилась научная работа. Мы с Александром Алексеевичем Боровковым предложили тогда директору в заместители двух достойных приемников — В. Л. Береснева и М. В. Фокина, которые до сих пор в замах — вот уже более 20 лет.
— Интересно, характер человека подсказывает выбор профессии или профессия формирует характер?
— Конечно, характер предрасполагает к определенному роду занятий, склонностям и увлечениям. Но к моменту выбора профессии молодой человек не всегда может чётко определиться в своих предпочтениях. Я понял, что мне особенно интересно в старших классах, и выбор оказался удачным. К сожалению, так случается не всегда и не у всех. Тогда большое везение — всё-таки выйти на свою тропу. И род занятий может очень повлиять на формирование человека, его дальнейшую судьбу. Лично я считаю, что мне по характеру математика очень подходит. В ней важны терпение, последовательность, умение не отвлекаться от главной задачи. При этом нужно видеть и перспективные приложения, которые то и дело возникают, уметь оценить их. Из приложений рождаются новые математические задачи.
— А много этих самых перспективных приложений?
— Много! Порой в математике зарождаются довольно абстрактные ответвления, и даже невозможно предположить, что из этого может получиться в дальнейшем. Множество независимых ответвлений. Тем не менее, на некотором этапе они смыкаются. Математика едина, и все её ответвления со временем находят применение.
— Вот вы когда-то говорили, позволю себе вас процитировать, что «математики не могут позволить себе роскошь заниматься чем попало. Слишком много важных проблем, которые математика должна решать... Всегда приятней, когда математическая идея приносит практическую пользу».
— Естественно, любому человеку приятно, когда идею, которую он предложил, можно к чему-то приложить, принести пользу обществу.
— Лично ваши достижения куда-то приложились?
— Непосредственно — в геофизику. По ряду вещей, которыми мы занимались вначале, не всегда было понятно, найдут ли они практическое применение. Но в результате они оказались востребованы. Так обстояло, например, с теорией динамических обратных задач геоэлектрики. Традиционно обратная задача об определении геоэлектрических параметров земных недр решалась в диффузионной постановке, методом становления поля. Суть её заключается в следующем. В некоторой точке поверхности земли прикладывается короткий по времени импульс тока. Проводятся измерения напряженности возникающего электромагнитного поля в ряде точек на поверхности земли во временном диапазоне в несколько секунд. При этом существенным оказывается только медленное затухание напряжённости поля во времени, которое описывается диффузионным приближением в системе уравнений электродинамики (токи смещения не принимаются во внимание). По измеренным данным определяется коэффициент электрической проводимости, обычно, как функция глубины.
В 80-е годы, когда мы начали изучать обратные задачи для уравнений электродинамики, у нас возникла идея использовать для их исследования подходы, уже развитые для уравнений акустики и упругости. В сейсмике известная задача — определение упругих параметров среды, в частности, скорости распространения сейсмических волн. При решении этой задачи существенно используется возможность прослеживать фронт сейсмической волны и динамику этого фронта. Казалось очень естественным воспользоваться подобными приемами и для уравнений электродинамики. Что и было сделано, создана теория обратных задач электродинамики, использующая полную динамическую картину распространения волн, и развиты методы их численного решения.
И тогда возник вопрос о реальной применимости этих методов. В чём здесь дело? Скорости распространения сейсмических и электромагнитных волн резко отличаются друг от друга. Сейсмические волны имеют порядок нескольких километров в секунду, а электромагнитные порядок скорости света (300 тыс. км/сек). Поэтому, чтобы проследить динамику распространения электромагнитной волны, нужно производить её регистрацию на временах порядка миллиардных долей секунды. Подобными приборами геофизики в ту пору не располагали. Однако спустя десяток лет они были созданы.
Впервые я увидел такие приборы и проводимые измерения в реальной ситуации в Швеции где-то
Но есть теоретические разработки, которые до сих пор не нашли практического применения. Среди них исследования, связанные с томографическими проблемами, когда необходимо учитывать не только поглощение излучения в среде, но и его рассеяние. Ещё
Второй пример связан с использованием полной динамической информации о распространении сейсмических волн в обратных задачах сеймики. Выполненные мной математические исследования здесь идут впереди практических применений. Незадолго до своей кончины академик С. В. Гольдин создал междисциплинарный интеграционный проект, который должен был существенно продвинуть практическое приложение ряда имеющихся у нас теоретических разработок. Для этого нужно было исследовать ряд сопутствующих математических и геофизических проблем. На их решение и был направлен проект. Мы с Андреем Карчевским работали над его реализацией. К сожалению, проект остался незавершённым.
Говоря о приложениях, могу добавить также, что в конце
Потом Анатолий Семенович Алексеев предложил использовать реальные данные, собранные в Комплексной геофизической экспедиции (КСЭ) Института физики Земли, чтобы рассчитать сейсмический скоростной разрез в сечении большого круга Земли, проходящем через Памир и Байкал. Именно для этого сечения был накоплен большой сейсмологический материал о временах пробега волн от различных землетрясений.
Авторский коллектив, который разрабатывал вычислительный алгоритм решения этой задачи, включал в себя М. М. Лаврентьева, А. С. Алексеева, Р. Г. Мухометова, В. Г. Романова (сотрудников ВЦ) и И. Л. Нерсесова (руководителя КСЭ). В 1971 г. вышла публикация, в которой впервые был построен двумерный сейсмический разрез мантии Земли до глубин порядка 400 км. Фактически эта работа инициировала целое направление в геофизике, которое сейчас носит название сейсмической томографии.
— То есть вас с полным правом можно называть родоначальниками нового научного направления?
— И это, скажу вам, чрезвычайно приятно! Сейчас возникает всё больше областей приложения нашей науки, имеются сотни тысяч публикаций на эту тему и появилось уже несколько тысяч книг. А у нас по многомерным обратным задачам была первая книга!
— Владимир Гаврилович, вы много лет преподавали в НГУ. Доставляла ли удовлетворение педагогическая деятельность?
— Ей отдал 35 лет. Читал лекции по многим математическим предметам, был заведующим кафедрой высшей математики. Это не просто приносило удовлетворение, но и помогало в работе. Когда читаешь специальные курсы, студенты приходят к тебе на стажировку. Из них же потом выбираешь себе сотрудников. Стандартная ситуация! Сейчас даже обидно: по ряду обстоятельств от работы в университете отказался, в результате — нет студентов, из которых можно выбрать себе сотрудников. Конечно, они есть у моих учеников. И моя лаборатория состоит из тех и других. В ней сейчас работают только доктора и кандидаты наук. Среди них — доктора
— Какие требования в первую очередь предъявляете к своим ученикам?
— Прежде всего, высокий профессионализм. Знаете, какие в Институте математики жёсткие требования к сотрудникам при поступлении? Сейчас в институт берут только кандидатов наук!
— Много у вас талантливых учеников?
— Много! Среди моих учеников есть член-корреспондент РАН Сергей Игоревич Кабанихин. Он пришел ко мне третьекурсником НГУ, все годы работал со мной, и мы до сих пор тесно сотрудничаем, он остается сотрудником лаборатории. Хотя основное место его работы сейчас —Институт вычислительной математики и математической геофизики, где он заведует лабораторией. Один из первых моих выпускников Есен Ыкласович Бидайбеков диплом НГУ и диссертацию защитил под моим руководством. Сейчас он работает в Казахстане, заведует кафедрой в университете, профессор, академик Российской академии информатизации образования. У него самого уже десятка три учеников — кандидатов и докторов наук. Очень активный ученый в информатике. Мои ученики разлетелись по всей стране и её бывшим республикам. Есть они и за рубежами нашей Родины — в Турции, Бразилии, США, Канаде.
— Какие проблемы сегодня вас одолевают?
— Те же, что и всех моих коллег. Непонятно, как будет жить наука дальше. Надеюсь, что по-прежнему будем иметь возможность заниматься своим делом, но есть и определенные опасения. Прежде всего, очень не хотелось бы, чтобы сформировавшиеся научные коллективы начали разрушаться, а речь о сокращении всё время идет. Без последствий для науки это не останется. Та же лаборатория «собирается» годами, как говорят «кирпичик к кирпичику». Что значит разрушить отлаженный механизм? Это скажется и на формировавшихся десятилетиями научных школах! Централизация науки, укрупнение уже существующих структур, образование ФАНО, на мой взгляд, не оправданы. Я также не вижу проку в том, что Федеральные университеты собирают из вузов различных направлений. Излишняя централизация никогда не приносила пользы.
— Сегодня не будем о грустном — начали мы разговор с грядущего приятного события. Подводя итог, можно констатировать, что выбрали вы в жизни верный путь, удача сопутствовала во всем, у вас прекрасная семья, друзья, уважающие вас коллеги. Мы, журналисты, любим громкие словечки. Вот и вас мне хочется назвать (делаю вывод из услышанного) верным подданным «царицы наук» (ведь так в древней Греции называли математику).
Мы присоединяемся ко всем поздравлениям, прозвучавшим в ваш адрес в эти юбилейные дни.
Фото В. Новикова
стр. 4-5