«Математическая физика мне всегда нравилась», — выпускник магистратуры Леонид Шумилов о базовой кафедре ПОМИ и поступлении в Германию

Леонид Шумилов окончил магистерскую программу «Физика» в 2023 году. За время учебы он выиграл в конкурсе математических исследований, работал учителем в лицее ФТШ и лаборантом в Математическом институте имени В. А. Стеклова. Помимо этого, он стал соавтором двух статей для физических журналов первого квартиля и поступил в аспирантуру в Германии. Выпускник поделился впечатлениями о магистерской программе и подробностями своего карьерного пути.

Фото НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург

Выбор программы

Про магистратуру по физике в Питерской Вышке мне рассказал Игорь Евгеньевич Шендерович. Знаю его со школьных времен, когда готовился к физическому Всероссу. Я доверяю его мнению, поэтому присмотрелся к программе.

Важным плюсом стало то, что здесь работают преподаватели, которых я знаю по Математическому институту имени В. А. Стеклова (ПОМИ). Вокруг ПОМИ давно сложилась какая-то тусовка: есть друзья, очевидное сходство в мировоззрении и все такое. Хотелось оставаться в этой компании, а вышкинская магистратура позволяла это сделать: тем более, что здесь есть базовая кафедра ПОМИ.

Помимо этого, мне хотелось продолжить тему, которой я занялся еще в бакалавриате, — вычислениями многопетлевых фейнмановских интегралов. Когда петель много, считать такой интеграл намного сложнее, нужно отдельное решение под каждый случай. И вот я как раз искал такие под началом Сергея Эдуардовича Деркачева. А он тоже преподает на программе, так что возможность действительно была!

Впечатления от учебы

В целом мне все очень понравилось — и преподаватели, и курсы, и расписание. В первый год учиться было сложнее, больше лекций и домашних заданий. На втором побольше свободного времени — уже для дипломной работы. Более того, у меня получилось совмещать учебу с работой — но об этом я расскажу попозже.

Мне симпатична логика программы. Нет предметов для галочки, которые читают по учебнику, без глубокого понимания. Наоборот, если в Петербурге есть преподаватель, который хорошо разбирается в какой-то теме, его приглашают на программу. И от самих курсов всегда оставалось положительное впечатление, в духе «О, давно хотел об этом узнать!»

Больше всего мне запомнились два курса — по квантовой электродинамике и интегрируемым системам. Первый — фундаментальный, он не очень связан с моей основной темой, но специалистам по квантовой теории поля без него никак. Часто бывает, что курсы по квантовой электродинамике получаются немного сумбурными: приходится по крупицам выискивать понятные объяснения из разных учебников. Но тут ровно наоборот, потому что наш преподаватель досконально разбирался в теме и умел объяснять просто. Интегрируемые системы — более узкая область, достаточно свежая. И тут мне тоже повезло, потому что преподавателем был Сергей Эдуардович, который на этом специализируется.

Базовая кафедра ПОМИ

Когда  я задумался, какое место мне подойдет для научной работы, то выяснил, что у меня довольно много знакомых в ПОМИ. Многие исследователи были моими преподавателями, а некоторых я знал как коллег по Летней физической школе — это что-то вроде летнего лагеря с углубленным изучением физики. Вот поэтому я и остановил свой выбор на ПОМИ.

В ПОМИ я пришел в Лабораторию математических проблем физики — там занимаются математической физикой. Там я не просто посещал семинары, но стал лаборантом. Отчасти это связано еще и с тем, что я получил годовую стипендию на исследования от Международного математического института имени Леонарда Эйлера и лаборатории имени П. Л. Чебышева СПбГУ. И я мог проводить исследования как раз на базе лаборатории.

Математическая физика мне всегда нравилась. Когда изучаешь абстрактные структуры, всегда возникает ощущение, что прикасаешься к чему-то необъятному. 

При этом чистая математика меня никогда не привлекала: слишком уж строгие там нужны доказательства. А тут получается что-то на стыке. Физика добавляет математическим задачам более свободный стиль решения. 

В магистратуре появилось предположение, что с помощью результатов бакалаврской работы можно посчитать особый ряд диаграмм и предложить новое доказательство зигзаг-гипотезы. Первое появилось в 2012 году, но оно было достаточно длинным и запутанным. И нам с научным руководителем действительно удалось доказать ее по-новому, правда, другим способом. Основной интерес этой работы получился в том, что в ней проявляется какая-то пока не до конца понятная связь между старым и новым подходом. Связь интересная, потому что старый подход явно опирался на весьма продвинутые теоремы из теории чисел, а в нашем подходе мы ничем таким не пользовались, только фактами из конформной теории поля. Как говорит мой научный руководитель: «Чудес не бывает». То есть можно попробовать переформулировать их так, чтобы связать на первый взгляд далекие друг от друга области науки.

Итогом этой работы стали две статьи в международных физических журналах первого квартиля — Physics Letters B и Journal of High Energy Physics. Они написаны в соавторстве с Сергеем Эдуардовичем Деркачевым и Алексеем Петровичем Исаевым из Лаборатории теоретической физики имени Н. Н. Боголюбова.

Работа преподавателем в ФТШ

Два года я проработал учителем физики в ФТШ. Я сам когда-то окончил этот лицей, там иногда приглашают хороших выпускников поработать, если им интересно преподавание. Я вел экспериментальную физику у 10-х и 11-х классов, хотя сам нахожусь на другом конце физики — забавно получилось. Я помогаю ученикам проводить лабораторные работы, проверяю их отчеты и, конечно же, даю необходимую теорию. 

Поначалу мне было страшновато преподавать: все-таки разница в возрасте между мной и старшеклассниками не такая большая, вдруг надо мной бы стали смеяться? Но такого не произошло, мой педагогический авторитет не пострадал. Даже наоборот, ребятам было  приятно, что занятия для  них ведет человек, которому нравятся  примерно те же мемы… Но в ФТШ, конечно, немного тепличные условия, начинать в обычной школе было бы сложнее.

В целом мне нравилось преподавать, но проверять домашние задания иногда было тяжко. Бывало, подойдет ко мне какой-нибудь ученик, скажет, что не сделал какое-то задание, а я — не без стыда  — думаю: «Мне же легче». Вообще преподавание — это про терпение. Ты проверяешь домашки, даже если не хочется, повторяешь одно и то же несколько раз, даже если чувствуешь усталость. Делаешь все это, сколько нужно, просто потому что понимаешь — результат того стоит.

Самое лучшее, что есть в преподавании, — это общение со школьниками. Они все очень разные, непохожие друг на друга, но с каждым интересно общаться. Мне всегда казалось, что фраза «Не только ученики учатся от учителей, но и наоборот» — это избитый штамп, но оказалось, так оно и есть. Еще преподавание позволяет держать мозг в тонусе. Ребята иногда задают такие вопросы, от которых натурально зависаешь. Даже с не самой большой разницей в возрасте чувствуется, что их ум живее — и вот на это точно стоит равняться.

Дальнейшие планы 

Я поступил в аспирантуру в Гамбургский университет, там меня прикрепят к команде, которая работает с Немецким электронным синхротроном (Deutsches Elektronen-Synchrotron). В Германии нет лучше места, где можно было бы заниматься физикой частиц и квантовой теорией поля — так что я очень рад! Сейчас оформляю документы, а осенью отправлюсь учиться.

Найти подходящий университет мне помог Сергей Эдуардович: я рассказал ему, что зарубежная аспирантура была бы для меня хорошим опытом. Он познакомил меня с одним профессором, который как раз работает в Гамбурге. Я съездил в Германию на месяц, сделал в университете доклад, пообщался с этим ученым и произвел на него хорошее впечатление. Тогда-то мне и предложили место в их научной группе! Там у меня будет задача, связанная с конформной аномалией в квантовой электродинамике. 

Что касается будущего — мне хотелось бы и дальше заниматься исследованиями. Сложно предсказать, сохранится ли мой энтузиазм: бывали у меня и спады, и подъемы. Но пока что этот интерес не угас!

Наука — это в некотором роде стиль жизнь. Исследователь не может в 18:00 встать с офисного стула и уйти. Мысли о прочитанных статьях будут догонять его все время. И чтобы с этим жить, нужно, чтобы наука нравилась. 

Когда-то в детстве я прочел такую фразу: «Писать надо только тогда, когда не можешь не писать». Ее можно применить и к физике. Поначалу мне казалось, что смысл в том, что человек должен быть одержим своей профессией. Его должно распирать от желания что-то сделать. Но теперь я понимаю, что сохранять одинаковый уровень энтузиазма невозможно, и это высказывание для меня — про другое. Я просто не могу представить себе другую деятельность, в которой я чувствовал бы себя как рыба в воде. А с физикой я на «ты», она приносит мне большое удовольствие.

На магистерской программе «Физика» 10 бюджетных и 5 платных мест. Пообщаться с академическим руководителем и студентами можно в Telegram-чате. Также в Питерской Вышке при поддержке Tele2 работает контакт-центр для абитуриентов. Задать вопрос о поступлении можно по телефону +7 (812) 980-00-30. Также абитуриенты могут обратиться в Приемную комиссию по номеру (812) 644-62-12 или по почте abitur-spb@hse.ru.